Kā aprēķināt jaudu, strāvu un spriegumu: dzīves apstākļu aprēķina principi un piemēri

Paralēlā un virknes savienojuma aprēķins

Aprēķinot elektroniskās ierīces ķēdi, bieži vien ir jāatrod jauda, ​​kas tiek atbrīvota vienam elementam. Tad jums ir jānosaka, kāds spriegums uz tā krīt, ja mēs runājam par seriālo savienojumu vai kāda strāva plūst, pieslēdzot paralēli, mēs apsvērsim konkrētus gadījumus.

Šeit kopējais ir vienāds ar:

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

Vispārējā jauda:

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

Katram rezistoram R1 un R2, jo to pretestība ir vienāda, spriegums samazinās līdz:

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

Un izceļas ar:

P_{uz rezistora}\u003d UI \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 vati

Pēc tam ar paralēlu savienojumu šādā shēmā:

Pirmkārt, mēs meklējam I katrā filiālē:

es₁=U/R₁= 12/1 = 12 ampēri

es₂=U/R₂= 12/2 = 6 ampēri

Un katrā izceļas ar:

P_R1\u003d 12 * 6 \u003d 72 vati

P_R2\u003d 12 * 12 \u003d 144 vati

Visi izceļas:

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

Vai caur kopējo pretestību, tad:

R_ģenerālis=(R₁*R₂)/( R₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 omi

I = 12/0,66 = 18 ampēri

P = 12 * 18 = 216 vati

Visi aprēķini sakrita, tāpēc atrastās vērtības ir pareizas.

Pašreizējais aprēķins

Strāvas lielumu aprēķina pēc jaudas, un tas ir nepieciešams mājokļa - dzīvokļa, mājas projektēšanas (plānošanas) stadijā.

• Barošanas kabeļa (vada) izvēle, caur kuru var pieslēgt tīklam enerģijas patēriņa ierīces, ir atkarīga no šīs vērtības vērtības.
• Zinot elektrotīkla spriegumu un elektroierīču pilno slodzi, izmantojot formulu, ir iespējams aprēķināt strāvas stiprumu, kas jāizlaiž caur vadītāju (vadu, kabeli). Atbilstoši tā izmēram tiek izvēlēts vēnu šķērsgriezuma laukums.

Ja ir zināmi elektrības patērētāji dzīvoklī vai mājā, ir nepieciešams veikt vienkāršus aprēķinus, lai pareizi uzstādītu barošanas ķēdi.

Līdzīgi aprēķini tiek veikti ražošanas nolūkos: kabeļu dzīslu nepieciešamā šķērsgriezuma laukuma noteikšana, pieslēdzot rūpnieciskās iekārtas (dažādi rūpnieciskie elektromotori un mehānismi).

UZDEVUMU PIEMĒRI

1. daļa

1. Strāvas stiprums vadītājā tika palielināts 2 reizes. Kā mainīsies tajā izdalītā siltuma daudzums laika vienībā, vadītāja pretestībai nemainoties?

1) palielināsies 4 reizes
2) samazināsies 2 reizes
3) palielināsies 2 reizes
4) samazināt 4 reizes

2.Elektriskās plīts spirāles garums tika samazināts 2 reizes. Kā mainīsies spirālē izdalītais siltuma daudzums laika vienībā pie nemainīga tīkla sprieguma?

1) palielināsies 4 reizes
2) samazināsies 2 reizes
3) palielināsies 2 reizes
4) samazināt 4 reizes

3. Rezistora pretestība ​\(R_1 \)​ ir četras reizes mazāka par rezistora pretestību ​\(R_2 \)​. Pašreizējais darbs rezistorā 2

1) 4 reizes vairāk nekā 1. rezistorā
2) 16 reizes vairāk nekā 1. rezistors
3) 4 reizes mazāk nekā 1. rezistorā
4) 16 reizes mazāk nekā 1. rezistorā

4. Rezistora pretestība ​\(R_1 \)​ ir 3 reizes lielāka par rezistora pretestību ​\(R_2 \)​. Siltuma daudzums, kas tiks atbrīvots rezistorā 1

1) 3 reizes vairāk nekā 2. rezistorā
2) 9 reizes vairāk nekā 2. rezistors
3) 3 reizes mazāk nekā 2. rezistorā
4) 9 reizes mazāk nekā 2. rezistorā

5. Ķēde ir salikta no strāvas avota, spuldzes un tievas dzelzs stieples, kas savienotas virknē. Spuldze spīdēs spožāk, ja

1) nomainiet vadu ar plānāku dzelzi
2) samaziniet stieples garumu
3) nomainīt vadu un spuldzīti
4) nomainiet dzelzs stiepli ar nihromu

6. Attēlā parādīta joslu diagramma. Tas parāda sprieguma vērtības divu vienādas pretestības vadītāju (1) un (2) galos. Salīdziniet pašreizējā darba \( A_1 \) un \( A_2 \) vērtības šajos vadītājos vienā un tajā pašā laikā.

