Как рассчитать мощность электрического тока: формула для расчета по току и напряжению

Пожаловалась бабушка соседка снизу: подарили мне дети моющий пылесос. Он прекрасно работает, но откуда-то идет запах гари.

Пошел смотреть. Проводка у нас старая: лапша из алюминия 2,5 квадрата. А пылесос потребляет 2,5 kW. Прикинул, как работает формула расчета мощности по току и напряжению для этого случая.

Разделил 2500 ватт на 220 вольт. Получил чуть больше 11 ампер. Наши провода держат нагрузку 22 А. Имеем практически двойной резерв по току. Другие потребители при уборке отключены.

Стали проверять и нюхать: запах около квартирного щитка. Открыл, осмотрел: шина сборки ноля в саже, на одной перемычке горелая изоляция. Винт крепления ослаблен. Вот и причина начала возгорания. Исправил.

На этом примере я показываю, что всегда надо оценивать мощность потребления электроприборов и возможности проводки с защитными устройствами. Об этом рассказываю ниже.

Что такое мощность в электричестве: просто о сложном

Вспомнилась былина об Илье Муромце, когда он приложил всю свою мощь к соловью разбойнику.

У бедолаги сразу посыпались искры из глаз, как пламя с верхней картинки на проводке с неправильным монтажом.

Простыми словами: мощность в электричестве — это силовая характеристика энергии, которой оценивают, как способности генераторных установок ее вырабатывать, так возможности потребителей и транспортных магистралей.

Все эти участки должны быть точно смонтированы и налажены для обеспечения безопасной работы. Как только в любом месте возникает неисправность, так сразу развивается авария во всей схеме.

Если говорить о домашнем электрическом оборудовании, то приходится постоянно соблюдать баланс между:

1. включенными в сеть приборами;
2. конструкцией проводов и кабелей;
3. настройкой защитных устройств.

Только комплексное решение этих трех вопросов может обеспечить безопасность проводки и жильцов.

Как рассчитать электрическую мощность в быту

Формулы расчета мощности в электричестве позволяют выполнить качественную оценку безопасности каждого из перечисленных выше пунктов.

Пользоваться ими не сложно. Я уже приводил в предыдущих статьях шпаргалку электрика, где они помещены в наглядной форме для цепей постоянного тока.

Они полностью справедливы для активной составляющей мощности переменного тока, совершающей полезную работу. Кстати, кроме нее есть еще и бесполезная — реактивная, связанная с потерями энергии. Ее описанию посвящен второй раздел.

Такие вычисления удобно делать с помощью онлайн калькулятора. Он избавляет от рутинных математических вычислений и арифметических ошибок.

При любом из способов для расчета активной мощности требуется знать две из трех электрических величин:

1. силу тока I;
2. приложенное напряжение U;
3. сопротивление участка цепи R.

Как измерить электрическую мощность дома

Существует еще одна возможность оценки активной мощности: ее измерение в действующей схеме специальными приборами: ваттметрами.

Точные замеры может обеспечить промышленный лабораторный ваттметер. Он изготавливается как прибор, работающий на аналоговых сигналах,так и с помощью цифровых технологий.

В бытовой проводке точные вычисления не нужны. Для нее выпускаются различные виды более простых ваттметров.

Популярностью пользуются приборы, которые можно вставить в розетку и подключить к ним шнур питания от потребителя, включить их в работу и сразу снять показания на дисплее в ваттах.

Их так и называют: ваттметр розетка. Они измеряют чисто активную мощность переменного тока.

Такие приборы избавляют электрика от выполнения сложных операций под напряжением, когда требуется замерять:

• действующее напряжение;
• силу тока;
• угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.

Потом все данные дополнительно требуется вводить в формулу расчета мощности по току и напряжению, делать по ней вычисления.

Этот метод можно упростить, если внимательно наблюдать за показаниями электрического счетчика индукционной системы с вращающимся диском. Он считает совершенную работу: потребленную мощность за определенную время.

Однако скорость вращения диска как раз и характеризует величину потребления. Надо просто посчитать сколько раз он обернется за минуту и перевести в ватты по табличке, расположенной на корпусе.

Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

Синусоидальная гармоника напряжения, поступая на резистивное сопротивление, изменяет величину тока без его отклонения на комплексной плоскости.

Такой ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии, вырабатывая активную мощность. Частота колебания сигнала не оказывает на нее никакого влияния.

Сопротивление конденсатора и индуктивности зависит от частоты гармоники. Его противодействие отклоняет направление тока на каждом из этих элементов в разные стороны.

Такие процессы связаны с потерей части энергии на бесполезные преобразования. На них расходуется мощность Q, которую называют реактивной.

Ее влияние на полную мощность S и связь с активной P удобно представлять графически прямоугольным треугольником.

Захотелось его нарисовать на фоне оборудования из нагромождений фарфора и металла, где пришлось поработать довольно долго.Отвлекся. Не судите за это строго.

Сравните его с опубликованным мною ранее треугольником сопротивлений. Находите общие черты?

Ими являются геометрические пропорции фигуры, описывающие их формулы и угол φ, определяющий потери полной мощности. Перехожу к их более подробному рассмотрению.

Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания

В идеальном теоретическом случае трехфазная схема состоит из трех одинаковых однофазных цепей. На практике всегда есть какие-то отклонения. Но, в большинстве случаев при анализах ими пренебрегают.

Поэтому рассматриваем вначале наиболее простой вопрос.

Графики и формулы под однофазное напряжение

Как работает резистор

На чисто резистивном сопротивлении синусоиды тока и напряжения совпадают по углу, направлены на каждом полупериоде одинаково. Поэтому их произведение, выражающее мощность, всегда положительно.

Его значение в произвольный момент времени t называют мгновенным, обозначая строчной буквой p.

Среднее значение мощности в течение одного периода называют активной составляющей. Ее график для переменного тока имеет фигуру симметричного всплеска с максимальным значением Pm в середине каждого полупериода Т/2.

Если взять половину его величины Pm/2 и провести прямую линию в течении одного периода Т, то получим прямоугольник с ординатой P.

Его площадь равна двум площадям графиков активной составляющих одного любого полупериода. Если посмотреть на картинку внимательнее, то можно представить, что верхняя часть всплеска отрезана,перевернута и заполнила свободное пространство внизу.

Представление этого графика помогает запомнить, что на активном сопротивлении мощность постоянного и переменного тока вычисляется по одной формуле, не меняет своего знака.

