Jak znaleźć natężenie prądu poprzez moc, rezystancję i napięcie?

Jedną z głównych cech obwodu elektrycznego jest jego natężenie prądu. Jest mierzony w amperach i określa obciążenie przewodzących przewodów, szyn lub torów pokładowych. Wartość ta odzwierciedla ilość energii elektrycznej, która przepłynęła w przewodniku na jednostkę czasu. Istnieje kilka sposobów na zdefiniowanie tego, w zależności od danych, które znasz. W związku z tym studenci i początkujący elektrycy często napotykają problemy podczas rozwiązywania zadań edukacyjnych lub praktycznych sytuacji. W tym artykule dowiesz się, jak znaleźć natężenie prądu na podstawie mocy i napięcia lub rezystancji.

Jeśli moc i napięcie są znane

Powiedzmy, że musisz znaleźć prąd w obwodzie, podczas gdy znasz tylko napięcie i pobór mocy. Następnie, aby określić go bez oporów, użyj wzoru:

P = interfejs użytkownika

Po kilku prostych otrzymujemy wzór do obliczeń

I = P / U

Należy zauważyć, że to wyrażenie dotyczy obwodów prądu stałego. Ale przy obliczaniu na przykład silnika elektrycznego bierze się pod uwagę jego pełną moc lub cosinus Phi. Wówczas dla silnika trójfazowego można go obliczyć w następujący sposób:

Wyznaczamy P biorąc pod uwagę sprawność, zwykle mieści się ona w przedziale 0,75-0,88:

Р1 = Р2 / η

Tutaj P2 jest mocą czynną netto na wale, η - wydajność, oba te parametry są zwykle wskazane na tabliczce znamionowej.

Całkowitą moc obliczamy biorąc pod uwagę cosF (jest to również wskazane na tabliczce znamionowej):

S = P1 / cosφ

Określ zużyty prąd według wzoru:

Iom = S / (1,73 U)

Tutaj 1,73 to pierwiastek z 3 (używany do obliczania obwodu trójfazowego), U to napięcie, w zależności od włączenia silnika (trójkąt lub gwiazda) i liczby woltów w sieci (220, 380, 660, itp.). Chociaż w naszym kraju najczęściej spotyka się 380V.

Jeśli napięcie lub moc i rezystancja są znane

Ale są problemy, gdy znasz napięcie na odcinku obwodu i wielkość obciążenia, a następnie, aby znaleźć siłę prądu bez zasilania, użyj Prawo Ohma, z jego pomocą obliczamy siłę prądu poprzez rezystancję i napięcie.

I = U / R

Ale czasami zdarza się, że musisz określić siłę prądu bez napięcia, to znaczy, gdy znasz tylko moc obwodu i jego rezystancję. W tym przypadku:

P = interfejs użytkownika

Co więcej, zgodnie z tym samym prawem Ohma:

U = IR

To:

 P = I²* R

Tak więc obliczenia przeprowadza się według wzoru:

i²= P / R

Lub weź wyrażenie po prawej stronie wyrażenia pod korzeniem:

I = (P / R)^1/2

Jeśli pole elektromagnetyczne jest znane, rezystancja wewnętrzna i obciążenie

Problemy uczniów sztuczek obejmują przypadki, w których podano wartość pola elektromagnetycznego i wewnętrzną rezystancję źródła zasilania. W takim przypadku możesz określić prąd w obwodzie zgodnie z prawem Ohma dla całego obwodu:

I = E / (R + r)

Tutaj E to EMF, r to wewnętrzna rezystancja źródła zasilania, R to obciążenie.

Prawo Joule'a-Lenza

Innym zadaniem, które może wprawić w osłupienie nawet mniej lub bardziej doświadczonego ucznia, jest określenie natężenia prądu, jeśli znany jest czas, opór i ilość ciepła wytworzonego przez przewodnik. Aby to zrobić, pamiętaj Prawo Joule'a-Lenza.

Jego formuła wygląda tak:

Q = I²Rt

Następnie wykonaj obliczenia w ten sposób:

i²= QRt

Lub wykorzenić prawą stronę równania:

I = (Q / Rt)^1/2

Kilka przykładów

Na zakończenie proponujemy skonsolidować otrzymane informacje na kilku przykładowych zadaniach, w których trzeba znaleźć aktualną siłę.

1 zadanie: Oblicz I w obwodzie dwóch oporników połączonych szeregowo i równolegle. Rezystory R 1 i 2 Ohm, zasilanie 12 V.

Z warunku jasno wynika, że ​​musisz podać dwie opcje odpowiedzi dla każdej z opcji połączenia. Następnie, aby znaleźć prąd w połączeniu szeregowym, najpierw dodaj rezystancje obwodu, aby uzyskać sumę.

r₁+ R₂= 1 + 2 = 3 omy

Następnie możesz obliczyć aktualną siłę zgodnie z prawem Ohma:

I = U / R = 12/3 = 4 Ampery

Gdy dwa elementy są połączone równolegle, Rtotal można obliczyć w następujący sposób:

Rtot = (R1 * R2) / (R1 + R2) = 1 * 2/3 = 2/3 = 0,67

Następnie dalsze obliczenia można przeprowadzić w następujący sposób:

I = 12 * 0,67 = 18A

Zadanie 2: obliczyć prąd z mieszanym połączeniem elementów. Na wyjściu zasilacza jest 24V, a rezystory to: R1 = 1 Ohm, R2 = 3 Ohm, R3 = 3 Ohm.

Przede wszystkim musisz znaleźć sumę R R2 i R3 połączonych równolegle, używając tego samego wzoru, którego użyliśmy powyżej.

R priv = (R2 * R3) / (R2 + R3) = (3 * 3) | (3 + 3) = 9/6 = 3/2 = 1,5 Ohm

Teraz diagram będzie wyglądał tak:

Następnie znajdujemy prąd zgodnie z tym samym prawem Ohma:

I = U / (R1 + R priv) = 24 / (1 + 1,5) = 24 / 2,5 = 9,6 A

Teraz wiesz, jak znaleźć natężenie prądu, znając moc, rezystancję i napięcie. Mamy nadzieję, że dostarczone wzory i przykłady obliczeń pomogły Ci opanować materiał!

Prawdopodobnie nie wiesz:

• Jak obliczyć przekrój kabla?
• Jak przekonwertować ampery na kilowaty
• Jak znaleźć drut w ścianie?