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

7. Attēlā parādīta joslu diagramma. Tas parāda strāvas stipruma vērtības divos vienādas pretestības vadītājos (1) un (2). Salīdziniet pašreizējās darba vērtības \( A_1 \)​ un \ ( A_2 \) šajos vadītājos vienā un tajā pašā laikā.

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

8. Ja telpas apgaismošanai izmantosiet lustras lampas ar jaudu 60 un 100 W, tad

A. Liela strāva būs 100W lampā.
B. 60 W lampai ir lielāka pretestība.

Patiess(i) ir apgalvojums(i)

1) tikai A
2) tikai B
3) gan A, gan B
4) ne A, ne B

9. Elektriskā plīts, kas pieslēgta līdzstrāvas avotam, patērē 108 kJ enerģijas 120 sekundēs. Kāds ir strāvas stiprums flīžu spirālē, ja tā pretestība ir 25 omi?

1) 36 A
2) 6 A
3) 2,16 A
4) 1,5 A

10. Elektriskā plīts ar strāvu 5 A patērē 1000 kJ enerģijas. Cik ilgā laikā strāva iziet cauri flīzes spirālei, ja tās pretestība ir 20 omi?

1) 10 000 s
2) 2000. gadi
3) 10 s
4) 2 s

11. Elektriskās plīts niķelētais spole tika nomainīta pret tāda paša garuma un šķērsgriezuma laukumu nihroma spoli. Izveidot atbilstību starp fiziskajiem lielumiem un to iespējamām izmaiņām, kad flīze ir pievienota elektrotīklam. Ierakstiet tabulā izvēlētos ciparus zem atbilstošajiem burtiem. Cipari atbildē var tikt atkārtoti.

FIZISKAIS DAUDZUMS
A) spoles elektriskā pretestība
B) elektriskās strāvas stiprums spirālē
B) elektriskā strāva, ko patērē flīzes

IZMAIŅU DARBĪBA
1) palielināts
2) samazinājies
3) nav mainījies

12. Izveidot atbilstību starp fizikāliem lielumiem un formulām, pēc kurām šie lielumi tiek noteikti. Ierakstiet tabulā izvēlētos ciparus zem atbilstošajiem burtiem.

FIZISKIE DAUDZUMI
A) darba strāva
B) strāvas stiprums
b) strāvas jauda

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

2. daļa

13.Sildītājs virknē savienots ar reostatu ar pretestību 7,5 omi ar tīklu ar spriegumu 220 V. Kāda ir sildītāja pretestība, ja elektriskās strāvas jauda reostatā ir 480 W?

Kopējā jauda un tās sastāvdaļas

Elektroenerģija ir daudzums, kas ir atbildīgs par elektroenerģijas izmaiņu vai pārvades ātrumu. Šķietamā jauda tiek apzīmēta ar burtu S un tiek atrasta kā strāvas un sprieguma efektīvo vērtību reizinājums. Tā mērvienība ir volt-ampērs (VA; V A).

Šķietamo jaudu var veidot divas sastāvdaļas: aktīvā (P) un reaktīvā (Q).

Aktīvo jaudu mēra vatos (W; W), reaktīvo jaudu mēra vars (Var).

Tas ir atkarīgs no tā, kāda veida slodze ir iekļauta elektroenerģijas patēriņa ķēdē.

Pretestības slodze

Šāda veida slodze ir elements, kas iztur elektrisko strāvu. Rezultātā strāva veic slodzes sildīšanas darbu, un elektrība tiek pārvērsta siltumā. Ja jebkuras pretestības rezistors ir savienots virknē ar akumulatoru, tad strāva, kas iet caur slēgto ķēdi, to uzsildīs, līdz akumulators ir izlādējies.

Uzmanību! Kā aktīvo slodzi maiņstrāvas tīklos var minēt termoelektriskā sildītāja (TENA) piemēru. Siltuma izkliede uz tā ir elektrības darba rezultāts

Pie šādiem patērētājiem pieder arī spuldžu spoles, elektriskās plītis, krāsnis, gludekļi, katli.

kapacitatīvā slodze

Šādas slodzes ir ierīces, kas var uzkrāt enerģiju elektriskajos laukos un radīt jaudas kustību (oscilāciju) no avota uz slodzi un otrādi.Kapacitatīvās slodzes ir kondensatori, kabeļu līnijas (kapacitāte starp serdeņiem), kondensatori un induktori, kas savienoti virknē un paralēli ķēdei. Audio jaudas pastiprinātāji, sinhronie elektromotori overexcited režīmā arī noslogo kapacitatīvā komponenta līnijas.

