По какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Мощность электрического тока

по какой формуле вычисляется мощность электрического тока

> Теория > Мощность электрического тока

Мощность электрического тока – один из основных параметров, определяющих работу электроцепи, наряду с напряжением и силой тока. Этот показатель всегда присутствует в технических характеристиках двигателей, трансформаторов, генераторов.

Генератор на электростанции

Определение

Чтобы понять, что такое мощность тока, надо определить его работу, так как они неразрывно связаны. Работа электротока заключается в энергопреобразовании из электрического вида в тепловой, кинетический и т. д. Мерилом этой энергии является работа. А мощность электрического тока – это скорость, с которой происходят преобразования. Формулой можно выразить:

P = A/t.

В чем измеряется мощность тока, проистекает из формулы, – Дж/с. Получилась единица измерения, называемая ватт (Вт). Другая единица измерения мощности, часто применяемая в энергетике, – следствие из другой формулы:

P = U*I.

Это вольтампер (ВА) и производные от нее кВА, мВА.

Важно! Благодаря последней формуле, можно заметить, что идентичную мощность электрического тока возможно получить при повышенном напряжении и маленьком токе либо при перемене местами количественного значения этих показателей. Так как при большом токе потери выше, эту зависимость используют, передавая электроэнергию по высоковольтным ЛЭП на значительные дистанции.

В электроцепях на постоянном токе существует один вид мощности, измеряемый в ваттах. Электрическая мощность, используемая при расчетах электросетей переменного тока, может быть:

  • активная;
  • реактивная;
  • полная;
  • комплексная.

Активная

Действие электрического тока на человека

Этот вид мощности электрического тока определяет работу, целиком затраченную на энергопреобразования. Пример – энергия, выделившаяся на нагрев сопротивления.

Формула расчета:

P = U*I cos φ,

где «φ» – это угол, на который сдвинуты фазы между векторами тока и напряжения.

Показатели U и I при подстановке в формулическое выражение берутся среднеквадратичные.

Формулы для расчета мощности

Реактивная

Реактивная мощность электрического тока применяется для оценки количественного показателя емкостной и индуктивной нагрузки на сеть.

Формула расчета:

Q = U*I sin φ.

Для реактивной мощности электрического тока применяют единицу измерения вольтампер реактивный (ВАр, кВАр, мВАр).

Реактивная часть появляется при расчете мощности в электрической цепи, к которой подключена индуктивность или емкость:

  1. Индуктивность – это любая катушка: трансформаторная, реакторная, обмотки электродвигателя и т. д. Из-за происходящих процессов самоиндукции электрическая энергия не вся преобразовывается в другой вид, а определенное количество возвращается в сеть. Так как вектор ее смещен по фазе, сеть работает с перегрузкой;
  2. Конденсатор, представляющий собой емкость, работает аналогичным образом, но смещение вектора возвращаемой энергии находится в противофазе по сравнению с индуктивным.

Важно! Для повышения качества электроэнергии и более эффективной работы электросетей свойство индуктивности и емкости работать в противофазе используется для компенсации реактивной энергии (применение конденсаторных батарей).

Полная

В чем измеряется мощность

Зная активную и реактивную составляющую, можно определить, чему равна полная мощность электрического тока. Хотя она не характеризует потребление энергии по факту, расчеты необходимы для определения нагрузки на компоненты электросетей: воздушные и кабельные линии, коммутационные аппараты, трансформаторы.

Формула расчета:

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/moshhnost-ehlektricheskogo-toka.html

Мощность постоянного тока формула – » :

по какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Сообщение от администратора:

Ребята! Кто давно хотел выучить английский?
Переходите по моей ссылке и получите два бесплатных урока в школе английского языка SkyEng! 
Занимаюсь там сам — очень круто. Прогресс налицо.

В приложении можно учить слова, тренировать аудирование и произношение.

Попробуйте. Два урока бесплатно по моей ссылке!
Жмите СЮДА

Мощность постоянного тока — равна отношению напряжения в квадрате к сопротивлению на участке цепи.

Тут мы использовали :

— Мощность постоянного тока

— Сила тока

— Напряжение в цепи

— Сопротивление цепи

— Работа силы тока

— Время, за которое совершалась работа

xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai

Постоянный ток Основные формулы:

Силатока:.

Плотностьтока:,j=qnV.

ЗаконОма для однородного участка цепи:

Сопротивлениепроводника:

Зависимостьудельного сопротивления от температуры:

ЗаконОма для неоднородного участка цепи:

Силатока короткого замыкания:.

ЗаконОма для замкнутой цепи:.

Работаэлектрического поля на участке цепи:

ЗаконДжоуля-Ленца:

Мощностьтока: P=I. U.

Полнаямощность, выделяемая в цепи: P=I. .

Первыйзакон Кирхгофа:.

Второйзакон Кирхгофа:

Примеры решения задач

Задача12. Амперметр,накоротко присоединенный к источникутока с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением0,2 Ом, показывает силу тока 5 А. Какуюсилу тока показывает этот амперметр,если его зашунтировать сопротивлением0,1 Ом?

Дано:=1,5 Вr=0,2 ОмI1= 5 АRш= 0,1 Ом Решение.Токв цепи без шунта был равенОтсюда.Токв цепи с зашунтированным амперметромравен
I2— ? ,

где— сопротивление внешней цепи.

Ответ:I2= 10 A.

Задача13. Даны 12элементов с ЭДС =1,5В и внутренним сопротивлением r=0,4Ом.При последовательном или параллельномсоединении этих элементов в батареюток внешней цепи, имеющей сопротивлениеR=0,3Ом, будет максимальным?

Дано:n= 12 =1,5 Вr=0,4 ОмR= 0,3 Ом Решение.Припоследовательном соединении источниковтока суммарная ЭДС равна p=n,а результирующее внутреннее сопротивлениебатареи равно rp= n. r.Таким образом,ток в цепи при последовательномсоединении источников тока равен
Imax— ?

Припараллельном соединении одинаковыхисточников тока суммарная ЭДС будетравна ,а результирующее внутреннее сопротивлениебатареи равноТаким образом, ток в цепи при параллельномсоединении источников тока равен

Ответ:I2>I1при параллельном соединении.

Задача14. Электрическаяплитка мощностью 1 кВт и нихромовойспиралью предназначена для включенияв сеть с напряжением 220 Вт. Сколькометров проволоки диаметром 0,5 мм надовзять для изготовления спирали, еслитемпература нити равна 900оС.Удельное сопротивление нихрома при 0оС — 1мкОм.м,а температурный коэффициент сопротивления— 4.10—4К—1.

