Как да изчислим мощност, ток и напрежение: разбираме връзката на тези количества

Съдържание

Изчисление за паралелно и последователно свързване
Текущо изчисление
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ
Част 1
Част 2
Обща мощност и нейните компоненти
Резистивен товар
капацитивен товар
Индуктивно натоварване
Електрически вериги и техните разновидности
Характеристики
За AC
1. Калкулатор за разсейване на мощността и протичащ ток в зависимост от съпротивлението и приложеното напрежение.
Изчисляване на електрически вериги
Как да спестите пари
Промяна на съпротивлението:
Използване на формули
За AC
Въпроси за работа и електричество
Интересна информация по темата
Норми за захранване на променлив ток
Метод за преобразуване на електрическа верига
Изчисляване на верига с едно захранване
Изчисляване на обширна електрическа верига с множество захранвания
Изчисляване на тока за еднофазна мрежа
Заключение
Резюме на урока

Изчисление за паралелно и последователно свързване

При изчисляване на веригата на електронно устройство често е необходимо да се намери мощността, която се отделя на един елемент. След това трябва да определите какво напрежение пада върху него, ако говорим за серийна връзка или какъв ток протича при паралелно свързване, ще разгледаме конкретни случаи.

Тук Itotal е равен на:

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

Обща мощност:

P=UI=12*0,6=7,2 вата

На всеки резистор R1 и R2, тъй като съпротивлението им е еднакво, напрежението пада:

U=IR=0,6*10=6 волта

И се откроява с:

П_{на резистор}\u003d UI \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 вата

След това, с паралелна връзка в такава схема:

Първо, търсим I във всеки клон:

аз₁=U/R₁=12/1=12 ампера

аз₂=U/R₂=12/2=6 ампера

И се откроява на всеки с:

П_Р₁\u003d 12 * 6 \u003d 72 вата

П_Р₂\u003d 12 * 12 \u003d 144 вата

Всички се открояват:

P=UI=12*(6+12)=216 вата

Или чрез общото съпротивление, тогава:

Р_общ=(R₁*Р₂)/( Р₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 ома

I=12/0,66=18 ампера

P=12*18=216 вата

Всички изчисления съвпадат, така че намерените стойности са правилни.

Текущо изчисление

Големината на тока се изчислява по мощност и е необходима на етапа на проектиране (планиране) на жилище - апартамент, къща.

Изборът на захранващия кабел (проводник), чрез който устройствата за консумация на енергия могат да бъдат свързани към мрежата, зависи от стойността на тази стойност.
Познавайки напрежението на електрическата мрежа и пълното натоварване на електрическите уреди, е възможно с помощта на формулата да се изчисли силата на тока, който трябва да премине през проводника (жица, кабел). Според размера му се избира площта на напречното сечение на вените.

Ако електрическите консуматори в апартамента или къщата са известни, е необходимо да се извършат прости изчисления, за да се монтира правилно захранващата верига.

Подобни изчисления се извършват за производствени цели: определяне на необходимата площ на напречното сечение на кабелните жили при свързване на промишлено оборудване (различни промишлени електрически двигатели и механизми).

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ

Част 1

1. Силата на тока в проводника е увеличена 2 пъти. Как ще се промени количеството топлина, отделяно в него за единица време, при непроменено съпротивление на проводника?

1) ще се увеличи с 4 пъти
2) ще намалее с 2 пъти
3) ще се увеличи с 2 пъти
4) намалете с 4 пъти

2.Дължината на спиралата на електрическата печка е намалена 2 пъти. Как ще се промени количеството топлина, отделяно в спиралата за единица време при постоянно мрежово напрежение?

1) ще се увеличи с 4 пъти
2) ще намалее с 2 пъти
3) ще се увеличи с 2 пъти
4) намалете с 4 пъти

3. Съпротивлението на резистора \(R_1 \) е четири пъти по-малко от съпротивлението на резистора\(R_2 \). Текуща работа в резистор 2

1) 4 пъти повече, отколкото в резистор 1
2) 16 пъти повече от резистора 1
3) 4 пъти по-малко, отколкото в резистор 1
4) 16 пъти по-малко, отколкото в резистор 1

4. Съпротивлението на резистора \(R_1 \) е 3 пъти по-голямо от съпротивлението на резистора\(R_2 \). Количеството топлина, което ще се отдели в резистора 1