Induktīvā slodze

Ja elektroenerģijas patērētājs ir noteikta iekārta, kas ietver:

• transformatori;
• trīsfāzu asinhronie motori, sūkņi.

Iekārtai pievienotajās plāksnēs var redzēt tādu raksturlielumu kā cos ϕ. Tas ir fāzes nobīdes koeficients starp strāvu un spriegumu maiņstrāvas tīklā, kurā tiks pievienots aprīkojums. To sauc arī par jaudas koeficientu, jo tuvāk cos ϕ vienotībai, jo labāk.

Svarīgs! Ja ierīcē ir induktīvi vai kapacitatīvi komponenti: transformatori, droseles, tinumi, kondensatori, sinusoidālā strāva atpaliek no sprieguma par kādu fāzes leņķi. Ideālā gadījumā kapacitāte nodrošina fāzes nobīdi -900, bet induktivitāte - + 900

Cos ϕ vērtības atkarībā no slodzes veida

Kapacitatīvās un induktīvās sastāvdaļas kopā veido reaktīvo jaudu. Tad kopējās jaudas formula ir:

S = √ (P2 + Q2),

kur:

• S ir šķietamā jauda (VA);
• P ir aktīvā daļa (W);
• Q ir reaktīvā daļa (Var).

Ja jūs to attēlojat grafiski, tad jūs varat redzēt, ka P un Q vektoru saskaitīšana būs S pilna vērtība - jaudas trīsstūra hipotenūza.

Pilnas jaudas būtības grafisks skaidrojums

Elektriskās ķēdes un to šķirnes

Elektriskā ķēde ir ierīču un atsevišķu objektu komplekss, kas ir savienoti noteiktā veidā. Tie nodrošina ceļu elektrības pārejai.Lai raksturotu katrā atsevišķā vadītājā kādu laiku plūstošā lādiņa attiecību pret šī laika ilgumu, tiek izmantots noteikts fizikāls lielums. Un tā ir strāva elektriskajā ķēdē.

Šādas ķēdes sastāvs ietver enerģijas avotu, enerģijas patērētājus, t.i. slodze un vadi. Tie ir sadalīti divās šķirnēs:

• Nesazarots - strāvai, kas virzās no ģeneratora uz enerģijas patērētāju, vērtība nemainās. Piemēram, tas ir apgaismojums, kurā ietilpst tikai viena spuldze.
• Sazarots - ķēdes, kurām ir daži zari. Strāva, kas virzās no avota, tiek sadalīta un iet uz slodzi pa vairākiem zariem. Tomēr tā nozīme mainās.

Piemērs ir apgaismojums, kurā ietilpst vairāku roku lustra.

Filiāle ir viena vai vairākas virknē savienotas sastāvdaļas. Strāvas kustība iet no mezgla ar augstu spriegumu uz mezglu ar minimālo vērtību. Šajā gadījumā ienākošā strāva mezglā sakrīt ar izejošo strāvu.

Ķēdes var būt nelineāras un lineāras. Ja pirmajā ir viens vai vairāki elementi, kur vērtības ir atkarīgas no strāvas un sprieguma, tad otrajā elementu īpašībām šādas atkarības nav. Turklāt ķēdēs, ko raksturo līdzstrāva, tās virziens nemainās, bet maiņstrāvas apstākļos tas mainās, ņemot vērā laika parametru.

Raksturlielumi

Maiņstrāva plūst caur ķēdi un maina tās virzienu atkarībā no lieluma. Rada magnētisko lauku. Tāpēc to bieži sauc par periodisku sinusoidālu maiņstrāvu. Saskaņā ar likumu par izliektu līniju, tās vērtība mainās pēc noteikta laika. Tāpēc to sauc par sinusoidālu. Ir savi iestatījumi.No svarīgākajiem ir vērts norādīt periodu ar frekvenci, amplitūdu un momentāno vērtību.

Periods ir laiks, kurā notiek elektriskās strāvas izmaiņas, un pēc tam tās atkārtojas vēlreiz. Frekvence ir periods sekundē. To mēra hercos, kilohercos un milihercos.

Amplitūda - strāvas maksimālā vērtība ar spriegumu un plūsmas efektivitāti pilna cikla laikā. Momentānā vērtība - maiņstrāva vai spriegums, kas rodas noteiktā laikā.

