Содержание
Электрическая энергия 10 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей
Электрическая энергия
Электрический ток может быть использован для передачи энергии. Источник напряжения переводит какой-то другой тип энергии в энергию электрического тока, а в приборах энергия электрического тока вновь переходит в другой тип. Таким образом, электрическая энергия может быть переведена в другой тип энергии: механическую, тепловую, световую или химическую. Например, в работе утюга, чайника, лампочки, электродвигателя или аккумулятора.
Как вычислить энергию электрического тока?
Рассмотрим аккумулятор, подключенный к резистору. Вся энергия источника в этом случае переходит в тепловую. Тепло, которое выделяется на резисторе, может быть вычислено по формуле:
Q=IU △ t
Перепишем эту формулу в другом виде, используя закон Ома:
I = UR → U = IR
Q = IU△t = I2R△t
Q = I2R△t
Эта формула выражает закон Джоуля-Ленца: тепло, выделившееся на проводнике, равно произведению квадрата тока, протекающего через проводник, сопротивления проводника и времени, в течении которого течет ток.
Таким образом, мы имеем две формулы для энергии электрического поля:
W = A△t = IU – наиболее общая формула для мощности источника
W = Q△t = I2R — формула для тепловой мощности, выделяющейся на проводнике
В случае постоянного тока, когда вся энергия переходит в тепловую, эти формулы эквивалентны. Но в общем случае, при переменном токе, между ними есть существенная разница.
Например, рассмотрим, параллельное соединение двух проводников. Это могут быть две лампочки, подключенные в бытовую сеть. На каком проводнике выделится больше тепла, на большем или на меньшем?
Т.е. 100-ватная лампочка имеет меньшее сопротивление, чем 50-ватная. Рассмотрим теперь последовательное соединение двух сопротивлений. Например, этими сопротивлениями могут быть лампочка и подводящие провода.
Wr = I2r
WR = I2R
WrWR=rR
Более сложный пример: вы подсоединяете удлинитель в розетку, и подключаете к нему холодильник, стиральную машину, чайник и утюг.
2 R . Т.к. ток через подводящий провод в N раз больший, то мощность, выделяемая источником, равна INU, т.е. примерно в N раз больше. Т.е. чем больше утюгов вы подключите, тем больше источнику потребуется работать.
2. При большом количестве утюгов тепло, выделяющееся на подводящем проводе, оказывается немалым. Допустим, сопротивление подводящего провода r. Тогда на нем выделится тепловая мощность (IN)2 Rr. Т.е. мощность будет пропорциональна N2.
3. Если сопротивление подводящих проводов слишком велико, то выделяющаяся теплота превысит некоторое пороговое значение.
При подключении большого числа электроприборов или мощных электроприборов стоит помнить о том, что подводящие провода должны быть достаточно толстыми, чтобы выдержать эту нагрузку.
Мощность электрического тока: формула
Прежде чем рассматривать электрическую мощность, следует определиться, что же представляет собой мощность вообще, как физическое понятие. Обычно, говоря об этой величине, подразумевается определенная внутренняя энергия или сила, которой обладает какой-либо объект.
Это может быть мощность устройства, например, двигателя или действия (взрыв). Ее не следует путать с силой, поскольку это разные понятия.
Содержание
Что такое мощность электрического тока
Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с). Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.
Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду.
Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.
Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.
Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.
К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.
Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.
Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.
Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.
По какой формуле вычисляется мощность электрического тока
Правильное и точное решение вопроса чему равна мощность электрического тока, играет решающую роль в деле обеспечения безопасной эксплуатации электропроводки, предупреждения возгораний из-за неправильно выбранного сечения проводов и кабелей.
Мощность тока в активной цепи зависит от силы тока и напряжения. Для измерения силы тока существует прибор – амперметр. Однако не всегда возможно воспользоваться этим прибором, особенно когда проект здания еще только составляется, а электрической цепи просто не существует. Для таких случаев предусмотрена специальная методика проведения расчетов. Силу тока можно определить по формуле при наличии значений мощности, напряжения сети и характера нагрузки.
Существует формула мощности тока, применительно к постоянным значениям силы тока и напряжения: P = U x I. При наличии сдвига фаз между силой тока и напряжением, для расчетов используется уже другая формула: P = U x I х cos φ. Кроме того, мощность можно определить заранее путем суммирования мощности всех приборов, которые запланированы к вводу в эксплуатацию и подключению к сети. Эти данные имеются в технических паспортах и руководствах по эксплуатации устройств и оборудования.
Таким образом, формула определения мощности электрического тока позволяет вычислить силу тока для однофазной сети: I = P/(U x cos φ), где cos φ представляет собой коэффициент мощности.
При наличии трехфазной электрической сети сила тока вычисляется по такой же формуле, только к ней добавляется фазный коэффициент 1,73: I = P/(1,73 х U x cos φ). Коэффициент мощности полностью зависит от характера планируемой нагрузки. Если предполагается использовать лишь лампы освещения или нагревательные приборы, то он будет составлять единицу.