Дано:Р= 1 кВт = 103ВтU= 220 Вd= 0,5 мм = 0,5.10—3t= 900о Сpo=1мк Ом .м =10—6Ом . м=4 . 10—4К—1 Решение.Мощностьплитки равнагде—сопротивлениенихромовой проволоки. Сопротивлениепроволоки также равно
—? где— удельное сопротивление проволокиприt=900oC.

Такимобразом, длина нихромовой проволоки,необходимой для изготовления спирали,равна

Ответ:=7м.

Задача15. Сила токав проводнике равномерно нарастает отIo=0 до I= 3Aв течение времени t= 10с. Определитьзаряд q,прошедший в проводнике.

Дано:Io= 0I= 3 At=10с Решение.Элементарныйзаряд dq,прошедший в проводнике за время dt,равен dq=I·dt,где Iв силу равномерного нарастания можетбыть выражено формулой I=kt,
q—? где— коэффициент пропорциональности.

Полныйзаряд, прошедший в проводнике за времяt,равен

Ответ:q=15Кл.

Задача16. Сила токав проводнике равномерно нарастает отIo= 0 до некоторого максимального значенияв течение времени t=10с. За это время в проводнике выделилоськоличество теплоты Q=1 кДж.Определить скорость нарастания тока впроводнике, если сопротивление Rего равно 3 Ом.

Дано:Io= 0t= 10сQ= 1кДжR= 3 Ом. Решение.Количествотеплоты, выделившееся в проводникеза время t,равно,I=k·t,где—скорость нарастания тока в проводнике.
q—?

Отсюда

Ответ:k= 1 A/ c.

Задача17. Триисточника тока с ЭДС 1= 11 B,2=4 Bи 3= 6 Bи три реостата с сопротивлениями R1=5Ом, R2=10Ом и R3=2Ом соединены, как показано на рисунке.Определить силы токов Iв реостатах. Вынужденное сопротивлениеисточника тока пренебрежимо мало.

Дано:1= 11 B2=4 B3= 6 BR1=5ОмR2=10ОмR3=2Ом Решение.
I1 ,I2 ,I3 —?

Силы токов вразветвленной цепи определяются спомощью законов Кирхгофа. Поскольку взадаче три неизвестных, необходимосоставить три уравнения. Перед составлениемуравнений следует, во-первых, выбратьпроизвольно направления токов, текущихчерез сопротивления, указав их стрелкамина чертеже, и, во-вторых, выбратьнаправление обхода контуров (толькодля составления уравнений по второмузакону Кирхгофа).

При решении даннойзадачи направления токов выбраны, какпоказано на рисунке.

Одно из трехнеобходимых для решения задачи уравненийсоставляется, исходя из первого, двадругих — из второго закона Кирхгофа.

Попервому закону Кирхгофа для узла Вимеем

I1 +I2 —I3 =0.

Присоставлении уравнений по первому законуКирхгофа необходимо соблюдать правилознаков: ток, подходящий к узлу, входитв уравнение со знаком плюс; ток, отходящийот узла — со знаком минус.

Присоставлении уравнений по второму законунеобходимо соблюдать следующее правилознаков: а) если ток по направлениюсовпадает с выбранным направлениемобхода контуров, то соответствующеепроизведение IRвходит в уравнение со знаком плюс, впротивном случае произведение IRвходит в уравнение со знаком минус; б)если ЭДС повышает потенциал в направленииобхода контура, то есть, если при обходеконтура приходится идти от минуса кплюсу внутри источника, то соответствующаяЭДС входит в уравнение со знаком плюс,в противном случае — со знаком минус.

Повторому закону Кирхгофа имеемсоответственно для контуров AR1BRAR2BR3:

I1 R1— I2 R2= 1— 2,

I2 R2+ I3 R3= 2— 3.

Подставивв уравнения значения сопротивлений иЭДС, получим систему уравнений:

I1 +I2 I3 =0 ;

5I1 10I2= 7 ;

10I2 + 2I3 = 2.

Решивэту систему уравнений, получаем что I1= 0,8 А, I2= 0,3 А, I3=0,5 А.

Знакминус у значения тока I2свидетельствует о том, что при произвольномвыборе направлений токов, указанных нарисунке, направление тока I2 былоуказано противоположно истинному.

Ответ:I1 = 0,8 А, I2= 0,3 А, I3 = 0,5А.

Источник: https://klikstroy.ru/raznoe/moshhnost-postoyannogo-toka-formula.html

Работа и мощность тока

по какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: работа электрического тока, закон Джоуля–Ленца, мощность электрического тока

Электрический ток снабжает нас энергией. Сейчас мы будем учиться эту энергию вычислять.

Откуда вообще берётся эта энергия? Она возникает за счёт работы электрического поля по передвижению свободных зарядов в проводнике. Поэтому нахождение работы поля — наша первая задача.

Работа тока

Рассмотрим участок цепи, по которому течёт ток . Напряжение на участке обозначим , сопротивление участка равно (рис. 1).

Рис. 1. Участок цепи

За время по нашему участку проходит заряд . Заряд перемещается стационарным электрическим полем, которое совершает при этом работу:

(1)

За счёт работы (1) на рассматриваемом участке может выделяться тепловая энергия или совершаться механическая работа; могут также протекать химические реакции. Короче говоря, данная работа идёт на увеличение энергии нашего участка цепи.

Работа (1) называется работой тока. Термин крайне неудачный — ведь работу совершает не ток, а электрическое поле. Но с укоренившейся терминологией, увы, ничего не поделаешь.

Если участок цепи является однородным, т.е. не содержит источника тока, то для этого участка справедлив закон Ома: . Подставляя это в формулу (1), получим:

(2)

Теперь подставим в (1) вместо тока его выражение из закона Ома :

(3)

Подчеркнём ещё раз: формула (1) получена из самых общих соображений, она является основной и годится для любого участка цепи; формулы (2) и (3) получены из основной формулы с дополнительным привлечением закона Ома и потому годятся только для однородного участка.

Мощность тока

Как вы помните, мощностью называется отношение работы ко времени её совершения. В частности, мощность тока — это отношение работы тока ко времени, за которое эта работа совершена:

Из формул (1)–(3) немедленно получаем соответствующие формулы для мощности тока:

(4)

(5)

(6)

Закон Джоуля–Ленца

Предположим, что на рассматриваемом участке цепи не совершается механическая работа и не протекают химические реакции. Поскольку сила тока постоянна, работа поля не вызывает увеличение кинетической энергии свободных зарядов. Стало быть, работа поля целиком превращается в тепло , которое выделяется на данном участке цепи и рассеивается в окружающее пространство: .

