Посчитать силу тока зная мощность и напряжение: Расчет силы тока по мощности – Калькулятор + формулы — Комплексный ремонт квартир, домов, офисов, магазинов в Ульяновске

Содержание

как рассчитать силу тока? Как рассчитать силу тока резисторов?

Любая электротехническая система – это комплекс электрических устройств, объединенных в общую цепь для решения различных задач (освещения, отопления, передачи информации, контроля физических параметров и т.д.). Для эффективной и безопасной работы при разработке электрической схемы и подбора оборудования, необходимо учитывать такие параметры как напряжение, сила тока, сопротивление, мощность устройств энергопотребления.

Все они взаимосвязаны и имеют определенную зависимость друг от друга, в соответствии с законом Ома. Зная отдельные параметры, можно без труда рассчитать, как силу тока, так и величину остальных значений.

Как рассчитать силу тока для отдельных элементов электрической цепи

При монтаже электрической проводки как в домашних, так и в промышленных условиях необходимо правильно рассчитать силу тока. Это необходимо в перовую очередь для правильного подбора сечения кабеля или провода. В случае если диаметр проводника будет ниже необходимого, то кабель будет чрезмерно нагреваться. Это может привести к оплавлению изоляции, короткому замыканию и как правило, в большинстве случаев является причиной пожаров.

Как рассчитать силу тока по мощности электроприбора

Мощность электрического устройства является величиной физической и характеризует скорость преобразования или передачи энергии. В системе СИ единицей мощности принят ватт. Для однофазной сети данный показатель можно определить по простой формуле:

Р=U x I, где U- напряжение в электрической сети в вольтах, а I – сила тока в амперах. То есть для того чтобы рассчитать силу тока, зная мощность электрического изделия необходимо преобразовать формулу и получаем ее в таком виде I (сила тока, А) = Р (мощность устройства, Вт) / U (напряжение сети, В).

Практический пример как рассчитать силу тока для выбора провода питания зная мощность прибора и напряжение в сети.

Задача: необходимо подобрать кабель для подключения электрического камина в частном доме.

Исходными данными имеющими значение будут мощность, указанная в документации на электрокамин (условимся что она завалена производителем в 5 кВт) и напряжение сети (как правило, для частного дома эта величина составляет 220 В, при условии, что сеть однофазная).

Подставив эти значения в вышеуказанную формулу (5000/220) мы получаем значение силы тока в 22,7А. Исходя из этого выбираем кабель соответствующего сечения. Необходимо принимать во внимание, что все расчетные параметры кабельной продукции стандартизированы и в любом случае необходимо руководствоваться большей величиной. Так в нашем варианте подойдет медный кабель сечением 2,5 кв. мм. рассчитанный на ток 27 ампер.

Здесь рассмотрен вариант расчета силы тока для локального электроприбора. Если к кабелю будет подключено несколько устройств, то необходимо суммировать всю их мощность.

Как рассчитать силу тока по сопротивлению

Расчет силы тока для отдельного участка, зная сопротивление этого участка и напряжение в сети, не представляет собой особой сложности. Зависимость этих параметров определена законом Ома, формула которого в символьном виде выглядит следующим образом:

I=U/R, где – сила тока в амперах, напряжение сети в вольтах, а сопротивление участка в ом. В каких случаях прибегают к расчету силы тока по сопротивлению? Как правило, это ситуация, когда в помещении уже смонтирована проводка, но нет достоверных данных какой кабель применялся при прокладке и какую нагрузку он может выдержать. Таким образом замерив сопротивление электрического устройства омметром или мультиметром можно рассчитать силу потребляемого тока.

Для чего нужны резисторы в бытовых электрических цепях

Трехфазное электропитание в частном доме используется довольно редко из-за сложностей в организации электропроводки и повышенной опасности при эксплуатации. В обыкновенной электрической сети к которой подключаются все бытовые приборы имеет напряжение 220В. Но для работы отдельных устройств эта величина слишком большая. По закону Джоуля-Ленца, при прохождении электричества по проводнику выделяется тепло. Формула закона выгладит следующим образом:

Q = I²Rt, где Q — количество тепла, Дж; R и I – сопротивление и сила тока, а t – время протекания тока.

Из этого видно, что чем больше сила тока, тем больше тепла будет выделяться при работе устройства, что в итоге может привести к перегреву и выходу изделия из строя. Время тоже имеет значение, но в нашем варианте, для удобства понимания можно принят его равное 1.

Таким образом, чтобы избежать этой неприятности, нам необходимо увеличить сопротивление (см. на формулу закона Ома). Другими словами, необходимо в цепь включить резистор, который обладает дополнительным сопротивлением. Рассчитать силу тока для резистора можно посмотрев маркировку на его поверхности.

На практике данный принцип применяется при работе всей низковольтной аппаратуры, светодиодных источников света, а также в приборах контроля и автоматики. В последнем варианте это широко известные плавкие предохранители принцип работы, которых основан на применении законов Ома и Джоуля-Ленца. Т.е. при скачке напряжения возрастает сила тока и выделяется большое количество тепла, в результате чего из строя выходит только плавкий предохранитель, а остальные детали остаются работоспособными.

Портал для избранных леди

Парные браслеты с гравировкой Браслеты для влюбленных заказать
К чему дарят желтые цветы Нельзя дарить желтые цветы
Где можно отдохнуть с друзьями
Идем в гости: что взять с собой из еды, к столу, что взять, парню и девушке, что купить ребенку?
Самые модные цвета для весны и лета
Выбираем детскую железную дорогу по возрасту ребенка
Модные подарки, или что подарить людям, идущим в ногу со временем
Что подарить мужу на Новый год?
Самые смешные конкурсы на новый год
Типичные ошибки в одежде
Какие джинсы носить мужчинам этой осенью и зимой
Конкурсы, сценарии и развлечения на день рождения
Шуба-трансформер из песца: отзывы, модели, с чем носить Главные преимущества шубы-трансформера
Любопытные факты о наращивании ресниц Интересные факты о нарощенных ресницах
Проверяем факты: вредно ли наращивание ногтей на самом деле?
Инструкция: Как сушить шерстяные вещи, чтобы не растянулись В чем стирать полушерстяные вещи
Эссе воспитателя дети цветы жизни
Эссе воспитателя «Дети — цветы жизни
Как оригинально поздравить с днем рождения лучшего друга?
Свежий воздух: польза прогулок по лесу, в горах для взрослых и детей Зачем детям гулять на улице
Самое оригинальное поздравление с днем рождения: несколько идей Оригинальное поздравление для друга
Как поздравить друга с днем рождения оригинально
Что делать, если лак не держится на ногтях?
Рубашки мужские: модные бренды
Как правильно заточить нож
Искусственный камень своими руками для использования на даче
Полиэфирные лаки и грунты Полиэфирный лак для дерева чем заменить
Как почистить рулонные шторы и можно ли их стирать Основные правила эксплуатации для тканевых ролет
Натуральный камень для пола: виды и особенности Напольный камень для дома
Папье-маше из туалетной бумаги, поделки Для сада из папье маше своими руками
Поделки из папье-маше своими руками Фигуры в сад из папье маше изготовление
Пористая резина (декоративная пенка) Цветная пористая резина для творчества как использовать
Мастер-класс с пошаговыми фото
Детские площадки для дачи — как своими руками создать безопасный уголок для детей
Изготовление детского одеяла в технике пэчворк
Развивающие коврики для детей своими руками: как сшить коврик с дугами и бортиками, игровой, двусторонний и коврик-пазл
Поделки для детской площадки: обустраиваем детскую зону участка самоделками
Цветной лак для дерева для внутренних работ
Лак для наружных и внутренних работ
Какой лак лучше подходит мебели из дерева

Загрузка. ..

rmi-laser.ru — Портал для избранных леди

Расчет тока по мощности — формула, онлайн расчет, выбор автомата

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка. Если расчет для цепи постоянного тока не представляет сложности (в соответствии с законом Ома, необходимо умножить силу тока на напряжение – Р=U*I), то с вычислением мощности переменного тока – не все так просто. Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 514
Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Разделы статьи

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 179
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Советы

При расчетах помните о небольшой мощности, потребляемой некоторыми приборами даже тогда, когда они выключены, но подключены к источнику питания, например, к розетке. Если некоторый прибор выключен, но на нем горит светодиод, то такой прибор продолжает потреблять некоторую мощность.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 295
Источник: https://ru.wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

I = P/(U*cos φ),

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1678
Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.). Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

обратившись к технической документации устройства;
посмотрев это значение на наклейке задней панели; Потребляемая мощность прибора часто указывается на тыльной стороне
воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

Таблица значений средней потребляемой мощности

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной. Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1431
Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Предупреждения

Если через инвертер пропустить слишком большую мощность, то он может выйти из строя.
Подключение чрезмерного числа приборов к инвертеру может привести к недостатку мощности для каждого прибора. Результатом этого может быть повреждение или отключение приборов.
При вычислении мощности по формуле вы получите приблизительное значение. Если вам нужно точное значение мощности, воспользуйтесь ваттметром.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 449
Источник: https://ru.wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 286
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 3886
Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 463
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 12037
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html: использовано 4 блоков из 4, кол-во символов 6335 (53%)
http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 1241 (10%)
http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 5564 (46%)
https://ru. wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 1429 (12%)

Как найти силу тока в цепи — Инженерные технологии Коломна

Одной из основных характеристик электрической цепи является сила тока. Она измеряется в амперах и определяет нагрузку на токопроводящие провода, шины или дорожки плат. Эта величина отражает количество электричества, которое протекло в проводнике за единицу времени. Определить её можно несколькими способами в зависимости от известных вам данных. Соответственно студенты и начинающие электрики из-за этого часто сталкиваются с проблемами при решении учебных заданий или практических ситуаций. В этой статье мы и расскажем, как найти силу тока через мощность и напряжение или сопротивление.

Если известна мощность и напряжение

Допустим вам нужно найти силу тока в цепи, при этом вам известны только напряжение и потребляемая мощность. Тогда чтобы её определить без сопротивления воспользуйтесь формулой:

P=UI

После несложных мы получаем формулу для вычислений

I=P/U

Следует отметить, что такое выражение справедливо для цепей постоянного тока. Но при расчётах, например, для электродвигателя учитывают его полную мощность или косинус Фи. Тогда для трёхфазного двигателя его можно рассчитать так:

Находим P с учетом КПД, обычно он лежит в пределах 0,75-0,88:

Р1 = Р2/η

Здесь P2 – активная полезная мощность на валу, η – КПД, оба этих параметра обычно указывают на шильдике.

Находим полную мощность с учетом cosФ (он также указывается на шильдике):

S = P1/cosφ

Определяем потребляемый ток по формуле:

Iном = S/(1,73·U)

Здесь 1,73 – корень из 3 (используется для расчетов трёхфазной цепи), U – напряжение, зависит от включения двигателя (треугольник или звезда) и количества вольт в сети (220, 380, 660 и т. д.). Хотя в нашей стране чаще всего встречается 380В.