Maiņstrāvas specifikācijas

AC

Tomēr maiņstrāvas ķēdei ir jāņem vērā kopējais, aktīvais un reaktīvais, kā arī jaudas koeficients (cosF). Šajā rakstā mēs apspriedām visus šos jēdzienus sīkāk.

Mēs tikai atzīmējam, ka, lai atrastu kopējo jaudu vienfāzes tīklā strāvai un spriegumam, tie jāreizina:

S=UI

Rezultāts tiks iegūts volt-ampēros, lai noteiktu aktīvo jaudu (vatos), jums jāreizina S ar koeficientu cosФ. To var atrast ierīces tehniskajā dokumentācijā.

P=UIcos

Lai noteiktu reaktīvo jaudu (reaktīvo voltu ampērus), cosФ vietā izmanto sinФ.

Q=UIsin

Vai izteikt no šī izteiksmes:

Un no šejienes aprēķiniet vēlamo vērtību.

Arī trīsfāzu tīklā nav grūti atrast jaudu; lai noteiktu S (kopā), izmantojiet strāvas un fāzes sprieguma aprēķina formulu:

S=3U_f/_f

Un zinot Ulineāru:

S=1,73*U_les_l

1,73 vai 3 sakne - šo vērtību izmanto trīsfāzu ķēžu aprēķiniem.

Pēc analoģijas lai atrastu P aktīvo:

P=3U_f/_f*cosФ=1,73*U_les_l*cosФ

Reaktīvo jaudu var noteikt:

Q=3U_f/_f*sinФ=1,73*U_les_l*grēks

Ar to beidzas teorētiskā informācija, un mēs pārejam pie prakses.

viens.Jaudas izkliedes un plūstošās strāvas kalkulators atkarībā no pretestības un pielietotā sprieguma.

Oma likuma reāllaika demonstrācija.
Uzziņai
Šajā piemērā varat palielināt ķēdes spriegumu un pretestību. Šīs izmaiņas reāllaikā mainīs ķēdē plūstošo strāvu un pretestībā izkliedēto jaudu.
Ja mēs uzskatām audio sistēmas, jums jāatceras, ka pastiprinātājs rada noteiktu spriegumu noteiktai slodzei (pretestībai). Šo divu daudzumu attiecība nosaka jaudu.
Pastiprinātājs var izvadīt ierobežotu sprieguma daudzumu atkarībā no iekšējā barošanas avota un strāvas avota. Arī jauda, ​​ko pastiprinātājs var piegādāt noteiktai slodzei (piemēram, 4 omi), ir precīzi ierobežota.
Lai iegūtu lielāku jaudu, pastiprinātājam var pieslēgt slodzi ar mazāku pretestību (piemēram, 2 omi). Lūdzu, ņemiet vērā, ka, izmantojot slodzi ar mazāku pretestību - teiksim divas reizes (bija 4 omi, kļuva par 2 omi) - jauda arī dubultosies (ar nosacījumu, ka šo jaudu var nodrošināt iekšējais barošanas avots un strāvas avots).
Ja ņemam, piemēram, mono pastiprinātāju ar jaudu 100 vati 4 omu slodzē, zinot, ka tas var piegādāt slodzei ne vairāk kā 20 voltus.
Ja mūsu kalkulatorā ievietojat slīdņus
Spriegums 20 volti
Pretestība 4 omi
Jūs saņemsiet
Jauda 100 vati
 
Ja jūs pārvietojat pretestības slīdni par 2 omiem, jūs redzēsit, ka jauda dubultosies līdz 200 vatiem.
Vispārīgā piemērā strāvas avots ir akumulators (nevis skaņas pastiprinātājs), taču strāvas, sprieguma, pretestības un pretestības atkarības visās ķēdēs ir vienādas.
 

Elektrisko ķēžu aprēķins

Visas formulas, ko izmanto elektrisko ķēžu aprēķināšanai, izriet viena no otras.

Elektrisko raksturlielumu attiecības

Tātad, piemēram, saskaņā ar jaudas aprēķina formulu, jūs varat aprēķināt strāvas stiprumu, ja ir zināmi P un U.

Lai uzzinātu, kādu strāvu patērēs gludeklis (1100 W), kas pievienots 220 V tīklam, strāvas stiprums ir jāizsaka no jaudas formulas:

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

Zinot aprēķināto elektriskās plīts spirāles pretestību, jūs varat atrast P ierīci. Jaudu caur pretestību nosaka pēc formulas:

P = U2/R.

Ir vairākas metodes, kas ļauj atrisināt izvirzītos uzdevumus, aprēķinot dažādus dotās ķēdes parametrus.

