формула, онлайн расчет, выбор автомата
- Формула расчета мощности электрического тока
- Подбираем номинал автоматического выключателя
- Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети
Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.
Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.
Формула расчета мощности электрического тока
Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.
В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:
I = P/(U*cos φ),
а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),
где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.
Виды клемм для соединения проводов: советы по выбору
Схема подключения УЗО: инструкция, методы, ошибки
Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.
Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).
youtube.com/embed/waSPR2oGOI4″>
Что такое УЗО в электрике: разновидности, принцип работы
Подключение двухклавишного выключателя: схемы, советы, инструкция
Подбираем номинал автоматического выключателя
Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:
- 6 А – 1,2 кВт;
- 8 А – 1,6 кВт;
- 10 А – 2 кВт;
- 16 А – 3,2 кВт;
- 20 А – 4 кВт;
- 25 А – 5 кВт;
- 32 А – 6,4 кВт;
- 40 А – 8 кВт;
- 50 А – 10 кВт;
- 63 А – 12,6 кВт;
- 80 А – 16 кВт;
- 100 А – 20 кВт.
С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.
При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:
- электросауна (12 кВт) — 60 А;
- электроплита (10 кВт) — 50 А;
- варочная панель (8 кВт) — 40 А;
- электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
- посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
- кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
- СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
- электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
- электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
- утюг (1,6 кВт) — 8 А;
- солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
- пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
- мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
- тостер (1 кВт) — 5 А;
- кофеварка (1 кВт) — 5 А;
- фен (1 кВт) — 5 А;
- настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
- холодильник (0,4 кВт) — 2 А.
Как подключить проходной выключатель: схемы подключения
Расчет сечения кабеля по мощности: практические советы от профессионалов
Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.
Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.
На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.
Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети
Для корректной работы формы расчета, дробовые числа нужно вводить через точку «.»
Тип сети:
1-фазная сеть 3х-фазная сеть Характер нагрузки:
Активная Реактивная Мощность, Вт:
Напряжение, В:
Результат:
Ток, A:
Поделиться:
Как найти мощность, зная силу тока, напряжение и сопротивление
- Статья
- Видео
В физике достаточно много внимания уделено энергии и мощности устройств, веществ или тел. В электротехнике эти понятия играют не менее важную роль чем в других разделах физики, ведь от них зависит насколько быстро установка выполнит свою работу и какую нагрузку понесут линии электропередач. Исходя из этих сведений подбираются трансформаторы для подстанций, генераторы для электростанций и сечение проводников передающих линий. В этой статье мы расскажем, как найти мощность электрического прибора или установки, зная силу тока, напряжение и сопротивление.
- Определение
- Формулы для расчётов цепи постоянного тока
- Для переменного тока
- Пример расчёта полной мощности для электродвигателя
- Расчет для параллельного и последовательного подключения
- Заключение
Определение
Мощность – это скалярная величина. В общем случае она равна отношению выполненной работы ко времени:
P=dA/dt
Простыми словами эта величина определяет, как быстро выполняется работа. Она может обозначаться не только буквой P, но и W или N, измеряется в Ваттах или киловаттах, что сокращенно пишется как Вт и кВт соответственно.
Электрическая мощность равна произведению тока на напряжение или:
P=UI
Как это связано с работой? U – это отношение работы по переносу единичного заряда, а I определяет, какой заряд прошёл через провод за единицу времени. В результате преобразований и получилась такая формула, с помощью которой можно найти мощность, зная силу тока и напряжение.
Формулы для расчётов цепи постоянного тока
Проще всего посчитать мощность для цепи постоянного тока. Если есть сила тока и напряжение, тогда нужно просто по формуле, приведенной выше, выполнить расчет:
P=UI
Но не всегда есть возможность найти мощность по току и напряжению. Если вам они не известны – вы можете определить P, зная сопротивление и напряжение:
P=U2/R
Также можно выполнить расчет, зная ток и сопротивление:
P=I2*R
Последними двумя формулами удобен расчёт мощности участка цепи, если вы знаете R элемента I или U, которое на нём падает.
Для переменного тока
Однако для электрической цепи переменного тока нужно учитывать полную, активную и реактивную, а также коэффициент мощности (соsФ). Подробнее все эти понятия мы рассматривали в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.
Отметим лишь, что чтобы найти полную мощность в однофазной сети по току и напряжению нужно их перемножить:
S=UI
Результат получится в вольт-амперах, чтобы определить активную мощность (ватты), нужно S умножить на коэффициент cosФ. Его можно найти в технической документации на устройство.