При наличии реактивных составляющих в активных нагрузках, коэффициент мощности уже считается как 0,95. Данный фактор обязательно учитывается в зависимости от того, какой тип электропроводки используется. Если приборы и оборудование обладают достаточно высокой мощностью, то коэффициент составит 0,8. Это касается сварочных аппаратов, электродвигателей и других аналогичных устройств.
Для расчетов при наличии однофазного тока значение напряжения принимается 220 вольт. Если присутствует трехфазный ток, расчетное напряжение составит 380 вольт. Однако с целью получения максимально точных результатов, необходимо использовать в расчетах фактическое значение напряжения, измеренное специальными приборами.
От чего зависит мощность тока
Мощность тока, различных приборов и оборудования зависит сразу от двух основных величин – силы тока и напряжения. Чем выше ток, тем больше значение мощности, соответственно, при повышении напряжения, мощность также возрастает. Если напряжение и сила тока увеличиваются одновременно, то мощность электрического тока будет возрастать как произведение той и другой величины: N = I x U.
Очень часто возникает вопрос, в чем измеряется мощность тока? Основной единицей измерения этой величины является 1 ватт (Вт). Таким образом, 1 ватт является мощностью устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.
Расчетное значение мощности позволяет точно определить расход электрической энергии. Для этого необходимо взять произведение мощности и времени. Сама формула выглядит так: W = IUt где W является расходом электроэнергии, произведение IU – мощностью, а t – количеством отработанного времени.
Например, чем больше продолжается работа электрического двигателя, тем большая работа им совершается. Соответственно возрастает и потребление электроэнергии.
Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром
Топ лучших мультиметров
Как понять Закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями
Закон Ома для переменного тока
Расчет сечения провода по потребляемой мощности
Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя
Сопротивление току напряжения и электрическая мощность Общие основные электрические формулы Математические расчеты Формула калькулятора для расчета мощности Уравнение работы энергии Закон мощности Понимание ватт Общая электрическая круговая диаграмма Расчет электричества ЭДС напряжение Формула мощности уравнение два разных уравнения для расчета мощности Общий закон Ома аудио физика электричество электроника формула колесо формулы амперы ватты вольты омы уравнение косинуса аудиотехника круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись расчет электротехника формула мощность математика пи физика отношение отношение
Сопротивление току напряжения и электрическая мощность общие основные электрические формулы математические расчеты формула калькулятора для расчета мощности уравнение работы энергии закон мощности ватты понимание общая электрическая круговая диаграмма расчет электроэнергии электрическая ЭДС напряжение формула мощности уравнение два разных уравнения для расчета мощности общий закон ома аудио физика электричество электроника формула колесо формулы амперы ватты вольты омы уравнение косинуса аудиотехника круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись расчет электротехника формула мощность математика пи физика отношения отношения — sengpielaudio Sengpiel Berlin
| Немецкая версия |
Электрический ток , Электрическая мощность , Электрическое напряжение
Электричество Заряд
8 и 9 9
Наиболее распространенные общие формулы, используемые в электротехнике
● Основные формулы и Расчеты ●
Связь физических и электрических величин (параметров)
Электрическое напряжение В В , сила тока I , удельное сопротивление
R , импеданс Z ,
мощность и мощность P
Вольт В , ампер А,
9
8 сопротивление 9
импеданс Ом Ом и Вт Вт
| Введите два любых известных значения и нажмите «Рассчитать», чтобы решить для двух других. Пожалуйста, введите только два значения. |
| Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но собственно функция отсутствует. |
В происходит от «напряжение», а E от «электродвижущая сила (ЭДС)». E означает также энергия , поэтому мы выбираем V . Энергия = напряжение × заряд. Е = В × Q . Некоторым лучше придерживаться E вместо V , так что делайте это. Для R взять Z . |
| 12 самых важных формул: Напряжение В = I × R = P / I = √( P × R ) в вольт 8 90 с В 060 I = В / Р = P / В = √( P / R ) в амперах A Сопротивление. Ом Ом Мощность P = В × I = R × I 2 = В 2 / R в ваттах Вт |
| The Big Power Formulas Расчет электрической и механической мощности (сила) |
|
Пожалуйста, берегите уши! 
| Андр-Мари Ампре был французским физиком и математиком. Его именем названа единица измерения электрического тока в системе СИ ампер . Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта был итальянским физиком.  В его честь была названа единица измерения электрического напряжения в системе СИ вольт . Георг Симон Ом — немецкий физик и математик. Его именем названа единица измерения электрического сопротивления в системе СИ, равная Ом Ом. Джеймс Уатт был шотландским изобретателем и инженером-механиком. Его именем названа единица измерения электрической мощности (мощности) в системе СИ ватт . |
|
Мощность, как и все размеры энергии, в первую очередь является расчетным значением. |
| Слово «усилитель мощности» используется неправильно, особенно в аудиотехнике. Напряжение и ток могут быть усилены. Странный термин «усилитель мощности» стал пониматься как усилитель, предназначенный для управления нагрузкой например громкоговоритель.  Мы называем произведение усиления по току и усиления по напряжению «усилением мощности». |
Совет: Треугольник электрического напряжения В = I × R (закон Ома VIR)
Пожалуйста, введите два значения , будет рассчитано третье значение.