Таким образом, для количества теплоты, выделяющегося на данном участке цепи, мы получаем формулы:

(7)

(8)

(9)

Но часто бывает так, что не вся работа тока превращается в тепло. Например, за счёт работы тока может совершать механическую работу электродвигатель или заряжаться аккумулятор. Тепло, разумеется, будет выделяться и в этих случаях, но только на сей раз получится, что (на величину механической работы, совершённой двигателем, или химической энергии, запасённой аккумулятором).

Оказывается, что в подобных случаях остаётся справедливой формула (8): . Это — экспериментально установленный закон Джоуля-Ленца.

Источник: https://ege-study.ru/ru/ege/materialy/fizika/rabota-i-moshhnost-toka/

Электрическая мощность, как рассчитать по формуле

По школьным учебникам многим знакомы задачи, где требуется найти мощность электрического тока. В них редко раскрывается практический смысл этой физической величины, хотя она критически важна как в промышленной эксплуатации электроприборов, так и в быту. Это напрямую связано с техникой безопасности. Ошибка в измерениях и неподходящее сечение кабеля способны привести к короткому замыканию. При этом проводка может загореться и стать причиной пожара.

Что такое мощность электрического тока

При описании электрической мощности в широком смысле чаще всего речь идет об энергии или силе, которой наделен некоторый объект либо действие. Например, ее можно определить для взрыва или же механизма, например двигателя. Этот параметр связан с силой и зависит от нее, потому эти явления нередко путают.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое шаговое напряжение

Отличие в том, что сила влияет на физические действия, то есть выполняется работа. Если она проделана за указанное время, то через эти два параметра можно вычислить значение мощности.

В случае с электричеством она бывает двух видов:

  1. Активная — превращается в энергию тепла, света, механических действий и т. д. Она измеряется в ваттах и вычисляется по формуле 1 Вт = 1 В х 1А. Но на практике этот показатель чаще всего выражен в киловаттах и мегаваттах.
  2. Реактивная — нагрузка, возникающая из-за колебаний внутри электромагнитного поля. Единица измерения — вольт-амперы (ВА), они вычисляются как Q=U x I x sin угла. Последнее означает изменение фазы между током и снижением напряжения.

На практике отличия обоих видов лучше всего рассмотреть на примере элементов для нагревания и электродвигателей. ТЭНы собраны из материала с высоким сопротивлением, поэтому всю полученную электроэнергию они превращают в тепловую. Электродвигатель же имеет детали, обладающие индуктивностью, то есть часть тока возвращается в сеть и может отрицательно влиять на нее, создавая перегрузки.

По какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Данная величина привязана одновременно к нескольким физическим параметрам. Напряжение — это работа, необходимая для перемещения 1 кулона. Сила означает число кулонов, которые проходят за 1 секунду. Если умножить ток на напряжение, он будет равен количеству работы в секунду. Для вычисления мощности электрического тока формулу вывести нетрудно.

Она выглядит как P = A / t = I x U, обозначения следующие:

  • P — мощность тока в ваттах (Вт);
  • A — его работа на данном участке цепи в джоулях (Дж);
  • t — время, за которое совершена работа (в секундах);
  • U — напряжение электричества для участка цепи в вольтах (В);
  • I — сила в амперах (А).

Указанная формула показывает, что зависимость мощности от напряжения и силы тока одинакова в этой связке. Один показатель может быть выше и тем самым скомпенсировать другой для обеспечения мощного электротока. Эта особенность обеспечивает передачу электроэнергии на дальние расстояния. Ее преобразование происходит через регулирующие трансформаторы на подстанциях.

Верное определение мощности критически важно для соблюдения правил техники безопасности при эксплуатации электросети и исключения возгораний. Это может произойти, если проводка выбрана неправильно. Для измерения необходимо использовать специальные приборы, но это возможно не всегда.

Определение мощности для переменного тока:

  • с помощью амперметра;
  • по формуле P= U х I с использованием значений в указанный момент времени;
  • по формуле P= U х I x сos φ, если есть сдвиг фаз.

Символ φ обозначает коэффициент мощности. Когда к сети подключен только свет или приборы для нагревания, он равен 1, для более сложного и мощного оборудования промышленного типа цифра составляет 0,8. Формула для расчета мощности через сопротивление в сети постоянного тока — P = IU.

От чего зависит мощность тока

Сила электротока и напряжение — две главные составляющие, из которых складывается этот показатель. Практически это легко можно объяснить на примере маленькой лампочки, получающей ток в 1 А при напряжении 1 В. Ее мощность будет составлять 1 Вт.

Более жизненный пример — учет затраченной электроэнергии по формуле W=IUt, где t — время работы. Чем оно выше, тем больше объем электроэнергии и выше счет за ее оплату в квитанции коммунальных служб.

Источник: https://vodatyt.ru/elektrika/moschnost-toka.html

Мощность электрического тока: формула

Прежде чем рассматривать электрическую мощность, следует определиться, что же представляет собой мощность вообще, как физическое понятие. Обычно, говоря об этой величине, подразумевается определенная внутренняя энергия или сила, которой обладает какой-либо объект. Это может быть мощность устройства, например, двигателя или действия (взрыв). Ее не следует путать с силой, поскольку это разные понятия.

Калькулятор расчета мощности по току и напряжению

Онлайн калькулятор расчета мощности по току и напряжению, позволяет рассчитать мощность электрического тока по известным значениям силы тока и напряжения сети. При расчете нашим калькулятором, вы получаете результат по классической формуле нахождения мощности: P = U*I. Этого должно быть вполне достаточно при вычислении мощности электрической сети.

Однако существуют уточненные формулы нахождения мощности приборов для одно- и трехфазной сети, в которых добавляется коэффициент мощности cosφ.

Теория

Полная мощность электроприбора — это величина, которая включает в себе как активную, так и реактивную составляющие мощности, она обеспечивает потребителей электроэнергии всем необходимым. 

Активная мощность — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует и именно она определяется формулой P = U*I. 

Реактивная мощность — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что сначала в приборе происходит накопление энергии, а затем эта же энергия передается обратно в источник. К таким элементам электроцепей относят катушки и конденсаторы. А поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно, наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи.