1) 3 пъти повече, отколкото в резистор 2
2) 9 пъти повече от резистора 2
3) 3 пъти по-малко, отколкото в резистор 2
4) 9 пъти по-малко, отколкото в резистор 2

5. Веригата е сглобена от източник на захранване, крушка и тънка желязна тел, свързани последователно. Крушката ще свети по-ярко, ако

1) сменете жицата с по-тънко желязо
2) намалете дължината на жицата
3) разменете тел и крушка
4) сменете желязната тел с нихром

6. Фигурата показва стълбовидна диаграма. Той показва стойностите на напрежението в краищата на два проводника (1) и (2) с едно и също съпротивление. Сравнете стойностите на текущата работа \( A_1 \) и \( A_2 \) в тези проводници за едно и също време.

1) \(A_1=A_2 \)
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. Фигурата показва стълбовидна диаграма. Той показва стойностите на силата на тока в два проводника (1) и (2) с едно и също съпротивление. Сравнете текущите работни стойности \( A_1 \) и \ ( A_2 \) в тези проводници за едно и също време.

1) \(A_1=A_2 \)
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. Ако използвате лампи с мощност 60 и 100 W в полилей за осветяване на стаята, тогава

A. Голям ток ще бъде в 100W лампа.
Б. Лампа от 60 W има по-голямо съпротивление.

Вярно(и) е(са) твърдението(ята)

1) само А
2) само Б
3) и А и Б
4) нито А, нито Б

9. Електрическа печка, свързана към източник на постоянен ток, изразходва 108 kJ енергия за 120 секунди. Каква е силата на тока в спиралата на плочките, ако нейното съпротивление е 25 ома?

1) 36 А
2) 6 А
3) 2,16 А
4) 1,5 А

10. Електрическа печка с ток 5 А изразходва 1000 kJ енергия. Колко време преминава токът през спиралата на плочката, ако нейното съпротивление е 20 ома?

1) 10 000 s
2) 2000 г
3) 10 с
4) 2 сек

11. Никелираната намотка на електрическата печка е заменена с нихромова намотка със същата дължина и площ на напречното сечение. Установете съответствие между физическите величини и техните възможни промени, когато плочката е свързана към електрическата мрежа. Запишете в таблицата избраните числа под съответните букви. Числата в отговора могат да се повтарят.

ФИЗИЧЕСКО КОЛИЧЕСТВО
А) електрическо съпротивление на бобината
Б) силата на електрическия ток в спиралата
Б) мощност на електрически ток, консумирана от плочките

ПРИРОДА НА ПРОМЯНАТА
1) увеличен
2) намален
3) не се е променило

12. Установете съответствие между физическите величини и формулите, по които се определят тези количества. Запишете в таблицата избраните числа под съответните букви.

ФИЗИЧЕСКИ КОЛИЧЕСТВА
А) работен ток
Б) сила на тока
б) текуща мощност

ФОРМУЛА
1) \( \frac{q}{t} \)
2) \(qU \)
3) \( \frac{RS}{L} \)
4) \(UI \)
5) \( \frac{U}{I} \)

Част 2

13.Нагревателят е свързан последователно с реостат със съпротивление 7,5 ома към мрежа с напрежение 220 V. Какво е съпротивлението на нагревателя, ако мощността на електрическия ток в реостата е 480 W?

Обща мощност и нейните компоненти

Електрическата мощност е количество, отговорно за скоростта на промяна или пренос на електричество. Привидната мощност се обозначава с буквата S и се намира като продукт на ефективните стойности на тока и напрежението. Неговата мерна единица е волт-ампер (VA; V A).

Привидната мощност може да бъде съставена от два компонента: активен (P) и реактивен (Q).

Активната мощност се измерва във ватове (W; W), реактивната мощност се измерва във вари (Var).

Зависи какъв вид натоварване е включено във веригата за консумация на енергия.

Резистивен товар

Този тип натоварване е елемент, който издържа на електрически ток. В резултат на това токът върши работата по нагряване на товара и електричеството се превръща в топлина. Ако резистор с някакво съпротивление е свързан последователно с батерията, тогава токът, преминаващ през затворената верига, ще го загрее, докато батерията се разреди.

Внимание! Като активен товар в мрежите за променлив ток може да се посочи пример за термичен електрически нагревател (TENA). Разсейването на топлината върху него е резултат от работата на електричеството

Прочетете също: Прахосмукачки роботи LG: ТОП на най-добрите модели, техните предимства и недостатъци + отзиви за марката

Такива консуматори включват и бобини от електрически крушки, електрически печки, фурни, ютии, бойлери.