График мгновенных значений активной мощности переменного тока на резистивном сопротивлении имеет вид повторяющихся положительных волн. Но за один период им совершается такая же работа, как и в цепях постоянного тока и напряжения.

На резисторе не создается реактивных потерь.

Как работает индуктивность

Катушка с обмоткой своими витками запасает энергию магнитного поля. Благодаря процессу ее накопления индуктивное сопротивление отодвигает вперед на 90 градусов вектор тока относительно приложенного напряжения на комплексной плоскости.

Перемножая их мгновенные величины получаем значения мощности, которое за один период меняет знаки (направление) в каждом полупериоде.

Частота изменения мощности на индуктивности в два раза выше,чем у ее составляющих: синусоид тока и напряжения. Она состоит из двух частей:

1. активной, обозначаемой индексом PL;
2. реактивной QL.

Реактивная часть на индуктивности создается за счет постоянного обмена энергией между катушкой и приложенным источником.

На ее величину влияет значение индуктивного сопротивления XL.

Как работает конденсатор

Емкость конденсатора постоянно накапливает заряд между своими обкладками. За счет этого происходит сдвиг вектора тока вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения.

График мгновенной мощности напоминает вид предыдущего, но начинается с отрицательной полуволны.

Реактивная составляющая, выделяемая на конденсаторе, зависит от величины емкостного сопротивления XC.

Как работает реальная схема со всеми видами сопротивлений

В чистом виде приведенные выше графики и выражения встречаются не так часто. На самом деле передача электроэнергии и ее работа на переменном токе связаны с комплексным преодолением сил электрического сопротивления резисторов, конденсаторов и индуктивностей.

Причем, какая-то из этих составляющих будет преобладать. Для таких случаев преобразования электрической энергии в мгновенную мощность могут иметь один из следующих видов.

На верхней картинке показан случай, когда вектор тока отстает от приложенного напряжения, а на нижней — опережает.

В обоих случаях величина активной составляющей уменьшается от значения полной на значение, выражаемое как cosφ. Поэтому его принято называть коэффициентом мощности.

Косинус фи (cosφ) используется при анализе треугольника мощностей и сопротивлений, характеризует потери энергии.

Как работает схема трехфазного электроснабжения

На ввод распределительного щита многоэтажного здания поступает трехфазное напряжение от электроснабжающей организации, вырабатываемое промышленными генераторами.

Его же, за отдельную плату, при желании может подключить владелец частного дома, что многие и делают. При этом рабочая схема и диаграмма напряжений выглядит следующим образом.

В старой системе заземления TN-C она выполняется четырехпроводным подключением, а у новой TN-S — пятипроводным с добавлением защитного РЕ проводника. Его на этой схеме я не показываю для упрощения.

Каждую из фаз при работе необходимо стараться нагружать одинаково равными по величине токами. Тогда в домашней проводке будет создаваться наиболее благоприятный оптимальный режим без опасных перекосов энергии.

• В этом случае формула расчета мощности по току и напряжению для трехфазной схемы может быть представлена простой суммой аналогичных формул для составляющих однофазных цепей.
• А поскольку они все идентичные, то их просто утраивают.
• Например, когда активная мощность фазы В имеет выражением Рв=Uв×Iв×cosφ, то для всей трехфазной схемы она будет выражена следующей формулой:

Р = Рa+Рв+Рc

Если пометить фазное выражение буквой ф. например Pф, томожно записать:

P = 3Pф = 3Uф×Iф×cosφ

Аналогично будет вычисляться реактивная составляющая

Q = Qa+Qв+Qc

Или

Q = 3Qф = 3Uф×Iф×sinφ

Поскольку P и Q представляют величины катетов прямоугольного треугольника, то гипотенузу или полную составляющую можно вычислить как квадратный корень из суммы их квадратов.

S = √(P2+Q2)

Как учитывается трехфазная полная мощность

В энергосистеме, да и в частном доме, требуется анализировать подключенные нагрузки, равномерно распределять их по источникам напряжений.

С этой целью работают многочисленные конструкции измерительных приборов. На щитах управления подстанций расположены щитовые ваттметры и варметры, предназначенные для работы в разных долях кратности.

Старые аналоговые приборы показаны на этой картинке.

Для того, чтобы не путаться в записях вычислений введены разные наименования единиц. Они обозначаются:

• ВА — (русское), VA (международное) вольтампер для полной величины мощности;
• Вт —(русское), var (международное) ватт —активной;
• вар (русское), var (международное) — реактивной.

Аналоговые приборы измеряют только активную или реактивную составляющую, а полную величину необходимо вычислять по формулам.

Многие современные цифровые приборы способны осуществлять эту функцию автоматически.

Видеоурок Павла Виктор дополняет мой материал. Рекомендую посмотреть.

Калькулятор мощности для своих

Здесь вы можете выполнить вычисления онлайн без использования формул и арифметических действий. Просто введите ваши исходные данные в таблицу и жмите кнопку “Рассчитать ток”.

А в заключение напоминаю, что для ваших вопросов создан раздел комментариев. Задавайте их, я отвечу.

Источник: https://ElectrikBlog.ru/formula_rascheta_moshchnosti_po_toku_i_napryazheniyu_elektroskhemy/

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен.

Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает.

Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.

Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:

• I=U/R ,
• причем искомая сила тока именуется амперами.
• А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:
• P=U*I ,
• причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.

Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению.

Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство.

Также как синхронные и асинхронные движки.

Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока.

Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов.

Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.

Расчет мощности в цепях переменного электротока

Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров.

Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма.

Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.

Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.

Треугольники мощности и напряжения

Для измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало.

Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности.

По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.

Лабораторный ваттметр

Щитовой ваттметр

У большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора.

При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U.

Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.  

Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных.

Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие.

Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.

Лабораторный фазометр

Щитовой фазометр

Используем формулы

Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам

я вычислю искомый параметр электрической цепи.

Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение.

Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:

Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…  

Источник: https://domelectrik.ru/elektrosnabzhenie/bezopasnost/raschet-moshchnosti

Формула мощности электрического тока, расчет по мощности и напряжению

Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.

Что такое мощность (Р) электротока

Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.

Что влияет на мощность тока

На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта.

Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов.

В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:

• Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
• Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
• S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
• U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
• I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
• R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.

Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.

Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.

По какой формуле вычисляется

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.

• Расчет силы тока по мощности и напряжению:
• I = U ÷ R
• Измеряется в амперах.

Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.

Формула расчета мощности по току и напряжению:

P = U × I

Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.

1. Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:
2. P = I2 × R
3. P = U2 ÷ R

Однофазные нагрузки

В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.