Если известно напряжение или мощность и сопротивление

Но встречаются задачи, когда вам известно напряжение на участке цепи и величина нагрузки, тогда чтобы найти силу тока без мощности воспользуйтесь законом Ома, с его помощью проводим расчёт силы тока через сопротивление и напряжение.

I=U/R

Но иногда случается так, что нужно определить силу тока без напряжения, то есть когда вам известна только мощность цепи и её сопротивление. В этом случае:

P=UI

При этом согласно тому же закону Ома:

U=IR

То:

P=I2*R

Значит расчёт проводим по формуле:

I2=P/R

Или возьмем выражение в правой части выражения под корень:

I=(P/R)1/2

Если известно ЭДС, внутреннее сопротивление и нагрузка

Ко студенческим задачам с подвохом можно отнести случаи, когда вам дают величину ЭДС и внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае вы можете определить силу тока в схеме по закону Ома для полной цепи:

I=E/(R+r)

Здесь E – ЭДС, r – внутреннее сопротивление источника питания, R – нагрузки.

Закон Джоуля-Ленца

Еще одним заданием, которое может ввести в ступор даже более-менее опытного студента – это определить силу тока, если известно время, сопротивление и количество выделенного тепла проводником. Для этого вспомним закон Джоуля-Ленца.

Его формула выглядит так:

Q=I2Rt

Тогда расчет проводите так:

I2=QRt

Или внесите правую часть уравнения под корень:

I=(Q/Rt)1/2

Несколько примеров

В качестве заключения предлагаем закрепить полученную информацию на нескольких примерах задач, в которых нужно найти силу тока.

1 задача: Рассчитать I в цепи из двух резисторов при последовательном соединении и при параллельном соединении. R резисторов 1 и 2 Ома, источник питания на 12 Вольт.

Из условия ясно, что нужно привести два варианта ответа для каждого из вариантов соединений. Тогда чтобы найти ток при последовательном соединении, сначала складывают сопротивления схемы, чтобы получить общее.

R1+R2=1+2=3 Ома

Тогда рассчитать силу тока можно по закону Ома:

I=U/R=12/3=4 Ампера

При параллельном соединении двух элементов Rобщее можно рассчитать так:

Rобщ=(R1*R2)/(R1+R2)=1*2/3=2/3=0,67

Тогда дальнейшие вычисления можно проводить так:

I=12*0,67=18А

2 задача: рассчитать ток при смешанном соединении элементов. На выходе источника питания 24В, а резисторы на: R1=1 Ом, R2=3 Ома, R3=3 Ома.

В первую очередь нужно найти R общее параллельно соединенных R2 и R3, по той же формуле, что мы использовали выше.

Rприв=(R2*R3)/(R2+R3)=(3*3)|(3+3)=9/6=3/2=1,5 Ома

Теперь схема примет вид:

Далее находим ток по тому же закону Ома:

I=U/(R1+Rприв)=24/(1+1,5)=24/2,5=9,6 Ампер

Теперь вы знаете, как найти силу тока, зная мощность, сопротивление и напряжение. Надеемся, предоставленные формулы и примеры расчетов помогли вам усвоить материал!

Наверняка вы не знаете:

Источник

Расчет мощности по току и напряжению: формулы, правила

Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен. Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает. Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.

Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:

I=U/R ,

причем искомая сила тока именуется амперами.

А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:

P=U*I ,

причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.

Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению. Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство. Также как синхронные и асинхронные движки.

Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока. Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов. Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.

Расчет мощности в цепях переменного электротока

Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров. Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма. Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.

Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.

Треугольники мощности и напряжения

Для измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало. Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности. По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.

Лабораторный ваттметр
Щитовой ваттметр

У большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора. При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U. Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.

Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных. Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие. Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.

Лабораторный фазометр
Щитовой фазометр

Используем формулы

Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам

я вычислю искомый параметр электрической цепи. Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение. Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:

Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…

Как узнать ток зная мощность и напряжение

Особенности расчета мощности по току и напряжению

25 октября 2019
Время на чтение:

Чтобы электропроводка и все электрическое оборудование, которое имеется в доме, работало исправно и правильно, необходимо правильно сделать вычисление мощности по току и электронапряжению, поскольку при неправильно подобранных показателях может возникнуть короткое замыкание или возгорание. Как сделать расчёт потребляемой мощности по току и напряжению, как вычисляется сила тока, формула через мощность и напряжение и другое, далее.

Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:

Расчет напряжения онлайн:

Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:

Определение величины онлайн:

Схемы Электрических Цепей Постоянного Тока

При расчете электрических цепей в большинстве случаев известны параметры источников ЭДС или напряжения, сопротивления элементов электрической цепи, и задача сводится к определению токов в ветвях цепи. Таким образом, электрическая цепь на рис.

Точка Н определяет номинальный режим, если напряжение и ток соответствуют их номинальным значениям Uном и Iном, приведенным в паспорте источника электрической энергии.

Элемент электрической цепи, параметры которого сопротивление и др. Электрические цепи (часть 1)

Элементы цепи Электрическая цепь содержит в себе такие составляющие, как источники энергии, потребители, а также соединяющие их провода. По закону Ома токи в каждой ветви: По первому закону Кирхгофа общий ток Смешанное соединение — комбинация первых двух соединений, где параллельное соединение может быть преобразовано к последовательному.

Для их составления необходимо задать условные направления токов в ветвях номер введем в соответствии с порядковым номером сопротивлений.

Метод узловых потенциалов Вторым методом, которым пользуются для решения сложных цепей, является метод узловых потенциалов. Тогда из выражения 1. Внешняя вольт-амперная характеристика источника электрической энергии Точка X вольт-амперной характеристики источника электрической энергии отвечает режиму холостого хода х.

Подключение цепи к источнику постоянной ЭДС 5. Существуют дополнительные приборы цепи, например, выключатели, измерители тока и защитные аппараты. КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА [РадиолюбительTV 89]

Что такое Сила тока. Ампер [А]

Сила тока представляет собой скорость, с которой электрический заряд течёт по проводнику. Один ампер равен заряду в один кулон, который проходит через проводник за одну секунду. Один кулон представляет собой очень большой заряд, поэтому в большинстве устройств эта величина измеряется в миллиамперах.

Сила тока зависит от сечения проводника и его длины. Это необходимо учитывать при планировке сооружений, а также выборе электрических приборов. Хотя большинству не следует задумываться на этот счёт, поскольку это задача инженеров и проектировщиков.

Сколько Ватт в 1 Ампере?

Для определения мощности цепи также важно понятие напряжения. Это электродвижущая сила, перемещающая электроны. Она измеряется в вольтах. Большинство приборов имеют в документации эту характеристику.

Чтобы определить мощность при силе тока в один ампер, необходимо узнать напряжение сети. Так, для розетки в 220 вольт получится: P = 1*220 = 220 Вт. Формула для расчёта: P = I*U, где I — сила тока, а U — напряжение. В трёхфазной сети нужно учитывать поправочный коэффициент, отражающий процент эффективности работы. В большинстве случаев он составляет от 0,67 до 0,95.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

Из этого значение зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (A — амперы):

Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение электросети, В (вольт).

Параллельное соединение проводников

Параллельное соединение проводников выглядит вот так.

параллельное соединение резисторов

Ну что, думаю, начнем с сопротивления.

Сопротивление при параллельном соединении проводников

Давайте пометим клеммы как А и В

В этом случае общее сопротивление RAB будет находиться по формуле

Если же мы имеем только два параллельно соединенных проводника

То в этом случае можно упростить длинную неудобную формулу и она примет вид такой вид.

Напряжение при параллельном соединении проводников

Здесь, думаю ничего гадать не надо. Так как все проводники соединяются параллельно, то и напряжение у всех будет одинаково.

Получается, что напряжение на R1 будет такое же как и на R2, как и на R3, так и на Rn

Сила тока при параллельном соединении проводников

Если с напряжением все понятно, то с силой тока могут быть небольшие затруднения. Как вы помните, при последовательном соединении сила тока через каждый проводник была одинакова. Здесь же совсем наоборот. Через каждый проводник будет течь своя сила тока. Как же ее вычислить? Придется опять прибегать к Закону Ома.

Чтобы опять же было нам проще, давайте рассмотрим все это дело на реальном примере. На рисунке ниже видим параллельное соединение трех резисторов, подключенных к источнику питания U.

Как мы уже знаем, на каждом резисторе одно и то же напряжение U. Но будет ли сила тока такая же, как и во всей цепи? Нет. Поэтому для каждого резистора мы должны вычислить свою силу тока по закону Ома I=U/R. В результате получаем, что

Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них

В этом случае, сила тока в цепи будет равна:

Задача

Вычислить силу тока через каждый резистор и силу тока в цепи, если известно напряжение источника питания и номиналы резисторов.

Решение

Воспользуемся формулами, которые приводили выше.

Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них

Измерительными приборами

Если под руками имеются измерительные приборы, то с их помощью довольно просто найти силу тока. Необходимо лишь соблюдать правила измерений и не забывать о правилах безопасности.

Амперметром

Пользуясь приборами для измерения ампеража, следует помнить, что они подключаются в цепи последовательно. Внутреннее сопротивление амперметра очень маленькое, поэтому прибор легко выводится из строя, если проводить измерения пределами значений, для которых он рассчитан.

Схема подключения амперметра показана на рисунке 3. Обратите внимание на то, что на участке измеряемой электрической цепи обязательно должна быть нагрузка.

Рис. 3. Схема подключения амперметра

Большинство аналоговых амперметров, например, таких, как на рисунке 4, предназначены для измерений параметров в цепях с постоянными токами.

Рис. 4. Аналоговый амперметр

Обратите внимание распределение шкалы амперметра. Цена первого деления 50 А, а всех последующих – 10 А. Максимальная величина, которую можно измерить данным амперметром не должна превышать 300 А. Для измерений электрической величины в меньших либо в больших пределах следует применять соответствующие приборы, предназначенные для таких диапазонов. В этом смысле универсальность амперметра ограничена.

Лабораторное исследование Закона Ома

Рассмотрим действие Закона Ома через исследования лабораторным путём с использованием последовательных и параллельных цепей. Схема, подходящая для эксперимента, представлена выше на картинке.

Инструментально потребуются два прибора: измеритель напряжения (вольтметр), измеритель силы тока (амперметр). Обычно оба измерителя представлены единой конструкцией прибора, именуемого – мультиметр.