Формула расчета мощности

Для однофазной электрической сети расчет мощности происходит по формуле:  P = U*I*cosφ. Для трехфазной сети:  P = 1,73U*I*cosφ.  Напряжение принимается в 220В и 380В соответственно.

Получается, чтобы вычислить мощность электрического прибора вручную, нужно только знать его силу тока, так как все остальное нам уже известно.

Конечные формулы расчета мощности:

  • P = 220*I*0,95 — для однофазной сети;
  • P = 1,73*380*I*0,95 — для трехфазной сети.

Вся информация на сайте предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Пользователь несет самостоятельную ответственность за все возможные последствия, возникшие по причине использования полученной информации. Ни при каких условиях и обстоятельствах ответственность за последствия, которые прямо или косвенно повлекло за собой использование информации или программного обеспечения, размещенного на этом сайте, не может возлагаться на владельцев сайта и быть основанием для судебного разбирательства или иного преследования.Принимаем к оплате: 2014 — 2020 Kalk.Pro: Строительные калькуляторы онлайн — 3D расчеты лестниц, крыш, фундаментов.

Источник: https://kalk.pro/electricity/electrical-circuit-power/

Контрольная работа по теме:

Вариант 1

Часть 1

1. Что называют мощностью?

а) Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

б) Электрическая мощность — химическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

а) Ом б) Джоуль и Ленц

5. По какой формуле вычисляется работа электрического тока?

а) A=IUt б) P=UI в) I=U/R г) I=q/t д)U=A/q

6. 1 На рисунке в электрическую цепь

включены четыре электрические лампы.

4 Какие из них включены параллельно?

2 2 а) Только лампы 2 и 3

б) Только лампы 1 и 4

3 в) Лампы 1, 2 и 3

г) Все четыре лампы

7. Какой формулой выражается закон Джоуля Ленца?

а) A=IUt б) P=UI в) I=U/R г) Q=I²Rt д) U=A/q

8. В чём измеряется работа?

а) А б) Вт в) Дж

9. Если при последовательном соединении отключить одну лампочку из трёх, то

а) будет гореть одна лампочка б) все потухнут в) будут гореть две лампочки

10. 1 МВт равен?

а)100 Вт б) 1000 Вт в) 1 000 000 Вт

Часть 2

1. Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сила тока в нити накала лампы 0,5А.

2. Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленный из никелиновой проволоки длиной 50м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение на зажимах реостата равно 45 В. Удельное сопротивление никелина 0,4 (Ом· мм²) / м.

б) Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа

2. С помощью какого прибора измеряют мощность электрического тока?

а) вольтметр б) реостат в) ваттметр

б) Когда у тебя в комнате люстра не светится, то эта цепь замкнута, если светится — разомкнута

10. 1 МДж равен?

а)100 Дж б) 1000 Дж в) 1 000 000 Дж

Часть 2

1. Какое количество теплоты выделяется в проводнике сопротивлением 100 Ом за 20с при силе тока 2А?

2. Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленный из никелиновой проволоки длиной 50м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение на зажимах реостата равно 45 В. Удельное сопротивление никелина 0,4 (Ом· мм²) / м.

Источник: https://infourok.ru/kontrolnaya-rabota-po-teme-rabota-i-moschnost-elektricheskogo-toka-klass-3375212.html

Как найти мощность, зная напряжение, ток и сопротивление

Большинство бытовых приборов, подключаемых к сети, характеризуются таким параметром, как электрическая мощность устройства. С физической точки зрения мощность представляет собой количественное выражение совершаемой работы.

Поэтому для оценки эффективности того или иного устройства вам необходимо знать нагрузку, которую он будет создавать в цепи.

Далее мы рассмотрим особенности самого понятия и как найти мощность тока, обладая различными характеристиками самого устройства и электрической сети.

Понятие электрической мощности и способы ее расчета

С электротехнической точки зрения она представляет собой количественное выражение взаимодействия энергии с материалом проводников и элементами при протекании тока в электрической цепи.

Из-за наличия электрического сопротивления во всех деталях, задействованных в проведения электротока, направленное движение заряженных частиц встречает препятствие на пути следования.

Это и обуславливает столкновение носителей заряда, электроэнергия переходит в другие виды и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразование одного вида в другой и есть потребляемая мощность прибора или участка электрической цепи.

В зависимости от параметров источника тока и напряжения мощность также имеет отличительные характеристики. В электротехнике обозначается S, P и Q, единица измерения согласно международной системы СИ – ватты. Вычислить мощность можно через различные параметры приборов и электрических приборов. Рассмотрим каждый из них более детально.

Через напряжение и ток

Наиболее актуальный способ, чтобы рассчитать мощность в цепях постоянного тока – это использование данных о силе тока и приложенного напряжения. Для этого вам необходимо использовать формулу расчета: P = U*I

Где:

Этот вариант подходит только для активной нагрузки, где постоянный ток не обеспечивает взаимодействия с реактивной составляющей цепи. Чтобы найти мощность вам нужно выполнить произведение силы тока на напряжение. Обе величины должны находиться в одних единицах измерения – Вольты и Амперы, тогда результат также получится в Ваттах. Можно использовать и другие способы кВ, кА, мВ, мА, мкВ, мкА и т.д., но и параметр мощности пропорционально изменит свой десятичный показатель.

Через напряжение и сопротивление

Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается за константу на весь период их эксплуатации.

Так как бытовые или промышленные единицы подключаются к источнику с известным номиналом напряжения, определять мощность достаточно просто.

Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома, согласно которого ток на участке прямо пропорционален величине приложенного напряжения и имеет обратную пропорциональность к сопротивлению:

I = U/R

Если выражение для вычисления токовой нагрузки подставить в предыдущую формулу, то получится такое выражение для определения мощности:

P = U*(U/R)=U2/R

Где,

  • P – величина нагрузки;
  • U – приложенная разность потенциалов;
  • R – сопротивление нагрузки.

Через ток и сопротивление

Бывает ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому прибору, неизвестна или требует трудоемких вычислений, что не всегда удобно.

Особенно актуален данный вопрос, если несколько устройств подключены последовательно и вам неизвестно, каким образом потребляемая электроэнергия распределяется между ними.

Подход в определении здесь ничем не отличается от предыдущего способа, за основу берется базовое утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P = U×I, с той разницей, что напряжение нам не известно.

Поэтому ее мы также выведем из закона Ома, согласно которого нам известно, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому участку и сопротивлению отрезка цепи:

U=I*R

после того как выражение подставить в формулу мощности, получим:

P = (I*R)*I =I2*R

Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока умноженной на сопротивление.

