Hur man hittar ström genom att känna till strömstyrka, spänning och resistans

Inom fysiken ägnas mycket uppmärksamhet åt energin och kraften hos enheter, ämnen eller kroppar. Inom elektroteknik spelar dessa begrepp inte mindre viktig roll än i andra grenar av fysiken, eftersom från dem beror på hur snabbt installationen kommer att göra sitt jobb och hur mycket belastning ledningarna kommer att bära kraftöverföring. Baserat på denna information väljs transformatorer för transformatorstationer, generatorer för kraftverk och tvärsnittet av ledare av transmissionsledningar. I den här artikeln kommer vi att berätta hur du hittar kraften hos en elektrisk apparat eller installation, med kunskap om strömstyrkan, spänningen och motståndet.

Definition

Kraft är en skalär storhet. I allmänhet är det lika med förhållandet mellan utfört arbete och tid:

P = dA/dt

Enkelt uttryckt avgör detta värde hur snabbt arbetet utförs. Det kan betecknas inte bara med bokstaven P, utan också med W eller N, mätt i watt eller kilowatt, som förkortas som W respektive kW.

Elektrisk effekt är lika med produkten av ström och spänning, eller:

P = UI

Hur hänger detta ihop med arbete? U är förhållandet mellan arbetet med att överföra en enhetsladdning, och I bestämmer hur mycket laddning som passerat genom tråden per tidsenhet. Som ett resultat av transformationerna erhölls en sådan formel, med vilken du kan hitta kraften, känna till strömstyrkan och spänningen.

DC-kretsformler

Det enklaste sättet att beräkna effekten är för en DC-krets. Om det finns ström och spänning behöver du bara använda formeln ovan för att utföra beräkningen:

P = UI

Men det är inte alltid möjligt att hitta effekten efter ström och spänning. Om du inte känner till dem kan du bestämma P genom att känna till resistansen och spänningen:

P = U²/R

Du kan också utföra beräkningen genom att känna till strömmen och motståndet:

P = I²*R

De två sista formlerna är praktiska för att beräkna effekten av en kretssektion om du vet R för ett element I eller U som faller på det.

För växelström

Men för en elektrisk växelströmskrets är det nödvändigt att ta hänsyn till den totala, aktiva och reaktiva, såväl som effektfaktorn (cosF). Vi övervägde alla dessa begrepp mer detaljerat i den här artikeln: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Vi noterar bara att för att hitta den totala effekten i ett enfasnät i termer av ström och spänning, måste du multiplicera dem:

S = UI

Resultatet blir i volt-ampere, för att bestämma den aktiva effekten (watt), måste du multiplicera S med cosF-faktorn. Den finns i den tekniska dokumentationen för enheten.

P = UCosФ

För att bestämma reaktiv effekt (reaktiv volt-ampere) används sinF istället för cosF.

Q = UIsinФ

Eller uttryck från detta uttryck:

Och härifrån beräkna det erforderliga värdet.

Det är också lätt att hitta strömmen i ett trefasnät; för att bestämma S (full), använd formeln för att beräkna ström och fasspänning:

S = 3U_fjag_f

Och att känna till Ulinear:

S = 1,73 * U_ljag_l

1,73 eller roten av 3 - detta värde används för att beräkna trefaskretsar.

Sedan, analogt, för att hitta P aktiv:

P = 3U_fjag_f* cosФ = 1,73 * U_ljag_l*cosФ

Du kan bestämma reaktiv effekt:

Q = 3U_fjag_f* sinФ = 1,73 * U_ljag_l* syndФ

Det är här den teoretiska informationen slutar och vi går vidare till praktiken.

Ett exempel på beräkning av den skenbara effekten för en elmotor

Kraft för elmotorer är användbar eller mekanisk på axeln och elektrisk. De skiljer sig åt med värdet på prestandakoefficienten (COP), denna information anges vanligtvis på elmotorns namnskylt.

Härifrån tar vi data för att beräkna anslutningen till triangeln för U-linjär 380 volt:

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

Sedan kan du hitta den aktiva elektriska effekten med formeln:

P = P_{på skaftet}/ n = 160 000 / 0,94 = 170 213 W

Nu kan du hitta S:

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

Det är hon som behöver hittas och beaktas vid val av kabel eller transformator till en elmotor. Detta avslutar beräkningarna.

Beräkning för parallell- och seriekoppling

När du beräknar kretsen för en elektronisk enhet måste du ofta hitta strömmen som tilldelas på ett separat element. Då måste du bestämma vilken spänning som faller över den, om vi pratar om en seriell anslutning, eller vilken ström som flyter när den är parallellkopplad, kommer vi att överväga specifika fall.

Här är jag totalt lika med:

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

Allmän makt:

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

På varje motstånd R1 och R2, eftersom deras motstånd är detsamma, sjunker spänningen längs:

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

Och det sticker ut för:

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

Sedan, när parallellkopplad i ett sådant schema:

Först letar vi efter jag i varje gren:

jag₁= U/R₁= 12/1 = 12 Ampere

jag₂= U/R₂= 12/2 = 6 ampere

Och det sticker ut för var och en genom att:

P_R1= 12 * 6 = 72 watt

P_R2= 12 * 12 = 144 watt

Står ut totalt:

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

Eller genom allmänt motstånd, då:

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

I = 12 / 0,66 = 18 Ampere

P = 12 * 18 = 216 watt

Alla beräkningar matchade, vilket betyder att de hittade värdena är korrekta.

Slutsats

Som du kan se är det inte svårt att hitta kraften i en kedja eller dess sektion, oavsett om det är en konstant eller en förändring. Det är viktigare att korrekt bestämma det totala motståndet, strömmen och spänningen. Förresten, denna kunskap är redan tillräckligt för att korrekt bestämma parametrarna för kretsen och valet av element - hur många watt att välja motstånd, tvärsnitt av kablar och transformatorer. Var också försiktig när du beräknar S komplett när du beräknar det radikala uttrycket. Det är bara värt att tillägga att när vi betalar elräkningar vi betalar per kilowatt-timmar eller kWh, är de lika med mängden ström som förbrukas under en tidsperiod. Till exempel, om du ansluter en värmare på 2 kilowatt i en halvtimme, kommer mätaren att vinda 1 kW / h, och om en timme - 2 kW / h, och så vidare analogt.

Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om ämnet för artikeln:

Läs även:

• Hur man bestämmer strömförbrukningen för enheter
• Hur man beräknar kabeltvärsnitt
• Motståndsmärkning med kraft och motstånd