Конструкций мультиметров в современном (цифровом) исполнении существует множество. Каждый прибор, как правило, поддерживает измерение напряжения, тока, сопротивлений и прочих электрических величин

Исследование последовательной схемы включения

Подключить источник питания к двум последовательно подключенным резисторам, подключив положительную клемму источника питания к V1 и отрицательную клемму к V3.
Подключить измеритель напряжения к V1 и V3 и отрегулировать источник питания так, чтобы показания вольтметра составляли 5 вольт.
Измерить напряжение между точками V1 и V2 и между точками V2 и V3.
Отключить вольтметр, подключить амперметр к точке C1. Измерить ток в точке С1.
Используя уравнение, рассчитать сопротивление резистора между точками V2 и V3. Рассчитать сопротивление между V1 и V2. Найти процентную погрешность расчетного значения и значений R.

Исследование параллельной схемы включения

Подключить источник питания параллельно к двум резисторам, подключив положительную клемму источника питания к V3, а отрицательную клемму к V4.
Подключить вольтметр к V3 и V4 и отрегулировать источник питания так, чтобы показания вольтметра составляли 5 вольт.
При помощи амперметра измерить ток в точке C2.
Используя уравнение, рассчитать сопротивление R= 91 Ом.
Рассчитать общее сопротивление двух параллельных элементов. Подсчитать сумму тока через параллельную цепь, а также через R=110 Ом.

Расчёт сечения питающего кабеля и проводки

Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к перегреву провода, плавление его изоляции и в итоге, возгоранию, из-за короткого замыкания.

Мощность ток напряжение, удобная шпаргалка

Основным параметром, по которому производят расчет сечения провода, является его продолжительная допустимая токовая нагрузка. Т.е, это такая номинальная величина тока, которую проводник способен через себя пропускать на протяжении длительного времени. Для определения величины номинального тока, необходимо знать приблизительную мощность всех подключаемых электроприборов и оборудования в квартире.

И так, что мы имеем:

От значения величины тока зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы энергопотребления к сети
Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику(проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой не связанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети. По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U.

А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.

Вопросы на проверку понимания Закона Ома

Есть N-е число резисторов, все с равным сопротивлением R. Каково общее сопротивление, если все элементы включены последовательно?
Есть N-е число элементов, все с равным сопротивлением R. Каково общее сопротивление, если все элементы включены параллельно?
Если следовать Закону Ома, какой ток присутствует в замкнутой цепи без резисторов?

Силовой трансформатор индустриального назначения

Твердотельные выключатели постоянного тока средних напряжений

Магнитоэлектрический измерительный прибор

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Источник

Сколько киловатт в сети 220 вольт

Чтобы узнать сколько ампер в обычной домашней розетке 220В, в первую очередь вспомним, что в Амперах измеряется сила тока:

Сила тока «I» – это физическая величина, которая равна отношению заряда «q», проходящего через проводник, ко времени (t), в течении которого он протекал.

Главное, что нам в этом определении важно – это то, что сила тока возникает лишь когда электричество проходит через проводник , а пока к розетке ничего не подключено и электрическая цепь разорвана, движения электронов нет, соответственно и ампер в такой розетке тоже нет.

В розетке, к которой не подключена нагрузка, ампер нет, сила тока равно нулю.

Теперь рассмотрим случай, когда в розетку подключен какой-то электроприбор и мы можем посчитать величину силы тока.

Если бы нашу электропроводку не защищала автоматика, установленная в электрощите, и максимальная подключаемая мощность оборудования (как и сила тока), ничем бы не контролировались, то количество ампер в бытовой розетке 220В могло быть каким угодно. Сила тока росла бы до тех пор, пока бы от высокой температуры не разрушились механизм розетки или провода.

При протекании высокого тока, проводники или места соединений, не рассчитанные на него, начинают нагреваться и разрушаются. В качестве примера можно взять спираль обычной лампы накаливания, которая, при прохождении электрического тока, раскаляется, но т.к. вольфрам, из которого она сделана – тугоплавкий металл, он не разрушается, чего нельзя ждать от контактов механизма розетки.

Чтобы рассчитать сколько ампер будет в розетке, при подключении того или иного прибора или оборудования, если под рукой нет амперметра, можно воспользоваться следующей формулой:

Формула расчета силы тока в розетке

I=P/(U*cos ф) , где I – Сила тока (ампер), P – мощность подключенного оборудования (Вт), U – напряжение в сети (Вольт), cos ф – коэффициент мощности (если этого показателя нет в характеристиках оборудования, принимать 0,95)

Давайте рассчитаем по этой формуле сколько ампер сила тока в обычной домашней розетке с напряжением (U) 220В при подключении к ней утюга мощностью 2000 Вт (2кВт), cos ф у утюга близок к 1.

Значит, при включении и нагреве утюга мощностью 2кВт, в сила тока в розетке будет около 9,1 Ампер.

При одновременном включении нескольких устройств в одну розетку, ток в ней будет равен сумме токов этого оборудования.

Какая максимальная величина силы тока для розеток

Чаще всего, современные домашние розетки 220В рассчитаны на максимальный ток 10 или 16 Ампер. Некоторые производители заявляют, что их розетки выдерживают и 25 Ампер, но таких моделей крайне мало.

Старые, советские розетки, которые еще встречаются в наших квартирах, вообще рассчитаны всего на 6 Ампер.

Максимум, что вы сможете встретить в стандартной типовой квартире, это силовую розетку для электроплиты или варочной панели, которая способна выдерживать силу тока до 32 Ампер.

Это гарантированные производителем показатели силы тока, который выдержит розетка и не разрушится. Эти характеристики обязательно указаны или на корпусе розетки или на её механизме.

При выборе электроустановочных изделий имейте ввиду, что, например, розетка на 16 Ампер выдержит около 3,5 киловатт мощности, а на 10 Ампер уже всего 2,2 Киловатт.
Ниже представлена таблица, максимальной мощности подключаемого оборудования для розеток, в зависимости от количества ампер, на которые они рассчитаны.

ТАБЛИЦА МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РОЗЕТОК, РАССЧИТАННЫХ НА ТОК 6, 10, 16, 32 Ампер

Чаще всего, всё бытовое электрооборудование, которое включается в стандартные розетки 220В, не превышает по мощности 3,5кВт, более мощные приборы имеют уже иные разъемы для подключения или поставляются без электрической вилки, в расчете на подключение к клеммам или к электрическим вилкам для силовых розеток.

Я советую всегда выбирать розетки рассчитанные на силу тока 16 Ампер или больше – они надежнее. Ведь чаще всего электропроводку в квартирах прокладывают медным кабелем с сечением жил 2,5 мм.кв. и ставят автомат на розетки на 16 Ампер. Поэтому, если вы выберете розетку, рассчитанную на 10 Ампер и подключите к ней большую нагрузку, то защитная автоматика не сработает, и розетка начнет греться, плавится, это может стать причиной пожара.

Если же у вас остались вопросы о характеристиках розеток или их выборе, обязательно пишите, постараюсь помочь. Кроме того, приветствуется любая критика, дополнения, мнения – пишите.

Если речь идет про силу тока, мощность и напряжение, важно понимать, что данные величины – 3 стороны одной медали.

Мощность – равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. Измеряется в Ваттах. 1000 Ватт = 1 кВт

Сила – Направленное движение заряженных частиц. Показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Измеряется в Амперах.

Напряжение – равно отношению работы электрического поля по перемещению заряда к величине перемещаемого заряда на участке цепи. Напряжение – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Измеряется в Вольтах.

Такие понятия, как “напряжение”, “мощность” и “сила” можно сравнить с потоком воды: вольты (напряжение) – давление воды в водопроводе, амперы (сила тока) – количество воды, которое «протекает» за единицу времени (зависит от потребителя тока, т. е. как сильно кран включишь), ватты (мощность) – это работа, скажем по движению лопастей турбины: давление, умноженное на силу тока. Соответственно на блоке питания важна мощность – потянет ли устройство, на батарейке – напряжение – выдержит ли потребитель, а на приборах для сети с известным напряжением – у нас 220 – предел силы тока, если умножить его на напряжение, одновременно и предел мощности.

Соответственно, как определить мощность, зная силу тока и напряжение?

Формула расчёта силы тока по мощности и напряжению

МОЩНОСТЬ = СИЛА ТОКА * НАПРЯЖЕНИЕ, то есть ВАТТЫ = АМПЕРЫ * ВОЛЬТЫ.

Есть еще несколько важных моментов если мы говорим про электричество.

1. Стандартные розетки рассчитаны на силу тока в 16 Ампер. Поскольку напряжение в сети составляет 220 Вольт, то максимальная мощность составляет 16 Ампер * 220 Вольт = 3 520 Ватт или 3,5 Киловатт.
2. На линию розеток, как правило, ставят автоматы 16 Ампер. Что это значит? Если на линии, где стоит автомат 16 Ампер сила тока будет более 16 Ампер (или мощность более 3,5 киловатт), автомат сработает на отключение. К примеру, в вашей квартире идет отдельная линия на розетки кухни. Если вы подключите к этой линии два обогревателя, мощность каждого из которых составит по 2 Квт, автомат разомкнет цепь.

Розетка – это электротехническое оснащение, без которого невозможно сегодня представить ни жилое, ни рабочее помещение. Поскольку техника используется разная, характеристики электрофурнитуры для нее тоже будут отличаться. Ни для кого не секрет, что мощность современных бытовых приборов несколько выше, чем 2-3 десятилетия назад. Именно поэтому были изменены и ГОСТы. Так, для советских разъемов стандартным было ограничение нагрузки 6А в сетях с напряжением 220в, сегодня же она увеличена до 16А. Для больших нагрузок подводятся трехфазные сети с напряжением 380в. Розетка 3 х фазная отличается по конструкции и способна выдерживать нагрузки до 32А.

Какая сила тока в розетке 220в и 380в, и для каких бытовых приборов необходимо 16, 25 и 32 ампера?

Сегодня каждый человек знает, сколько вольт в розетке. Стандартное напряжение в отечественных бытовых электросетях 220 вольт. В некоторых странах принят иной стандарт и там оно может быть 127 или 250 вольт. Большинство современной техники рассчитано именно на такие показатели. Однако помимо напряжения при монтаже проводки необходимо учитывать предполагаемую мощность подключаемых потребителей. Так на сегодняшний день в продаже представлены розетки 220 вольт с ограничением нагрузки 16А и 25А. Они используются для разных целей. Поскольку сила тока в розетке 220в прямо пропорциональна потребляемой мощности подключенного к ней оборудования.

К примеру, несколько десятилетий назад бытовой электротехники было не много, и особой мощностью она не отличалась, ограничение нагрузки на одну точку было 6А. В такой разъем можно подключить технику мощностью до 1,5кВт. Однако для современного дома этого уже слишком мало, так как даже стандартный электрочайник может потреблять до 2.5 кВт. Именно поэтому для современных разъемных соединений установлен стандарт ограничения нагрузки 16А, что позволяет безопасно подключать потребители мощностью до 3,5 кВт. В домах, где предполагается установка электроплит до 6кВт устанавливают так называемые силовые розетки 25А 220в. В целом это максимальные значения для бытовых электросетей.

