În fizică, se acordă multă atenție energiei și puterii dispozitivelor, substanțelor sau corpurilor. În inginerie electrică, aceste concepte joacă un rol nu mai puțin important decât în alte ramuri ale fizicii, deoarece din ele depinde de cât de repede își va face instalația treaba și de cât de multă sarcină vor suporta liniile transmisie de putere. Pe baza acestor informații, sunt selectate transformatoare pentru substații, generatoare pentru centrale electrice și secțiunea transversală a conductorilor liniilor de transport. În acest articol, vă vom spune cum să găsiți puterea unui dispozitiv sau instalație electrică, cunoscând puterea curentului, tensiunea și rezistența.
Conţinut:
- Definiție
- Formule de circuite DC
- Pentru curent alternativ
- Un exemplu de calcul al puterii aparente pentru un motor electric
- Calcul pentru conexiunea paralelă și serială
- Concluzie
Definiție
Puterea este o mărime scalară. În general, este egal cu raportul dintre munca prestată și timpul:
P = dA / dt
În termeni simpli, această valoare determină cât de repede se realizează munca. Poate fi notat nu numai prin litera P, ci și prin W sau N, măsurați în wați sau kilowați, care sunt abreviați ca W și, respectiv, kW.
Puterea electrică este egală cu produsul dintre curent și tensiune sau:
P = UI
Cum se raportează asta la muncă? U este raportul de lucru pentru a transporta o unitate de sarcină, iar I determină cât de multă sarcină a trecut prin fir pe unitatea de timp. În urma transformărilor, am obținut o astfel de formulă cu care puteți găsi puterea, cunoscând curentul și tensiunea.
Formule de circuite DC
Cel mai simplu mod de a calcula puterea este pentru un circuit DC. Dacă există curent și tensiune, atunci trebuie doar să utilizați formula de mai sus pentru a efectua calculul:
P = UI
Dar nu este întotdeauna posibil să găsiți puterea după curent și tensiune. Dacă nu le cunoașteți, puteți determina P cunoscând rezistența și tensiunea:
P = U2/ R
De asemenea, puteți efectua calculul cunoscând curentul și rezistența:
P = I2* R
Ultimele două formule sunt convenabile pentru calcularea puterii unei secțiuni de circuit dacă cunoașteți R al unui element I sau U care cade pe el.
Pentru curent alternativ
Cu toate acestea, pentru un circuit electric de curent alternativ, este necesar să se țină seama de totalul, activ și reactiv, precum și de factorul de putere (cosF). Am luat în considerare toate aceste concepte mai detaliat în acest articol: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.
Remarcăm doar că pentru a găsi puterea totală într-o rețea monofazată în termeni de curent și tensiune, trebuie să le înmulțiți:
S = UI
Rezultatul va fi în volți-amperi, pentru a determina puterea activă (wați), trebuie să înmulțiți S cu factorul cosF. Poate fi găsit în documentația tehnică a dispozitivului.
P = UIcosФ
Pentru a determina puterea reactivă (volți-amperi reactivi), se folosește sinF în loc de cosF.
Q = UIsinФ
Sau exprimați din această expresie:
Și de aici calculați valoarea necesară.
De asemenea, este ușor să găsiți puterea într-o rețea trifazată; pentru a determina S (plin), utilizați formula pentru calcularea curentului și a tensiunii de fază:
S = 3Ufeuf
Și cunoscând Ulinear:
S = 1,73 * Uleul
1,73 sau rădăcina lui 3 - această valoare este utilizată pentru calcularea circuitelor trifazate.
Apoi, prin analogie, pentru a găsi P activ:
P = 3Ufeuf* cosФ = 1,73 * Uleul* cosФ
Puteți determina puterea reactivă:
Q = 3Ufeuf* sinФ = 1,73 * Uleul* păcat
Aici se termină informația teoretică și trecem la practică.
Un exemplu de calcul al puterii aparente pentru un motor electric
Puterea pentru motoarele electrice este utilă sau mecanică pe arbore și electrică. Ele diferă prin valoarea coeficientului de performanță (COP), aceste informații sunt de obicei indicate pe plăcuța de identificare a motorului electric.
De aici luăm datele pentru calcularea conexiunii la triunghi pentru U-liniar 380 Volți:
- Ppe ax= 160 kW = 160.000 W
- n = 0,94
- cosФ = 0,9
- U = 380
Apoi puteți găsi puterea electrică activă după formula:
P = Ppe ax/ n = 160000 / 0,94 = 170213 W
Acum puteți găsi S:
S = P / cosφ = 170213 / 0,9 = 189126 W
Ea este cea care trebuie găsită și luată în considerare atunci când alegeți un cablu sau un transformator pentru un motor electric. Aceasta completează calculele.
Calcul pentru conexiunea paralelă și serială
Când se calculează circuitul unui dispozitiv electronic, este adesea necesar să se găsească puterea care este alocată unui element separat. Apoi trebuie să determinați ce tensiune scade pe ea, dacă vorbim despre o conexiune serială sau ce curent curge atunci când este conectat în paralel, vom lua în considerare cazuri specifice.
Aici totalul este egal cu:
I = U / (R1 + R2) = 12 / (10 + 10) = 12/20 = 0,6
Putere generala:
P = UI = 12 * 0,6 = 7,2 wați
Pe fiecare rezistor R1 și R2, deoarece rezistența lor este aceeași, tensiunea scade de-a lungul:
U = IR = 0,6 * 10 = 6 volți
Și se remarcă prin:
Ppe rezistor= UI = 6 * 0,6 = 3,6 wați
Apoi, atunci când sunt conectate în paralel într-o astfel de schemă:
Mai întâi, căutăm eu în fiecare ramură:
eu1= U/R1= 12/1 = 12 Amperi
eu2= U/R2= 12/2 = 6 Amperi
Și se remarcă pe fiecare prin:
PR1= 12 * 6 = 72 wați
PR2= 12 * 12 = 144 wați
Se remarcă în total:
P = UI = 12 * (6 + 12) = 216 wați
Sau prin rezistență generală, atunci:
Rgeneral= (R1* R2) / (R1+ R2) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 Ohm
I = 12 / 0,66 = 18 Amperi
P = 12 * 18 = 216 wați
Toate calculele s-au potrivit, ceea ce înseamnă că valorile găsite sunt corecte.
Concluzie
După cum puteți vedea, nu este greu să găsiți puterea unui lanț sau a secțiunii sale, indiferent dacă este o constantă sau o schimbare. Este mai important să determinați corect rezistența totală, curentul și tensiunea. Apropo, aceste cunoștințe sunt deja suficiente pentru a determina corect parametrii circuitului și selecția elementelor - câți wați pentru a selecta rezistențe, secțiuni transversale ale cablurilor și transformatoarelor. De asemenea, aveți grijă când calculați S complet când calculați expresia radicalului. Merită să adăugăm doar că atunci când plătim facturile de utilități pe care le plătim pe kilowatt-oră sau kWh, acestea sunt egale cu cantitatea de energie consumată într-o perioadă de timp. De exemplu, dacă ați conectat un încălzitor de 2 kilowați timp de o jumătate de oră, atunci contorul va înfășura 1 kW / h și într-o oră - 2 kW / h și așa mai departe prin analogie.
În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip util pe tema articolului:
Citește și:
- Cum se determină consumul de energie al dispozitivelor
- Cum se calculează secțiunile transversale ale cablurilor
- Marcarea rezistenței prin putere și rezistență