Пожалуйста, введите два значений, будет рассчитано третье значение.
С помощью магического треугольника можно легко вычислить все формулы. Вы прячетесь с
пальцем вычисляемое значение. Два других значения показывают, как производить вычисления.
Расчеты: закон Ома — магический треугольник Ома
Измерение входного и выходного импеданса
ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК (AC) ~
В l = линейное напряжение (вольт), В p = фазное напряжение (вольт), I l = линейный ток (ампер), ампер)
Z = импеданс (Ом), P = мощность (ватт), φ = угол коэффициента мощности, VAR = вольт-ампер (реактивный)
| Ток (одна фаза): I = P / В p × cos φ | Ток (3 фазы): I = P / √3 В l × cos φ или I = P 6 / 03 5 p × cos φ |
| Мощность (одна фаза): P = В p × I p ×cos φ | Мощность (3 фазы): P = √3 В л × I l × cos φ или P = √3 V p × I p × φ 1 0 0 60 9060 60 |
Для чисто резистивной цепи PF = 1 (идеально). Полная мощность S рассчитана по Пифагору, активная мощность P и реактивная мощность Q . S = √( P 2 + Q 2 )
| Формулы мощности постоянного тока Напряжение В дюйм (В) расчет по току I дюйм (А) и сопротивлению R дюйм (Ом): В (В) = I (А) R (Ом) Мощность P в (Вт) расчет от напряжения В дюйм (В) и ток I дюйм (А): P (Вт) = В (В) × I 5 6 |
| |
||
| Количество | Имя | Определение |
| частота f | герц (Гц) | 1/с |
| усилие F | ньютон (Н) | кг · м/с² |
| давление р | паскаль (Па) = Н/м² | кг/м · с² |
| энергия Е | рабочий джоуль (Дж) = Н · м | кг · м²/с² |
| мощность Р | ватт (Вт) = | кг · м²/с³ |
| электрический заряд Q | кулон (К) = A · с | А · с |
| напряжение В | вольт (В) = Вт/А | кг · м²/А · с³ |
| текущий I | ампер (А) = Q/s | А |
| емкость Кл | фарад (Ф) = C/V = A · с/В = с/Ом | A² · s 4 /кг · м² |
| индуктивность л | Генри (H) = Wb/A = V · с/A | кг · м²/А² · с² |
| сопротивление R | Ом (Ом) = В/А | кг · м²A² · с³ |
| проводимость Г | Сименс (С) = А/В | A² · с³/кг · м² |
| магнитный поток Φ | Вебер (Wb) = V · с | кг · м²/А · с² |
| плотность потока B | тесла (T) = Втб/м² = В · с/м² | кг/А · с² |
Поток электрического заряда Q обозначается как электрический ток I. Количество заряда в единицу времени это изменение электрического тока. Ток течет с постоянной величиной I. за время t , он переносит заряд Q = I × t . Для постоянной во времени мощности соотношение между зарядом и током: I = Q/t или Q = I×t. Благодаря этому соотношению основные единицы ампер и секунда кулон в Установлена международная система единиц. Кулоновскую единицу можно представить как 1 C = 1 A × s. Зарядка Q , (единица измерения в ампер-часах Ач), ток разряда I , (единица измерения в амперах А), время t , (единица измерения в часах ч). |
В акустике у нас есть » Акустический эквивалент закона Ома »
Соотношения акустических величин, связанных с плоскими прогрессивными звуковыми волнами
Преобразование многих единиц, таких как мощность и энергия
префиксы |
длина |
площадь |
объем |
вес |
давление |
температура |
время |
энергия |
сила |
плотность |
скорость |
ускорение |
сила
[начало страницы]
| задняя часть | Поисковая система | дом |
Энергия и энергия | Клуб электроники
Сила и энергия | Клуб электроники
Сила | Рассчитать |
Перегрев | Энергия
Следующая страница: Переменный, постоянный ток и электрические сигналы
См.
также: Напряжение и ток
Что такое сила?
Мощность — это скорость использования или поставки энергии:
| Мощность = | Энергия |
| Время |
Мощность измеряется в ваттах (Вт)
Энергия измеряется в джоулях (Дж)
Время измеряется в секундах (с) власть часто
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:
|
|
Вы можете использовать треугольник PIV, чтобы запомнить эти три уравнения.
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 сопротивленияУравненияИспользуя закон Ома V = I × R мы можем преобразовать P = I × V в:
|
Добавить комментарий