Для более мощной техники используют трехфазные сети с напряжением 380в и соответствующие розетки 380 вольт (до 32А). Такие разъемы обычны для мастерских, объектов общественного питания, но могут быть установлены и в частном доме, если все нагревательные приборы (в том числе и отопительные) работают от электросети. Однако в таких случаях требуется не только установка специальной электрофурнитуры, но и усиленная проводка.

Как найти фазу в розетке, и зачем нужны трехфазные; как измерить напряжение и определить силу тока

Нередко при внесении каких-либо изменений в электропроводку возникает необходимость определить фазный провод. Независимо от того, какое напряжение в розетке, по современным нормам они должны иметь цветную маркировку. Так желто-зеленый провод – это заземление, а синий или голубой – ноль. Соответственно остальные (один или три) – фаза, обычно фазовые провода бывают:

по нормам до 2011г – желтый, зеленый, красный;
после 2011г – коричневый, черный, серый.

Однако в некоторых сетях, монтировавшихся до 2011г, черный провод использовался для заземления. Кроме этого в однофазной проводке принято фазу подключать справа.

Если какая либо маркировка отсутствует, то пригодится пробник с неоновой лампой. При прикосновении к фазе индикатор загорится. Если используется пробник со светодиодом, при проверке нельзя касаться рукой металлической площадки на торце ручки. Чтобы определить, какой ток в розетке, необходим вольтметр. Он же пригодится и при определении фаз трехфазного подключения. Так между каждой из фаз и нолем будет 220в при линейном напряжении 380в и 127в — при линейном 220в (но последний разъем сегодня практически не встречается и не используется). В бытовых сетях трехфазное подключение может использоваться для кухонных печей с электродуховкой большой мощности. Клеммные щитки в некоторых моделях позволяют, таким образом, равномерно распределить нагрузку.

Подробнее о выборе и монтаже розетки

Если необходимая сила тока в розетке — 1 ампер, сколько вольт в ней должно быть?

Ампер и вольт — разные физические величины. Вольт (В) — это напряжение, которое необходимо для того, чтобы протолкнуть 1 Кл (кулон) электричества через сеть. Ампер (А) — сила электротока в проводнике, показывающая, сколько кулонов проходит через проводник за 1 секунду. Если сила тока в проводнике составляет 1 Ампер, это означает, что за 1 секунду он пропускает заряд электричества, равный 1 Кл.

Если силу тока умножить на напряжение сети, то в итоге мы получим показатель ее мощности. Например:

Напряжение обычной бытовой сети — 220 В

Мощность электросети=220 В*1 А=220 Вт (Ватт)

Поэтому вопрос о том, сколько вольт в ампере, звучит не совсем корректно. Правильная формулировка: «Какую мощность (в ватах) развивает электроприбор, потребляющий ток 1А?»

Ответ на него будет звучать так: «Электрический прибор, потребляющий ток в 1А, при подключении к бытовой электросети с напряжением 220В, будет развивать мощность 220 Вт».

Формулы для вычисления значения тока и мощности электролинии представлены на рисунке ниже.

Как выбрать розетку для дома?

Розетка — устройство для подключения бытовых приборов к электросети. Состоит она из корпуса и колодки, к контактам и клеммам которой подсоединяются токоподводящие провода.

Различают розетки бытовые и промышленные. По нормам среднее напряжение — 220В в розетке бытового назначения. Допустимая сила тока для такой розетки — 10А-16А, что подходит для подключения прибора мощностью 3520 Вт. При установке техники большей мощности контакты сильно нагреваются, и возрастает возможность возгорания. Для электроплиты мощностью 8 кВт обычная розетка, выдерживающая силу тока в 16 А, не подойдет.

Как узнать, сколько ампер в 220-вольтной розетке? Если разделить 8 кВт (8000Вт) на напряжение в сети (220В), то получим, что сила тока при подключении такой плиты будет свыше 36А. Это значит, что в характеристиках розетки должно быть указано, что она рассчитана на ток до 40А. Аналогично можно подобрать розетки и для других бытовых приборов.

Как самостоятельно измерить силу тока в розетке?

Сила тока в розетке 220В не измеряется, поскольку ее там нет. Розетка может быть только рассчитана на определенную силу тока, которая необходима для работы того или иного прибора.

Проверяется сила тока в определенном участке цепи. Используется для этого прибор амперметр. Измеряется сила тока в такой последовательности:

Необходимо создать последовательную цепь, состоящую из бытового прибора, силу тока которого нужно измерить, и амперметра.
При подключении амперметра следует соблюдать полярность — «+» измерительного прибора подключается к «+» источника тока, а «-» — к «-» источника тока.

Амперметр на электрической схеме измерения постоянного тока обозначен символом:

Как известно, существует зависимость силы тока от напряжения в сети. Для ее измерения используется закон Ома: I (сила тока в участке цепи) =U (напряжение на этом участке)/R (постоянный показатель сопротивления участка).

Как и чем измерить напряжение в розетке?

Напряжение в домашней электросети должно находиться в пределе 220В ±10. Максимальное напряжение в сети должно составлять не более 220+10%= 242В. Если в квартире тускло, или слишком ярко горят лампочки, либо ни быстро перегорают, часто выходят из строя электроприборы, рекомендует проверить напряжение в розетке. Для этого используются специальные приборы:

Перед использованием прибора необходимо проверить его изоляцию.

Как проверить напряжение в розетке? Для этого следует установить переключатель пределов измерения в необходимое положение (до 250 В — для измерения переменного напряжения).

Щупы прибора вставляют в гнезда розетки, табло прибора покажет напряжение в розетке.

Внимание: не следует касаться руками проводов и контактов, находящихся под напряжением.

Как правильно подключить трехфазную розетку?

При установке розетки на 380 вольт необходимо правильно подключить 4 или 5 проводов. Если перепутать местами ноль и фазу, это грозит не только поломкой электроприбора, но и возгоранием проводки.

Силовая линия для электропитания устройства состоит из трехфазной розетки и соответствующей ей вилки. Розетка 380 вольт подключается в следующей последовательности:

На счетчике отключается напряжение, его отсутствие проверяется отверткой с индикатором.
К контактам L1, L2, и L3 подключают в любой последовательности фазы A, B и C.
Нулевая фаза подключается к контакту N.
На контакт РЕ, который может обозначаться значком , подключается защитный заземляющий проводник от заземляющего контура.
После подключения рекомендуется проверить индикатором отсутствие фазы на корпусе розетки, замерить напряжение на клеммнике (между фазами оно должно составлять 380 Вольт).

В каком случае устанавливается трехфазная розетка?

Большинство электрических приборов, используемых в доме, рассчитано на стандартное напряжение в сети (220В). Но есть приборы, электроплиты, производственное оборудование, мощные насосы, которые рассчитаны на большее напряжение в 380 В. Для такого оборудования устанавливаются трехфазные розетки.

Трехфазная розетка имеет четыре контакта — три из них (L1, L2 и L3) используются для подключения вилки, а четвертый (N) — нулевой, который применяется в качестве заземления.

Для подключения розетки 380В от щитка прокладывается четырехжильный кабель (3 фазы + ноль). Минимальная площадь среза токопроводящей жилы составляет 2,5 мм.кв. Оптимальным вариантом для подключения мощных машин является медный провод 3х4+2,5 (состоящий из трех жил сечением 4 мм. кв. и одной жилы, сечением 2,5 мм. кв.).

Трехфазная розетка должна иметь отдельный выключатель на электрощите, устанавливается она вблизи подключаемого прибора.

% PDF-1.6
%
493 0 объект
>
эндобдж

xref
493 83
0000000016 00000 н.
0000002840 00000 н.
0000002971 00000 н.
0000003100 00000 н.
0000003660 00000 н.
0000003772 00000 н.
0000003886 00000 н.
0000004378 00000 п.
0000004405 00000 н.
0000004973 00000 н.
0000005000 00000 н.
0000005186 00000 п.
0000005331 00000 п.
0000005471 00000 п.
0000005615 00000 н.
0000005757 00000 н.
0000005903 00000 н.
0000006878 00000 н.
0000007025 00000 н.
0000007172 00000 н.
0000008067 00000 н.
0000008696 00000 п.
0000008837 00000 н.
0000009622 00000 н.
0000010327 00000 п.
0000010587 00000 п.
0000011113 00000 п.
0000011140 00000 п.
0000011932 00000 п.
0000012796 00000 п.
0000013410 00000 п.
0000013678 00000 п.
0000013762 00000 п.
0000014308 00000 п.
0000015112 00000 п.
0000015791 00000 п.
0000016430 00000 п.
0000023248 00000 н.
0000031473 00000 п.
0000031878 00000 п.
0000031948 00000 п.
0000032212 00000 п.
0000036163 00000 п.
0000036522 00000 п.
0000036592 00000 п.
0000036865 00000 п.
0000039849 00000 п.
0000044072 00000 п.
0000044505 00000 п.
0000044575 00000 п.
0000044843 00000 п.
0000047155 00000 п.
0000069199 00000 п.
0000071194 00000 п.
0000071471 00000 п.
0000071541 00000 п.
0000071826 00000 п.
0000071853 00000 п.
0000072282 00000 п.
0000075437 00000 п.
0000075702 00000 п.
0000075772 00000 п.
0000076142 00000 п.
0000076169 00000 п.
0000076661 00000 п.
0000081411 00000 п.
0000081685 00000 п.
0000081755 00000 п.
0000082220 00000 н.
0000082247 00000 п.
0000082852 00000 п.
0000086417 00000 п.
0000086693 00000 п.
0000086763 00000 п.
0000087146 00000 п.
0000087173 00000 п.
0000087694 00000 п.
0000092065 00000 п.
0000092341 00000 п.
0000092411 00000 п.
0000092885 00000 п.
0000092912 00000 п.
0000001956 00000 н.
трейлер
] >>
startxref
0
%% EOF

575 0 объект
> поток
xb«b`Pg`g`) ab @

Как рассчитать ватт (мощность)

Часто говорят, что мощность прибора (в ваттах) равна току (в амперах), умноженному на напряжение (в вольтах).

Хотя это верно для упрощенных цепей или цепей постоянного тока (DC), это не относится к электросети, которую мы используем каждый день.

Это общепринятое мнение или «эмпирическое правило» заставит вас рассчитывать кажущуюся мощность, а не реальную мощность.

Как НЕ рассчитывать мощность — Полная мощность (ВА)

Ампер (А) x Вольт (В) = Вольт-Ампер (ВА)

Формулу выше можно использовать для расчета полной потребляемой мощности в вольт-амперах (ВА).Это уравнение даст вам приблизительное представление об использовании мощности в ваттах, но это не совсем правильно. Для этого нужно учитывать коэффициент мощности .

Как рассчитать мощность — Действительная мощность (Вт)

Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)

Эта формула учитывает коэффициент мощности и показывает точное энергопотребление (за которое выставлен счет).

Что такое коэффициент мощности?