В скалярном виде это будет выглядеть так:

S = √P2 + Q2

В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.

S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).

Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.

Расчет в трехфазной сети

Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.

Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.

При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.

Эти два U связаны между собой соотношением:

UЛ = UФ × √3

Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ

Форма расчета S при соединении звездой:

S = SA + SB + SC = 3 × U × I

Активная P:

Р = 3 × Uф × Iф × cosφ

Реактивная Q:

Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ

Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:

IЛ = IФ × √3

Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:

• S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
• Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
• Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

Средняя P в активной нагрузке

В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.

При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.

Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.

Подбор номинала автоматического выключателя

Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.

При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.

• Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.
• Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.

Видео о законах электротехники

Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.

Источник: https://vdome.club/materialy/raschety/formula-moschnosti.html

Мощность ток напряжение. Расчёт нагрузки и выбор питающих кабелей

Электроэнергия давно используется человеком для удовлетворения своих потребностей, но она невидима, не воспринимается органами чувств, потому сложна для понимания. Мощность ток напряжение, все эти характеристики электроэнергии исследованы известными учеными, которые дали им определения и описали математическими методами взаимные связи между ними.

   Мощность ток напряжение сопротивление 

Так же следует помнить, на величину электрического сопротивления влияет несколько факторов:

• строение вещества, определяющее наличие свободных электронов в проводнике и влияющее на удельное сопротивление
• площадь поперечного сечения и длина токовода
• температура

В приведенной таблице показаны общие соотношения для цепей постоянного и переменного тока, которые можно применять для анализа работы схем электроснабжения. 

Расчёт сечения питающего кабеля и проводки

Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к перегреву провода, плавление его изоляции и в итоге, возгоранию, из-за короткого замыкания.  

   Мощность ток напряжение, удобная шпаргалка

Основным параметром, по которому производят расчет сечения провода, является его продолжительная допустимая токовая нагрузка. Т.

е, это такая номинальная величина тока, которую проводник способен через себя пропускать на протяжении длительного времени.

Для определения величины номинального тока, необходимо знать приблизительную мощность всех подключаемых электроприборов и оборудования в квартире.

И так, что мы имеем:

• От значения величины тока зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы энергопотребления к сети
• Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику(проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Расчет тока, выполняем самостоятельно

Если известны электро-потребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.

Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

Мощность ток напряжение, расчёты для однофазной сети 220 В

Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

• I = P / U,
• где
• P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт)
• U – напряжение электрической сети, В (вольт)

Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

Электроприбор	Потребляемая мощность, Вт	Сила тока, А
Стиральная машина	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Джакузи	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Электроподогрев пола	800 – 1400	3,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита	4500 – 8500	20,5 – 38,6
СВЧ печь	900 – 1300	4,1 – 5,9
Посудомоечная машина	2000 — 2500	9,0 – 11,4
Морозильники, холодильники	140 — 300	0,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом	1100 — 1200	5,0 — 5,5
Электрочайник	1850 – 2000	8,4 – 9,0
Электрическая кофеварка	6з0 — 1200	3,0 – 5,5
Соковыжималка	240 — 360	1,1 – 1,6
Тостер	640 — 1100	2,9 — 5,0
Миксер	250 — 400	1,1 – 1,8
Фен	400 — 1600	1,8 – 7,3
Утюг	900 — 1700	4,1 – 7,7
Пылесос	680 — 1400	3,1 – 6,4
Вентилятор	250 — 400	1,0 – 1,8
Телевизор	125 — 180	0,6 – 0,8
Радиоаппаратура	70 — 100	0,3 – 0,5
Приборы освещения	20 — 100	0,1 – 0,4

Различные потребители электроэнергии подключаются через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

Как рассчитать ток защитного автомата

Для группы розеток, предназначенных для питания бытовых электроприборов на кухне, необходимо подобрать защитный автоматический выключатель. Мощности приборов по паспортным данным составляют 2,0, 1,5 и 0,6 кВт.

Решение. В квартире используется однофазная переменная сеть 220 вольт. Общая мощность всех приборов, подключенных в работу одновременно, составит 2,0+1,5+0,6=4,1 кВт=4100 Вт.

По формуле I = P / U определим общий ток группы потребителей: 4100/220=18,64 А.

Ближайший по номиналу автоматический выключатель имеет величину срабатывания 20 ампер. Его и выбираем. Автомат меньшего значения на 16 А будет постоянно отключаться от перегрузки.

Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

Сечение жилы провода, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные жилы	Алюминиевые жилы
Ток, А	Мощность, Вт	Ток, А	Мощность, кВт
0,50	0,80	6	1300
0,75	0,98	10	2200
1,00	1,13	14	3100
1,50	1,38	15	3300	10	2200
2,00	1,60	19	4200	14	3100
2,50	1,78	21	4600	16	3500
4,00	2,26	27	5900	21	4600
6,00	2,76	34	7500	26	5700
10,00	3,57	50	11000	38	8400
16,00	4,51	80	17600	55	12100
25,00	5,64	100	22000	65	14300

Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

Мощность ток напряжение, расчёты для трёхфазной сети 380 В

При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:

1. I = P /1,73 U,
2. где P -потребляемая мощность, Вт;
3. U — напряжение в сети, В,
4. так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:
5. I = P /657, 4.

Сечение жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трёхфазной схеме напряжением 380 В для скрытой проводки представлена в таблице.

Сечение жилы провода, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные жилы	Алюминиевые жилы
Ток, А	Мощность, Вт	Ток, А	Мощность, кВт
0,50	0,80	6	2250
0,75	0,98	10	3800
1,00	1,13	14	5300
1,50	1,38	15	5700	10	3800
2,00	1,60	19	7200	14	5300
2,50	1,78	21	7900	16	6000
4,00	2,26	27	10000	21	7900
6,00	2,76	34	12000	26	9800
10,00	3,57	50	19000	38	14000
16,00	4,51	80	30000	55	20000
25,00	5,64	100	38000	65	24000

Для расчёта тока в цепях питания нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

• электрические двигатели
• дроссели приборов освещения
• сварочные трансформаторы
• индукционные печи

В мощных приборах и оборудовании, доля реактивной нагрузки выше и поэтому для таких приборов в расчетах коэффициент мощности принимают равным 0,8.