Elektrisko ķēžu aprēķināšanas metodes

Jaudas aprēķins dažāda veida strāvas ķēdēm palīdz pareizi novērtēt elektropārvades līniju stāvokli. Sadzīves un rūpnieciskās ierīces, kas izvēlētas atbilstoši norādītajiem parametriem Pnom un S, darbosies uzticami un izturēs maksimālās slodzes gadiem ilgi.

Kā ietaupīt naudu

Uzstādot divu tarifu skaitītāju, tiek ietaupīti elektroenerģijas apkures izdevumi. Maskavas tarifi dzīvokļiem un mājām, kas aprīkoti ar stacionārām elektriskās apkures iekārtām, izšķir divas izmaksas:

1. 4,65 r no 7:00 līdz 23:00.
2. 1,26 r no 23:00 līdz 7:00.

Tad jūs tērēsit, ievērojot diennakts darbību, 9 kW ieslēgta elektriskā katla trešdaļai jaudas:

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

Dienas patēriņa starpība ir 80 rubļi. Mēneša laikā jūs ietaupīsiet 2400 rubļu. Kas attaisno divu tarifu skaitītāja uzstādīšanu.

Otrs veids, kā ietaupīt naudu, izmantojot divu tarifu skaitītāju, ir elektroierīču automātiskās vadības ierīces. Tas sastāv no elektriskā katla, katla un citu lietu maksimālā patēriņa noteikšanas naktī, tad lielākā daļa elektrības tiks iekasēta 1,26, nevis 4,65. Kamēr jūs esat darbā, apkures katls var pilnībā izslēgties vai darboties zemas enerģijas režīmā, piemēram, ar 10% jaudas. Lai automatizētu elektriskā katla darbību, varat izmantot programmējamus digitālos termostatus vai katlus ar programmēšanas iespēju.

Nobeigumā vēlos atzīmēt, ka mājas apkure ar elektrību ir diezgan dārga metode, neatkarīgi no konkrētās metodes, vai tas būtu elektriskais boileris, konvektors vai cits elektriskais sildītājs. Viņi nāk pie viņa tikai gadījumos, kad nav iespējas pieslēgties gāzei. Papildus izmaksām par elektriskā katla ekspluatāciju jūs gaida sākotnējās trīsfāzu elektroenerģijas ievades reģistrēšanas izmaksas.

Galvenie darbi ir:

• dokumentu paketes reģistrēšana, tai skaitā tehniskās specifikācijas, elektroprojekts u.c.;
• zemējuma organizēšana;
• kabeļa izmaksas mājas pieslēgšanai un jaunas elektroinstalācijas pieslēgšanai;
• skaitītāja uzstādīšana.

Turklāt jums var tikt liegta trīsfāzu ievade un jaudas palielināšana, ja jūsu reģionā šādas tehniskas iespējas nav, kad transformatoru apakšstacijas jau darbojas ar savu robežu. Katla un apkures veida izvēle ir atkarīga ne tikai no Jūsu vēlmēm, bet arī no infrastruktūras iespējām.

Tas noslēdz mūsu īso rakstu. Mēs ceram, ka tagad jums ir kļuvis skaidrs, kāds ir reālais elektroenerģijas patēriņš ar elektrisko katlu un kā jūs varat samazināt izmaksas par mājas apkuri ar elektrību.

Bloku skaits: 18 | Kopējais rakstzīmju skaits: 24761
Izmantoto donoru skaits: 7
Informācija par katru donoru:

Pretestības maiņa:

Nākamajā diagrammā var redzēt atšķirību pretestībā starp sistēmām, kas attēlotas attēla labajā un kreisajā pusē. Pretestību ūdens spiedienam krānā neitralizē vārsts, atkarībā no vārsta atvēršanas pakāpes pretestība mainās.

Vadītāja pretestība tiek parādīta kā vadītāja sašaurināšanās, jo šaurāks ir vadītājs, jo vairāk tas ir pretrunā ar strāvas pāreju.

Varat pamanīt, ka ķēdes labajā un kreisajā pusē spriegums un ūdens spiediens ir vienādi.

Jums jāpievērš uzmanība vissvarīgākajam faktam. Atkarībā no pretestības strāva palielinās un samazinās.

Atkarībā no pretestības strāva palielinās un samazinās.

Kreisajā pusē, kad vārsts ir pilnībā atvērts, mēs redzam lielāko ūdens plūsmu. Un pie mazākās pretestības mēs redzam vislielāko elektronu plūsmu (ampēros) vadītājā.

Labajā pusē vārsts ir aizvērts daudz vairāk, un arī ūdens plūsma ir kļuvusi daudz lielāka.

