Kā atrast jaudu, zinot strāvas stiprumu, spriegumu un pretestību

Fizikā liela uzmanība tiek pievērsta ierīču, vielu vai ķermeņu enerģijai un jaudai. Elektrotehnikā šiem jēdzieniem ir ne mazāk svarīga loma kā citās fizikas nozarēs, jo no tiem atkarīgs no tā, cik ātri iekārta veiks savu darbu un cik lielu slodzi izturēs līnijas spēka pārvade. Pamatojoties uz šo informāciju, tiek izvēlēti transformatori apakšstacijām, ģeneratori elektrostacijām un elektropārvades līniju vadītāju šķērsgriezums. Šajā rakstā mēs jums pateiksim, kā atrast elektroierīces vai instalācijas jaudu, zinot strāvas stiprumu, spriegumu un pretestību.

Definīcija

Jauda ir skalārs lielums. Kopumā tas ir vienāds ar veiktā darba attiecību pret laiku:

P = dA / dt

Vienkārši izsakoties, šī vērtība nosaka, cik ātri darbs tiek paveikts. To var apzīmēt ne tikai ar burtu P, bet arī ar W vai N, ko mēra vatos vai kilovatos, kas attiecīgi ir saīsināti kā W un kW.

Elektriskā jauda ir vienāda ar strāvas un sprieguma reizinājumu vai:

P = UI

Kā tas ir saistīts ar darbu? U ir vienības lādiņa pārnešanas darba attiecība, un I nosaka, cik daudz lādiņa ir izgājis cauri vadam laika vienībā. Pārveidojumu rezultātā tika iegūta tāda formula, ar kuru var atrast jaudu, zinot strāvas stiprumu un spriegumu.

Līdzstrāvas ķēžu formulas

Vienkāršākais veids, kā aprēķināt jaudu, ir līdzstrāvas ķēdei. Ja ir strāva un spriegums, jums vienkārši jāizmanto iepriekš minētā formula, lai veiktu aprēķinu:

P = UI

Bet ne vienmēr ir iespējams atrast jaudu pēc strāvas un sprieguma. Ja jūs tos nezināt, varat noteikt P, zinot pretestību un spriegumu:

P = U²/ R

Varat arī veikt aprēķinu, zinot strāvu un pretestību:

P = I²*R

Pēdējās divas formulas ir ērtas, lai aprēķinātu ķēdes sekcijas jaudu, ja zināt elementa I vai U R, kas uz to krīt.

Maiņstrāvai

Tomēr maiņstrāvas elektriskajai ķēdei ir jāņem vērā kopējais, aktīvais un reaktīvais, kā arī jaudas koeficients (cosF). Mēs visus šos jēdzienus aplūkojām sīkāk šajā rakstā: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Mēs tikai atzīmējam, ka, lai atrastu kopējo jaudu vienfāzes tīklā strāvas un sprieguma izteiksmē, jums tie jāreizina:

S = UI

Rezultāts būs volt-ampēros, lai noteiktu aktīvo jaudu (vatos), jums S jāreizina ar cosF koeficientu. To var atrast ierīces tehniskajā dokumentācijā.

P = UIcosФ

Lai noteiktu reaktīvo jaudu (reaktīvo voltu ampēros), cosF vietā izmanto sinF.

Q = UIsinФ

Vai arī izsakiet no šīs izteiksmes:

Un no šejienes aprēķiniet nepieciešamo vērtību.

Trīsfāzu tīklā ir arī viegli atrast jaudu; lai noteiktu S (pilns), izmantojiet strāvas un fāzes sprieguma aprēķināšanas formulu:

S = 3U_fes_f

Un zinot Ulineāru:

S = 1,73 * U_les_l

1,73 vai 3 sakne - šo vērtību izmanto trīsfāzu ķēžu aprēķināšanai.

Pēc tam, pēc analoģijas, lai atrastu P aktīvo:

P = 3U_fes_f* cosФ = 1,73 * U_les_l* cosФ

Jūs varat noteikt reaktīvo jaudu:

Q = 3U_fes_f* sinФ = 1,73 * U_les_l* grēks

Šeit beidzas teorētiskā informācija, un mēs pārejam pie prakses.

Elektromotora redzamās jaudas aprēķināšanas piemērs

Elektromotoru jauda ir noderīga vai mehāniska uz vārpstas un elektriskā. Tie atšķiras ar veiktspējas koeficienta (COP) vērtību, šī informācija parasti ir norādīta uz elektromotora datu plāksnītes.

No šejienes mēs ņemam datus, lai aprēķinātu savienojumu ar trīsstūri U-lineārajam 380 voltiem:

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

Tad aktīvo elektrisko jaudu var atrast pēc formulas:

P = P_{uz vārpstas}/ n = 160 000 / 0,94 = 170 213 W

Tagad jūs varat atrast S:

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

Tieši viņa ir jāatrod un jāņem vērā, izvēloties elektromotora kabeli vai transformatoru. Tas pabeidz aprēķinus.

Paralēlā un seriālā savienojuma aprēķins

Aprēķinot elektroniskās ierīces ķēdi, bieži ir jāatrod jauda, ​​kas tiek piešķirta atsevišķam elementam. Tad jums ir jānosaka, kāds spriegums tajā krītas, ja mēs runājam par seriālo savienojumu vai kāda strāva plūst, kad tiek savienots paralēli, mēs apsvērsim konkrētus gadījumus.

Šeit es kopsumma ir vienāda ar:

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

Vispārējā jauda:

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

Katram rezistoram R1 un R2, jo to pretestība ir vienāda, spriegums samazinās līdz:

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

Un tas izceļas ar:

P_{uz rezistora}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 vati

Pēc tam, savienojot paralēli šādā shēmā:

Pirmkārt, mēs meklējam I katrā filiālē:

es₁= U/R₁= 12/1 = 12 ampēri

es₂= U/R₂= 12/2 = 6 ampēri

Un tas izceļas katrā ar:

P_R1= 12 * 6 = 72 vati

P_R2= 12 * 12 = 144 vati

Kopumā izceļas:

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

Vai ar vispārēju pretestību, tad:

R_ģenerālis= (R₁*R₂) / (R₁+ R₂) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 omi

I = 12 / 0,66 = 18 ampēri

P = 12 * 18 = 216 vati

Visi aprēķini sakrita, kas nozīmē, ka atrastās vērtības ir pareizas.

Secinājums

Kā redzat, nav grūti atrast ķēdes vai tās posma spēku, neatkarīgi no tā, vai tā ir konstante vai izmaiņas. Svarīgāk ir pareizi noteikt kopējo pretestību, strāvu un spriegumu. Starp citu, šīs zināšanas jau ir pietiekamas, lai pareizi noteiktu ķēdes parametrus un elementu izvēli - cik vatu izvēlēties rezistorus, kabeļu un transformatoru šķērsgriezumus. Tāpat esiet piesardzīgs, aprēķinot S pabeigtu, aprēķinot radikālo izteiksmi. Vērts vien piebilst, ka, maksājot komunālos maksājumus, mēs maksājam par kilovatstundām jeb kWh, tie ir vienādi ar patērētās jaudas daudzumu noteiktā laika periodā. Piemēram, ja pusstundu pievienojāt 2 kilovatu sildītāju, skaitītājs uztīs 1 kW / h, bet stundā - 2 kW / h un tā tālāk pēc analoģijas.

Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu par raksta tēmu:

Lasiet arī:

• Kā noteikt ierīču enerģijas patēriņu
• Kā aprēķināt kabeļa šķērsgriezumus
• Rezistoru marķējums pēc jaudas un pretestības