Коэффициент мощности

— это мера эффективности, с которой электрическое устройство преобразует вольтамперы в ватты.Коэффициент мощности представлен в виде безразмерного числа от 0 до 1.

Чем ближе число к единице, тем «лучше» коэффициент мощности. Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электроэнергия. Резистивные нагрузки, такие как большинство электрических нагревателей, будут иметь коэффициент мощности 1, поскольку они преобразуют всю подаваемую электрическую мощность в тепло. Оборудование с двигателями, такое как холодильники и кондиционеры, будет иметь меньший коэффициент мощности.

Как это относится к ваттам и мощности?

Коэффициент мощности имеет решающее значение, если вы хотите узнать фактическое энергопотребление устройства.Ниже показано, как коэффициент мощности используется с нашим измерителем мощности для расчета реального энергопотребления небольшого телевизора.

Более крупным предприятиям необходимо иметь коэффициент мощности, близкий к «единице» (1), поскольку с них может взиматься плата, если они имеют низкий коэффициент мощности. Это связано с тем, что коммунальное предприятие должно подавать на объект больше тока (в амперах), чем требуется. При этом они несут больше потерь при передаче. Хорошая новость заключается в том, что предприятия могут предпринять шаги для увеличения коэффициента мощности.

Пример — расчет фактической мощности телевизора

На этикетке соответствия на этом телевизоре указана потребляемая мощность 130 Вт .

Проблема в том, что на этикетках соответствия часто указывается максимальная мощность , а не фактическая мощность. Единственный способ узнать реальную мощность — измерить ее с помощью подключаемого измерителя мощности. В течение двух часов измеритель мощности показал потребляемую мощность от 70 до 110 Вт — существенно меньше, чем указано на этикетке.

Такой ваттметр рассчитает фактическую мощность.

В какой-то момент измеритель мощности показал, что телевизор использует 243 вольта и 0.421 ампер. Если мы будем следовать общепринятому мнению и просто умножим Вольт и Ампер без коэффициента мощности, мы получим полную потребляемую мощность следующим образом: —

Ампер (А) X Вольт (В) = ВА
243 В x 0,421 A = 102,3 ВА

… затем ложно представить его как 102,3 Вт

Когда мы добавляем в расчет коэффициент мощности, мы получаем совсем другую цифру. Поскольку в то время измеритель мощности показал коэффициент мощности 0,65, расчет будет:

Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
234 В x 0.421 A x 0,65 = 66,5 Вт

Надеюсь, теперь вы понимаете, почему так важно делать правильные вычисления.

К счастью, наши подключаемые измерители мощности сделают эти расчеты за вас. Наш измеритель мощности отображает реальную мощность (ватты), а также амперы (A), вольт (V) и коэффициент мощности, чтобы вы могли проверить расчет, если вам нужно.

Подключаемый измеритель мощности Reduction Revolution — наш самый дешевый и самый популярный вариант. Power Mate Lite (на фото выше) — это высокоточная модель, используемая профессиональными энергоаудиторами.

См. Также: наш бесплатный онлайн-калькулятор эксплуатационных расходов.

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома | ОРЕЛ

С возвращением, молодой мастер электроники. В нашем предыдущем блоге мы узнали о простой схеме и ее месте в нашем мире электроники. Но чтобы понять истинную сущность электричества, нужно понять, как управлять и измерять напряжение, ток и сопротивление. Вот где приходит этот блог. Мы поднялись на самые высокие вершины, чтобы найти правильную аналогию, объясняющую природу того, как электричество работает в цепи.И вместо того, чтобы проводить еще одну аналогию с водой, мы подумали, что будем более личными, с нашими телами в движении.

Напряжение — все дело в потенциале

Представьте, что вы просыпаетесь утром. Вы лежите в постели, хотите еще несколько часов поспать, но знаете, что настало время для страшной утренней пробежки. Вы знаете, что это хорошо для вас, и вы будете чувствовать себя прекрасно, когда начнете двигаться, но каждое утро вам нужно делать выбор. Вы можете либо остаться в постели и поспать немного дольше, либо встать и начать двигаться.

Это сущность напряжения; все дело в разнице потенциалов. У всех нас есть потенциал, и когда дело доходит до бега, этот потенциал заключается в том, чтобы сделать выбор: бегать или спать. Если вы не решите бежать сегодня утром, ваш потенциал будет бездействовать, но если вы это сделаете, то этот потенциал вырвется наружу, побуждая вас бежать на несколько миль и заряжая энергией остаток дня.

Напряжение в электросети

Подобно наличию потенциала движения или нет, напряжение накапливается электрической энергии с потенциалом движения .Именно эта сила напряжения побуждает электроны течь по цепи и заставляет их работать час за часом.

Voltage — это повсюду, ожидая, когда мы задействуем его потенциал. Посмотрите на каждую неиспользуемую розетку в вашем доме — в розетках гудит напряжение, готовые сделать за вас работу. Но, как и при выборе бежать, у вас есть выбор, подключать ли этот источник напряжения к вашей розетке. Если оставить его в покое, то напряжение останется там, где оно есть, никогда не реализуя свой полный потенциал.

В электрической цепи напряжение измеряется путем определения так называемой разности потенциалов между двумя точками с помощью мультиметра. Возьмем, например, 9-вольтовую батарею. Если вы измеряете положительный и отрицательный полюсы, вы получите разность потенциалов 9 вольт (или близкую к ней). Положительный конец измеряется при 9 В, а отрицательный конец — при 0 В. Минус два числа, и вы получите свою разность потенциалов.

Вы можете использовать мультиметр, чтобы быстро измерить напряжение или разность потенциалов в батарее.(Источник изображения)

Напряжение бывает двух различных форм: постоянного (постоянного тока) напряжения, которое обеспечивает постоянный поток отрицательного электричества, или переменного (переменного тока) напряжения, которое постоянно переключается с отрицательного на положительное. Вот символы, которые вы хотите найти на схеме для постоянного, переменного напряжения и батареи:

Вот некоторые символы напряжения, на которые следует обратить внимание на следующей схеме: батареи, постоянный и переменный ток.

Отец напряжения — Алессандро Вольта

Человек часа, которому приписывают открытие напряжения — Алессандро Вольта (Источник изображения)

Человеком, первым обнаружившим напряжение, был итальянский физик Алессандро Вольта.Он также обнаружил массу других интересных вещей, в том числе:

Обнаружение того, что, если вы смешиваете метан с воздухом, вы можете создать электрическую искру, которая положила начало знаменитому ныне двигателю внутреннего сгорания.
Обнаружение того, что электрический потенциал, хранящийся в конденсаторе, пропорционален его электрическому заряду.
Volta также приписывают создание первой электрической батареи, названной Voltaic Pile, которая позволила ученым того времени создавать устойчивый поток электронов.

Пример гальванической батареи, впервые созданной Вольтой, позволяющей ученым создавать устойчивый поток электронов. (Источник изображения)

Однако

Volta не был лишен своих причуд. Пока ему не исполнилось четыре года, он не произнес ни слова, и его родители опасались, что он либо умственно отсталый. Хорошо, что они ошибались!

Ток — движение по потоку

Возвращаясь к нашей аналогии с бегом, представьте, что вы сделали выбор в пользу утренней пробежки.Вы в обуви и шортах и выходите за дверь, чтобы отправиться в путь. На этом этапе у вас есть какое-то движение, когда вы начинаете бег, поток.

Вот ток, движущийся в наших телах, кто знал, что электричество может быть таким личным?

Может быть, через час пробежки вы начнете бежать, готовые бежать на несколько миль. Когда вы бежите, ваши умные часы точно измеряют, как далеко вы прошли и как быстро вы прошли. Этот процесс запуска и измерения процесса — вот что такое Current .

Ток в электричестве

Как и шаги для завершения утренней пробежки, ток — это постоянное движение или поток электричества в цепи . Электрический ток, протекающий по вашей цепи, всегда измеряется в амперах или амперах. Но что заставляет этот ток двигаться?

Это напряжение, о котором мы говорили ранее. Точно так же, как вам нужно сказать себе, чтобы продолжать бегать, когда вы устанете, напряжение является движущей силой тока, которая поддерживает его движение.Есть две школы мысли о том, как ток течет в цепи; Обычный поток или Электронный поток , давайте посмотрим на оба:

Обычный поток — Обычный поток был первым в период научных открытий, когда люди не понимали электроны и то, как они текут в цепи. В рамках этой модели предполагалось, что электричество перетекает с положительного на отрицательный.

Обычный поток с электричеством, протекающим от положительной стороны к отрицательной батареи.

Вы все еще увидите, что этот образ мышления используется в схемах и сегодня, и хотя он не совсем точен, его немного легче понять, чем Electron Flow. В конце концов, если мы вернемся к нашей аналогии с бегом, вы начнете с положительного источника энергии и бежите до тех пор, пока энергия не иссякнет. Это отношение положительное к отрицательному, как и многое в жизни.

Электронный поток — Электронный поток был продолжением обычного потока. Эта модель точно описывает электроны как движущиеся в противоположном направлении, от отрицательного к положительному.Поскольку электроны по своей природе отрицательны, они всегда будут выходить из отрицательного и бесконечно пытаться найти свой путь к положительной стороне источника питания с низким напряжением.

И более текущий поток электронов, при этом электроны текут, как и в действительности, от отрицательного к положительному.

Имеет ли значение, каким образом вы показываете ток, протекающий в цепи? Не совсем. Вы, вероятно, увидите, что это представлено в обоих направлениях, если взглянуть на множество схем. Взгляните на диоды или транзисторы на следующей схеме, которую вы исследуете; все они будут указывать в направлении обычного потока.

Человек, стоящий за течением — Андре-Мари Ампер

Андре-Мари Ампер, самоучка, человек, совершивший гораздо больше, чем просто открытие Ампера. (Источник изображения)

Ампер был французским физиком и математиком, а также одним из основоположников науки о классическом электромагнетизме. Вы можете поблагодарить Ampere за несколько замечательных вещей, в том числе:

Его главное открытие — демонстрация того, что провод, по которому проходит электрический ток, может притягивать или отталкивать другой провод, по которому также течет ток, без использования физических магнитов.
Он был также первым, кто выдвинул идею о существовании частицы, которую мы все признаем электроном.
Он также организовал химические элементы по их свойствам в периодической таблице за полвека до того, как появилась современная периодическая таблица Менделеева.

Интересный факт об образовании Ампера — у него не было никакого формального образования! Вместо этого отец позволял ему делать то, что ему заблагорассудится, узнавая что угодно. Хотя это могло вызвать лень и чрезмерное увлечение видеоиграми у остальных из нас, Ампер обнаружил естественную любовь к знаниям, пожирая как можно больше книг из семейной библиотеки и даже заучивая страницы из энциклопедии.