Vadītāja sašaurināšanās arī samazinājās uz pusi, kas nozīmē, ka pretestība strāvas plūsmai ir dubultojusies. Kā redzam, lielas pretestības dēļ caur vadītāju plūst divas reizes mazāk elektronu.

Uzziņai

Lūdzu, ņemiet vērā, ka diagrammā parādītais vadītāja sašaurinājums tiek izmantots tikai kā pretestības piemērs strāvas plūsmai. Reālos apstākļos vadītāja sašaurināšanās plūstošo strāvu īpaši neietekmē

Pusvadītāji un dielektriķi var nodrošināt daudz lielāku pretestību.

Konusveida vadītājs diagrammā parādīts tikai kā piemērs, lai saprastu notiekošā procesa būtību.Oma likuma formula ir pretestības un strāvas stipruma atkarība

I=E/R
Kā redzat no formulas, strāvas stiprums ir apgriezti proporcionāls ķēdes pretestībai.

Lielāka pretestība = mazāka strāva
 

* ar nosacījumu, ka spriegums ir nemainīgs.
 

Izmantojot formulas

Šis leņķis raksturo fāzes nobīdi mainīgās U ķēdēs, kas satur induktīvos un kapacitatīvos elementus. Aktīvo un reaktīvo komponentu aprēķināšanai tiek izmantotas trigonometriskās funkcijas, kuras izmanto formulās. Pirms rezultāta aprēķināšanas, izmantojot šīs formulas, ir nepieciešams, izmantojot kalkulatorus vai Bradis tabulas, noteikt sin φ un cos φ. Pēc tam pēc formulām

Es aprēķināšu vēlamo elektriskās ķēdes parametru. Bet jāņem vērā, ka katrs no parametriem, kas aprēķināti pēc šīm formulām, pateicoties U, kas pastāvīgi mainās saskaņā ar harmonisko svārstību likumiem, var iegūt vai nu momentāno, vai vidējo kvadrātisko, vai starpvērtību. . Trīs iepriekš parādītās formulas ir derīgas strāvas un U efektīvām vērtībām. Katra no pārējām divām vērtībām ir aprēķina procedūras rezultāts, izmantojot citu formulu, kas ņem vērā laika t pagājušo laiku:

Bet tas nav visas nianses. Piemēram, elektropārvades līnijām tiek izmantotas formulas, kas ietver viļņu procesus. Un viņi izskatās savādāk. Bet tas ir pavisam cits stāsts...

AC

Tomēr maiņstrāvas ķēdei ir jāņem vērā kopējais, aktīvais un reaktīvais, kā arī jaudas koeficients (cosF). Šajā rakstā mēs apspriedām visus šos jēdzienus sīkāk.

Mēs tikai atzīmējam, ka, lai atrastu kopējo jaudu vienfāzes tīklā strāvai un spriegumam, tie jāreizina:

S=UI

Rezultāts tiks iegūts volt-ampēros, lai noteiktu aktīvo jaudu (vatos), jums jāreizina S ar koeficientu cosФ.To var atrast ierīces tehniskajā dokumentācijā.

P=UIcos

Lai noteiktu reaktīvo jaudu (reaktīvo voltu ampērus), cosФ vietā izmanto sinФ.

Q=UIsin

Vai izteikt no šī izteiksmes:

Un no šejienes aprēķiniet vēlamo vērtību.

Arī trīsfāzu tīklā nav grūti atrast jaudu; lai noteiktu S (kopā), izmantojiet strāvas un fāzes sprieguma aprēķina formulu:

Un zinot Ulineāru:

1,73 vai 3 sakne - šo vērtību izmanto trīsfāzu ķēžu aprēķiniem.

Pēc analoģijas lai atrastu P aktīvo:

Reaktīvo jaudu var noteikt:

Ar to beidzas teorētiskā informācija, un mēs pārejam pie prakses.

Jautājumi par darbu un elektroenerģiju

Teorētiskie jautājumi par elektriskās strāvas darbu un jaudu var būt šādi:

1. Kāds ir elektriskās strāvas darba fiziskais lielums? (Atbilde ir sniegta mūsu rakstā iepriekš).
2. Kas ir elektriskā jauda? (Atbilde sniegta iepriekš).
3. Definējiet Džoula-Lenca likumu. Atbilde: Elektriskās strāvas darbs, kas plūst caur fiksētu vadītāju ar pretestību R, tiek pārveidots vadītājā siltumā.
4. Kā mēra strāvas darbību? (Atbilde augstāk).
5. Kā tiek mērīta jauda? (Atbilde augstāk).

Šis ir jautājumu saraksta paraugs. Teorētisko jautājumu būtība fizikā vienmēr ir viena: pārbaudīt fizikālo procesu izpratni, viena lieluma atkarību no cita, zināšanas par starptautiskajā SI sistēmā pieņemtajām formulām un mērvienībām.