На практике принято считать, что при подсчёте электрических нагрузок для бытовых целей запас мощности принимают 5%. В случае расчёта электрических сетей для промышленного производства запас мощности принимают 20%.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

• ТЕГИ
• Монтаж кабеля
• Предварительный монтаж
• Схемы

Источник: https://powercoup.by/stati-po-elektromontazhu/moshhnost-tok-napryazhenie

Расчет мощности по току и напряжению, схема и таблицы

Главная страница » Ремонт квартиры » Электрика » Расчет мощности по току и напряжению, схема и таблицы.

Расскажите друзьям и коллегам в социальных сетях!

Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

• Из этого значение  зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
• По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

• Формула силы тока I (A — амперы):
• I=P/U
• Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;
• U — напряжение электросети, В (вольт).
• В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).
• На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

Схема приборов при однофазном напряжении

Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

1. В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:
2. I = P /1,73 U
3. P — потребляемая мощность в ватах;
4. U — напряжение сети в вольтах.
5. В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:
6. I = P /657, 4
7. Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.
9. В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.
10. Для дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

• электродвигатели;
• индукционные печи;
• дроссели приборов освещения;
• сварочные трансформаторы.

Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

Оцените качество подачи материала: (3

Источник: https://DomStrouSam.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-napryazheniyu-shema-i-tablitsyi/

Как рассчитать мощность ИБП, расчет бесперебойника по мощности

Бесперебойный источник питания (UPS) – прибор, обеспечивающий электрическую цепь энергией при кратковременных отключениях от основной сети. Только зная, как рассчитать мощность ИБП, можно выбрать устройство, соответствующее имеющимся условиям. Неправильный выбор приведет, в лучшем случае, к его функционированию с низким КПД. Если же аппарат окажется слишком «слабым», он, скорее всего, неожиданно выйдет из строя.

От чего зависит данный параметр прибора?

Основной фактор, влияющий на параметры бесперебойника – это суммарная нагрузка, подключаемая к нему. Она обычно указана на корпусах или в документах бытовых приборов. Однако некоторые ее аспекты производитель уточняет далеко не всегда, с чем связана сложность верных расчетов. Ведь полная мощность состоит из трех ее подвидов:

• активной,
• реактивной,
• мощность пусковых токов.

Реактивная нагрузка зависит от коэффициента cos j. У различной техники он может существенно отличаться. Например, cos j приборов, не имеющих в своей конструкции электродвигателей, мощных емкостных и индукционных элементов, составит 0.9-1. Как правило, это современные телевизоры, компьютеры, системы связи и прочая электроника.

Иная ситуация с лампами дневного света, трансформаторными блоками питания, электродвигателями. Их cos j может составлять 0.6-0.9, а при отсутствии прямого указания, берут среднее значение – 0.7. То есть, при указанной активной мощности, например, холодильника, равной 1000 Вт, полная нагрузка составит 1000/0.7 = 1430 ВА.

Пусковые токи и запас

Однако если бесперебойник питает электродвигатели, на расчет ИБП по мощности больше всего влияет их пусковой ток. Он может превышать номинальную (рабочую) нагрузку втрое или даже впятеро, в зависимости от типа двигателя. Таким образом, пресловутый холодильник при запуске потребляет не 1 кВт, а не меньше трех.

Запас же надежности большинства моделей UPS не превышает 150%. Да и тот может спасти устройство только при кратковременной (3-5 с) перегрузке. По этой причине такая техника редко включена в цепь резервного питания. Запас мощности – другое дело. Его необходимость вызвана тепловыми потерями, вероятными утечками тока и возможным намеренным увеличением нагрузки. Запас обычно принимают равным 25-30%.

Заключение

Если говорить о холодильнике, параметры UPS должны учитывать пусковой ток, потребляемую полную мощность, запас. Таким образом, формула будет следующей: W = (AW * kl) / cos j * ks. Здесь:

• W – искомая величина,
• AW – активная нагрузка от подключенного прибора = 1000,
• cos j = 0. 7
• kl – коэффициент пускового тока = 3,
• ks – запас = 30% (1.3).

Подставляя значения, получаем W = (1000 * 3) / 0.7 * 1.3. Результат составит 5600 Вт. Именно такой ИБП необходим для уверенного энергообеспечения холодильника. Более слабые модели, вероятно, тоже справятся с этой задачей, но риск их выхода из строя будет неоправданно высоким.

Расчет сечения кабеля (провода) по мощности и току | ENARGYS.RU

Чтобы правильно наладить работу системы электричества, соединяя между собой разные провода и кабеля, нужно верно рассчитать сечение. Этот параметр, для профессиональных электриков, играет очень важную роль, поэтому к моменту его определения стоит отнестись со всей ответственностью. Расчет сечения кабеля по мощности должен обязательно быть проведен максимально точно и грамотно.

Чтобы вычислить этот показатель, пользователю придется применять специальную формулу, которая позволит получить максимально точные, необходимые в конкретном случае значения.

Какие показатели нужно использовать в процессе расчета?

Чтобы рассчитать по мощности и току сечение кабеля, пользователь может воспользоваться специальным калькулятором, в котором нужно указать следующие параметры:

• из какого материала изготовлен кабель, для которого нужно провести точный расчет;
• какой показатель длины линии актуален для этого кабеля;
• по какому параметру нужно рассчитать – мощность или ток;
• для работы со сколькими фазами будет применен кабель или провод;
• какое напряжение сети будет рабочим для конкретного провода;
• какой коэффициент мощности имеет подобранный вариант;
• сколько процентов составляют допустимые потери напряжения;
• какая температура будет актуальной для работы конкретного провода;
• какой способ для прокладки конкретного кабеля будет применен – открытый или закрытый.

Имея под рукой нужные показатели, человек может рассчитать необходимые для него данные, используя специальный калькулятор. По нагрузке или по диаметру можно также провести максимально точные и актуальные расчеты.

Для чего нужен этот показатель?

Энергетическая система – это целостная сфера, которая состоит просто из огромного количества кабелей, обеспечивающих подачу электроэнергии к различным приборам. Если схема проводки сделана неправильно или еще хуже – были выбраны плохие провода или неверно проведено сечение, то проблем фактически избежать не выйдет. Если не подобрать правильного сечения и не установить проводку правильно, человек рискует столкнуться с проблематическими явлениями следующего характера:

• может случиться короткое замыкание;
• перегорают моторы электрических приборов;
• часто выбивает пробки, из-за того, что система не выдерживает столь сильных нагрузок;
• случаются возгорания, которые могут стать провокацией огромного пожара.

Учитывая то, что современные электрические приборы имеют достаточно высокие показатели мощности, плохая проводка не сможет справиться со столь сильной нагрузкой, что в результате может привести к настоящей катастрофе. Учитывая этот фактор, стоит внимательно отнестись и к моменту определения сечения кабеля, чтобы электрическая сеть функционировала правильно.

