So finden Sie die Leistung durch Kenntnis von Stromstärke, Spannung und Widerstand

In der Physik wird der Energie und Leistung von Geräten, Stoffen oder Körpern viel Aufmerksamkeit geschenkt. In der Elektrotechnik spielen diese Begriffe eine nicht weniger wichtige Rolle als in anderen Teilgebieten der Physik, denn von ihnen hängt davon ab, wie schnell die Installation ihre Arbeit verrichtet und wie viel Belastung die Leitungen tragen Kraftübertragung. Basierend auf diesen Informationen werden Transformatoren für Umspannwerke, Generatoren für Kraftwerke und der Leiterquerschnitt von Übertragungsleitungen ausgewählt. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Leistung eines Elektrogeräts oder einer elektrischen Anlage ermitteln, wenn Sie die Stromstärke, Spannung und den Widerstand kennen.

Definition

Leistung ist eine skalare Größe. Im Allgemeinen entspricht es dem Verhältnis der geleisteten Arbeit zur Zeit:

P = dA / dt

Vereinfacht gesagt bestimmt dieser Wert, wie schnell die Arbeit erledigt wird. Es kann nicht nur mit dem Buchstaben P bezeichnet werden, sondern auch mit W oder N, gemessen in Watt oder Kilowatt, die mit W bzw. kW abgekürzt werden.

Elektrische Leistung ist gleich dem Produkt aus Strom und Spannung, oder:

P = UI

Wie hängt das mit der Arbeit zusammen? U ist das Verhältnis der Arbeit zur Übertragung einer Ladungseinheit, und I bestimmt, wie viel Ladung pro Zeiteinheit durch den Draht gegangen ist. Als Ergebnis der Transformationen wurde eine solche Formel erhalten, mit der Sie die Leistung ermitteln können, wenn Sie die Stromstärke und Spannung kennen.

Formeln für Gleichstromkreise

Der einfachste Weg, die Leistung zu berechnen, ist für einen Gleichstromkreis. Wenn Strom und Spannung vorhanden sind, müssen Sie nur die obige Formel verwenden, um die Berechnung durchzuführen:

P = UI

Es ist jedoch nicht immer möglich, die Leistung anhand von Strom und Spannung zu ermitteln. Wenn Sie sie nicht kennen, können Sie P bestimmen, indem Sie den Widerstand und die Spannung kennen:

P = U²/ R

Sie können die Berechnung auch mit Kenntnis von Strom und Widerstand durchführen:

P = I²* R

Die letzten beiden Formeln sind praktisch, um die Leistung eines Schaltungsabschnitts zu berechnen, wenn Sie das R eines Elements I oder U kennen, das darauf fällt.

Für Wechselstrom

Bei einem Wechselstromkreis müssen jedoch die Summe, Wirk- und Blindleistung sowie der Leistungsfaktor (cosF) berücksichtigt werden. Wir haben all diese Konzepte in diesem Artikel genauer betrachtet: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Wir stellen nur fest, dass Sie diese multiplizieren müssen, um die Gesamtleistung in einem Einphasennetz in Bezug auf Strom und Spannung zu ermitteln:

S = UI

Das Ergebnis wird in Volt-Ampere angegeben, um die Wirkleistung (Watt) zu bestimmen, müssen Sie S mit dem cosF-Faktor multiplizieren. Sie ist in der technischen Dokumentation des Gerätes zu finden.

P = UIcosФ

Zur Ermittlung der Blindleistung (Blindvoltampere) wird sinF anstelle von cosF verwendet.

Q = UIsinФ

Oder drücken Sie aus diesem Ausdruck aus:

Und berechnen Sie von hier aus den erforderlichen Wert.

Es ist auch einfach, die Leistung in einem Drehstromnetz zu ermitteln; um S (voll) zu bestimmen, verwenden Sie die Formel zur Berechnung von Strom und Phasenspannung:

S = 3U_Fich_F

Und Ulinear zu kennen:

S = 1,73 * U_lich_l

1,73 oder Wurzel aus 3 - dieser Wert wird zur Berechnung von Drehstromkreisen verwendet.

