Hoe u stroom kunt vinden door stroomsterkte, spanning en weerstand te kennen?

In de natuurkunde wordt veel aandacht besteed aan de energie en kracht van apparaten, stoffen of lichamen. In de elektrotechniek spelen deze concepten een niet minder belangrijke rol dan in andere takken van de natuurkunde, omdat van hen hangt af van hoe snel de installatie zijn werk zal doen en hoeveel belasting de lijnen zullen dragen krachtoverbrenging. Op basis van deze informatie worden transformatoren voor onderstations, generatoren voor energiecentrales en de doorsnede van geleiders van transmissielijnen geselecteerd. In dit artikel zullen we u vertellen hoe u het vermogen van een elektrisch apparaat of installatie kunt vinden, waarbij u de stroomsterkte, spanning en weerstand kent.

Definitie

Macht is een scalaire grootheid. Over het algemeen is het gelijk aan de verhouding van het uitgevoerde werk tot de tijd:

P = dA / dt

In eenvoudige bewoordingen bepaalt deze waarde hoe snel het werk wordt gedaan. Het kan niet alleen worden aangeduid met de letter P, maar ook met W of N, gemeten in watt of kilowatt, die respectievelijk worden afgekort als W en kW.

Elektrisch vermogen is gelijk aan het product van stroom en spanning, of:

P = UI

Hoe verhoudt zich dit tot werk? U is de verhouding van het werk van het overbrengen van een eenheidslading, en I bepaalt hoeveel lading per tijdseenheid door de draad is gegaan. Als resultaat van de transformaties is zo'n formule verkregen, waarmee je het vermogen kunt vinden, wetende de stroomsterkte en spanning.

DC-circuitformules

De eenvoudigste manier om het vermogen te berekenen is voor een DC-circuit. Als er stroom en spanning is, hoeft u alleen de bovenstaande formule te gebruiken om de berekening uit te voeren:

P = UI

Maar het is niet altijd mogelijk om het vermogen te vinden op basis van stroom en spanning. Als u ze niet kent, kunt u P bepalen door de weerstand en spanning te kennen:

P = U²/ R

U kunt de berekening ook uitvoeren als u de stroom en weerstand kent:

P = I²* R

De laatste twee formules zijn handig voor het berekenen van het vermogen van een circuitgedeelte als je de R kent van een element I of U dat erop valt.

Voor wisselstroom

Voor een elektrisch circuit met wisselstroom moet echter rekening worden gehouden met het totaal, actief en reactief, evenals de arbeidsfactor (cosF). We hebben al deze concepten in meer detail besproken in dit artikel: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

We merken alleen op dat om het totale vermogen in een enkelfasig netwerk in termen van stroom en spanning te vinden, u ze moet vermenigvuldigen:

S = UI

Het resultaat is in volt-ampère, om het actieve vermogen (watt) te bepalen, moet je S vermenigvuldigen met de cosF-factor. Het is te vinden in de technische documentatie van het apparaat.

P = UIcosФ

Om het blindvermogen (reactieve volt-ampères) te bepalen, wordt sinF gebruikt in plaats van cosF.

Q = UIsinФ

Of druk uit van deze uitdrukking:

En bereken vanaf hier de vereiste waarde.

Het is ook gemakkelijk om het vermogen in een driefasig netwerk te vinden; om S (vol) te bepalen, gebruikt u de formule voor het berekenen van stroom en fasespanning:

S = 3U_Fl_F

En Ulinear kennende:

S = 1,73 * U_ikl_ik

1,73 of de wortel van 3 - deze waarde wordt gebruikt voor het berekenen van driefasige circuits.

Om vervolgens, naar analogie, P actief te vinden:

P = 3U_Fl_F* cosФ = 1,73 * U_ikl_ik* want

Je kunt blindvermogen bepalen:

Q = 3U_Fl_F* sinФ = 1,73 * U_ikl_ik* zonde

Hier houdt de theoretische informatie op en gaan we verder met de praktijk.

Een voorbeeld van het berekenen van het schijnbaar vermogen voor een elektromotor

Vermogen voor elektromotoren is nuttig of mechanisch op de as en elektrisch. Ze verschillen door de waarde van de prestatiecoëfficiënt (COP), deze informatie wordt meestal aangegeven op het typeplaatje van de elektromotor.

Vanaf hier nemen we de gegevens voor het berekenen van de verbinding met de driehoek voor U-lineaire 380 volt:

1. P_{op de schacht}= 160 kW = 160.000 W
2. n = 0,94
3. cosФ = 0.9
4. U = 380

Dan kun je het actieve elektrische vermogen vinden met de formule:

P = P_{op de schacht}/ n = 160000 / 0,94 = 170213 W

Nu kun je S vinden:

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

Zij is het die moet worden gevonden en waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een kabel of transformator voor een elektromotor. Hiermee zijn de berekeningen voltooid.

Berekening voor parallelle en seriële verbinding

Bij het berekenen van het circuit van een elektronisch apparaat, moet u vaak het vermogen vinden dat aan een afzonderlijk element is toegewezen. Vervolgens moet u bepalen welke spanning erover valt, als we het hebben over een seriële verbinding, of welke stroom vloeit wanneer parallel aangesloten, zullen we specifieke gevallen overwegen.

Hier is I totaal gelijk aan:

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

Algemeen vermogen:

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

Op elke weerstand R1 en R2, omdat hun weerstand hetzelfde is, daalt de spanning mee:

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

En het onderscheidt zich door:

P_{op de weerstand}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 Watt

Dan, wanneer parallel aangesloten in een dergelijk schema:

Eerst zoeken we naar I in elke tak:

l₁= U / R₁= 12/1 = 12 Ampère

l₂= U / R₂= 12/2 = 6 Ampère

En het onderscheidt zich door:

P_R1= 12 * 6 = 72 watt

P_R2= 12 * 12 = 144 watt

Opvallend in totaal:

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

Of door algemene weerstand, dan:

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

I = 12 / 0,66 = 18 Ampère

P = 12 * 18 = 216 Watt

Alle berekeningen kwamen overeen, wat betekent dat de gevonden waarden kloppen.

Conclusie

Zoals u kunt zien, is het niet moeilijk om de kracht van een ketting of zijn sectie te vinden, of het nu een constante of een verandering is. Het is belangrijker om de totale weerstand, stroom en spanning correct te bepalen. Trouwens, deze kennis is al voldoende om de parameters van het circuit en de selectie van elementen correct te bepalen - hoeveel watt weerstanden, doorsneden van kabels en transformatoren te selecteren. Wees ook voorzichtig bij het berekenen van S compleet bij het berekenen van de worteluitdrukking. Het is alleen de moeite waard om toe te voegen dat we bij het betalen van energierekeningen per kilowattuur of kWh betalen, deze gelijk zijn aan de hoeveelheid stroom die gedurende een bepaalde periode is verbruikt. Als u bijvoorbeeld een half uur lang een verwarming van 2 kilowatt hebt aangesloten, zal de meter 1 kW / h winden, en binnen een uur - 2 kW / h, enzovoort, naar analogie.

Ten slotte raden we aan een nuttige video over het onderwerp van het artikel te bekijken:

Lees ook:

• Hoe het stroomverbruik van apparaten te bepalen
• Kabeldoorsneden berekenen
• Weerstandsmarkering door vermogen en weerstand