Interesanta informācija par tēmu

Ražošanā tiek izmantota trīsfāzu barošanas shēma. Šāda tīkla kopējais spriegums ir 380 V. Arī šāda elektroinstalācija tiek uzstādīta uz daudzstāvu ēkām, un pēc tam tiek sadalīta pa dzīvokļiem. Bet ir viena nianse, kas ietekmē gala spriegumu tīklā - serdeņa pieslēgšana zem sprieguma rada 220 V.Trīsfāzu, atšķirībā no vienfāzes, nerada traucējumus, pievienojot barošanas iekārtas, jo slodze tiek sadalīta vairogā. Bet, lai privātmājā ievestu trīsfāzu tīklu, nepieciešama speciāla atļauja, tāpēc plaši izplatīta ir shēma ar diviem serdeņiem, no kuriem viens ir nulle.

Maiņstrāvas jaudas normas

Spriegums un jauda ir tas, kas jāzina ikvienam dzīvoklī vai privātmājā dzīvojošam cilvēkam. Standarta maiņstrāvas spriegums dzīvoklī un privātmājā ir izteikts 220 un 380 vatu apjomā. Attiecībā uz elektroenerģijas stipruma kvantitatīvā mēra noteikšanu spriegumam jāpievieno elektriskā strāva vai jāmēra nepieciešamais indikators ar vatmetru. Tajā pašā laikā, lai veiktu mērījumus ar pēdējo ierīci, ir jāizmanto zondes un īpašas programmas.

Kas ir maiņstrāva

Maiņstrāvas jaudu nosaka strāvas daudzuma attiecība pret laiku, kas rada darbu noteiktā laikā. Parasts lietotājs izmanto jaudas indikatoru, ko viņam nosūta elektroenerģijas piegādātājs. Parasti tas ir vienāds ar 5-12 kilovatiem. Šie skaitļi ir pietiekami, lai nodrošinātu nepieciešamo sadzīves elektroiekārtu darbību.

Šis rādītājs ir atkarīgs no tā, kādi ārējie apstākļi enerģijas padevei mājai, kādas ir uzstādītas strāvas ierobežošanas ierīces (automātiskās vai pusautomātiskās ierīces), kas regulē brīdi, kad enerģijas tvertnes nonāk pie patērētāja avota. Tas tiek darīts dažādos līmeņos, sākot no mājsaimniecības elektrības paneļa līdz centrālajam elektrosadales blokam.

Jaudas normas maiņstrāvas tīklā

Elektriskās ķēdes pārveidošanas metode

Kā noteikt strāvas stiprumu sarežģītu ķēžu atsevišķās shēmās? Lai atrisinātu praktiskas problēmas, ne vienmēr ir nepieciešams precizēt katra elementa elektriskos parametrus. Lai vienkāršotu aprēķinus, tiek izmantotas īpašas konvertēšanas metodes.

Ķēdes ar vienu barošanas avotu aprēķins

Seriālajam savienojumam izmanto piemērā aplūkoto elektrisko pretestību summēšanu:

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

Cilpas strāva ir vienāda jebkurā ķēdes punktā. To var pārbaudīt vadības sadaļas pārtraukumā ar multimetru. Tomēr katram atsevišķam elementam (ar dažādiem vērtējumiem) ierīce rādīs atšķirīgu spriegumu. Autors Kirhhofa otrais likums Jūs varat precizēt aprēķina rezultātu:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

Rezistoru paralēlais savienojums, shēmas un formulas aprēķiniem

Šajā variantā, pilnībā saskaņā ar Kirhhofa pirmo postulātu, strāvas tiek atdalītas un apvienotas ieejas un izejas mezglos. Diagrammā parādītais virziens ir izvēlēts, ņemot vērā pievienotā akumulatora polaritāti. Saskaņā ar iepriekš apspriestajiem principiem tiek saglabāta sprieguma vienlīdzības pamatdefinīcija atsevišķiem ķēdes komponentiem.

Šis piemērs parāda, kā noteikt strāvu atsevišķās filiālēs. Aprēķiniem tika ņemtas šādas sākotnējās vērtības:

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

Šāds algoritms noteiks ķēdes raksturlielumus:

pamatformula trim elementiem:

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

• aizstājot datus, aprēķiniet Rkopā = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4,615 omi;
• I \u003d 12 / 4,615 ≈ 2,6 A;
• I1 \u003d 12 / 10 \u003d 1,2 A;
• I2 = 12/20 = 0,6 A;
• I3 = 12/15 = 0,8 A.