P=UIcosФ
Для определения реактивной мощности (вольт-амперы реактивные) вместо cosФ используют sinФ.
Q=UIsinФ
Или выразить из этого выражения:
И отсюда вычислить искомую величину.
Найти мощность в трёхфазной сети также несложно, для определения S (полной) воспользуйтесь формулой расчета по току и фазному напряжению:
S=3UфIф
А зная Uлинейное:
S=1,73*UлIл
1,73 или корень из 3 – эта величина используется для расчётов трёхфазных цепей.
Тогда по аналогии чтобы найти P активную:
P=3UфIф*cosФ=1,73*UлIл*cosФ
Определить реактивную мощность можно:
Q=3UфIф*sinФ=1,73*UлIл*sinФ
На этом теоретические сведения заканчиваются и мы перейдём к практике.
Пример расчёта полной мощности для электродвигателя
Мощность у электродвигателей бывает полезная или механическая на валу и электрическая. Они отличаются на величину коэффициента полезного действия (КПД), эта информация обычно указана на шильдике электродвигателя.
Отсюда берём данные для расчета подключения в треугольник на Uлинейное 380 Вольт:
- Pна валу=160 кВт = 160000 Вт
- n=0,94
- cosФ=0,9
- U=380
Тогда найти активную электрическую мощность можно по формуле:
P=Pна валу/n=160000/0,94=170213 Вт
Теперь можно найти S:
S=P/cosφ=170213/0,9=189126 Вт
Именно её нужно найти и учитывать, подбирая кабель или трансформатор для электродвигателя. На этом расчёты окончены.
Расчет для параллельного и последовательного подключения
При расчете схемы электронного устройства часто нужно найти мощность, которая выделяется на отдельном элементе. Тогда нужно определить, какое напряжение падает на нём, если речь идёт о последовательном подключении, или какая сила тока протекает при параллельном включении, рассмотрим конкретные случаи.
Здесь Iобщий равен:
I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6
Общая мощность:
P=UI=12*0,6=7,2 Ватт
На каждом резисторе R1 и R2, так как их сопротивление одинаково, напряжение падает по:
U=IR=0,6*10=6 Вольт
И выделяется по:
Pна резисторе=UI=6*0,6=3,6 Ватта
Тогда при параллельном подключении в такой схеме:
Сначала ищем I в каждой ветви:
I1=U/R1=12/1=12 Ампер
I2=U/R2=12/2=6 Ампер
И выделяется на каждом по:
PR1=12*6=72 Ватта
PR2=12*12=144 Ватта
Выделяется всего:
P=UI=12*(6+12)=216 Ватт
Или через общее сопротивление, тогда:
Rобщее=(R1*R2)/( R1+R2)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 Ом
I=12/0,66=18 Ампер
P=12*18=216 Ватт
Все расчёты совпали, значит найденные значения верны.
Заключение
Как вы могли убедиться найти мощность цепи или её участка совсем несложно, неважно речь идёт о постоянке или переменке. Важнее правильно определить общее сопротивление, ток и напряжение. Кстати этих знаний уже достаточно для правильного определения параметров схемы и подбора элементов – на сколько ватт подбирать резисторы, сечения кабелей и трансформаторов. Также будьте внимательны при расчёте S полной при вычислении подкоренного выражения. Стоит добавить лишь то, что при оплате счетов за коммунальные услуги мы оплачиваем за киловатт-часы или кВт/ч, они равняются количеству мощности, потребленной за промежуток времени. Например, если вы подключили 2 киловаттный обогреватель на пол часа, то счётчик намотает 1 кВт/ч, а за час – 2 кВт/ч и так далее по аналогии.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:
Также читают:
- Как определить потребляемую мощность приборов
- Как рассчитать сечения кабеля
- Маркировка резисторов по мощности и сопротивлению
youtube.com/embed/waSPR2oGOI4″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Закон Ома для начинающих и новичков
Закон Ома для начинающих и новичков
Основной закон Ома
HTML из: http://www.btinternet.com/~dtemicrosystems/beginner.htm
ЧТО ЭТО ТАКОЕ. КАК И ГДЕ ПРИМЕНЯТЬ
Хотя закон Ома распространяется не только на резисторы, как мы увидим позже, кажется
логично включить его сейчас, так как он послужит хорошим ориентиром для резистора
подробности приведены выше.
ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА? :
Используя диаграмму слева, закон Ома определяется как; «При условии, что температура
остается постоянным, отношение разности потенциалов (p.d.) на концах проводника
(R) к току (I), протекающему в этом проводнике, также будет постоянным».
проповедь!