Сопротивление — это материальный мир

Наша последняя концепция — Сопротивление. Представьте себя снова на беговой дорожке, по какой поверхности вы бежите? Если вам повезет, то вы, возможно, путешествуете по мягкой траве или грунтовой дороге. Или, может быть, вы предпочитаете твердость улицы или тротуара. Но что, если он начнет литься наружу? Тогда вы можете застрять в густой грязи

Независимо от того, по какой дороге вы бежите, ваши ноги сталкиваются с некоторым сопротивлением, когда вы продолжаете двигаться вперед.Естественно, не все пути сопротивления созданы равными. Бег по грязи значительно снижает вашу способность к бегу по сравнению с бегом по грунтовой дороге или улице. В этом вся суть сопротивления, тяга и тяга материального мира.

Сопротивление электричеству

Какой бы материал ни проходил через какой бы то ни было материал, электричество столкнется с трением, препятствующим его движению. Проще говоря, сопротивление замедляет ток . Хотя в электрической цепи есть определенные компоненты, такие как резистор, единственная задача которого — сопротивление электричеству, любой физический материал будет оказывать некоторое сопротивление.

Сопротивление измеряется в Ом Ω, и оно напрямую зависит от тока и напряжения. Вот простой пример: чем больше у вас сопротивление, тем меньше тока может протекать по цепи. Это похоже на бег: чем гуще грязь, тем медленнее ты будешь бежать. Обратное также работает, если вы увеличиваете напряжение, чтобы ваш ток двигался быстрее, чем ваше сопротивление будет иметь меньшее влияние на вашу схему.

Мастер сопротивления — Георг Симон Ом

Георг Ом — Человек, который объединил напряжение, , ток и сопротивление в знаменитом ныне законе Ома.(Источник изображения)

Г-н Ом был немецким физиком и математиком, и именно в то время, когда он был школьным учителем, он начал свои исследования с использованием новой электрической батареи, изобретенной Вольтой. С помощью собственного оборудования Ом смог обнаружить прямую зависимость между напряжением, приложенным к проводнику (например, медному проводу), и возникающим в результате электрическим током. Это стало известно как известный ныне закон Ома, на который мы все сегодня полагаемся.

Интересно отметить, что Ом представил свои открытия в своей первой книге «Гальваническая цепь, исследуемая математически», но колледж, в котором он работал в то время, не заботился об этом.Так что же сделал Ом? Он ушел в отставку и устроился на новую работу в Политехническую школу Нюрнберга. К счастью, именно здесь его работа привлекла заслуженное внимание.

Собираем все вместе с Законом Ома

Хорошо, пришло время объединить все наши концепции. Вот с чем нам предстоит работать:

Напряжение (В) — это накопленное электричество, имеющее потенциал для движения. Когда этот потенциал активируется, напряжение действует как своего рода давление, проталкивая ток по цепи.
Ток (I) — Поток электричества в цепи. Его можно измерить непосредственно в амперах, и существует две школы мысли о том, как протекает ток — обычный поток и электронный поток.
Сопротивление (R) — Сопротивление, с которым электричество сталкивается, просто протекая через какой-то физический материал. Измеряется в Ом.

Собирая все это вместе, мы приходим к закону Ома:

В этом уравнении V = напряжение, I = ток и R = сопротивление.Гибкость закона Ома впечатляет, и его можно использовать для нахождения любого из этих трех значений, когда известны только два из них. Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это работает.

Использование треугольника Ома

Посмотрите на треугольник Ома ниже. Он дает простое и наглядное представление о том, как можно манипулировать законом Ома, чтобы получить нужные ответы. Чтобы использовать его, все, что вам нужно сделать, это скрыть букву значения, которое вам нужно выяснить, а оставшиеся буквы покажут вам, как этого добиться.

Треугольник Ома, ваш удобный инструмент, чтобы точно определить, какой вариант закона Ома необходимо использовать.

Взгляните на схему ниже. У нас есть батарея 9V, подключенная к светодиоду и резистору. Единственная проблема заключается в том, что нам нужно выяснить, каково значение резистора.

Наша тренировочная схема, чтобы познакомиться с законом Ома. Мы можем использовать известные значения ампер и вольт, чтобы получить значение резистора.

Для этого давайте посмотрим на треугольник нашего Ома.Закрыв R, мы видим, что у нас V над I или V, деленное на I. Итак, разделив эти два числа, мы получим номинал нашего резистора. Давайте подставим эти числа в это уравнение: R = V / I.

Начнем с самого очевидного, у нашей батареи напряжение 9 вольт.
Глядя на техническое описание нашего светодиода, мы можем увидеть рекомендуемый максимальный ток 16 мА (миллиампер), который преобразуется в 0,016 ампер.
Подставляя эти два числа в наше уравнение, мы получаем R = 9V / 0.016A, что равно 473,68. Это означает, что для включения светодиода нам понадобится резистор на 473 Ом!

Сопротивление бесполезно

Понимать, как напряжение, ток и сопротивление работают вместе, было не так уж сложно, не так ли? Надеемся, что в следующий раз, когда вы отправитесь на утреннюю пробежку, у вас будет новый взгляд на электричество. Почувствуйте, как ваши ноги летят по тротуару или грязи, и помните, что это сопротивление. А когда вы проверяете, как далеко вы пробежали, то наблюдаете за движущимся потоком! И та сила, которая вытащила вас из постели и заставила бежать? Напряжение.

Готовы сделать свою первую схему сегодня? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно!

ресурсов

Мощность

Мощность в электрической цепи относится к скорости, с которой электрическая энергия преобразуется в какую-либо другую форму, такую как тепло или магнетизм. Мощность, рассеиваемая в цепи, напрямую связана с приложенным напряжением и величиной тока, протекающего по цепи.

Диаграммы показывают, что увеличение мощности земного шара в цепи с тем же напряжением приводит к большему току, следовательно, рассеивается больше мощности, то есть больше тепла и света.Более высокий ток означает, что шар с высокой мощностью имеет меньшее сопротивление, чем шар с низкой мощностью.

Увеличение мощности

Единицей измерения мощности является Вт .

Кол-во	Символ	Блок	Сокращение	Значение
мощность	п.	Вт	Вт	Рассеиваемая мощность

Если есть увеличение напряжения, мощность увеличится в четыре раза.Если вы увеличиваете напряжение (или электрическое давление) в цепи, тогда ток (поток электронов) будет увеличиваться прямо пропорционально, например, если вы удвоите напряжение, ток удвоится.

Формула для расчета мощности:

P = VI

Следовательно, удвоение тока, умноженного на удвоенное напряжение, увеличит мощность в четыре раза.

Закон Ома для расчета рассеиваемой мощности

Простая схема

Проработанные примеры основаны на представленной принципиальной схеме.

Какая мощность будет рассеиваться резистором (R), если в цепи протекает ток (A) 2 А при приложенном напряжении (В) 24 В?
- P = VI
- P = 24 x 2
- P = 48 Вт
Какая мощность будет рассеиваться резистором (R), если в цепи протекает ток (А) 2 мкА при приложенном напряжении (В) 10 мВ?
- P = VI
- A и V являются частными кратными и должны быть преобразованы в базовые единицы
- А = 2 мкА = 2 х 0.000 001 = 0 000 002A
- В = 10 мВ = 10 x 0,001 = 0,01 В
- P = 0,01 x 0,000 002
- P = 0,000,000,02W или 20nW

Замена формулы

В соответствии с законом Ома рассеиваемая мощность напрямую зависит от приложенного напряжения и протекающего тока. Это напрямую связано с величиной сопротивления.Если известны любые два значения схемы, мы можем вычислить два других значения с помощью подстановки.

Пример

Простая схема.

В этом примере, если напряжение батареи составляет 20 В, а сопротивление (R) имеет значение 100 Ом, то какой будет рассеиваемая мощность?
- Формула для расчета мощности:
- P = VI
- Мы не знаем текущий поток (I).
  Мы могли бы использовать закон Ома I = ^В/_R для расчета тока, а затем использовать вычисленное значение в приведенной выше формуле мощности.
- Ответ можно найти с помощью одной формулы:
- P = VI заменить I на ^V/_R
- Это даст вам формулу:
- P = ^{В x В}/_R вольт, умноженное на вольт, разделенное на сопротивление)
- Вольт, умноженное на вольт, выражается как V ² (вольт в квадрате).Итак, окончательная формула будет:
- P = V ² / R
- P = 20 ²/100, что совпадает с (20 x 20/100)
- P = 400/100
- P = 4 Вт
Если общее сопротивление цепи составляет 80 Ом, а ток равен 2 А, какова рассеиваемая мощность?
- P = VI мы не знаем напряжения, но по закону Ома V = IR.Следовательно, формула:
- P = I x R x I, что совпадает с I x I x R, которое совпадает с I ² R, поэтому формула:
- P = I ² R
- P = 2 ²/80
- P = 4/80
- P = 0,05 Вт или 7071 мВт
Если мощность, рассеиваемая в цепи, составляет 500 Вт, а текущий ток составляет 2 А, каково полное сопротивление?
- R = V / I — формула для расчета сопротивления, но напряжение неизвестно.
- Формула мощности V = P / I может использоваться для определения напряжения, но ее можно подставить в первую формулу следующим образом:
- R = (P / I) / I (Сопротивление равно ваттам, разделенным на амперы, а затем снова разделенным на амперы.)
- Однако это уравнение можно упростить как P / (I x I) и, следовательно, можно выразить как:
- R = P / I ²
- R = 500/2 ²
- R = 125 Ом
Если мощность, рассеиваемая в цепи, составляет 10 Вт, а общее сопротивление составляет 5 Ом, каково приложенное напряжение?
- V = IR — формула для расчета напряжения, но текущее значение неизвестно.
- Формулу мощности V = P / I нельзя использовать для определения напряжения, потому что ток также неизвестен. Однако из-за прямой связи этих значений можно использовать замену формулы.
- Мы знаем, что напряжение будет равно V = P / I, а ток будет I = V / R, поэтому
- V = P / (V / R), что совпадает с V = PR / V, и после транспонирования это будет V ² = PR
- Мы хотим знать напряжение, а не квадрат напряжения, поэтому квадратный корень ( √ ) из PR даст ответ.
- Следовательно, формула:
- В = √PR
- В = √ (10 х 5)
- В = √50
- В = 7,071 В или 7071 мВ

