Jak zjistit proud pomocí výkonu, odporu a napětí

Jednou z hlavních charakteristik elektrického obvodu je jeho proudová síla. Měří se v ampérech a určuje zatížení vodivých drátů, sběrnic nebo palubních drah. Tato hodnota odráží množství elektřiny, které proteklo vodičem za jednotku času. Existuje několik způsobů, jak jej definovat, v závislosti na datech, která znáte. Studenti a začínající elektrikáři se proto často potýkají s problémy při řešení vzdělávacích úkolů nebo praktických situací. V tomto článku vám řekneme, jak zjistit proud pomocí výkonu a napětí nebo odporu.

Pokud je znám výkon a napětí

Řekněme, že potřebujete najít proud v obvodu, zatímco znáte pouze napětí a spotřebu energie. Poté, abyste jej určili bez odporu, použijte vzorec:

P = UI

Po několika jednoduchých dostaneme vzorec pro výpočty

I = P/U

Je třeba poznamenat, že tento výraz platí pro stejnosměrné obvody. Ale při výpočtu například u elektromotoru se bere v úvahu jeho plný výkon nebo kosinus Phi. Pak pro třífázový motor lze vypočítat takto:

Najdeme P s přihlédnutím k účinnosti, obvykle leží v rozmezí 0,75-0,88:

Р1 = Р2 / η

Zde P2 je aktivní čistý výkon na hřídeli, η - účinnost, oba tyto parametry jsou obvykle uvedeny na typovém štítku.

Zjistíme celkový výkon s přihlédnutím k cosF (je také uveden na typovém štítku):

S = P1 / cosφ

Spotřebovaný proud určete podle vzorce:

Inom = S / (1,73 U)

Zde 1,73 je odmocnina ze 3 (používá se pro výpočet třífázového obvodu), U je napětí v závislosti na zahrnutí motoru (trojúhelník nebo hvězda) a počtu voltů v síti (220, 380, 660, atd.). I když u nás se nejčastěji vyskytuje 380V.

Pokud je známo napětí nebo výkon a odpor

Existují však problémy, když znáte napětí na části obvodu a velikost zátěže, pak k nalezení aktuální síly bez napájení použijte Ohmův zákon, s jeho pomocí vypočítáme proudovou sílu přes odpor a napětí.

I = U/R

Někdy se ale stane, že potřebujete určit sílu proudu bez napětí, to znamená, když znáte pouze výkon obvodu a jeho odpor. V tomto případě:

P = UI

Navíc podle stejného Ohmova zákona:

U = IR

Že:

 P = I²* R

Výpočet se tedy provádí podle vzorce:

já²= P/R

Nebo vezměte výraz na pravé straně výrazu pod kořenem:

I = (P/R)^1/2

Pokud je známo EMF, vnitřní odpor a zatížení

Problémy studentů triků zahrnují případy, kdy dostanete hodnotu EMF a vnitřní odpor zdroje energie. V tomto případě můžete určit proud v obvodu podle Ohmova zákona pro celý obvod:

I = E / (R + r)

Zde E je EMF, r je vnitřní odpor zdroje energie, R je zátěž.

Joule-Lenzův zákon

Dalším úkolem, který může uvrhnout i více či méně zkušeného studenta do strnulosti, je určení síly proudu, pokud je známa doba, odpor a množství tepla generovaného vodičem. Chcete-li to provést, nezapomeňte Joule-Lenzův zákon.

Jeho vzorec vypadá takto:

Q = I²Rt

Poté proveďte výpočet takto:

já²= QRt

Nebo odmocni pravou stranu rovnice:

I = (Q / Rt)^1/2

Několik příkladů

Na závěr navrhujeme konsolidovat získané informace na několika příkladech úkolů, ve kterých musíte najít aktuální sílu.

1 úkol: Vypočítejte I v řetězci dvou rezistorů v sériovém a paralelním zapojení. R odpory 1 a 2 Ohm, napájení 12 voltů.

Z podmínky je zřejmé, že pro každou z možností připojení musíte uvést dvě možnosti odpovědi. Poté, abyste našli proud v sériovém zapojení, nejprve sečtěte odpory obvodu, abyste získali součet.

R₁+ R₂= 1 + 2 = 3 ohmy

Poté můžete vypočítat proudovou sílu podle Ohmova zákona:

I = U / R = 12/3 = 4 ampéry

Když jsou dva prvky zapojeny paralelně, lze Rtotal vypočítat následovně:

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

Poté lze provést další výpočty takto:

I = 12 * 0,67 = 18 A

Úkol 2: vypočítat proud se smíšeným zapojením prvků. Na výstupu zdroje je 24V a rezistory jsou: R1 = 1 Ohm, R2 = 3 Ohm, R3 = 3 Ohm.

Nejprve musíte najít R celkem R2 a R3 zapojených paralelně pomocí stejného vzorce, který jsme použili výše.

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

Nyní bude diagram vypadat takto:

Dále najdeme proud podle stejného Ohmova zákona:

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

Nyní víte, jak zjistit proud pomocí znalosti příkonu, odporu a napětí. Doufáme, že vám poskytnuté vzorce a příklady výpočtů pomohly zvládnout materiál!

Asi nevíš:

• Jak vypočítat průřez kabelu
• Jak převést ampéry na kilowatty
• Jak najít drát ve zdi