Полная мощность в цепи переменного тока

Сети переменного тока кардинально отличаются от постоянного тем, что изменение электрических величин, приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В итоге суммарная мощность будет также состоять активной и реактивной энергии:

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое свободные электроны

Где,

  • S – полная мощность
  • P – активная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с активным сопротивлением;
  • Q – реактивная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с реактивным сопротивлением.

Также составляющие вычисляются через тригонометрические функции, так:

P = U*I*cosφ

Q = U*I*sinφ

что активно используется в расчете электрических машин.

Рис. 1. Треугольник мощностей

Пример расчета полной мощности для электродвигателя

Отдельный интерес представляет собой нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как электрические величины, протекающие в ней, напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного прибора, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.

Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-nayti-moschnost.html

Как рассчитать силу тока, рассчитать мощность, ампераж — Постройка

Наверное, каждый кто делал или делает ремонт электрики сталкивался с проблемой определения той или иной электрической величины.

Для кого-то это становится настоящим камнем преткновения, а для кого-то все предельно ясно и каких-либо сложностей при определении той или иной величины нет.

Данная статья посвящена именно первой категории – то есть для тех, кто не очень силен в теории электрических цепей и тех показателей, которые для них характерны.

Итак, для начала вернемся немного в прошлое и постараемся вспомнить школьный курс физики, касательно электрики. Как мы помним, основные электрические величины определяются на основании всего одного закона – закона Ома. Именно этот закон является базой проведения абсолютно для любых расчетов и имеет вид:

Отметим, что в данном случае речь идет о расчете самой простейшей электрической цепи, которая выглядит следующим образом:

Подчеркнем, что абсолютно любой расчет ведется именно посредством этой формулы. То есть путем не сложных математических вычислений можно определить ту или иную величину зная при этом два иных электрических параметра.

Как бы там ни было, наш ресурс призван упростить жизнь тому кто делает ремонт, а поэтому мы упростим решение задачи определения электрических параметров, вывив основные формулы и предоставив возможность произвести расчет электрических цепей онлайн.

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Как узнать напряжение зная силу тока?

Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:

Расчет напряжения онлайн:

Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:

Определение величины онлайн:

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.

Онлайн расчет:

Формула расчета сечения провода и как определяется сечение провода

Довольно много вопросов связано с определением сечения провода при построении электропроводки. Если углубиться в электротехническую теорию, то формула расчета сечения имеет такой вид:

Конечно же, на практике, такой формулой пользуются довольно редко, прибегая к более простой схеме вычислений. Эта схема довольно проста: определяют силу тока, которая будет действовать в цепи, после чего согласно специальной таблице определяют сечение. Более детально по этому поводу можно почитать в материале – «Сечение провода для электропроводки»

Приведем пример. Есть бойлер мощностью 2000 Вт, какое сечение провода должно быть, чтобы подключить его к бытовой электропрводке? Для начала определим силу тока, которая будет действовать в цепи:

I=P/U=2000/220В = 9А

Как видим, сила тока получается довольно приличной. Округляем значение до 10 А и обращаемся к таблице:

Таким образом, для нашего бойлера потребуется провод сечением 1,7 мм. Для большей надежности используем провод сечением 2 или 2,5 мм.

  • Рекомендуем ознакомиться:
  •  — БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ ЛЕНТ
  •  — ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ
  •  — СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ — ЛУЧШЕ НЕ ПРИДУМАЕШЬ!
  •  — АЛМАЗНАЯ РЕЗКА БЕТОНА И ЖБ КОНСТРУКЦИЙ
  •  Автор — Антон Писарев

Источник: https://xn--80anhrcladek5a8h.xn--p1ai/stroitelstvo/kak-rasschitat-silu-toka-rasschitat-moshhnost-amperazh.html

Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля — Ленца

Допустим, что за время через сечение проводника, к концамкоторого приложено напряжение ,переносится заряд:

Тогда работа тока: .

Если сопротивление проводника ,то, применяя закон Ома, получим: (Дж).

Работа постоянного электрическоготока:

Мощность электрического тока,определяющая скорость выполненияработы, измеряется в ваттах (Вт) ирассчитывается по

формуле:

Мощность источника электрическойэнергии вычисляется по формуле:

, где -Э.Д.С. источника. Если ток проходит понеподвижному металлическомупроводнику, то вся работа тока идетна нагревание проводника: .

Закон Джоуля-Ленца

При постоянном токе закон Джоуля-Ленцапринимает вид:

Электрическую энергию принято измерятьв киловатт-часах.

1 кВт × час= 3,6 × 106Дж

Выделим в проводнике элементарныйцилиндрический объем (ось цилиндра совпадает с направлениемтока) и сопротивление этого объема .Тогда в этом объеме выделится теплота:

Удельная тепловая мощность (количество теплоты, выделяемой заединицу времени в единице объема):

.Т .к. и , где -удельная проводимость, то:

закон Джоуля-Ленца в дифференциальнойформе

Контрольные вопросы

  1. По какой формуле вычисляется работа постоянного электрического тока?

  2. По какой формуле вычисляется мощность постоянного электрического тока?

  3. Изложите закон Джоуля – Ленца.

  4. Изложите закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.

Зависимость сопротивления от температуры. Явление сверхпроводимости

Опытным путем было установлено, чтоизменение удельного сопротивления исопротивления проводника в целом связанос температурой линейным законом:

где: и,и — соответственно удельные сопротивленияи сопротивления проводника притемпературах и ,а — температурный коэффициент сопротивления.

Для чистых металлов и.

В 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннесоткрыл явление сверхпроводимости(рисунок 21). При очень низких температурах

(единицы и десятки кельвин) сопротивлениемногих металлов, например алюминия,свинца, цинка и других, скачкообразноуменьшается до нуля, т.е. металл становитсяабсолютным проводником.

Явление сверхпроводимости наблюдаетсяв чистых металлах (без примесей) справильной кристаллической решеткой.

Рисунок 21. Явление сверхпроводимости

Контрольные вопросы

  1. Применяя какие формулы, можно вычислить сопротивление проводника при некоторой температуре .

  2. В чем заключается явление сверхпроводимости?

  3. При каких условиях в металлах наблюдается явление сверхпроводимости?

