تعاریف و فرمول ها

قدرت کار تولید شده در هر واحد زمان است. قدرت الکتریکی برابر با جریان ولتاژ است: p \u003d u ∙ i. از اینجا می توانید سایر فرمول های قدرت را بردارید:

p \u003d r ∙ i ∙ I \u003d r ∙ i ^ 2؛

P \u003d U ∙ U / R \u003d U ^ 2 / R.

ما واحد اندازه گیری قدرت را به دست می آوریم، جایگزینی واحد اندازه گیری ولتاژ و اندازه گیری فعلی در فرمول:

[p] \u003d 1 b ∙ 1 a \u003d 1 ba.

واحد اندازه گیری قدرت الکتریکی برابر با 1 V VAT (W) نامیده می شود. نام Volt-Ampere (VA) در تکنیک استفاده می شود جریان متناوب، اما فقط برای اندازه گیری کامل و دوباره قدرت فعال.

واحد اندازه گیری قدرت الکتریکی و مکانیکی با نسبت های زیر مرتبط است:

1 w \u003d 1 / 9.81 کیلوگرم m / s ≈1 / 10 کیلوگرم m / s؛

1 کیلوگرم m / s \u003d 9.81 w ≈10 w؛

1 اسب بخار \u003d 75 کیلوگرم m / s \u003d 736 w؛

1 kw \u003d 102 کیلوگرم m / s \u003d 1.36 اسب بخار

اگر شما از دست دادن انرژی اجتناب ناپذیر نیست، موتور با ظرفیت 1 کیلو وات می تواند هر دو ثانیه 102 لیتر آب را به ارتفاع 1 متر یا 10.2 لیتر آب به ارتفاع 10 متر پمپ کند.

قدرت الکتریکی

مثال ها

1. عنصر گرمایش کوره الکتریکی به قدرت 500 ولت و ولتاژ 220 ولت از سیم مقاومت بالا ساخته شده است. محاسبه مقاومت عنصر و جریان که از طریق آن عبور می کند (شکل 1).

جریان با فرمول برق برق P \u003d U ∙ I،

جایی که من \u003d p / u \u003d (500 bm) / (220 b) \u003d 2.27 A.

مقاومت با یک فرمول قدرت دیگری محاسبه می شود: P \u003d U ^ 2 / R

جایی که r \u003d u ^ 2 / p \u003d (220 ^ 2) / 500 \u003d 48400/500 \u003d 96،8400/500 \u003d 96.8 اهم.

شکل. یکی

2. چه مقاومت باید یک مارپیچ داشته باشد (شکل 2) کاشی در حال حاضر در حال حاضر 300 ولت در حال حاضر و قدرت 500 W؟

شکل. 2

برای این مورد، ما فرمول قدرت دیگری را اعمال می کنیم: p \u003d u ∙ i \u003d r ∙ i ∙ I \u003d r ∙ i ^ 2؛

از این رو r \u003d p / i ^ 2 \u003d 500/3 ^ 2 \u003d 500/9 \u003d 55.5 اهم.

3. چه قدرت به حرارت در مقاومت r \u003d 100 اهم تبدیل می شود، که به شبکه ولتاژ U \u003d 220 V متصل است (شکل 3)؟

p \u003d u ^ 2 / r \u003d 220 ^ 2/100 \u003d 48400/100 \u003d 484 W.

شکل. 3

4. در طرح در شکل. 4 آمپر نشان می دهد جریان I \u003d 2 A. محاسبه مقاومت مصرف کننده و قدرت الکتریکی مصرف شده در مقاومت r \u003d 100 اهم زمانی که آن را به شبکه توسط ولتاژ U \u003d 220 V تبدیل شده است.

شکل. چهار.

r \u003d u / i \u003d 220/2 \u003d 110 اهم؛

P \u003d U ∙ I \u003d 220 ∙ 2 \u003d 440 W، یا p \u003d u ^ 2 / r \u003d 220 ^ 2/110 \u003d 440 W.

5. تنها ولتاژ نامی آن بر روی لامپ نشان داده شده است تا بقیه داده های لامپ را تعیین کند، ما مدار را در شکل نشان می دهیم. 5. جریان جریان را تنظیم کنید به طوری که ولتمتر متصل به گیره های لامپ نشان داد ولتاژ UL \u003d 24 V. ampmeter نشان می دهد جریان I \u003d 1.46 A. چه قدرت و مقاومت دارای یک لامپ است و از دست دادن ولتاژ و قدرت در آن رخ می دهد رئستات؟

شکل. پنج

قدرت لامپ P \u003d UL ∙ I \u003d 24 ∙ 1،46 \u003d 35 W.