Um dann analog P aktiv zu finden:

P = 3U_Fich_F* cosФ = 1,73 * U_lich_l* cos

Sie können Blindleistung ermitteln:

Q = 3U_Fich_F* sinФ = 1,73 * U_lich_l* SündeФ

Hier enden die theoretischen Informationen und es geht in die Praxis über.

Ein Beispiel für die Berechnung der Scheinleistung eines Elektromotors

Energie für Elektromotoren ist sinnvoll oder mechanisch auf der Welle und elektrisch. Sie unterscheiden sich durch den Wert der Leistungszahl (COP), diese Angabe steht meist auf dem Typenschild des Elektromotors.

Von hier nehmen wir die Daten zur Berechnung der Verbindung zum Dreieck für U-linear 380 Volt:

1. P_{auf der Welle}= 160 kW = 160.000 W
2. n = 0,94
3. cosФ = 0,9
4. U = 380

Dann können Sie die elektrische Wirkleistung nach der Formel ermitteln:

P = P_{auf der Welle}/ n = 160000 / 0,94 = 170213 W

Jetzt finden Sie S:

S = P / cosφ = 170213 / 0,9 = 189126 W

Sie muss bei der Auswahl eines Kabels oder Transformators für einen Elektromotor gefunden und berücksichtigt werden. Damit sind die Berechnungen abgeschlossen.

Berechnung für Parallel- und Serienschaltung

Bei der Berechnung der Schaltung eines elektronischen Geräts müssen Sie häufig die Leistung ermitteln, die einem separaten Element zugewiesen ist. Dann müssen Sie feststellen, welche Spannung darüber abfällt, wenn es sich um eine serielle Verbindung handelt oder welcher Strom bei einer Parallelschaltung fließt, wir werden bestimmte Fälle berücksichtigen.

Hier ist ich insgesamt gleich:

I = U / (R1 + R2) = 12 / (10 + 10) = 12/20 = 0,6

Allgemeine Leistung:

P = UI = 12 * 0,6 = 7,2 Watt

An jedem Widerstand R1 und R2 fällt die Spannung ab, da ihr Widerstand gleich ist:

U = IR = 0,6 * 10 = 6 Volt

Und es zeichnet sich aus durch:

P_{am Widerstand}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 Watt

Dann, wenn in einem solchen Schema parallel geschaltet:

Zuerst suchen wir in jedem Zweig nach I:

ich₁= U / R₁= 12/1 = 12 Ampere

ich₂= U / R₂= 12/2 = 6 Ampere

Und es zeichnet sich bei jedem aus durch:

P_R1= 12 * 6 = 72 Watt

P_R2= 12 * 12 = 144 Watt

Fällt insgesamt auf:

P = UI = 12 * (6 + 12) = 216 Watt

Oder durch allgemeinen Widerstand dann:

R_Allgemeines= (R₁* R₂) / (R₁+ R₂) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 Ohm

I = 12 / 0,66 = 18 Ampere

P = 12 * 18 = 216 Watt

Alle Berechnungen stimmen überein, was bedeutet, dass die gefundenen Werte korrekt sind.

Abschluss

Wie Sie sehen, ist es nicht schwer, die Kraft einer Kette oder ihres Abschnitts zu finden, egal ob es sich um eine Konstante oder eine Veränderung handelt. Wichtiger ist es, den Gesamtwiderstand, den Strom und die Spannung richtig zu bestimmen. Übrigens reicht dieses Wissen bereits aus, um die Parameter der Schaltung und die Auswahl der Elemente richtig zu bestimmen - wie viel Watt müssen Widerstände, Kabelquerschnitte und Transformatoren ausgewählt werden. Seien Sie auch vorsichtig, wenn Sie S complete berechnen, wenn Sie den radikalen Ausdruck berechnen. Es ist nur erwähnenswert, dass wir bei der Zahlung von Stromrechnungen pro Kilowattstunden oder kWh bezahlen, diese entsprechen der Menge an Strom, die über einen bestimmten Zeitraum verbraucht wird. Wenn Sie beispielsweise eine halbe Stunde lang eine 2-Kilowatt-Heizung angeschlossen haben, wickelt der Zähler 1 kW / h und in einer Stunde - 2 kW / h usw. analog.

Abschließend empfehlen wir Ihnen, sich ein nützliches Video zum Thema des Artikels anzusehen:

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