Отсюда делаем вывод, что; Ток равен напряжению, деленному на сопротивление (I=V/R),
Сопротивление равно напряжению, деленному на ток (R=V/I), а напряжение равно току, умноженному на
Сопротивление (V=IR).
Важным фактором здесь является температура. Если расчеты по закону Ома
дают точные результаты, это должно оставаться постоянным. В «реальном» мире это почти никогда
делает, и с точки зрения новичка, вам не нужно беспокоиться об этом
далее, так как схемы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь в данный момент — и около 95%
все те, с которыми вы столкнетесь в будущем — будут работать отлично, даже если они горячие
или холодно!
ЗАКОН ОМА ПРОСТОЙ ПУТЬ:
На рисунке 1 слева показан наиболее распространенный треугольник закона Ома. Начиная с любого участка
треугольник, это можно читать в любом направлении — по часовой стрелке, против часовой стрелки, сверху
снизу вверх или снизу вверх — и он всегда предоставит вам расчет, который вы
требовать.
Если вы рассматриваете (слегка диагональные) горизонтальные линии как знаки деления, а короткие
вертикальная линия как знак умножения, и всегда начинайте расчет с любого количества
вы ищете, т. е.; «V=», «I=» или «R=» у вас будет все
возможные формулы, основанные на этом конкретном законе Ома. То есть; V=IxR, I=V/R, R=V/I. Это
должно быть очевидно, что формула работает и в обратную сторону, т.е. IxR=V, RxI=V, V/I=R
и V/R=I.
Эти объяснения могут показаться немного сложными, но их легко применить на практике.
Вообще полезный пример будет более понятным для новичков, вместо этих
причудливые столы, так вот.
ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ:
Допустим, друг просит вас установить красную сигнальную лампочку на приборную панель его/ее машины.
Будучи энтузиастом электроники, вы решили использовать красный светодиод (LED),
потому что они излучают достаточно чистый красный свет, не выделяют чрезмерного тепла
лампы накаливания, они еще и дешевые по сравнению с ними и выглядят высокотехнологично!
С точки зрения электрической схемы расположение будет таким, как показано слева.
ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР:
Стандартные светодиоды не могут питаться напрямую от 12 В без установки токоограничителя.
резистор последовательно с одним из проводов, но какое значение вы используете? Как общее правило
По большому счету, вашему среднему светодиоду требуется около 15 мА тока для получения приемлемого света.
выход. Учитывая это, теперь у нас есть две известные величины для использования в наших расчетах:
напряжение и ток. Используя треугольник закона Ома, требуемое сопротивление равно
рассчитывается по формуле «R=V/I», что дает нам 12/0,015=800 Ом (см. ниже
для «Вф»). Не забывайте, ток измеряется в амперах.
На первый взгляд может показаться, что это проблема, так как 800 Ом не является стандартным значением.
доступны в диапазоне E12. Однако при таком типе цепи сопротивление не
критично, и ближайшего предпочтительного значения вполне достаточно, а именно 820 Ом.
НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О ‘Vf’:
Все электронные компоненты демонстрируют — в большей или меньшей степени — то, что известно как
‘выбывать’. Он имеет различные сокращения в зависимости от типа компонента, к которому он относится.
относится, но обычно они означают одно и то же. На самом деле это количество напряжения, которое
используется компонентом для функционирования. Для стандартного светодиода это колеблется между
примерно 1,5 — 3 вольта, а для наших целей примем его равным 2В.
Это означает, что из ваших 12 вольт от аккумулятора 2 вольта будут израсходованы светодиодом
сам по себе, поэтому ваш расчет закона Ома должен быть основан на 10 вольтах. Истинная формула
должно быть на самом деле; (12-Vf)/0,015=666,66 Ом (повторяется для математических волшебников среди
ты!). Ближайшее к этому значение в диапазоне E12 составляет 680 Ом, поэтому в идеале это должно быть
значение для использования. В целях безопасности, когда ваши результаты заканчиваются неясными значениями, такими как
при этом всегда выбирайте ближайшее значение выше, а не следующее ниже.
РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО
Возможно «изготовить» резисторы стандартных и нестандартных номиналов для
под свои нужды, если нужного значения нет под рукой. Это достигается подключением
два или более из них параллельно, последовательно или в комбинации того и другого. Однако вам необходимо
знать заранее, как они реагируют друг с другом в этих конфигурациях.
РЕЗИСТОРЫ В СЕРИИ:
На рисунке слева показаны три последовательно соединенных резистора. Это
самый простой способ получить «изготовленные» значения. Формула прямой линии для
вычисление окончательного значения; «Р» = Р1 + Р2 + Р3. Другими словами, независимо
количества резисторов или их отдельных номиналов, окончательное значение
«R» всегда будет суммой их всех. Расчет внизу изображения
работает для любого числа последовательно соединенных значений, вы просто продолжаете добавлять их в
список др.