Расчет мощности

Законы цепи
— вы можете узнать
и потренируйтесь, просто прочитав

Авторские права.Чарльз Ким 2006

: Расчет мощности Синий
: Расчет мощности иногда сбивает с толку,
особенно когда мы рассчитываем мощность / потребление
количество от источника напряжения / тока, когда мощность
Расчет задействован в пассивном элементе (R), мы применяем известные формулы мощности и их вариации:
P = V * I = I * I * R = V * V / (R). Однако для источника нет
R, поэтому единственное уравнение мощности является основным
формулы: P = V * I.Поэтому при расчете мощности для
источник напряжения (здесь указано V), вам нужно найти
ток, протекающий через источник напряжения, чтобы определить
сила. Аналогично, напряжение на источнике тока
необходимо найти для расчета мощности / потребления
для текущего источника. Помните, есть напряжение
развивается через источник тока, и текущие потоки
через источник напряжения. Тогда мощность источника напряжения
сообщает, какой ток он подает (или получает от)
цепь.Сходным образом. мощность источника тока рассказывает, как
на источнике тока может возникнуть большое напряжение.
: Как найти напряжение
(включая полярность), когда указаны мощность и ток; Теперь рассмотрим пример задачи, в которой
для коробки, которая может быть чем угодно (пассивный элемент, такой как R
или источник напряжения / тока), мощность (P) задается и
задан ток (I), а напряжение на коробке равно
искал.Когда задан ток (I), направление
ток тоже дан. Теперь первое, что вам нужно
проверьте, чтобы узнать значение напряжения и полярность напряжения
в коробке, чтобы увидеть, является ли мощность (P) положительной или
отрицательный. Если мощность положительная, то коробка — это
пассивный элемент (R), так как пассивный элемент потребляет энергию
а это значит, что власть должна быть положительной. Напряжение
значение (V) определяется как P / I.Порочность напряжения
затем должен следовать пассивному соглашению, которое в
По сути, ток течет от высокой (+) полярности к
низкая (-) полярность источника напряжения. Это означает, что текущий
течет через источник напряжения от (+) до (-) полярности, и, таким образом, ток
течет к узлу, отмеченному полярностью (+). В этой ситуации
Источник напряжения потребляет мощность. Удивлен? Берем источник напряжения
в качестве батареи, то вы бы снова ощутили, что батарея сейчас
взимается.Если мощность (P) равна
с отрицательным числом, это говорит вам, что поле
доставляет мощность. Чтобы иметь отрицательное число для мощности (P),
одна из двух переменных (например, V или I) должна быть
отрицательное число. Это означает, что в данном примере ток должен
переход от низкой (-) полярности к высокой (+) полярности
напряжение на коробке, что означает, что ток течет из (+)
узел с маркировкой полярности. Значение (без знака)
напряжение такое же P / I.

Теперь в качестве практики, можете ли вы найти время, чтобы
решить эти 2 проблемы?

WWW.MWFTR.COM

Электроэнергия и потери мощности в Eclectic

Основные электрические блоки

Вольт — единица измерения электрического потенциала.Электрический потенциал, в свою очередь, представляет собой силу, которую источник питания (например, аккумулятор) прикладывает к подключенному устройству, чтобы протолкнуть электроны через него. Электрический потенциал (напряжение) сопоставим с давлением, которое насос прикладывает к водопроводной системе, чтобы протолкнуть воду по трубам.

Ампер — это единица измерения силы электрического тока. (Один ампер равен приблизительно 6 241 000 000 000 000 000 электронов, проходящих через барьер в секунду.) Используя аналогию с водой, он сравним с галлонами в минуту.

Ом — это единица измерения электрического сопротивления. Сопротивление — это способность вещества противостоять электрическому потенциалу, приложенному к нему, и пропускать меньший ток, чем теоретический идеальный проводник. Опять же, используя аналогию с водой, труба сопротивляется проходу воды, имея небольшой диаметр или шероховатую внутреннюю поверхность.

Ватт — единица израсходованной электроэнергии.

Что такое электрическая мощность

Когда мы говорим об электроэнергии, мы имеем в виду прилагаемую мощность в противоположность простой способности действовать.Для иллюстрации представьте груженый железнодорожный вагон и стоящего рядом мускулистого мужчину. Мы могли бы назвать его могущественным, учитывая его вероятную способность разгружать железнодорожный вагон. Но в электрической терминологии это не сила, поскольку он ничего не делает, это потенциал, который измеряется в вольтах.

Если человек сейчас начинает разгружать вагон, то он начинает прилагать усилия. Если бы мощность была электрической, мы могли бы измерить ее в ваттах. Ватт — это единица выполненной работы. Эта работа может быть выполнена с помощью двигателя, вращающего вал, или электрического обогревателя, обогревающего комнату.

Электрическая энергия проявляется, когда к электронам прикладывается давление, заставляющее их двигаться. Возникающая мощность возрастает, если либо давление (в вольтах) увеличивается, либо увеличивается количество перемещаемых электронов (в амперах). (Как мы увидим позже, увеличение давления также увеличивает количество перемещаемых электронов.)

Потребляемая вычислительная мощность

Чтобы вычислить мощность, потребляемую устройством, мы должны знать напряжение, подаваемое на его входные клеммы, и потребляемый ток.Напряжение можно измерить, подключив к входным клеммам вольтметр. Чтобы вычислить ток, потребляемый в системе постоянного тока, необходимо отсоединить один из выводов питания от входной клеммы, а затем последовательно подключить к нему амперметр.

Мощность в ваттах равна приложенному потенциалу (в вольтах), умноженному на потребляемый ток (в амперах):

 
 Вт = вольт * ампер

Например, если подаваемое напряжение равно 48, а ток составляет половину 90 452 ампера, то потребляемая мощность составляет 24 Вт.

Эту формулу можно преобразовать алгебраически так, чтобы мы могли найти любой из трех параметров, если мы знаем два других:

 
 Вт 
 В = ————— 
 А

 
 Вт 
 ампер = ————— 
 вольт

Здесь может помочь аналогия с водяным колесом. Если потенциал (напряжение) сравнивается с высотой, с которой падает вода, а сила тока (сила тока) сравнивается с количеством воды, то мощность (мощность) — это размер оборудования внутри мельницы, которое он может вращать.Если мы установим больше оборудования, мы должны либо открыть шлюз пошире (увеличить силу тока), либо организовать подачу воды выше на колесо (увеличить напряжение).

Закон Ома

Закон

Ома объясняет взаимосвязь между напряжением, приложенным к устройству, его сопротивлением и величиной тока, протекающего через него. В частности, в нем говорится, что потенциал в один вольт, приложенный к устройству с сопротивлением в один Ом, вызовет протекание тока в один ампер.Это можно выразить формулой:

 
 В 
 А = ——— 
 Ом

Эту формулу также можно преобразовать алгебраически, чтобы мы могли найти любой из трех параметров, если мы знаем два других:

 
 В = А * Ом

 
 В 
 Ом = ———– 
 А

Возвращаясь к нашей аналогии с насосом и водопроводом, если мы хотим получить больше воды через трубу, мы можем сделать одно из двух:

Установить более мощный насос (увеличить напряжение)
Очистите трубу или установите трубку большего размера (уменьшите сопротивление)

Закон Ома и последовательно подключенные резисторы

Если мы подключим батарею к двум последовательно включенным резисторам, их общее сопротивление будет определять величину протекающего тока.Например, если мы подадим двенадцать вольт на резисторы в один и два Ом, закон Ома гласит, что ток будет:

 
 12 В 
 ———— = 4 А 
 1 + 2 Ом

А что, если мы подключим вольтметр к одному из резисторов? Закон Ома также может ответить на этот вопрос:

 
 1 Ом * 4 А = 4 В

 
 2 Ом * 4 А = 8 В

Обратите внимание, что четыре вольта плюс восемь вольт — это 12 вольт, которые мы применили. Каждый резистор «видит» часть общего напряжения, пропорциональную его вкладу в общее сопротивление.

Все есть резистор

Когда мы говорим резистор, мы иногда имеем в виду электрический компонент, специально разработанный для потребления энергии без получения полезного результата. Но на самом деле все, что пропускает ток в соответствии с законом Ома, можно анализировать как резистор. Сюда входят электрические обогреватели, лампы накаливания и провода, используемые для их соединения.

Провода, действующие как последовательно подключенные резисторы

Хотя сопротивление медного провода низкое, оно не равно нулю.Например, 1000 футов медного провода № 10 AWG (например, который может использоваться для подключения электрической сушилки) имеет сопротивление около одного Ом. Более тонкий провод 24 AWG (например, который может использоваться для подключения телефона) имеет сопротивление около 25 Ом на 1000 футов.

Когда мы подключаем устройство (например, электрическую лампу) к батарее, мы должны помнить, что провода являются резисторами. Лампа тоже резистор. Это два последовательно соединенных резистора. Помните, что каждый резистор в серии видит только часть приложенного напряжения.Если провод-резистор станет слишком большим, то на лампу будет подаваться напряжение, значительно меньшее, чем предполагалось. Следовательно, он будет получать меньше энергии, чем предполагалось, и будет светиться только тускло.

Например, предположим, что мы хотим подключить лампу мощностью 25 Вт и 12 вольт к автомобилю с помощью телефонного кабеля длиной 50 футов. Сколько из 12 вольт получит кабель и сколько — лампа?

Прежде всего, какое сопротивление лампы? Лампа рассчитана на потребление 25 Вт при 12 вольт.Следовательно, предполагаемый ток:

 
 25 Вт 
 ————- = 2,083 А 
 12 В

Теперь мы можем использовать закон Ома, чтобы определить, каким должно быть сопротивление лампы:

 
 12 В 
 ————- = 5,761 Ом 
 2,083 А

Во-вторых, какое сопротивление у провода? Кабель длиной 50 футов содержит 100 футов провода. Если 1000 футов провода 24 AWG имеют сопротивление 25 Ом, то
100 футов имеют сопротивление 2,5 Ом. Это сопротивление нашего кабеля.

Итак, у нас есть резистор 5,77 Ом (лампа) и резистор 2,5 Ом (провод), подключенные последовательно к аккумулятору нашего автомобиля. Какой будет ток?

 
 12 В 
 ————— = 1,453 А 
 2,5 + 5,761 Ом

Теперь мы можем вычислить фактическую мощность, потребляемую от батареи:

 
 12 В * 1,453 А == 17,436 Вт

Сопротивление тонкого провода означает, что аккумулятор потребляет только 17,4 Вт, а не предполагаемые 25 Вт.Но это еще не самое худшее. Какую часть этой уменьшенной мощности получает лампа? Сначала посчитаем напряжение на его выводах:

 
 1,453 А * 5,761 Ом = 8,371 В

А мощность:

 
 8,371 В * 1,453 А = 12,16 Вт

Таким же образом можно вычислить мощность, потребляемую проводом:

 
 1,453 А * 2,5 Ом = 3,633 В

 
 3,633 В * 1,453 А = 5,279 Вт

Как видите, сопротивление, добавленное тонким проводом, не только уменьшило общую мощность, потребляемую от батареи, но и потребило большой кусок того, что осталось для себя.Что, спросите вы, он сделал с этой силой? Он превратил это в тепло. Если свернуть провод и оставить на несколько минут, вы обнаружите, что он нагрелся.

Поскольку не было намерения использовать провод в качестве электрического нагревателя, потребляемая им мощность считается потраченной впустую. А тот факт, что на себя требуется 3,633 из 12 вольт батареи, называется потерей напряжения.