капацитивен товар

Такива товари са устройства, които могат да акумулират енергия в електрически полета и да създават движение (трептене) на мощност от източника към товара и обратно.Капацитивните товари са кондензатори, кабелни линии (капацитет между сърцевините), кондензатори и индуктори, свързани последователно и успоредно на веригата. Аудио усилватели на мощност, синхронни електродвигатели в режим на свръхвъзбуда също натоварват линиите на капацитивния компонент.

Индуктивно натоварване

Когато потребител на електрическа енергия е определено оборудване, което включва:

трансформатори;
трифазни асинхронни двигатели, помпи.

На плочите, прикрепени към оборудването, можете да видите такава характеристика като cos ϕ. Това е коефициентът на изместване на фазата между тока и напрежението в променливотоковата мрежа, в която ще бъде свързано оборудването. Нарича се още фактор на мощността, колкото по-близо е cos ϕ до единица, толкова по-добре.

Важно! Когато едно устройство съдържа индуктивни или капацитивни компоненти: трансформатори, дросели, намотки, кондензатори, синусоидалният ток изостава от напрежението с известен ъгъл във фаза. В идеалния случай капацитетът осигурява фазово изместване -900, а индуктивността - + 900

Стойности на Cos ϕ в зависимост от вида на натоварването

Капацитивните и индуктивните компоненти заедно образуват реактивна мощност. Тогава формулата за обща мощност е:

S = √ (P2 + Q2),

където:

S е привидната мощност (VA);
P е активната част (W);
Q е реактивната част (Var).

Ако начертаете това графично, тогава можете да видите, че векторното събиране на P и Q ще бъде пълната стойност на S - хипотенузата на триъгълника на мощността.

Графично обяснение на същността на пълната мощност

Електрически вериги и техните разновидности

Електрическата верига е комплекс от устройства и отделни обекти, които са свързани по даден начин. Те осигуряват пътека за преминаване на електричество.За да се характеризира съотношението на заряда, протичащ във всеки отделен проводник за известно време, към продължителността на това време, се използва определено физическо количество. И това е токът в електрическата верига.

Съставът на такава верига включва енергиен източник, консуматори на енергия, т.е. товар и проводници. Те са разделени на две разновидности:

Неразклонен - токът, преминаващ от генератора към консуматора на енергия, не се променя по стойност. Например, това е осветление, което включва само една крушка.
Разклонени - вериги, които имат няколко разклонения. Токът, движещ се от източника, се разделя и отива към товара по няколко клона. Значението му обаче се променя.

Пример е осветлението, което включва полилей с няколко рамена.

Клонът е един или повече компоненти, свързани последователно. Движението на тока преминава от възел с високо напрежение към възел с минимална стойност. В този случай входящият ток във възела съвпада с изходящия ток.

Вериги могат да бъдат нелинейни и линейни. Ако в първия има един или повече елементи, при които има зависимост на стойностите от тока и напрежението, то във втория характеристиките на елементите нямат такава зависимост. Освен това във вериги, характеризиращи се с постоянен ток, неговата посока не се променя, но при условие на променлив ток се променя, като се вземе предвид параметърът на времето.

Характеристики

Променливият ток протича през верига и променя посоката си с големина. Създава магнитно поле. Затова често се нарича периодичен синусоидален променлив електрически ток. Според закона на извитата линия, нейната стойност се променя след определен период от време. Ето защо се нарича синусоидален. Има свои собствени настройки.От важните си струва да посочите периода с честота, амплитуда и моментна стойност.

Периодът е времето, през което настъпва промяна в електрическия ток и след това се повтаря отново. Честотата е период в секунда. Измерва се в херци, килохерци и милихерци.

Амплитуда - максимална стойност на тока с напрежение и ефективност на потока за пълен цикъл. Моментна стойност - променлив ток или напрежение, което се появява в определено време.

Спецификации на AC

За AC

Въпреки това, за електрическа верига с променлив ток трябва да се вземат предвид общият, активен и реактивен, както и факторът на мощността (cosF). Обсъдихме всички тези концепции по-подробно в тази статия.