Tāpat kā iepriekšējā piemērā, ieteicams pārbaudīt aprēķina rezultātu.Savienojot komponentus paralēli, jāievēro ieejas strāvu un kopējās vērtības vienādība:

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

Ja tiek izmantots sinusoidālais avota signāls, aprēķini kļūst sarežģītāki. Kad transformators ir pievienots vienfāzes 220 V kontaktligzdai, būs jāņem vērā zudumi (noplūde) dīkstāves režīmā. Šajā gadījumā būtiski ir tinumu induktīvie raksturlielumi un savienojuma (transformācijas) koeficients. Elektriskā pretestība (XL) ir atkarīga no šādiem parametriem:

• signāla frekvence (f);
• induktivitāte (L).

Aprēķiniet XL pēc formulas:

XL \u003d 2π * f * L.

Lai atrastu kapacitatīvās slodzes pretestību, ir piemērota izteiksme:

Xc \u003d 1/2π * f * C.

Nevajadzētu aizmirst, ka ķēdēs ar reaktīviem komponentiem tiek nobīdītas strāvas un sprieguma fāzes.

Plašas elektriskās ķēdes aprēķins ar vairākiem barošanas avotiem

Izmantojot aplūkotos principus, tiek aprēķināti sarežģītu ķēžu raksturlielumi. Tālāk ir parādīts, kā atrast strāvu ķēdē, ja ir divi avoti:

• apzīmē komponentus un pamatparametrus visās shēmās;
• izveidot vienādojumus atsevišķiem mezgliem: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• saskaņā ar Kirhhofa otro postulātu var uzrakstīt šādas izteiksmes kontūrām: 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;
• pārbaudiet: d) I3+I6-I1=0, ārējā cilpa E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Skaidrojoša diagramma aprēķinam ar diviem avotiem

Strāvas aprēķins vienfāzes tīklam

Strāvu mēra ampēros. Lai aprēķinātu jaudu un spriegumu, tiek izmantota formula I = P/U, kur P ir jauda vai kopējā elektriskā slodze, ko mēra vatos.Šis parametrs jāievada ierīces tehniskajā pasē. U - apzīmē aprēķinātā tīkla spriegumu, mērot voltos.

Sakarība starp strāvu un spriegumu ir skaidri redzama tabulā:

Elektriskās ierīces un iekārtas	Enerģijas patēriņš (kW)	Pašreizējais (A)
Veļas mašīnas	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Stacionāras elektriskās plītis	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
mikroviļņu krāsnis	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Trauku mazgājamās mašīnas	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Ledusskapji, saldētavas	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Elektriskā grīdas apsilde	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Elektriskā gaļas maļamā mašīna	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Elektriskā tējkanna	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Tādējādi jaudas un strāvas attiecība ļauj veikt provizoriskus slodžu aprēķinus vienfāzes tīklā. Aprēķinu tabula palīdzēs izvēlēties nepieciešamo stieples posmu atkarībā no parametriem.

Vadītāja serdeņa diametri (mm)	Vada šķērsgriezums (mm2)	Vara vadītāji	Alumīnija vadītāji
Pašreizējais (A)	Jauda, ​​kWt)	Spēks (A)	Jauda, ​​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

Secinājums

Kā redzat, ķēdes vai tās sekcijas jaudas atrašana nepavisam nav grūta, neatkarīgi no tā, vai mēs runājam par konstanti vai izmaiņām. Svarīgāk ir pareizi noteikt kopējo pretestību, strāvu un spriegumu

Starp citu, šīs zināšanas jau ir pietiekamas, lai pareizi noteiktu ķēdes parametrus un atlasītu elementus - cik vatu izvēlēties rezistorus, kabeļu un transformatoru šķērsgriezumus. Tāpat esiet piesardzīgs, aprēķinot S kopējo, aprēķinot radikālo izteiksmi. Vienīgi der piebilst, ka, maksājot komunālos maksājumus, mēs maksājam par kilovatstundām jeb kWh, tie ir vienādi ar patērētās jaudas daudzumu noteiktā laika periodā. Piemēram, ja pusstundu pievienojāt 2 kilovatu sildītāju, tad skaitītājs uzvilks 1 kW / h, bet stundu - 2 kW / h un tā tālāk pēc analoģijas.

Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu par raksta tēmu:

Lasiet arī:

• Kā noteikt ierīču enerģijas patēriņu
• Kā aprēķināt kabeļa sekcijas
• Jaudas un pretestības rezistoru marķēšana

Nodarbības kopsavilkums

Šajā nodarbībā mēs izskatījām dažādus uzdevumus vadītāju jauktajai pretestībai, kā arī elektrisko ķēžu aprēķināšanai.