En physique, une grande attention est accordée à l'énergie et à la puissance des appareils, des substances ou des corps. En génie électrique, ces concepts ne jouent pas un rôle moins important que dans d'autres branches de la physique, car à partir d'eux dépend de la rapidité avec laquelle l'installation fera son travail et de la charge que les lignes supporteront puissance de transmission. Sur la base de ces informations, les transformateurs pour les sous-stations, les générateurs pour les centrales électriques et la section transversale des conducteurs des lignes de transmission sont sélectionnés. Dans cet article, nous allons vous expliquer comment trouver la puissance d'un appareil ou d'une installation électrique, en connaissant l'intensité du courant, la tension et la résistance.
Teneur:
- Définition
- Formules de circuits CC
- Pour courant alternatif
- Un exemple de calcul de la puissance apparente pour un moteur électrique
- Calcul pour la connexion parallèle et série
- Conclusion
Définition
La puissance est une quantité scalaire. En général, il est égal au rapport entre le travail effectué et le temps :
P = dA / dt
En termes simples, cette valeur détermine la rapidité avec laquelle le travail est effectué. Il peut être désigné non seulement par la lettre P, mais également par W ou N, mesurés en watts ou en kilowatts, qui sont respectivement abrégés en W et en kW.
La puissance électrique est égale au produit du courant et de la tension, ou :
P = UI
Quel est le rapport avec le travail? U est le rapport du travail de transfert d'une unité de charge, et I détermine la quantité de charge qui a traversé le fil par unité de temps. À la suite des transformations, une telle formule a été obtenue, avec laquelle vous pouvez trouver la puissance, connaissant l'intensité et la tension du courant.
Formules de circuits CC
La façon la plus simple de calculer la puissance est d'utiliser un circuit CC. S'il y a du courant et de la tension, il vous suffit d'utiliser la formule ci-dessus pour effectuer le calcul :
P = UI
Mais il n'est pas toujours possible de trouver la puissance par courant et tension. Si vous ne les connaissez pas, vous pouvez déterminer P en connaissant la résistance et la tension :
P = U2/ R
Vous pouvez également effectuer le calcul en connaissant le courant et la résistance :
P = je2* R
Les deux dernières formules sont pratiques pour calculer la puissance d'une section de circuit si vous connaissez le R d'un élément I ou U qui tombe dessus.
Pour courant alternatif
Cependant, pour un circuit électrique à courant alternatif, il faut prendre en compte le total, actif et réactif, ainsi que le facteur de puissance (cosF). Nous avons examiné tous ces concepts plus en détail dans cet article: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.
On note seulement que pour trouver la puissance totale d'un réseau monophasé en courant et en tension, il faut les multiplier :
S = interface utilisateur
Le résultat sera en volt-ampères, afin de déterminer la puissance active (watts), vous devez multiplier S par le facteur cosF. Il se trouve dans la documentation technique de l'appareil.
P = UIcosФ
Pour déterminer la puissance réactive (voltampères réactifs), sinF est utilisé à la place de cosF.
Q = UIsinФ
Ou exprimer à partir de cette expression :
Et à partir de là, calculez la valeur requise.
Il est également facile de trouver la puissance dans un réseau triphasé; pour déterminer S (plein), utilisez la formule de calcul du courant et de la tension de phase :
S = 3UFjeF
Et connaissant Ulinear :
S = 1,73 * Ujejeje
1,73 ou la racine de 3 - cette valeur est utilisée pour calculer les circuits triphasés.
Alors, par analogie, pour trouver P actif :
P = 3UFjeF* cosФ = 1,73 * Ujejeje* cos
Vous pouvez déterminer la puissance réactive :
Q = 3UFjeF* sinФ = 1,73 * Ujejeje* péchéФ
C'est là que s'achèvent les informations théoriques et que nous passons à la pratique.
Un exemple de calcul de la puissance apparente pour un moteur électrique
L'alimentation des moteurs électriques est utile ou mécanique sur l'arbre et électrique. Ils diffèrent par la valeur du coefficient de performance (COP), cette information est généralement indiquée sur la plaque signalétique du moteur électrique.
De là, nous prenons les données pour calculer la connexion au triangle pour U-linéaire 380 Volts :
- Psur l'arbre= 160 kW = 160 000 W
- n = 0,94
- cosФ = 0.9
- U = 380
Ensuite, vous pouvez trouver la puissance électrique active par la formule :
P = Psur l'arbre/ n = 160000 / 0,94 = 170213 W
Maintenant, vous pouvez trouver S :
S = P / cosφ = 170213 / 0,9 = 189126 W
C'est elle qu'il faut trouver et prendre en compte lors du choix d'un câble ou d'un transformateur pour un moteur électrique. Ceci termine les calculs.
Calcul pour la connexion parallèle et série
Lors du calcul du circuit d'un appareil électronique, vous devez souvent trouver la puissance allouée à un élément séparé. Ensuite, vous devez déterminer quelle tension chute à travers elle, si nous parlons d'une connexion série, ou quel courant circule lorsqu'il est connecté en parallèle, nous considérerons des cas spécifiques.
Ici, mon total est égal à :
I = U / (R1 + R2) = 12 / (10 + 10) = 12/20 = 0,6
Puissance générale :
P = UI = 12 * 0,6 = 7,2 watts
Sur chaque résistance R1 et R2, puisque leur résistance est la même, la tension chute suivant :
U = IR = 0,6 * 10 = 6 volts
Et il se distingue par :
Psur la résistance= interface utilisateur = 6 * 0,6 = 3,6 watts
Ensuite, lorsqu'il est connecté en parallèle dans un tel schéma :
Tout d'abord, nous recherchons I dans chaque branche :
je1= U / R1= 12/1 = 12 Ampères
je2= U / R2= 12/2 = 6 Ampères
Et il se démarque sur chacun par :
PR1= 12 * 6 = 72 watts
PR2= 12 * 12 = 144 watts
Se démarque au total :
P = UI = 12 * (6 + 12) = 216 watts
Ou par résistance générale, alors :
Rgénéral= (R1* R2) / (R1+ R2) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 Ohm
I = 12 / 0,66 = 18 Ampères
P = 12 * 18 = 216 watts
Tous les calculs correspondent, ce qui signifie que les valeurs trouvées sont correctes.
Conclusion
Comme vous pouvez le voir, il n'est pas difficile de trouver la puissance d'une chaîne ou de sa section, peu importe s'il s'agit d'une constante ou d'un changement. Il est plus important de déterminer correctement la résistance totale, le courant et la tension. Soit dit en passant, cette connaissance est déjà suffisante pour déterminer correctement les paramètres du circuit et la sélection des éléments - combien de watts pour sélectionner les résistances, les sections de câbles et de transformateurs. Aussi, soyez prudent lors du calcul de S complet lors du calcul de l'expression radicale. Il convient d'ajouter seulement que lorsque nous payons des factures de services publics que nous payons par kilowattheures ou kWh, elles sont égales à la quantité d'énergie consommée sur une période de temps. Par exemple, si vous avez connecté un appareil de chauffage de 2 kilowatts pendant une demi-heure, le compteur enroulera 1 kW / h et en une heure - 2 kW / h, et ainsi de suite par analogie.
Enfin, nous vous recommandons de regarder une vidéo utile sur le sujet de l'article :
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- Marquage des résistances par puissance et résistance