Hvordan finne strøm ved å kjenne strømstyrke, spenning og motstand

I fysikk er det mye oppmerksomhet til energien og kraften til enheter, stoffer eller kropper. I elektroteknikk spiller disse konseptene ikke mindre viktig rolle enn i andre grener av fysikk, fordi fra dem avhenger av hvor raskt installasjonen vil gjøre jobben sin og hvor mye belastning linjene vil bære kraftoverføring. Basert på denne informasjonen velges transformatorer for transformatorstasjoner, generatorer for kraftverk og tverrsnittet av ledere av overføringslinjer. I denne artikkelen vil vi fortelle deg hvordan du finner kraften til et elektrisk apparat eller installasjon, og kjenne til gjeldende styrke, spenning og motstand.

Definisjon

Kraft er en skalær størrelse. Generelt er det lik forholdet mellom utført arbeid og tid:

P = dA / dt

Enkelt sagt bestemmer denne verdien hvor raskt arbeidet utføres. Det kan ikke bare betegnes med bokstaven P, men også med W eller N, målt i watt eller kilowatt, som er forkortet til henholdsvis W og kW.

Elektrisk kraft er lik produktet av strøm og spenning, eller:

P = UI

Hvordan henger dette sammen med arbeid? U er forholdet mellom arbeidet med å overføre en enhetsladning, og I bestemmer hvor mye ladning som har gått gjennom ledningen per tidsenhet. Som et resultat av transformasjonene ble en slik formel oppnådd, som du kan finne kraften med, kjenne til gjeldende styrke og spenning.

DC-kretsformler

Den enkleste måten å beregne effekten på er for en DC-krets. Hvis det er strøm og spenning, trenger du bare å bruke formelen ovenfor for å utføre beregningen:

P = UI

Men det er ikke alltid mulig å finne kraften etter strøm og spenning. Hvis du ikke kjenner dem, kan du bestemme P ved å kjenne motstanden og spenningen:

P = U²/ R

Du kan også utføre beregningen ved å vite strømmen og motstanden:

P = I²*R

De to siste formlene er praktiske for å beregne kraften til en kretsseksjon hvis du kjenner R til et element I eller U som faller på det.

For vekselstrøm

For en elektrisk vekselstrømkrets er det imidlertid nødvendig å ta hensyn til den totale, aktive og reaktive, samt effektfaktoren (cosF). Vi vurderte alle disse konseptene mer detaljert i denne artikkelen: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Vi bemerker bare at for å finne den totale effekten i et enfaset nettverk når det gjelder strøm og spenning, må du multiplisere dem:

S = UI

Resultatet vil være i volt-ampere, for å bestemme den aktive effekten (watt), må du multiplisere S med cosF-faktoren. Den finnes i den tekniske dokumentasjonen for enheten.

P = UCosФ

For å bestemme reaktiv effekt (reaktive volt-ampere), brukes sinF i stedet for cosF.

Q = UIinФ

Eller uttrykk fra dette uttrykket:

Og herfra beregne den nødvendige verdien.

Det er også lett å finne strømmen i et trefasenettverk; for å bestemme S (full), bruk formelen for å beregne strøm- og fasespenning:

S = 3U_fJeg_f

Og å kjenne til Ulinear:

S = 1,73 * U_lJeg_l

1,73 eller roten av 3 - denne verdien brukes til å beregne trefasekretser.

Deretter, analogt, for å finne P aktiv:

P = 3U_fJeg_f* cosФ = 1,73 * U_lJeg_l*cosФ

Du kan bestemme reaktiv effekt:

Q = 3U_fJeg_f* sinФ = 1,73 * U_lJeg_l* syndФ

Det er her den teoretiske informasjonen slutter og vi går videre til praksis.

Et eksempel på beregning av tilsynelatende effekt for en elektrisk motor

Strøm for elektriske motorer er nyttig eller mekanisk på akselen og elektrisk. De er forskjellige med verdien av ytelseskoeffisienten (COP), denne informasjonen er vanligvis angitt på navneskiltet til den elektriske motoren.

Herfra tar vi dataene for å beregne forbindelsen til trekanten for U-lineær 380 volt:

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

Deretter kan du finne den aktive elektriske effekten ved formelen:

P = P_{på skaftet}/ n = 160 000 / 0,94 = 170213 W

Nå kan du finne S:

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

Det er hun som må bli funnet og tatt i betraktning når du velger en kabel eller transformator til en elektrisk motor. Dette fullfører beregningene.

Beregning for parallell- og seriekobling

Når du beregner kretsen til en elektronisk enhet, må du ofte finne kraften som er tildelt et eget element. Deretter må du bestemme hvilken spenning som faller over den, hvis vi snakker om en seriell tilkobling, eller hvilken strøm som flyter når den er koblet parallelt, vil vi vurdere spesifikke tilfeller.

Her er jeg totalt lik:

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

Generell makt:

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

På hver motstand R1 og R2, siden deres motstand er den samme, faller spenningen langs:

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

Og det skiller seg ut for:

P_{på motstanden}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 watt

Deretter, når koblet parallelt i et slikt opplegg:

Først ser vi etter jeg i hver gren:

Jeg₁= U / R₁= 12/1 = 12 ampere

Jeg₂= U / R₂= 12/2 = 6 ampere

Og det skiller seg ut på hver enkelt ved:

P_R1= 12 * 6 = 72 watt

P_R2= 12 * 12 = 144 watt

Skiller seg ut totalt:

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

Eller gjennom generell motstand, da:

R_generell= (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 beregninger samsvarte, noe som betyr at de funnet verdiene er korrekte.

Konklusjon

Som du kan se, er det ikke vanskelig å finne kraften til en kjede eller dens seksjon, uansett om det er en konstant eller en endring. Det er viktigere å bestemme den totale motstanden, strømmen og spenningen riktig. Forresten, denne kunnskapen er allerede nok til å riktig bestemme parametrene til kretsen og valget av elementer - hvor mange watt å velge motstander, tverrsnitt av kabler og transformatorer. Vær også forsiktig når du beregner S komplett når du beregner det radikale uttrykket. Det er bare verdt å legge til at når vi betaler strømregninger vi betaler per kilowatt-timer eller kWh, er de lik mengden strøm som forbrukes over en periode. For eksempel, hvis du koblet til en 2 kilowatt-varmer i en halv time, vil måleren vinde 1 kW / t, og om en time - 2 kW / t, og så videre analogt.

Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om emnet for artikkelen:

Les også:

• Hvordan bestemme strømforbruket til enheter
• Hvordan beregne kabeltverrsnitt
• Motstandsmerking ved kraft og motstand