مقاومت آن rl \u003d ur / i \u003d 24/146 \u003d 16.4 اهم است.

کاهش ولتاژ بر روی ردیف ur \u003d u-ul \u003d 30-24 \u003d 6 v.

از دست دادن قدرت در pp \u003d u ∙ i \u003d 6 ∙ 1،46 \u003d 8.76 W.

6. بر روی پانل کوره الکتریکی، داده های اسمی آن نشان داده شده است (P \u003d 10 کیلو وات؛ U \u003d 220 V).

تعیین اینکه کدام مقاومت یک کوره است و جریان آن از طریق آن عبور می کند زمانی که p \u003d ∙ i \u003d ^ 2 / r؛

r \u003d u ^ 2 / p \u003d 220 ^ 2/10000 \u003d 48400/10000 \u003d 4.84 اهم؛ I \u003d P / U \u003d 10،000 / 220 \u003d 45.45 A.

شکل. 6

7. ولتاژ U بر روی گیره های ژنراتور، اگر در جریان 110 و قدرت آن 12 کیلو وات باشد (شکل 7)؟

از آنجا که P \u003d U ∙ I، سپس U \u003d P / I \u003d 12000/110 \u003d 109 V.

شکل. 7

8. در نمودار در شکل. 8 عملکرد حفاظت جریان الکترومغناطیسی را نشان می دهد. با یک جریان خاص، الکترومغناطیسی EM، که با بهار P برگزار می شود، لنگر را جذب می کند، تماس مخاطب را باز می کند و مدار فعلی را پاره می کند. در مثال ما، حفاظت فعلی مدار فعلی را در جریان I ≥2 کاهش می دهد. چند لامپ 25 W را می توان به طور همزمان در ولتاژ شبکه U \u003d 220V، به طوری که محدود کننده کار نمی کند؟

شکل. هشت

حفاظت در i \u003d 2 A، I.E.، در قدرت P \u003d U ∙ I \u003d 220 ∙ 2 \u003d 440 W.

تقسیم کل قدرت یک لامپ، ما دریافت می کنیم: 440/25 \u003d 17.6.

در همان زمان، 17 لامپ می تواند بسوزد.

9. کوره الکتریکی دارای سه عنصر گرمایشی به قدرت 500 ولت و ولتاژ 220 ولت متصل به موازی است.

مقاومت کلی، جریان و قدرت هنگام کار اجاق گاز (شکل 91) چیست؟

کل قدرت کوره P \u003d 3 ∙ 500 W \u003d 1.5 کیلو وات.

جریان فعلی I \u003d P / U \u003d 1500/220 \u003d 6.82 A.

مقاومت به دست آمده r \u003d U / I \u003d 220 / 6.82 \u003d 32.2 اهم.

جریان یک عنصر I1 \u003d 500/220 \u003d 2.27 A.

مقاومت یک عنصر: R1 \u003d 220 / 2.27 \u003d 96.9 اهم.

شکل. نه.

شکل. 10

از آنجا که p \u003d u ^ 2 / r، سپس r \u003d u ^ 2 / p \u003d 48400/75 \u003d 645.3 اهم.

فعلی I \u003d P / U \u003d 75/220 \u003d 0.34 A.

11. سد دارای قطره ای از سطوح آب H \u003d 4 متر است. هر ثانیه از طریق خط لوله بر روی توربین 51 لیتر آب است. چی قدرت مکانیکی اگر زیان ها را در نظر نگیرید (شکل 11) به یک ژنراتور الکتریکی تبدیل می شود؟

شکل. یازده

PM مکانیکی PM \u003d q ∙ H \u003d 51 کیلوگرم در ثانیه ∙ 4 m \u003d 204 کیلوگرم m / s.

از اینجا قدرت الکتریکی PE \u003d PM: 102 \u003d 204: 102 \u003d 2 کیلو وات.

12. چه قدرت باید یک موتور پمپ را پمپاژ هر ثانیه از 25.5 لیتر آب از عمق 5 متر به مخزن واقع در ارتفاع Z m؟ تلفات به حساب نمی آیند (شکل 12).

شکل. 12

ارتفاع کلی بالابر آب H \u003d 5 + 3 \u003d 8 متر.