Отбелязваме само, че за да намерите общата мощност в еднофазна мрежа за ток и напрежение, трябва да ги умножите:

S=UI

Резултатът ще се получи във волт-ампери, за да определите активната мощност (ватове), трябва да умножите S по коефициента cosФ. Може да се намери в техническата документация на устройството.

P=UIcos

За определяне на реактивната мощност (реактивни волт-ампери), sinФ се използва вместо cosФ.

Q=UIsin

Или изразете от този израз:

И от тук изчислете желаната стойност.

Също така е лесно да се намери мощността в трифазна мрежа; за да определите S (общо), използвайте формулата за изчисление за ток и фазово напрежение:

S=3U_е/_е

И знаейки Ulinear:

S=1,73*U_лаз_л

1.73 или корен от 3 - тази стойност се използва за изчисления на трифазни вериги.

След това по аналогия, за да намерите P активно:

P=3U_е/_е*cosФ=1,73*U_лаз_л*cosФ

Реактивната мощност може да се определи:

Q=3U_е/_е*sinФ=1,73*U_лаз_л*sinФ

Това приключва теоретичната информация и преминаваме към практиката.

един.Калкулатор за разсейване на мощността и протичащ ток в зависимост от съпротивлението и приложеното напрежение.

Демо на закона на Ом в реално време.
За справка
В този пример можете да увеличите напрежението и съпротивлението на веригата. Тези промени в реално време ще променят количеството ток, протичащ във веригата, и мощността, разсейвана в съпротивлението.
Ако разглеждаме аудио системи, трябва да запомните, че усилвателят произвежда определено напрежение за определено натоварване (съпротивление). Съотношението на тези две величини определя мощността.
Усилвателят може да извежда ограничено количество напрежение в зависимост от вътрешното захранване и източника на ток. Мощността, която усилвателят може да подаде на определен товар (например 4 ома) също е точно ограничена.
За да получите повече мощност, можете да свържете товар с по-ниско съпротивление (например 2 ома) към усилвателя. Моля, имайте предвид, че когато използвате товар с по-малко съпротивление - да речем два пъти (беше 4 ома, стана 2 ома) - мощността също ще се удвои (при условие, че тази мощност може да бъде осигурена от вътрешното захранване и източник на ток).
Ако вземем например моно усилвател с мощност 100 вата в 4 ома товар, знаейки, че може да достави напрежение не повече от 20 волта на товара.
Ако поставите плъзгачи на нашия калкулатор
Напрежение 20 волта
Съпротивление 4 ома
Ще получите
Мощност 100 вата

Ако преместите плъзгача за съпротивление с 2 ома, ще видите мощността, удвоена до 200 вата.
В общ пример източникът на ток е батерия (не звуков усилвател), но зависимостите на тока, напрежението, съпротивлението и съпротивлението са еднакви във всички вериги.

Изчисляване на електрически вериги

Всички формули, използвани за изчисляване на електрически вериги, следват една от друга.

Връзки на електрическите характеристики

Така например, според формулата за изчисляване на мощността, можете да изчислите силата на тока, ако P и U са известни.

За да разберете какъв ток ще консумира ютия (1100 W), свързана към 220 V мрежа, трябва да изразите силата на тока от формулата за мощност:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Познавайки изчисленото съпротивление на спиралата на електрическата печка, можете да намерите P устройство. Мощността чрез съпротивление се намира по формулата:

P = U2/R.

Има няколко метода, които позволяват решаването на поставените задачи чрез изчисляване на различни параметри на дадена верига.

Методи за изчисляване на електрически вериги

Изчисляването на мощността за вериги с различни видове ток помага да се оцени правилно състоянието на електропроводите. Домакинските и промишлените устройства, избрани в съответствие с дадените параметри Pnom и S, ще работят надеждно и ще издържат на максимални натоварвания в продължение на години.

Как да спестите пари

Монтирането на двутарифен електромер спестява разходи за отопление на електричество. Московските тарифи за апартаменти и къщи, оборудвани със стационарни електрически отоплителни инсталации, разграничават две разходи:

4,65 r от 7:00 до 23:00 часа.
1,26 r от 23:00 до 7:00 часа.

Прочетете също: 3 съвета, които ще ви помогнат да затегнете всеки винт с лекота

След това ще изразходвате, при денонощна работа, 9 kW включен електрически котел за една трета от мощността:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 рубли

Разликата в дневната консумация е 80 рубли. За един месец ще спестите 2400 рубли. Какво оправдава инсталирането на двутарифен измервателен уред.