РЕЗИСТОРЫ, ПОДКЛЮЧЕННЫЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО:
При параллельном соединении резисторов вычисления немного усложняются.
более хитрый. На рисунке слева показаны три резистора, соединенные параллельно. Мы будем
не занимайтесь тем, что представляют собой три отдельные ценности, а сосредоточьтесь на том, что
окончательное значение «R» будет получено с использованием примерных значений. Расчет у подножия р.
изображение работает для любого количества значений, подключенных параллельно, вы просто продолжаете добавлять их в
список других внутри скобок. Для наших целей допустим, что R1 равен 47K, R2 равен
150К, а R3 820К. Формула прямой линии для конечного значения: «Р» = 1/(
(1/R1) + (1/R2) + (1/R3) ).
В этой формуле, похоже, много ненужных круглых скобок (квадратных скобок),
и вот причина; почти во всех расчетах электроники вам нужно использовать
калькулятор, который отдает приоритет функциям умножения и деления, и большинство научных
калькуляторы работают таким образом. К сожалению, многие «базовые» калькуляторы этого не делают, поэтому
были показаны дополнительные скобки, чтобы компенсировать те, которые работают с цифрами в
порядок их ввода. С научным калькулятором вы можете использовать упрощенный
формула прямой линии; «R» = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3).
Важно определить значения в скобках перед применением окончательного
Функция «1/». Если вы этого не сделаете, то формула станет 1/R1+1/R2+1/R3=? если ты
попробуйте это на своем калькуляторе, используя наши примерные значения, вы, вероятно, подумаете, что получили
неправильный ответ (0,02916. ..), но это не так. На самом деле вы имеете полное право
ответ, ему просто не хватает последней функции «1/».
Если в вашем калькуляторе есть «1/X» (единица, разделенная на то, что показано на
дисплей), затем нажмите эту кнопку сейчас. Если эта функция недоступна, поместите
результат в памяти (убедившись, что там ничего не было), очистить дисплей
а затем введите «1 MR=» или другую подобную последовательность. Результат должен быть
34,29K (34 290,29005 Ом), что верно. Итак, результирующее значение всех трех
резисторы, соединенные параллельно, составляют 34,29 кОм.
ДЛЯ ЧЕГО ДРУГОЙ ТРЕУГОЛЬНИК?
На рис. 2 слева показан второй наиболее
часто используемый треугольник закона Ома. К этому можно подойти точно так же, как и к
выше, только на этот раз он используется для расчета мощности, напряжения и тока.
объяснения здесь таковы; Ток равен мощности, деленной на напряжение (I=P/V), мощность равна
Ток умножается на напряжение (P=VxI), а напряжение равно мощности, деленной на ток (V=P/I).
ДЕМОНСТРАЦИЯ НА ПРИМЕРЕ:
Чтобы продемонстрировать использование этого треугольника, мы применим его к обычному электрическому/электронному
компонент — трансформатор. Их характеристики обычно указываются в терминах
их выходное напряжение вторичной обмотки вместе с мощностными возможностями — в ВА —
это напряжение. Термин «ВА» означает ватты и получен из формулы
«Вольты на Амперы» (отсюда — ВА). Обозначается буквой «П» в
Треугольник закона Ома.
КАКОЙ ТРАНСФОРМАТОР Я ДЕЛАЮ
НЕОБХОДИМОСТЬ ?
Допустим, у вас есть 9-вольтовая цепь, которая потребляет 1,5 ампера тока. Вы хотите знать, если
трансформатора с номиналом 9 В при 25 ВА будет достаточно для питания вашей схемы. Ты
уже есть две величины от трансформатора — напряжение (V) и мощность (P или
ВА), и из них вы хотите узнать, каким будет доступный ток (I).
Используя формулу «I = P/V» из треугольника, результат: 25/9 = 2,77
ампер Таким образом, этот трансформатор подойдет для ваших потребностей в 1,5 ампера. Что касается безопасности,
если цепь будет постоянно потреблять определенное количество тока, независимо от
каков может быть этот ток, всегда используйте трансформатор с запасом по крайней мере на 50% больше.
ток, чем требует ваша схема. Никогда не используйте устройство с «достаточным» током,
потому что он станет слишком горячим, что вызовет характерные изменения напряжения и
ток указан. Эти изменения сложны, и мы не будем объяснять их здесь.
