Hogyan találhat áramot az áramerősség, a feszültség és az ellenállás ismeretében

A fizikában nagy figyelmet fordítanak az eszközök, anyagok vagy testek energiájára, erejére. Az elektrotechnikában ezek a fogalmak nem kevésbé fontos szerepet töltenek be, mint a fizika más ágaiban, mert belőlük attól függ, hogy a telepítés milyen gyorsan végzi el a dolgát, és mekkora terhelést fognak viselni a vezetékek erőátvitel. Ezen információk alapján kiválasztják az alállomások transzformátorait, az erőművek generátorait és a távvezetékek vezetékeinek keresztmetszetét. Ebben a cikkben elmondjuk, hogyan találhatja meg egy elektromos készülék vagy berendezés teljesítményét az áramerősség, a feszültség és az ellenállás ismeretében.

Meghatározás

A teljesítmény skaláris mennyiség. Általában megegyezik az elvégzett munka és az idő arányával:

P = dA / dt

Egyszerűen fogalmazva, ez az érték határozza meg a munka elvégzésének gyorsaságát. Nemcsak P betűvel jelölhető, hanem W vagy N, wattban vagy kilowattban mérve, amelyek rövidítése W, illetve kW.

Az elektromos teljesítmény egyenlő az áram és a feszültség szorzatával, vagy:

P = UI

Hogyan kapcsolódik ez a munkához? U az egységnyi töltés átviteli munkájának aránya, és I meghatározza, hogy egységnyi idő alatt mennyi töltés haladt át a vezetéken. Az átalakítások eredményeként egy olyan képletet kaptunk, amellyel az áramerősség és feszültség ismeretében megtalálhatja a teljesítményt.

DC áramköri képletek

A teljesítmény kiszámításának legegyszerűbb módja egy egyenáramú áramkör. Ha van áram és feszültség, akkor csak a fenti képletet kell használnia a számítás elvégzéséhez:

P = UI

De nem mindig lehet megtalálni a teljesítményt áram és feszültség alapján. Ha nem ismeri őket, akkor az ellenállás és a feszültség ismeretében meghatározhatja P-t:

P = U²/ R

A számítást az áram és az ellenállás ismeretében is elvégezheti:

P = I²*R

Az utolsó két képlet kényelmes egy áramköri szakasz teljesítményének kiszámításához, ha ismeri a rá eső I vagy U elem R értékét.

Váltakozó áramhoz

Váltakozó áramú elektromos áramkör esetén azonban figyelembe kell venni a teljes, aktív és meddő, valamint a teljesítménytényezőt (cosF). Mindezeket a fogalmakat részletesebben megvizsgáltuk ebben a cikkben: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Csak azt jegyezzük meg, hogy az egyfázisú hálózat teljes teljesítményének áram és feszültség tekintetében történő megtalálásához meg kell szorozni őket:

S = UI

Az eredmény volt-amperben lesz megadva, az aktív teljesítmény (watt) meghatározásához meg kell szorozni az S-t a cosF tényezővel. Megtalálható a készülék műszaki dokumentációjában.

P = UIcosФ

A meddőteljesítmény (reaktív volt-amper) meghatározásához cosF helyett sinF-et használunk.

Q = UIsinФ

Vagy fejezze ki ebből a kifejezésből:

És innen számítsa ki a szükséges értéket.

A háromfázisú hálózatban is könnyű megtalálni a teljesítményt; az S (teljes) meghatározásához használja az áram- és fázisfeszültség kiszámításának képletét:

S = 3U_fén_f

És ismerve az Ulineart:

S = 1,73 * U_lén_l

1,73 vagy 3 gyöke - ezt az értéket a háromfázisú áramkörök kiszámításához használják.

Ezután, analógia útján, P aktívnak találásához:

P = 3U_fén_f* cosФ = 1,73 * U_lén_l* cosФ

Meghatározhatja a reaktív teljesítményt:

Q = 3U_fén_f* sinФ = 1,73 * U_lén_l* sinФ

Itt ér véget az elméleti információ, és áttérünk a gyakorlatra.

Példa az elektromos motor látszólagos teljesítményének kiszámítására

Az elektromos motorok teljesítménye hasznos vagy mechanikus a tengelyen és az elektromos. Ezek különböznek a teljesítménytényező (COP) értékétől, ezt az információt általában az elektromos motor adattábláján tüntetik fel.

Innen vesszük az adatokat az U-lineáris 380 voltos háromszög csatlakozásának kiszámításához:

1. P_{a tengelyen}= 160 kW = 160 000 W
2. n = 0,94
3. cosФ = 0,9
4. U = 380

Ezután az aktív elektromos teljesítményt a következő képlettel találhatja meg:

P = P_{a tengelyen}/n = 160000 / 0,94 = 170213 W

Most megtalálja S:

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

Őt kell megtalálni és figyelembe venni az elektromos motor kábelének vagy transzformátorának kiválasztásakor. Ezzel a számítások befejeződnek.

Számítás párhuzamos és soros csatlakozásra

Egy elektronikus eszköz áramkörének kiszámításakor gyakran meg kell találnia a külön elemre lefoglalt teljesítményt. Ezután meg kell határozni, hogy milyen feszültség esik rajta, ha soros csatlakozásról beszélünk, vagy milyen áram folyik párhuzamosan, akkor konkrét eseteket fogunk figyelembe venni.

Itt összesen egyenlő:

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

Általános teljesítmény:

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

Mindegyik R1 és R2 ellenálláson, mivel az ellenállásuk azonos, a feszültség csökken:

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

És kiemelkedik a következőkből:

P_{az ellenálláson}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 Watt

Ezután, ha párhuzamosan csatlakozik egy ilyen séma szerint:

Először minden ágban keressük az I-t:

én₁= U / R₁= 12/1 = 12 Amper

én₂= U / R₂= 12/2 = 6 Amper

És mindegyikből kitűnik:

P_R1= 12 * 6 = 72 watt

P_R2= 12 * 12 = 144 watt

Összességében kiemelkedik:

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

Vagy általános ellenálláson keresztül, akkor:

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

I = 12 / 0,66 = 18 Amper

P = 12 * 18 = 216 Watt

Minden számítás megegyezett, ami azt jelenti, hogy a talált értékek helyesek.

Következtetés

Mint látható, nem nehéz megtalálni a lánc vagy annak szakaszának erejét, függetlenül attól, hogy állandó vagy változás. Sokkal fontosabb a teljes ellenállás, áram és feszültség helyes meghatározása. Egyébként ez a tudás már elegendő az áramkör paramétereinek és az elemek kiválasztásának helyes meghatározásához - hány watt az ellenállások, a kábelek és a transzformátorok keresztmetszete kiválasztásához. Legyen óvatos az S teljes kiszámításakor is, amikor a gyökkifejezést számítja ki. Csupán annyit érdemes hozzátenni, hogy a közüzemi számlák kifizetésekor kilowattóránként vagy kWh-nként fizetünk, ez megegyezik az adott időszak alatt fogyasztott áram mennyiségével. Például, ha fél órán keresztül csatlakoztatott egy 2 kilowattos fűtőtestet, akkor a mérő 1 kW / h sebességgel, egy óra múlva pedig 2 kW / h-val fog felcsavarni, és így tovább analógia szerint.

Végül javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a cikk témájában:

Olvassa el még:

• Hogyan határozható meg az eszközök energiafogyasztása
• Hogyan kell kiszámítani a kábel keresztmetszetét
• Az ellenállás jelölése teljesítmény és ellenállás szerint