Вторият начин да спестите пари при използване на двутарифен измервателен уред е да използвате автоматични устройства за управление на електрически уреди. Състои се в определяне на пиковата консумация на електрически бойлер, бойлер и други неща през нощта, след което по-голямата част от електроенергията ще се таксува на 1,26, а не на 4,65. Докато сте на работа, котелът може или да се изключи напълно, или да работи в режим на ниска енергия, например при 10% мощност. За да автоматизирате работата на електрическия котел, можете да използвате програмируеми цифрови термостати или бойлери с възможност за програмиране.

В заключение бих искал да отбележа, че отоплението на къща с електричество е доста скъп метод, независимо от конкретния метод, независимо дали е електрически бойлер, конвектор или друг електрически нагревател. Идват при него само в случаите, когато няма как да се свърже с газта. В допълнение към разходите за експлоатация на електрически бойлер, вие чакате първоначалните разходи за регистриране на трифазен вход на електричество.

Основните задължения са:

изпълнение на пакет от документи, включително технически спецификации, електропроект и др.;
организация на заземяване;
цената на кабел за свързване на къща и окабеляване на ново окабеляване;
монтаж на брояч.

Освен това може да ви бъде отказано трифазен вход и увеличаване на мощността, ако във вашия район няма такава техническа възможност, когато трансформаторните подстанции вече работят на предела си. Изборът на вида котел и отопление зависи не само от вашите желания, но и от възможностите на инфраструктурата.

Това завършва нашата кратка статия. Надяваме се, че сега ви стана ясно каква е реалната консумация на електроенергия от електрически бойлер и как можете да намалите разходите за отопление на къща с електричество.

Брой блокове: 18 | Общо знаци: 24761
Брой използвани донори: 7
Информация за всеки донор:

Промяна на съпротивлението:

На следващата диаграма можете да видите разликата в съпротивлението между системите, изобразени от дясната и лявата страна на фигурата. Съпротивлението на налягането на водата в крана се противодейства от клапана, в зависимост от степента на отваряне на клапана, съпротивлението се променя.

Съпротивлението в проводника е показано като стесняване на проводника, колкото по-тесен е проводникът, толкова повече се противопоставя на преминаването на тока.

Може да забележите, че напрежението и налягането на водата са еднакви от дясната и от лявата страна на веригата.

Трябва да обърнете внимание на най-важния факт. В зависимост от съпротивлението токът се увеличава и намалява.

В зависимост от съпротивлението токът се увеличава и намалява.

Отляво, при напълно отворен клапан, виждаме най-големия поток вода. И при най-ниското съпротивление виждаме най-големия поток от електрони (ампераж) в проводника.

Отдясно клапанът е затворен много повече и потокът на водата също е станал много по-голям.

Стесняването на проводника също е намаляло наполовина, което означава, че съпротивлението на протичането на тока се е удвоило. Както виждаме, два пъти по-малко електрони преминават през проводника поради високото съпротивление.

За справка

Моля, имайте предвид, че стеснението на проводника, показано на диаграмата, се използва само като пример за съпротивление срещу протичането на тока. В реални условия стесняването на проводника не оказва голямо влияние върху протичащия ток

Полупроводниците и диелектриците могат да осигурят много по-голямо съпротивление.

Конусният проводник на диаграмата е показан само като пример, за да се разбере същността на протичащия процес.Формулата на закона на Ом е зависимостта на съпротивлението и силата на тока

I=E/R
Както можете да видите от формулата, силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението на веригата.

Повече съпротивление = по-малък ток

* при условие, че напрежението е постоянно.

Използване на формули

Този ъгъл характеризира фазовото изместване в променливи U вериги, съдържащи индуктивни и капацитивни елементи. За изчисляване на активните и реактивните компоненти се използват тригонометрични функции, които се използват във формулите. Преди да се изчисли резултатът с помощта на тези формули, е необходимо с помощта на калкулатори или таблици на Брадис да се определи sin φ и cos φ. След това по формулите

Ще изчисля желания параметър на електрическата верига. Но трябва да се има предвид, че всеки от параметрите, изчислени по тези формули, поради U, което постоянно се променя според законите на хармоничните трептения, може да приеме или моментна, или средноквадратична, или междинна стойност . Трите формули, показани по-горе, са валидни за средноквадратични стойности на тока и U. Всяка от другите две стойности е резултат от изчислителна процедура, използваща различна формула, която отчита изтичането на времето t:

Но това не са всички нюанси. Например за електропроводи се използват формули, които включват вълнови процеси. И изглеждат различно. Но това е съвсем друга история...