Это важно! Если сечение провода будет недостаточным, то кабель будет очень сильно нагреваться, в результате чего, все приборы, подключенные к электрической сети, могут выйти из строя.

Как провести расчет сечения для постоянного тока?

Можно провести расчет сечения кабеля по длине и другим параметрам. Для этой цели используется специальная формула и таблица. Такие расчеты будут актуальны для систем, где применяется электрическое оборудование больших мощностей и точность в плане установки проводки играет просто колоссально большую роль. Чтобы рассчитать необходимые параметры, нужно открыть специальный калькулятор в режиме онлайн, вписав туда следующие показатели:

• какой вид электрического тока будет использован;
• суммарная мощность нагрузки на кабель и параметры его качества;
• номинальное напряжение и способ прокладки кабеля;
• длина кабеля;
• общее количество проводов в одном пучке;
• какое падение напряжения является допустимым при нагрузке.

Используя эти параметры, можно получить необходимое значение, после чего использовать его на практике.

Какие значения указывают в специальных таблицах?

Используя специальную таблицу для определения такого параметра, как сечение провода, нужно искать нужный коэффициент по следующим параметрам:

• напряжение сети;
• показатель используемого тока;
• показатель мощности.

Эти показатели для медных и алюминиевых кабелей, а также сетей в 220 и 380 вольт определяются по разным таблицам и это нужно учитывать. К примеру, если медный кабель, имеющий показатель проводимости тока 260 и мощность 57,2, работает в сети 220 вольт, то сечение кабеля будет иметь показатель 95 миллиметров в квадрате.

Это важно! Представленные в расчетных таблицах данные можно считать ориентировочными, устанавливая кабеля для конкретного дома или производства, все потребности данной электрической проводки должны оценивать эксперты, только после того выполняя сечение кабеля по правильным параметрам.

Нельзя определять сечение по мощности и току только ориентировочно, используя этот показатель на практике, не учитывая всех особенностей и нюансов конкретной электрической сети.

Короткий вывод

С помощью специального калькулятора и таблицы, каждый пользователь может сориентироваться, каким должно быть сечение по мощности и току. Но этот показатель могут уточнить исключительно профессиональные эксперты, которые работают с прокладкой электрических сетей довольно давно. Определить нужные данные можно прямо в режиме онлайн, узнав нужные для этого показатели.

Определять сечение по мощности и току придется в обязательном порядке, поскольку для прокладки проводки данный параметр играет очень важную роль. Чтобы получить нужный для конкретного случая показатель, стоит пообщаться с профессиональными электриками. Которые смогут дать конкретную и точную оценку для каждой отдельной ситуации. Но все же, предварительные расчеты можно провести самостоятельно, и они тоже будут не менее полезными и актуальными, если пользователь сделал все максимально точно, руководствуясь, приведенными до его ведома, правилами.

В.

Данные можно ввести в любое из полей. Когда вы закончили ввод данных, щелкните количество, которое вы хотите рассчитать, в активной формуле выше. Количество не будет принудительно согласованным, пока вы не нажмете на выбор. Для неопределенных параметров будут введены значения по умолчанию, но все значения могут быть изменены.

После того, как вы рассчитали генерируемое напряжение, разумным последующим вопросом будет «Какой ток и мощность я могу получить от генератора?».Несмотря на то, что это не будет практичной геометрией генератора, она может служить идеализация для обсуждения принципов генерации напряжения при взаимодействии с магнитным полем. Принимая это простая геометрия, электрический ток в амперах, возникающий при перемещении провода через магнитное поле будет определяться сопротивлением цепи, к которой он подключен. связаны, используя закон Ома, I = V / R. Если вы сгенерировали 10 вольт и были подключены к цепи сопротивление 1 Ом, результирующий ток будет 10 ампер, а передаваемая мощность P = VI = 10 вольт x 10 амперы = 100 Вт (см. соотношение мощности).Но бесплатного обеда не существует, и вам придется приложить больше усилий, чтобы двигаться. провод через магнитное поле с такой скоростью — вы, по сути, торгуете механической энергией толкания для выработки электроэнергии, всегда ограничиваясь принципом сохранения энергии. Вам придется приложите (по крайней мере) 100 Вт механической мощности толкания, чтобы получить 100 Вт электроэнергии. Практические генераторы почти всегда используют геометрию вращающейся катушки, а крупномасштабные генераторы энергии используют что-то вроде паровой турбины или водяной турбины, чтобы повернуть катушку провода в спираль. магнитное поле, получающее напряжение, генерируемое с обеих сторон вращающейся катушки.

Если указанный выше генератор был подключен к цепи с сопротивлением R = Ом,

электрический ток будет I = V / R = амперы для скорости, перпендикулярной B.

Мощность, подаваемая в схему, будет P = VI = Вт.

В идеальном случае, когда не было потерь, механическая мощность P = Fv, необходимая для проталкивания провода через магнитное поле, была бы равна электрической мощности. Для указанной выше скорости требуемая сила равна

.

Идеальная минимальная необходимая сила:

F = P / v = ньютоны = фунты.

Напряжение, энергия и мощность — MCAT Physical

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или несколько ваших авторских прав, сообщите нам об этом, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

расчетов мощности

расчет мощности Мощность

Расчет мощности

Power — это умение делать работу, будь то поднимать лифты или шуметь.Когда вы пропускаете ток через провод, вы передаете мощность от источника к точке использования. Одно из главных преимуществ электричества — мы можем делать беспорядок. бизнес по производству электроэнергии в Неваде и удобное использование гостинная.

Единица измерения мощности — ватт, названия после Джеймс Ватт, прославившийся паровым двигателем. Мощность, доступная в электрическом схема

P = EI

P = мощность в ваттах

E = ЭДС в вольтах

I = ток в амперах.

Конечно, ток через провод контролируется импедансом — обычно мы знаем импеданс и напряжение и воспользуйтесь производной формулой

Важно отметить, что мощность будет меняться как квадрат напряжения. Если мы контролируем ток через известное сопротивление, эта формула имеет то же моральный.

Рассеиваемая мощность

Многие электронные устройства выделяют тепло в качестве побочного эффект от их основного использования.Например, резисторы и трансформаторы нагреваются при прохождении через них тока. Жара не хорош для чего угодно (как раз наоборот), но мы должны знать об этом поэтому мы не пытаемся пропустить через что-то достаточно тока, чтобы его сжечь вверх. Большинство устройств имеют максимальную номинальную мощность, превышающую этот рейтинг. рискует уничтожить. Например, большинство резисторов рассчитаны на четверть ватта. Итак, какое напряжение мы можем безопасно подать на 100 Ом? резистор?