Электрические цепи с последовательным и параллельным соединением потребителей

Провод Сопротивление

Пересечение (потребитель)

проводовбез

соединения Выключатель

Пересечение Клеммы

проводовс

соединением А

+ —

Генератор V Вольтметр

Лампочка Гальванометр

Рисунок 22. Условные обозначения элементовэлектрических цепей

Амперметр – это прибор, измеряющий силуэлектрического тока. Он включается вцепь последовательно (см. рисунок 23).

Вольтметр – это прибор, измеряющийнапряжение (разность потенциалов) междуразличными точками схемы. Он включаетсяв цепь параллельно (см. рисунок 23).

Гальванометр – это прибор, измеряющийсилу тока и показывающий направлениетока.

Рисунок 23. Примеры включения амперметра и вольтметра в электрическую цепь

Потребители электрической энергиимогут соединяться в электрической цепикак последовательно (рисунок 24), так ипараллельно (рисунок 25.

При последовательном соединенииэлектрические заряды последовательнопротекают по каждому из потребителей– сначала по первому, затем по второмуи т.д.

Рисунок 24 Последовательное соединениепотребителей

В цепях с последовательно соединеннымипотребителями действуют следующиеправила:

Правило 1: Сила тока во всех участкахцепи одинакова:

.При размыкании цепи у одного изпоследовательно соединенных потребителейисчезает ток во всей цепи.

Правило 2: Напряжение на всей внешнейцепи равно сумме напряжений не отдельныхучастках цепи:

Правило 3: Напряжения на отдельныхучастков цепи прямо пропорциональнысопротивлениям этих участков:.

Правило 4: Сопротивление всей цепиравно сумме сопротивлений отдельныхучастков цепи: .

Рис. 25. Параллельное соединение потребителей

При параллельном соединении электрическиезарядырастекаются по отдельнымветвям – одни текут по первой ветви,другие по второй ветви и т.д. В цепяхс параллельно соединенными потребителямидействуют следующие правила:

Правило 1: Напряжения на отдельныхветвях и на всем разветвлении одинаковы:.

Правило 2: Ток до разветвления ипосле разветвления равен сумме токовв отдельных ветвях: .

Правило 3: Токи в отдельных ветвяхобратно пропорциональны сопротивлениямэтих ветвей: .

Правило 4: Проводимость всегоразветвления равна сумме проводимостейотдельных ветвей: .Отсюда:

Контрольныевопросы.

  1. Что измеряет и как включается в электрическую цепь амперметр?

  2. Что измеряет и как включается в электрическую цепь вольтметр?

  3. Изложите правила, которые действуют при последовательном соединении потребителей.

  4. Изложите правила, которые действуют при параллельном соединении потребителей.

Выберите правильныеответы на поставленные вопросы

1. Во сколько раз сопротивление четырёх одинаковых резисторов, включенных последовательно, больше сопротивления тех же резисторов включенных параллельно? 2. Отношение модуля плотности электрического тока в данной точке однородного проводника к модулю напряженности электрического поля в этой точке равно
  • 1. В 2,8 раза.
  • 2. В два раза.
  • 3. В восемь раз.
  • 4. В четыре раза.
  • 5. В шестнадцать раз.
  • 1. удельной проводимости среды.
  • 2. удельному сопротивлению среды.
  • 3. концентрации носителей тока.
  • 4. объемной плотности электрического заряда носителей.
  • 5. объемной плотности вещества среды.
3. Плотность тока проводимости равна 4. Плотность электрического тока в среде с удельным сопротивлением r при напряженности электростатического поля и напряженности поля сторонних сил равна
  • 1. произведению удельной электрической проводимости на напряженность электрического поля в проводнике.
  • 2. произведению концентрации носителей тока на напряженность электрического поля в проводнике.
  • 3. произведению объемной плотности вещества на напряженность электрического поля в проводнике.
  • 4. произведению удельного электрического сопротивления на напряженность электрического поля в проводнике.
  • 5. произведению удельного электрического сопротивления заряда на напряженность электрического поля в проводнике.
  • 1.
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
5. Площадка единичной площади расположена в проводнике перпендикулярно вектору скорости направленного движения зарядов. Как называется физическая величина, равная заряду, переносимому через эту площадку за единицу времени 6. На сопротивлении R=20 Ом при протекании по нему электрического тока I=2А в течение времени t=10с выделяется количество теплоты
  • 1. Удельный заряд.
  • 2. Удельная проводимость.
  • 3. Плотность тока.
  • 4. Сила тока.
  • 5. Удельная мощность тока.
Введите значение:
7. Сила тока в проводнике возрастает в течение 20 секунд от 0 до 4,8 ампера по линейному закону. Какой заряд протекает за это время через поперечное сечение проводника. 8. Сопротивления R1=1 Ом иR2=2 Ом подключены к источнику тока с э.д.с. e и внутренним сопротивлением r. Каково соотношение между мощностями тока на сопротивлениях?
  • 1. 12 Кл.
  • 2. 24 Кл.
  • 3. 32 Кл.
  • 4. 48 Кл.
  • 5. 96 Кл.
  • 1. Р1= e, r
  • 2. Р1= Р2
  • 3. Р1= 2Р2 R1
  • 4. Отношение мощностей зависит от величины э.д.с.
  • 5. Отношение мощностей зависит от величины внутреннего сопротивления.
  1. Укажите правильное выражение для мощности тепла, выделяющегося при протекании электрического тока плотностью в единице объема среды с удельным сопротивлением r.
10.Электрические потенциалы на клеммах 1 и 2 источника равны соответственно j1 и j2, э.д.с. источника равна e. Выберите выражение для напряжения U12 на клеммах источника.
  • 1. r j
  • 2. r2 j
  • 3. r j2
  • 4.
  • 5.
  • 1. j1 — j2 + e
  • 2. j1 — j2 — e 1 + — 2
  • 3. j1 + j2 + e
  • 4. j1 — j2 — e
  • 5. j1 + j2 — e
11. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника? 12. Величина, равная отношению заряда, переносимого через некоторую поверхность за малый промежуток времени, к длительности этого промежутка – это
  • 1. В Ом, деленных на квадратный метр.
  • 2. В Ом, деленных на метр.
  • 3. В Ом
  • 4. В Ом, умноженных на метр.
  • 5. В Ом, умноженных на квадратный метр.
  • 1. поверхностная плотность свободных зарядов.
  • 2. удельная проводимость.
  • 3. плотность тока.
  • 4. сила тока.
  • 5. модуль скорости носителей тока, усредненный по всем типам носителей в проводнике.
13. В каких единицах измеряется плотность электрического тока. 14. Два проводника с одинаковым поперечным сечением и разными удельными сопротивлениями r1 и r2 соединены последовательно. Каково отношение напряженностей электрического поля Е1/Е2?
  • 1. В амперах, деленных на квадратный метр.
  • 2. В амперах, деленных на метр.
  • 3. В амперах
  • 4. В амперах, умноженных на метр.
  • 5. В амперах, умноженных на квадратный метр.
  • 1. Е1/Е2 = 1
  • 2. Е1/Е2= r1/r2
  • 3. Е1/Е2= r2/r1
  • 4. Е1/Е2=
  • 5. Е1/Е2=
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как определить направление вектора магнитной индукции

Источник: https://studfile.net/preview/7065413/page:11/

Как найти мощность тока — формулы с примерами расчетов

В физике достаточно много внимания уделено энергии и мощности устройств, веществ или тел.