раздел для начинающих, но будьте осторожны при выборе трансформаторов.
Сила и энергия | Клуб электроники
Сила и энергия | Клуб электроники
Мощность | Рассчитать |
Перегрев | Энергия
Следующая страница: Переменный, постоянный ток и электрические сигналы
См. также: Напряжение и ток
Что такое сила?
Мощность — это скорость использования или подачи энергии:
Мощность = | Энергия |
1 Время0122 |
Мощность измеряется в ваттах (Вт)
Энергия измеряется в джоулях (Дж)
Время измеряется в секундах (с)
измеряется в милливаттах (мВт), 1 мВт = 0,001 Вт. Например, светодиод потребляет около 40 мВт.
а звуковой сигнал потребляет около 100 мВт, даже лампа, такая как лампа накаливания, потребляет всего около 1 Вт.
Типичная мощность, используемая в сетевых электрических цепях, намного больше, поэтому эта мощность может быть
измеряется в киловаттах (кВт), 1 кВт = 1000 Вт. Например, типичная сетевая лампа использует
60 Вт, а чайник потребляет около 3 кВт.
Расчет мощности по току и напряжению
Уравнения
Мощность = ток × напряжение |
Существует три способа записи уравнения для мощности, тока и напряжения:
|
|
|
where:
P = power in watts (W)
V = voltage in volts (V)
I = ток в амперах (А)
или:
P = мощность в милливаттах (мВт)
V = напряжение в вольтах (В)
I = ток в миллиамперах (мА)
Треугольник PIV
стр. |
I V |
Вы можете использовать треугольник PIV, чтобы запомнить эти три уравнения.
Используйте его так же, как треугольник закона Ома:
- Чтобы рассчитать мощность , P : наведите палец на P
это оставляет I V, так что уравнение P = I × V - Чтобы рассчитать ток , I : положите палец на I,
это оставляет P над V, поэтому уравнение I = P / V - Для расчета напряжение, В : положить палец на V,
это оставляет P над I, поэтому уравнение V = P / I
Усилитель довольно большой для электроники, поэтому мы часто измеряем силу тока в миллиамперах (мА) и мощность в милливаттах (мВт).
1 мА = 0,001 А и 1 мВт = 0,001 Вт.
Расчет мощности с использованием сопротивления
Уравнения
Используя закон Ома V = I × R
мы можем преобразовать P = I × V в:
| и |
|
where:
P = power in watts (W)
I = ток в амперах (А)
R = сопротивление в Ом ()
В = напряжение в вольтах (В)
Треугольники
Вы также можете использовать треугольники, чтобы помочь с этими уравнениями:
| и |
V² |
P R |
Потеря мощности и перегрев
Обычно электроэнергия полезна, например, для включения лампы или вращения двигателя.
Однако электрическая энергия преобразуется в тепло всякий раз, когда ток течет через
сопротивление, и это может быть проблемой, если это приводит к перегреву устройства или провода. В
электроники эффект обычно незначителен, но если сопротивление низкое (провод или низкое
значение резистора) ток может быть достаточно большим, чтобы вызвать проблему.
Из уравнения P = I² × R видно, что для данного
сопротивление мощность зависит от тока в квадрате , поэтому удвоение тока даст в 4 раза больше мощности.
Резисторы оцениваются по максимальной мощности, которую они могут развить в них без повреждений,
но номинальная мощность редко указывается в списках деталей, потому что подходят стандартные номиналы 0,25 Вт или 0,5 Вт.
для большинства цепей. Дополнительная информация доступна на странице резисторов.
Провода и кабели оцениваются по максимальному току, который они могут пропускать без перегрева.
Они имеют очень низкое сопротивление, поэтому максимальный ток относительно велик. Для получения дополнительной информации о
номинальный ток см. на странице кабелей.
Энергия
Количество используемой (или подаваемой) энергии зависит от мощности и времени, в течение которого она используется:
Энергия = мощность × время |
Устройство с низким энергопотреблением, работающее в течение длительного времени, может потреблять больше энергии, чем у мощного устройства
действует недолго.
Например:
- Лампа мощностью 60 Вт, включенная в течение 8 часов, потребляет 60 Вт × 8 × 3600 с = 1728 кДж.
- Чайник мощностью 3 кВт, включенный на 5 минут, потребляет 3000 Вт × 5 × 60 с = 900 кДж.
Стандартной единицей измерения энергии является джоуль (Дж), но 1 Дж — это очень небольшое количество энергии для сетевого электричества.
поэтому в научной работе иногда используются килоджоуль (кДж) или мегаджоуль (МДж).