Передача мощности

В мире аудио вы все еще слышите много поговорим о «согласовании импедансов».Что это значит? Любое устройство с реальным выходом будет некоторое сопротивление между сигналом схема питания и выходной разъем. Вот типичный вывод строений:

Треугольники обозначают усилители. или какой-нибудь другой источник тока. Всегда есть какая-то комбинация резисторы, конденсаторы и / или трансформаторы для регулировки выхода напряжение и защитить источник тока от коротких замыканий. Что бы ни после того, как источник тока будет иметь импеданс — обычно это все собраны вместе и названы «импедансом источника».

Теперь вот что будет выглядеть любой ввод нравится:

Даже если это не так конструкция, что касается устройства-источника, следующее гаджет по линии представит некоторое (надеюсь, фиксированное) сопротивление через выход. Вы помните из очерка о законе Ома, что когда мы соединим их вместе, у нас будет делитель напряжения. Если сопротивление входа второго устройства достаточно низкое, чтобы загрузить выход второго устройства, напряжение на подключении будет ниже, чем ожидалось, и текущий спрос может превышать источник готов к поставке.(Источник может быть даже поврежден.)

Для предотвращения этого производители указывают полное сопротивление нагрузки, для работы с которым предназначено их устройство. Это называется «выходным сопротивлением». Это не то же самое, что сопротивление источника — выходное сопротивление — это ожидаемое входное сопротивление нагрузки, и будет работать с импедансом источника (как нижняя ветвь напряжения делитель), чтобы установить правильные выходные уровни.

Раньше, если устройство указывало выходное сопротивление 600 Ом, нужно было подключить нагрузку 600 Ом, ни больше ни меньше.Это потому, что до середины 60-х годов большинство оборудование имело выходные трансформаторы, как в левой схеме выше. (Они требовались для электрических цепей.) Вы помните из эссе о сопротивление, которое индуктор, такой как вторичная катушка трансформатор имеет постоянную времени, зависящую от соответствующего импеданс — с некоторым импедансом он становится фильтром. 600 Ом было входной импеданс промышленного стандарта для передачи плоского сигнала в звуковой диапазон. (Есть еще такой стандарт для видео — 75 Ом, а вам лучше следовать за ним.) Если вы хотели послать сигнал двум устройств приходилось использовать специальный усилитель-распределитель, т.к. просто подключив два входа по 600 Ом к одному выходу, вы получите 300 Ом. нагрузка.

Было легко получить входное сопротивление 600 Ом потому что у большинства оборудования на входе тоже есть трансформатор. Тем не мение, были части оборудования, у которых был более высокий выходной импеданс (сделанный для рынок домашнего аудио, в основном), и если вы нагружаете их на 600 Ом, они бы не работали.В современном оборудовании отсутствуют входные трансформаторы (они либо дорогие, либо низкокачественные, либо и то, и другое) и использует ввод схемы с более высоким импедансом, обычно 10 кОм или даже 50 кОм. В Преимущество этого в том, что вы можете подключиться ко всему, и вы можете водить несколько входов без усилителей распределения. Выходы по-прежнему способен управлять 600 Ом (обычно), но подключать более высокий сопротивление не вредит, поскольку требуется меньший ток. Если вам нужно подключите высокоимпедансный вход к старомодному выходу на 600 Ом, вы должны добавить «согласующий резистор» 600 Ом через связь.Любая часть оборудования, где это действительно важно, будет иметь встроенный такой резистор с переключателем оконечной нагрузки для подключения это когда нужно.

Микрофоны

Микрофоны все еще имеют старое отличие высокий импеданс против низкого импеданса. Потому что хорошие микрофоны в них еще есть трансформаторы (см. эссе о связях и балансные кабели), а в дешевых — нет.Поскольку микрофон производит очень маленький ток, вы не можете подключить микрофон с высоким Z к входу с низким Z и ожидайте, что это сработает. Микрофон с низким Z будет работать на входе с высоким Z, но частотная характеристика может быть искажена.

Усилители мощности и Динамики

Импеданс действительно критичен, когда дело доходит до подключение колонок. Усилители предназначены для обеспечения большого количества мощности, но мы не можем позволить себе тратить ее зря, подключив более высокую сопротивление, чем необходимо.Истинный импеданс динамика варьируется во всем место с частотой (там катушки), но будет «номинальный» рейтинг, который представляет собой самый низкий рейтинг для любого протяженность времени. Обычно это 8 Ом, хотя сейчас вы видите много Конструкции с сопротивлением 4 Ом на рынке аудиофилов.

Усилители

спроектированы так, чтобы максимально безопасный ток до 2 Ом или около того, поэтому динамик на 8 Ом представляет собой скромный запас прочности. Если вы подключите два динамика на 8 Ом параллельно, вы подадите на усилитель 4 Ом, и звук станет громче с некоторый риск.Риск чего? Что ж, на более дешевых усилителях вы сожжете предохранитель, а на более лучших загорится свет, сообщающий вам текущий сработала защита, и ваш звук будет ужасным — вероятно сильно обрезан. Худшее, что может случиться, — это перегоревший усилитель.

[ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ] Обрезанный звук даже при умеренном громкость, может повредить ваши динамики — почему? Потому что у квадратных волн больше всего их энергии в высоких парциальных. В типичном трехполосном динамике НЧ-динамик, который обычно передает большую часть мощности, будет рассчитан на сотни ватт, но твитер будет рассчитан только на 20-50 Вт.Наслаждайтесь 75 Вт высокочастотной энергии и прощайте твитер.

При последовательном подключении двух динамиков вы представьте нагрузку 16 Ом и получите половину тока. Так как это сейчас проехав вдвое больше диффузоров, вы получите столько же звука, и это может даже звучать немного лучше, потому что отдельные динамики не работают так усердно.

Немного подумав, вы, наверное, сможете способа подключить четыре динамика и по-прежнему показывать 8 Ом нагрузка.

Это обсуждение должно также указать на необходимость использования толстого провода для громкоговорителей. Проволока 20 калибра имеет сопротивление около 0,01 Ом на фут, поэтому вам нужно всего около 20 футов кабеля для изменения импеданса на 5%, потери тока и отстройка катушек кроссовера. Лучше использовать 18 ga при 0,006 Ом на фут или даже 16 га при 0,004 Ом.