В электротехнике эти понятия играют не менее важную роль чем в других разделах физики, ведь от них зависит насколько быстро установка выполнит свою работу и какую нагрузку понесут линии электропередач.

Исходя из этих сведений подбираются трансформаторы для подстанций, генераторы для электростанций и сечение проводников передающих линий. В этой статье мы расскажем, как найти мощность электрического прибора или установки, зная силу тока, напряжение и сопротивление.

Формулы для расчётов цепи постоянного тока

Проще всего посчитать мощность для цепи постоянного тока. Если есть сила тока и напряжение, тогда нужно просто по формуле, приведенной выше, выполнить расчет:

P=UI

Но не всегда есть возможность найти мощность по току и напряжению. Если вам они не известны – вы можете определить P, зная сопротивление и напряжение:

P=U2/R

Также можно выполнить расчет, зная ток и сопротивление:

P=I2*R

Последними двумя формулами удобен расчёт мощности участка цепи, если вы знаете R элемента I или U, которое на нём падает.

Для переменного тока

Источник: https://samelectrik.ru/kak-najti-moshhnost-toka.html

Формула мощности тока

Электрический ток, на каком угодно участке цепи совершает некоторую работу (А). Допустим, что у нас есть произвольный участокцепи (рис.1) между концами которого имеется напряжение U.

Работа, которая выполняется при перемещении заряда равного 1 Кл между точками A и B (рис.1) будет равнаU. В том случае, если через проводник протекает ток силой I за время равное по указанному выше участку пройдет заряд (q) равный:

Следовательно, работа, которую совершает электрический ток на данном участке, равна:

Надо отметить, что выражение (2) является справедливым при I=const для любого участка цепи(в таком участке могут содержаться проводники 1–го и 2–го рода).

Определение и формула мощности тока

Определение

Мощность тока – есть работа тока в единицу времени:

Формулой для вычисления мощности можно считать выражение:

В том случае, если участок цепи содержит источник тока, то формулу мощности можно представить в виде:

где – разность потенциалов, – ЭДС источника, который включен в цепь.

Выражение (5) является интегральной записью. Это выражение можно представить в дифференциальной форме, если использовать понятиеудельной мощности ( – мощность, развиваемая током вединице объема проводника):

где j – плотность тока, – удельное сопротивление.

Единицы измерения мощности тока

Основной единицей измерения мощности тока (как и мощности вообще) в системе СИ является: [P]=Вт=Дж/с.

В СГС: [P]=эрг/с.

1 Вт=107 эрг/( с).

Выражение (4) применяют в системе СИ для того, чтобы дать определение единицы напряжения.Так, единицей напряжения (U) является вольт (В), который равен: 1 В= (1 Вт)/(1 А).

Вольтом называют электрическое напряжение, которое порождает в электроцепи постоянный ток силы 1 А при мощности 1 Вт.

Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: разбираемся во взаимосвязях этих величин

Владельцы квартир, частных домов и других электрифицированных объектов часто сталкиваются с вопросом определения значений основных электрических величин, так как рассчитать мощность по допустимой силе тока и известному напряжению или решить обратную задачу не очень просто.

Прямое применение известного закона Ома без учета особенностей бытовых сетей и приборов может привести к неверному результату.

В этом материале мы разберемся, что такое мощность и расскажем о том, как вычислить этот показатель.

Основные понятия величин

Электротехнические расчеты базируются на общеизвестных соотношениях между силой тока (I, Ампер), величиной напряжения (U, Вольт), значения мощности (P, Ватт) и сопротивления (R, Ом). Практические расчеты обычно требуют знания значений первой тройки.

Числовых выражений перечисленных величин, предупредим, недостаточно – нужны дополнительные характеристики, раскрывающие режим электропотребления.

Сила электрического тока

Расчет достаточного сечения жил и номинала автоматического выключателя для конкретной ветки электросети проводят согласно значению максимально возможной для этого участка силы тока. Это необходимо для предотвращения ситуации возгорания проводки, что часто приводит к возникновению пожара.

Рабочие параметры автоматов и УЗО выбирают согласно нормативным требованиям. Для определения допустимого сечения жил в зависимости от максимально возможной силы тока необходимо использовать таблицу, предоставленную производителем продукции, потому что кабеля чаще всего произведены по ТУ, а не по ГОСТ.

Имея одинаковую маркировку, кабеля, произведенные по ГОСТу (слева) и по ТУ (справа) отличаются как визуально, так и по основным характеристикам

Так как рассчитать силу электрического тока можно по потребляемой приборами мощности и напряжению сети, то необходимо правильно определить значения этих двух показателей.

Напряжение в бытовых сетях

Многие владельцы квартир считают, что стандартное напряжение в фазе для бытовых нужд приблизительно равно 220 В. В большинство случаев это действительно так. Хотя по ГОСТ 29322-2014 с 01.10.2015 в пределах Российской Федерации должен был произойти переход на совместимую со странами ЕЭС систему 230 В.

Отклонение в 5% от эталона является допустимым на любой срок, а 10% – на период, не превышающий 1 час. Таким образом по старым правилам значение напряжения может колебаться в диапазоне от 198 до 242 В, а по действующему ГОСТу – от 207 до 253 В.

Также есть случаи, когда напряжение в сети длительное время значительно ниже нормативного. Такая ситуация возникает тогда, когда суммарная мощность подключенных к ветке электроприборов гораздо выше запланированной и при включении большинства из них происходит “просадка сети”.

Эта проблема возникает в зоне ответственности организаций, отвечающих за поставку электроэнергии, и связана она с перегрузкой распределительных трансформаторов, изношенностью подстанций или с недостаточным сечением проводов.