За AC

S=UI

P=UIcos

За определяне на реактивната мощност (реактивни волт-ампери), sinФ се използва вместо cosФ.

Q=UIsin

Или изразете от този израз:

И от тук изчислете желаната стойност.

И знаейки Ulinear:

1.73 или корен от 3 - тази стойност се използва за изчисления на трифазни вериги.

След това по аналогия, за да намерите P активно:

Реактивната мощност може да се определи:

Това приключва теоретичната информация и преминаваме към практиката.

Въпроси за работа и електричество

Теоретичните въпроси за работата и мощността на електрическия ток могат да бъдат както следва:

Каква е физическата величина на работа на електрически ток? (Отговорът е даден в нашата статия по-горе).
Какво е електрическа мощност? (Отговорът е даден по-горе).
Дефинирайте закона на Джоул-Ленц. Отговор: Работата на електрически ток, който протича през фиксиран проводник със съпротивление R, се превръща в топлина в проводника.
Как се измерва работата на тока? (Отговор по-горе).
Как се измерва мощността? (Отговор по-горе).

Това е примерен списък с въпроси. Същността на теоретичните въпроси във физиката винаги е една и съща: да се провери разбирането на физическите процеси, зависимостта на една величина от друга, познаването на формулите и мерните единици, приети в международната система SI.

Интересна информация по темата

В производството се използва трифазна схема за захранване.Общото напрежение на такава мрежа е 380 V. Също така, такова окабеляване е инсталирано на многоетажни сгради и след това се разпределя между апартаменти. Но има един нюанс, който влияе на крайното напрежение в мрежата - свързването на ядрото под напрежение води до 220 V. Трифазното, за разлика от еднофазното, не се изкривява при свързване на захранващо оборудване, тъй като товарът се разпределя в щита. Но за довеждане на трифазна мрежа в частна къща е необходимо специално разрешение, поради което схемата с две ядра е широко разпространена, едното от които е нула.

Прочетете също: Как да направите дренажна яма: строителни изисквания и пример за изграждане на DIY

Норми за захранване на променлив ток

Напрежението и мощността са това, което всеки човек, живеещ в апартамент или частна къща, трябва да знае. Стандартното променливо напрежение в апартамент и частна къща се изразява в размер на 220 и 380 вата. Що се отнася до определянето на количествената мярка за силата на електрическата енергия, е необходимо да добавите електрическия ток към напрежението или да измерите необходимия индикатор с ватметър. В същото време, за да направите измервания с последното устройство, трябва да използвате сонди и специални програми.

Какво е AC захранване

Мощността на променлив ток се определя от съотношението на количеството ток към времето, което произвежда работа за определено време. Обикновеният потребител използва индикатора за мощност, предаден му от доставчика на електрическа енергия. По правило той е равен на 5-12 киловата. Тези цифри са достатъчни, за да се гарантира работоспособността на необходимото домакинско електрическо оборудване.

Този индикатор зависи от това какви външни условия за доставка на енергия в къщата, какви ограничителни устройства за ток (автоматични или полуавтоматични устройства) са инсталирани, които регулират момента, в който резервоарите за енергия пристигат към източника на потребителя. Това се извършва на различни нива, от домакинското електрическо табло до централното електроразпределително устройство.

Норми за мощност в мрежата за променлив ток

Метод за преобразуване на електрическа верига

Как да определим силата на тока в отделни вериги на сложни вериги? За решаване на практически проблеми не винаги е необходимо да се изясняват електрическите параметри за всеки елемент. За опростяване на изчисленията се използват специални техники за преобразуване.

Изчисляване на верига с едно захранване

За серийно свързване се използва сумирането на електрическите съпротивления, разгледани в примера:

Req = R1 + R2 + ... + Rn.

Токът на контура е еднакъв във всяка точка от веригата. Можете да го проверите в прекъсването на контролната секция с мултицет. Въпреки това, на всеки отделен елемент (с различни оценки) устройството ще показва различно напрежение. от Вторият закон на Кирхоф можете да прецизирате резултата от изчислението:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

Паралелно свързване на резистори, схеми и формули за изчисления

В този вариант, в пълно съответствие с първия постулат на Кирхоф, токовете се разделят и комбинират във входните и изходните възли. Посоката, показана на диаграмата, се избира, като се вземе предвид полярността на свързаната батерия. Съгласно принципите, разгледани по-горе, основната дефиниция за равенство на напрежението на отделните компоненти на веригата се запазва.