Между прочим, есть такие вещи, как высокий импедансные динамики. Это мелочи, которые можно найти в аэропорту потолки — сотни из них подключены параллельно, и каждый динамик для этого есть понижающий трансформатор.Усилители, которые работают эти системы имеют выход 70 вольт и не будут работать с вашим динамики вообще. Вы можете использовать эти маленькие колонки, если возьмете трансформаторы выключены.

PQE 02.10.98

Назад к музыке 126 темы

Электрическая мощность — номиналы, формулы и расчеты

Введение

В этом уроке мы рассмотрим разницу между мощностью и энергией. Мы увидим, как рассчитать электрическую мощность и как понять номинальную мощность, которую вы видите на электрических устройствах.

Основное представление о мощности

Power сообщает нам, как быстро преобразуется энергия.

Анимация, объясняющая идею мощности как скорости преобразования энергии.

Некоторые лампы могут быть ярче других, даже если они питаются от батареи того же типа. Более яркая лампочка будет более мощной, потому что она преобразует электрическую энергию в световую энергию быстрее, чем более тусклая.

Игра Вам предстоит стрелять правильным ответом на вопросы о понятиях силы и энергии.

Как наша анимация показывает электрическую мощность

В наших анимациях мощность показана скоростью расширяющегося красного энергетического круга вокруг лампочки. Чем быстрее движется круг, тем выше мощность, которую мы показываем.

Задание по пересмотру того, как наша визуализация схемы используется для связи яркости, мощности и силы тока.

Вы можете использовать анимацию, чтобы увидеть, что когда три лампочки подключены к одному и тому же напряжению, самая мощная лампочка будет самой яркой, и через нее будет протекать самый большой ток.Когда заряды движутся быстро, энергия должна передаваться лампочке быстро.

Простой расчет мощности

Единица мощности — ватт, названный в честь изобретателя паровой машины, шотландца 18 века Джеймса Ватта.

1 ватт означает, что вы передаете энергию со скоростью 1 джоуль в секунду. 2 Вт означает, что вы передаете энергию со скоростью 2 джоуля в секунду и так далее.

Анимация проведет вас через простой расчет мощности с использованием энергии и времени.

Почему мощность зависит как от тока, так и от напряжения

Должен иметь смысл, что энергия передается быстро (мощность высокая), если много зарядов поступает на компонент каждую секунду (т.е. большой ток), и каждый заряд передает много энергии (т.е. большой p.d.).

Энергия передается медленно (мощность низкая), если каждую секунду поступает только несколько зарядов (т.е. небольшой ток), и каждый заряд передает только небольшое количество энергии (т.е. малый p.d.).

Вот почему мощность зависит как от тока, так и от напряжения.

Игра Правда или ложь с утверждениями о власти. Вы должны нацелить заявление на тележку для покупок или мусорный ящик.

Использование P = I V

Анимация, объясняющая, почему мощность зависит как от напряжения, так и от силы тока.

Специальная формула для электрической мощности —

мощность = ток x напряжение

Например, если лампа с током 2 А и п.д. 6 В через него будет иметь мощность 12 Вт.

Анимация проведет вас через простой расчет мощности с использованием напряжения и тока.Игра Используйте напряжение и ток, чтобы выработать мощность. Проведите космический вездеход над черной дырой, используя только квадраты мощностью ровно 6 Вт.

Номинальные мощности электрооборудования

Если вы посмотрите на лампочку, вы можете увидеть что-то вроде 240 В, 100 Вт. Это не означает, что на лампе всегда будет напряжение 240 В или что она всегда будет преобразовывать энергию со скоростью 100 Вт.

Это означает: «Если вы случайно подключите к этой лампе 240 В, то она преобразует энергию со скоростью 100 Вт.’

Анимация, показывающая, где найти номинальную мощность лампочки и что это означает.

Если вы подключите его к более низкому напряжению, то его мощность будет меньше 100 Вт, и он будет тусклее. Если вы подключите его к более высокому напряжению, его мощность будет более 100 Вт, и он станет ярче.

Анимация, объясняющая, что произойдет, если вы не подключите лампочку к ее рабочему напряжению, а что-то другое.

Если вы подключите его к сети, намного превышающей 240 В, то нить накаливания, вероятно, перегорит, и лампа не будет работать.Так 240 В называется рабочим напряжением. Это напряжение, на которое рассчитана лампа.

График, поясняющий, как яркость связана с номиналом лампы для разных рабочих напряжений. Анимация, объясняющая некоторые распространенные заблуждения о номинальных характеристиках ламп.

Изменение количества батареек, изменение количества лампочек

Распространенная ошибка — думать, что если вы удвоите количество батареек, вы примерно удвоите яркость лампы. Аналогичная ошибка — думать, что две последовательно соединенные лампочки примерно вдвое меньше яркости одной лампочки.

Важно помнить, что яркость зависит как от тока, так и от напряжения.

Если вы удвоите количество батарей, вы удвоите напряжение и, таким образом, вы также примерно (потому что сопротивление лампочки изменяется в зависимости от тока) удвоите ток. Это означает, что удвоение количества батареек примерно в четыре раза увеличивает яркость.

Анимация, объясняющая, что произойдет, если вы не подключите лампочку к ее рабочему напряжению, а что-то другое.

Аналогичным образом, если у вас есть две последовательно соединенные лампочки, каждая из них примерно на четверть ярче одной лампочки.Это потому, что примерно удвоение сопротивления примерно вдвое уменьшает ток через каждую лампочку, но каждая лампочка также получает только половину напряжения.

P = I

² R и P = V ² / R

Вы можете объединить P = IV с V = IR, чтобы получить два полезных уравнения.

Анимация, показывающая происхождение и последствия P = I2R и P = V2 / R.

Если исключить V, мы получим P = I ² R.

Это означает, что если вы удвоите ток, вы увеличите мощность в четыре раза.На первый взгляд может показаться, что это уравнение предполагает, что если вы сохраняете постоянный ток, то увеличение сопротивления увеличивает мощность. Но если вы увеличиваете сопротивление, вы можете поддерживать постоянным ток только за счет увеличения напряжения, так что это никогда не будет честным сравнением.

Лампы с низким сопротивлением обычно ярче, чем лампы с высоким сопротивлением, если они подключены к одному и тому же напряжению, потому что ток через них больше.

Если исключить I, получим P = V ² / R.