Пропускная способность

И это подводит нас к следующей важной теме: емкости.Пропускная способность — это величина тока, которую провод может проводить, не становясь чрезмерно горячим. Идея состоит в том, чтобы температура провода не превышала любую температуру, при которой его изоляция может быть повреждена или может возникнуть пожар. Очевидно, насколько жарко допустимо, — это вопрос мнения.

Помимо «мягкого» понятия о неоправданно высокой температуре, допустимая нагрузка на провод зависит от двух факторов. Во-первых, его сопротивление. При прочих равных условиях более тонкий провод будет иметь меньшую допустимую нагрузку, поскольку он имеет более высокое сопротивление и, следовательно, при любом данном токе выделяет больше тепла.Второй фактор — способность провода рассеивать это тепло. Это зависит от того, как он установлен. Если в зимний день он нагревается высоко в воздухе, его допустимая нагрузка будет намного выше, чем если бы он находился внутри изоляции внутри кабеля на горячем чердаке в июле.

Хотя допустимая токовая нагрузка является субъективным понятием, существуют стандарты, которые определяют допустимую нагрузку для определенных проводов, когда они устанавливаются в определенных условиях. Например, провод 12 AWG с изоляцией, которая может выдерживать температуру 75 градусов Цельсия, обычно считается имеющим допустимую нагрузку 20 ампер (16 ампер в непрерывном режиме).

Обратите внимание, что допустимая токовая нагрузка не обязательно указывает на размер провода, который следует установить. Он сообщает вам минимальный размер, который вы можете установить, не вызывая законных возражений по соображениям пожарной безопасности или долговечности. Но при длительных пробегах минимальный безопасный размер будет тратить слишком много энергии.

Например, если вы можете подключить лампы мощностью 1900 Вт к концу 250-футового кабеля 12 AWG, не превышая его допустимую нагрузку. Но вы потеряете около 12 вольт (что приведет к потускнению ламп) и сожжете около 170 ватт в кабеле.170 Вт будут распределены по всей длине кабеля, поэтому он не нагреется, но это все равно значительная потеря мощности.

Дизайн, основанный на практических правилах

Обычно используемое эмпирическое правило состоит в том, что вы должны делать провод достаточно большим, чтобы вы не тратили более 5% энергии на нагрев провода. Вы можете приблизительно определить требуемый размер провода следующим образом.

Определите напряжение в системе. Вычислить 5%. Это максимально допустимая потеря напряжения.
Измерьте длину провода в футах от источника питания до подключенного устройства. Умножьте на два (чтобы отразить тот факт, что в каждом направлении будет по одному проводу).
Выясните, сколько энергии фактически потребляют подключенные устройства. Не полагайтесь на информацию, которая может быть напечатана на них. Эти фигуры часто сильно набиты. Вместо этого подключите один последовательно с амперметром. Если устройства могут подавать питание на другие устройства, подключите их тоже. Не позволяйте устройству бездействовать (там, где оно может потреблять меньше энергии, чем обычно).Переведите в нормальный рабочий режим.
Используйте закон Ома, чтобы определить сопротивление провода, которое вызовет максимально допустимое падение напряжения, определенное на первом этапе. Другими словами, разделите максимально допустимые потери в вольтах на максимальный потребляемый ток в амперах. (Сначала преобразуйте милл-амперы в амперы, умножив на 1000.) Ответ будет в омах.
Разделите 1000 на количество футов провода из шага два и умножьте на количество Ом из предыдущего шага.Это максимально допустимое сопротивление провода на 1000 футов.
Откройте http://en.wikipedia.org/wiki/American_wire_gauge#Tables_of_AWG_wire_sizes и просмотрите столбец «Сопротивление меди, (Ω / kFT)», пока не найдете число, которое меньше, чем ответ, который вы получили в предыдущий шаг. Посмотрите в крайнем левом столбце той же строки, чтобы найти соответствующий размер American Wire Gauge.
Если размер American Wire Gauge, полученный на предыдущем шаге, нечетный, вычтите из него единицу.(Обычно доступны только четные размеры.) Это наименьший размер, который вам следует использовать.

Длительная работа при низком напряжении

Внимательное прочтение приведенного выше раздела покажет, что длительные работы при низком напряжении требуют провода удивительно большого диаметра. Если мы уменьшим вдвое напряжение в системе, сохранив при этом мощность, мы должны в четыре раза увеличить площадь поперечного сечения провода, чтобы потери оставались неизменными. Почему это?

Первая причина в том, что если мы уменьшим вдвое напряжение, мы должны удвоить ток, если мы хотим сохранить ту же мощность.При удвоении тока мы должны удвоить площадь поперечного сечения провода, если мы хотим сохранить такое же падение напряжения, измеренное в вольтах. Но на самом деле мы хотим сохранить такое же падение напряжения в процентах от напряжения питания. Поскольку мы уменьшили вдвое напряжение питания, мы должны вдвое уменьшить допустимое падение напряжения, что требует от нас снова удвоить площадь поперечного сечения провода.

Этот эффект может быть драматичным. Например, мы могли бы запитать 48-вольтовое устройство, используя 50-футовый телефонный провод 24 AWG.Но если мы заменим его устройством на 12 вольт и заменим блок питания на 12 вольт, нам придется заменить провод на 14 AWG, который похож на довольно прочный удлинитель.

Мощность в цепи переменного тока — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу раздела вы сможете:

Опишите, как можно записать среднюю мощность от цепи переменного тока через пиковый ток и напряжение, а также среднеквадратичное значение тока и напряжения.
Определите соотношение между фазовым углом тока и напряжения и средней мощностью, известное как коэффициент мощности

Элемент схемы рассеивает или вырабатывает мощность в зависимости от того, где I — ток через элемент, а В — напряжение на нем.Поскольку ток и напряжение в цепи переменного тока зависят от времени, мгновенная мощность также зависит от времени. График p ( t ) для различных элементов схемы показан на (Рисунок). Для резистора i ( t ) и v ( t ) синфазны и поэтому всегда имеют один и тот же знак (см. (Рисунок)). Для конденсатора или катушки индуктивности относительные знаки i ( t ) и v ( t ) меняются в течение цикла из-за разницы фаз (см. (Рисунок) и (Рисунок)).Следовательно, p ( t ) положительно в некоторые моменты и отрицательно в другие, указывая на то, что емкостные и индуктивные элементы вырабатывают мощность в одни моменты и поглощают ее в другие.

Поскольку мгновенная мощность изменяется как по величине, так и по знаку в течение цикла, она редко имеет какое-либо практическое значение. Что нас почти всегда интересует, так это усредненная по времени мощность, которую мы называем средней мощностью. Он определяется средним по времени мгновенной мощностью за один цикл:

где — период колебаний.С заменами и этот интеграл становится

Используя тригонометрическое соотношение, получаем

Вычисление этих двух интегралов дает

Следовательно, средняя мощность, связанная с элементом схемы, равна

В технических приложениях известен как коэффициент мощности, который представляет собой величину, на которую мощность, передаваемая в цепи, меньше теоретического максимума цепи из-за того, что напряжение и ток не совпадают по фазе.Для резистора, поэтому средняя рассеиваемая мощность составляет

Сравнение p ( t ) и показано на (Рисунок) (d). Чтобы выглядеть как его аналог постоянного тока, мы используем среднеквадратичные значения тока и напряжения. По определению это

где

С получаем

Тогда мы можем написать для средней мощности, рассеиваемой резистором,

Это уравнение дополнительно подчеркивает, почему при обсуждении выбирается среднеквадратичное значение, а не пиковые значения.Оба уравнения для средней мощности верны для (рисунок), но среднеквадратичные значения в формуле дают более четкое представление, поэтому дополнительный коэффициент 1/2 не требуется.

Переменные напряжения и токи обычно описываются их действующими значениями. Например, напряжение 110 В от бытовой розетки является среднеквадратичным значением. Амплитуда этого источника равна. Поскольку большинство измерителей переменного тока откалиброваны по среднеквадратичным значениям, типичный вольтметр переменного тока, помещенный в бытовую розетку, будет показывать 110 В.

Для конденсатора и катушки индуктивности соответственно. Поскольку мы находим из (Рисунок), что средняя мощность, рассеиваемая любым из этих элементов, равна Конденсаторам, а катушки индуктивности поглощают энергию из цепи в течение одного полупериода, а затем разряжают ее обратно в цепь в течение другого полупериода. Это поведение проиллюстрировано на графиках (Рисунок), (b) и (c), которые показывают, что p ( t) колеблется синусоидально около нуля.

Фазовый угол генератора переменного тока может иметь любое значение.Если генератор выдает мощность; если он поглощает энергию. В терминах среднеквадратичных значений средняя мощность генератора переменного тока записывается как

Для генератора в цепи RLC ,

Отсюда средняя мощность генератора

Это также можно записать как

, который означает, что мощность, производимая генератором, рассеивается в резисторе. Как мы видим, закон Ома для среднеквадратичного значения переменного тока находится делением среднеквадратичного напряжения на импеданс.

Проверьте свое понимание Вольтметр переменного тока, подключенный к клеммам генератора переменного тока 45 Гц, показывает 7,07 В. Напишите выражение для ЭДС генератора.

Проверьте свое понимание Покажите, что действующие значения напряжения на резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности в цепи переменного тока, где среднеквадратичный ток выражается соответственно. Определите эти значения для компонентов цепи RLC (рисунок).

Сводка

Средняя мощность переменного тока определяется путем умножения среднеквадратичных значений тока и напряжения.

Закон

Ома для среднеквадратичного значения переменного тока находится делением среднеквадратичного напряжения на полное сопротивление.
В цепи переменного тока существует фазовый угол между напряжением источника и током, который можно найти, разделив сопротивление на полное сопротивление.
Средняя мощность, подаваемая в цепь RLC , зависит от фазового угла.
Коэффициент мощности находится в диапазоне от –1 до 1.

Концептуальные вопросы

При каком значении фазового угла между выходным напряжением источника переменного тока и током средняя выходная мощность источника является максимальной?

Обсудите разницу между средней мощностью и мгновенной мощностью.

Мгновенная мощность — это мощность в данный момент. Средняя мощность — это мощность, усредненная за цикл или количество циклов.

Средний переменный ток, подаваемый в цепь, равен нулю.Несмотря на это, мощность в цепи рассеивается. Объяснять.

Может ли мгновенная выходная мощность источника переменного тока быть отрицательной? Может ли средняя выходная мощность быть отрицательной?

Мгновенная мощность может быть отрицательной, но выходная мощность не может быть отрицательной.

Номинальная мощность резистора, используемого в цепях переменного тока, относится к максимальной средней мощности, рассеиваемой в резисторе. Как это соотносится с максимальной мгновенной мощностью, рассеиваемой на резисторе?

Глоссарий

средняя мощность: среднее время мгновенной мощности за один цикл

Коэффициент мощности: величина, на которую мощность, передаваемая в цепи, меньше теоретического максимума цепи из-за того, что напряжение и ток не совпадают по фазе