Пониженное входное напряжение приводит не только к изменению параметра силы тока и возможному срабатыванию защиты, но и к быстрой поломке электроприборов, содержащих асинхронные электродвигатели или сложную электронику

Для выяснения значения реального напряжения нужно периодически проводить замеры с использованием вольтметра. Если показатели сильно “гуляют”, то необходимо применение стабилизатора или более дорогого преобразователя с функцией накопителя электроэнергии.

Нюансы в понятии мощности электроприборов

Все потребляющие электричество устройства имеют такой параметр как мощность. Чем больше этот показатель, тем больше энергии забирает прибор из цепи.

Всего существует три вида мощности:

  • Активная (P). Характеризует скорость перевода электрической энергии в иной вид, например электромагнитный или тепловой. Ее нужно учитывать при расчете необратимых затрат электроэнергии, а значит, и стоимости работы прибора. Единица измерения – Вт.
  • Реактивная (Q). Характеризует энергию, которая приходит от источника (трансформатора) к реактивным элементам потребителя (конденсаторы, обмотки двигателя), но потом практически мгновенно возвращается к источнику. Единица измерения – Вт или вар (расшифровка – вольт-ампер реактивный).
  • Полная (S). Характеризует нагрузку, которую потребитель налагает на элементы цепи. Ее используют при вычислении площади сечения кабеля и выборе номинала автоматов, то есть расчет силы тока производят по полной мощности всех подключенных в цепь электроприборов. Единица измерения – Вт или V*A (В*А – вольт амперы).

Все эти параметры можно пересчитать через угол сдвига фаз, который возникает между вектором напряжения и током (f):

P = S * cos(f);

Q = S * sin(f);

S2 = P2 + Q2.

К бытовым устройствам, у которых полная мощность может существенно превышать активную, относят холодильники, стиральные машины, люминесцентные и некоторые энергосберегающие лампы, а также блоки силовой электроники.

На двигателях обычно указывают активную мощность и коэффициент. В этом случае полная мощность вычисляется так: S = P / cos(f) = 750 / 0.78 = 962 Вт

Также есть такое понятие как пиковая или стартовая мощность. Дело в том, что для разгона двигателей требуется гораздо больше усилий, чем для поддержания их вращения. Поэтому при включении таких приборов как холодильник или стиральная машина происходит кратковременный всплеск нагрузки на участке цепи.

Стартовые токи могут быть выше рабочих в несколько раз. При расчете необходимого сечения кабелей и подборе номинала автомата следует это учитывать.

Для этого нужно определить прибор с наибольшей разницей стартовой и рабочей мощности и добавить ее к общему значению. Стартовые токи остальных устройств можно не учитывать, так как вероятность одновременного срабатывания на включение двигателей у разных потребителей практически равна нулю.

Линейные и фазные соотношения

Сейчас получила распространение практика подключения бытовых объектов к трехфазным электросетям.

Это обосновано по следующим причинам:

  • Значительное потребление электроэнергии. В этом случае подведение однофазной сети большой мощности будет очень нерационально по причине большого сечения кабеля и высокой материалоемкости трансформатора.
  • Наличие приборов, работающих от трех фаз. Реализация схемы подключения такого устройства к однофазной цепи не очень проста и чревата помехами, которые возникают, например, при старте асинхронного двигателя.

Существует два способа подключения трехфазных приборов – “звезда” и “треугольник”.

Принципиальные схемы передачи электроэнергии по трем фазам. Название “звезда” и “треугольник” они получили благодаря геометрической схожести с этими объектами

В цепях типа “звезда” линейные и фазные токи идентичны, а линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза:

Iл = Iф;

Uл = 1.73 * Uф.

Эта формула объясняет известное соотношения напряжений для бытовых и низковольтных промышленных сетей частоты 50 Гц: 220 / 380 В (по новому ГОСТу: 230 / 400 В).

При соединении типа треугольник, наоборот, напряжение совпадает, а линейные токи больше фазных:

Iл = 1.73 * Iф;

Uл = Uф.

Эти формулы можно применять только при симметричной нагрузке фаз. Если потребление тока по кабелям отличается (несимметричный приемник), то расчеты проводят с использованием правил векторной алгебры, а возникающий выравнивающий ток компенсируют за счет нейтрального провода. Однако для сетей с подключенными бытовыми приборами такие случаи редки.

Взаимосвязь основных величин

Самая распространенная задача, с которой сталкиваются рядовые потребители, заключаются в расчетах реально действующей силы тока. Так как же правильно рассчитать ампераж по известным значениям напряжения и мощности? Решить ее необходимо при обосновании значений сечения жил и номинала автомата, имея техническую информацию об устройствах, которые будут в эту цепь запитаны.

После вычисления силы тока часто выбирают кабеля с наименьшим допустимым сечением. Однако это не всегда правильно, так как такое решение приводит к существенным ограничениям при необходимости добавления новых электроприборов в сеть.

Иногда необходимо провести обратные вычисления и определить какой суммарной мощности можно подключить приборы при известном напряжении и максимально допустимой силе тока, которая ограничена уже существующей проводкой.

Решить эти две задачи для однофазной цепи можно с помощью простой формулы:

I = S / U;

S = U * I,

где S – суммарная полная мощность всех электропотребителей.

Круговая диаграмма, отражающая закон Ома и выражающая зависимость мощности, силы тока, напряжения и сопротивления подходит для вычисления параметров однофазной цепи

Для решения задачи расчета силы тока по известным или вычисленным значениям мощности и напряжения в трехфазной цепи надо знать суммарную нагрузку, налагаемую на каждую фазу.

И необходимое сечение жил кабеля, и минимально допустимый номинал автомата подбирают по самой загруженной линии, считая что:

S = 3 * max{S1, S2, S3}.

I = S / (U * 1.73).

Допустимую мощность для каждой из фаз можно вычислить по следующей формуле:

S1,2,3 < S / 3 = I * U / 1.73,

где I – максимально допустимая сила тока для существующей проводки.

Выводы и полезное видео по теме

Вычисление силы тока по мощности для подбора сечения кабеля:

Определение потребляемой мощности групп электроприборов на примере частного дома:

Вычисление силы тока для определения параметров проводки или определение допустимой мощности в уже существующей цепи можно сделать самостоятельно. Для правильного решения поставленной задачи необходимо учесть нюансы, возникающие на практике, а не только использовать известные формулы, которые работают при “идеальных” условиях.

Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/docs-elektrika/kak-rasschitat-moshhnost.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
220 вольт
Как починить выключатель света

Закрыть