Это означает, что если вы удвоите напряжение, вы увеличите мощность в четыре раза. Это имеет больше смысла, потому что удвоение напряжения также удваивает ток (примерно). В уравнении также говорится, что если вы сохраняете постоянное напряжение и уменьшаете сопротивление, вы увеличиваете мощность. Это потому, что, уменьшая сопротивление, вы увеличиваете ток и, таким образом, увеличиваете мощность.

Вернуться к краткой информации об электричестве

Калькулятор закона

Ома — рассчитайте мощность, сопротивление, напряжение или ток.Колесо формул закона Ома.

Используйте этот калькулятор закона Ома, чтобы легко вычислить мощность, сопротивление, напряжение или электрический ток на основе двух известных параметров. Введите любые два параметра для расчета двух других . Поддерживает усилители, милиамперы, ватты, киловатты, мегаватты, вольты, милливольты и киловольты, омы, килоомы и мегаомы. Формулы, уравнения и колесо закона Ома для справки.

Использование калькулятора закона Ома

Используя вышеуказанный многоцелевой калькулятор закона Ом , вы можете:

• Рассчитайте мощность и сопротивление с учетом напряжения и тока
• Вычислить мощность и ток с учетом напряжения и сопротивления
• Вычислить мощность и напряжение с учетом тока и сопротивления
• Вычислить ток и сопротивление с учетом напряжения и мощности
• Вычислить ток и напряжение с учетом мощности и сопротивления
• Вычислить напряжение и сопротивление с учетом мощности и тока

Просто введите две известные величины, описывающие электрический ток, и две другие будут рассчитываться на их основе.Результат будет отображаться в выбранных метриках с поддерживаемыми метриками: амперы, миллиамперы, милливатты, ватты, киловатты, мегаватты, гигаватты, милливольты, вольты, киловольты, мегавольты, омы, килоомы и мегаомы. (А, мА, мВт, Вт, кВт, МВт, ГВт, мВ, В, КВ, МВ, Ом, КОм и МОм).

Используя этот инструмент, вы можете легко вычислить омы в ватты, омы в вольты, омы в амперы, вольты в омы, ватты в омы, амперы в омы и так далее.

Закон и формула Ома

Закон

Ома гласит, что ток между любыми двумя точками электрического проводника прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.Взаимосвязь математически описывается уравнениями:

, где I — ток в амперах, В, — напряжение в вольтах, а R — сопротивление в Ом (Ом). Эти три являются эквивалентными преобразованиями формулы закона Ома и используются при анализе цепей и планировании электрических сетей.

Закон

Ома применим для электрических цепей, содержащих только резистивные элементы (конденсаторы и катушки индуктивности не допускаются), и он работает одинаково для постоянного (DC) или изменяющегося во времени (AC) управляющего напряжения или тока.

Чтобы вычислить электрическую мощность , то есть скорость, с которой электрическая энергия передается через проводник в единицу времени, нам нужно знать, что P = V x I (из закона Джоуля), где P — мощность в ваттах. , V и I согласно приведенным выше определениям. Это основное уравнение можно преобразовать в различные формулы в зависимости от известных электрических измерений и того, как работает наш калькулятор Ом.

Колесо закона Ома

Когда вы объединяете формулы, вы получаете колесо формул закона Ома, показанное ниже, которое отражает принцип работы нашего калькулятора.Колесо закона Ома представляет все возможные отношения между мощностью (P), сопротивлением (R), током (I) и напряжением (V).

Чтобы использовать колесо, выберите нужную величину из внутреннего круга колеса, а затем соответствующую формулу в этом квадранте на основе того, что вы знаете об электрическом токе, с которым вы работаете. Несмотря на то, что использование калькулятора более удобно, схематическое изображение, указанное выше, упрощает понимание основных формул и уравнений, а также их взаимосвязей.

Ссылки:

[1] Роберт А.М., епископ Э.С. (1917) «Элементы электричества» Американское техническое общество с.54

ресурсов

Последовательная цепь

Глобусы, соединенные последовательно

В последовательной цепи одна за другой подключены две или более нагрузки.

У тока есть только один путь, по которому оно может течь.

Примером последовательной схемы является набор огней на елку.Все шары ставятся один за другим.

Путь только один, поэтому ток будет одинаковым в любой точке цепи.

Принципиальная схема, показывающая три последовательно включенных резистора

Общее сопротивление в последовательной цепи будет равно сумме каждого отдельного сопротивления в цепи.

Чем больше нагрузок помещено в цепь, тем больше сопротивление.

Общее сопротивление для последовательной цепи рассчитывается по следующей формуле:

R _T = R ₁ + R ₂ + R ₃

Закон напряжения Кирхгофа

Вольтметр на каждом резисторе в последовательной цепи t

Закон Кирхгофа расширяет закон Ома в отношении напряжений на сопротивлениях в последовательной цепи. Общее напряжение питания будет равно сумме падений напряжения на каждом резисторе.

Общее падение напряжения (В _T ) рассчитывается по формуле:

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃

Если известны как ток, так и каждое значение сопротивления, то можно использовать закон Ома для расчета падения напряжения на каждом резисторе.

Например:

В ₁ = IR ₁

Рассеиваемая мощность

Мощность, рассеиваемая в последовательной цепи, зависит от напряжения питания, приложенного к цепи, и тока, протекающего в цепи.Ток зависит от общего сопротивления цепи.

Из раздела о мощности вы знаете формулу рассеиваемой мощности:

P = VI

Мощность, рассеиваемая в каждом отдельном компоненте, зависит от сопротивления компонента. Общая рассеиваемая мощность будет равна сумме мощности, рассеиваемой каждым отдельным сопротивлением. В зависимости от известных значений комбинации формулы мощности, а также закона Ома могут использоваться для расчета рассеиваемой мощности (или любого другого неизвестного значения).

Пример

На схеме выше, если значения:

В _Т = 20 В

R ₁ = 50 Ом

R ₂ = 20 Ом

R ₃ = 100 Ом

Общее сопротивление можно рассчитать следующим образом:

R _T = R ₁ + R ₂ + R ₃

R _T = 50 + 20 + 100

R _T = 170 Ом

Какая общая рассеиваемая мощность?

Вы можете рассчитать текущий расход, а затем рассчитать мощность.Вместо этого вы можете использовать подстановку, чтобы получить формулу.

В формуле P = VI замените I на V _T / R _T , чтобы получить формулу

P _T = V _T x V _T / R _T , что совпадает с

P _T = V _T ² / R _T

P _T = 20 ² /170

P _T = 0,235 Вт или 235 мВт

.

No related posts.