Следващият пример показва как да намерите тока в отделни клонове. За изчисление са взети следните начални стойности:

R1 = 10 ома;
R2 = 20 ома;
R3= 15 ома;
U = 12 V.

Следният алгоритъм ще определи характеристиките на веригата:

основна формула за три елемента:

Rtot = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

замествайки данните, изчислете Rtot = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4,615 ома;
I \u003d 12 / 4,615 ≈ 2,6 A;
I1 = 12 / 10 = 1,2 A;
I2 = 12/20 = 0,6 A;
I3 = 12/15 = 0,8 A.

Както в предишния пример, препоръчително е да проверите резултата от изчислението. При паралелно свързване на компоненти трябва да се спазва равенството на входните токове и общата стойност:

I = 1,2 + 0,6 + 0,8 \u003d 2,6 A.

Ако се използва синусоидален изходен сигнал, изчисленията стават по-сложни. Когато трансформаторът е свързан към еднофазен контакт 220V, ще трябва да се вземат предвид загубите (изтичане) в режим на празен ход. В този случай индуктивните характеристики на намотките и коефициентът на свързване (трансформация) са от съществено значение. Електрическото съпротивление (XL) зависи от следните параметри:

честота на сигнала (f);
индуктивност (L).

Изчислете XL по формулата:

XL \u003d 2π * f * L.

За да се намери съпротивлението на капацитивен товар, изразът е подходящ:

Xc \u003d 1 / 2π * f * C.

Не трябва да се забравя, че във веригите с реактивни компоненти фазите на тока и напрежението се изместват.

Изчисляване на обширна електрическа верига с множество захранвания

С помощта на разглежданите принципи се изчисляват характеристиките на сложните вериги. Следното показва как да намерите тока във верига, когато има два източника:

обозначава компоненти и основни параметри във всички вериги;
направете уравнения за отделни възли: а) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
в съответствие с втория постулат на Кирхоф могат да се запишат следните изрази за контури: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3 III) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
проверка: г) I3+I6-I1=0, външен контур E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Обяснителна диаграма за изчисление с два източника

Изчисляване на тока за еднофазна мрежа

Токът се измерва в ампери. За изчисляване на мощността и напрежението се използва формулата I = P/U, където P е мощността или общото електрическо натоварване, измерено във ватове. Този параметър трябва да бъде въведен в техническия паспорт на устройството. U - представлява напрежението на изчислената мрежа, измерено във волтове.

Връзката между тока и напрежението е ясно видима в таблицата:

Електрически уреди и оборудване	Консумирана мощност (kW)	Ток (A)
Перални машини	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Стационарни електрически печки	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
микровълнови печки	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Съдомиялни машини	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Хладилници, фризери	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Електрическо подово отопление	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Електрическа месомелачка	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Електрическа кана	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

По този начин връзката между мощността и силата на тока прави възможно извършването на предварителни изчисления на товарите в еднофазна мрежа. Таблицата за изчисление ще ви помогне да изберете необходимата секция на проводника в зависимост от параметрите.

Диаметър на жилото на проводника (mm)	Напречно сечение на проводника (mm2)	Медни проводници	Алуминиеви проводници
Ток (A)	Мощност, kWt)	Сила (A)	Мощност, kWt)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4.6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

Заключение

Както можете да видите, намирането на мощността на веригата или нейния участък изобщо не е трудно, без значение дали говорим за константа или промяна. По-важно е правилно да се определи общото съпротивление, ток и напрежение

Между другото, това знание вече е достатъчно, за да се определят правилно параметрите на веригата и да се изберат елементите - колко вата да изберете резистори, напречни сечения на кабели и трансформатори. Също така, бъдете внимателни, когато изчислявате S общо, когато изчислявате радикалния израз.Струва си само да добавим, че когато плащаме сметки за комунални услуги, ние плащаме за киловатчаса или kWh, те са равни на количеството консумирана мощност за определен период от време. Например, ако сте свързали 2 киловатов нагревател за половин час, тогава измервателният уред ще навие 1 kW / h, а за час - 2 kW / h и така нататък по аналогия.