قدرت دستگاه PM \u003d q ∙ H \u003d 25.5 ∙ 8 \u003d 204 کیلوگرم M / s.

برق PE \u003d PM: 102 \u003d 204: 102 \u003d 2 کیلو وات.

13. از یک مخزن به یک توربین هر ثانیه از 4 متر مکعب آب می شود. تفاوت بین سطوح آب در مخزن و توربین H \u003d 20 متر. تعیین قدرت یک توربین به استثنای زیان (شکل 13).

شکل. 13

قدرت مکانیکی آب جاری PM \u003d q ∙ H \u003d 4 ∙ 20 \u003d 80 T / s m؛ PM \u003d 80000 کیلوگرم M / s

قدرت الکتریکی یک توربین PE \u003d PM: 102 \u003d 80000: 102 \u003d 784 کیلو وات.

14. در موتور جریان مستقیم با تحریک موازی، سیم پیچ لنگر و سیم پیچ تحریک به صورت موازی متصل می شود. پیچ و تاب لنگر دارای مقاومت R \u003d 0.1 OHM، و یک لنگر فعلی I \u003d 20 A است. سیم پیچ تحریک دارای مقاومت RV \u003d 25 اهم است، و جریان تحریک برابر برابر با i \u003d 1.2 است. چه قدرت در هر دو موتور از دست رفته است سیم پیچ (شکل 14)؟

شکل. چهارده.

از دست دادن قدرت در سیم پیچ لنگر P \u003d R ∙ I ^ 2 \u003d 0.1 ∙ 20 ^ 2 \u003d 40 W.

از دست دادن قدرت در سیم پیچ تحریک

pv \u003d rv ∙ i ^ 2 \u003d 25 ∙ 1.2 ^ 2 \u003d 36 W.

تلفات مشترک در سیم پیچ موتور P + PV \u003d 40 + 36 \u003d 76 W.

15. الکترولیت بر روی ولتاژ 220 ولت دارای چهار مرحله گرمایش قابل تعویض است که توسط گنجاندن های مختلف دو عنصر گرمایشی با مقاومت R1 و R2 به دست می آید، همانطور که در شکل نشان داده شده است. پانزده

شکل. پانزده

تعیین مقاومت R1 و R2 اگر اولین عنصر گرمایش دارای قدرت 500 وات و دوم 300 W باشد.

از آنجا که قدرت ترشح شده در مقاومت بیان شده توسط فرمول P \u003d U ∙ I \u003d U ^ 2 / R، سپس مقاومت اولین عنصر گرمایش

r1 \u003d U ^ 2 / P1 \u003d 220 ^ 2/500 \u003d 48400/500 \u003d 96.8 اهم،

یک عنصر گرمایش دوم R2 \u003d U ^ 2 / P2 \u003d 220 ^ 2/300 \u003d 48400/300 \u003d 161.3 اهم.

در وضعیت مرحله مقاومت، مقاومت به طور پیوسته متصل می شود. قدرت سپر الکتریکی در این موقعیت این است:

P3 \u003d U ^ 2 / (R1 + R2) \u003d 220 ^ 2 / (96.8 + 161.3) \u003d 48400 / 258.1 \u003d 187.5 W.

در موقعیت مرحله I، عناصر گرمایش به صورت موازی متصل می شوند و مقاومت به دست آمده عبارتند از: R \u003d (R1 ∙ R2) / (R1 + R2) \u003d (96.8 ∙ 161.3) / (96.8 + 161.3) \u003d 60.4 اهم

قدرت کاشی در مرحله مرحله I: P1 \u003d U ^ 2 / R \u003d 48400 / 60.4 \u003d 800 W.

ما با استفاده از قدرت عناصر گرمایش فردی، همان قدرت را به دست می آوریم.

16. لامپ با موضوع تنگستن برای قدرت 40 ولت و ولتاژ 220 V محاسبه می شود. چه مقاومت و فعلی یک لامپ در شرایط سرد و دمای عملیاتی 2500 درجه سانتیگراد دارد؟

قدرت لامپ P \u003d U ∙ I \u003d U ^ 2 / R.

از این رو مقاومت موضوع لامپ در حالت داغ rt \u003d u ^ 2 / p \u003d 220 ^ 2/40 \u003d 1210 Ω.

مقاومت در برابر موضوع سرد (در دمای 20 درجه سانتیگراد) ما با توجه به فرمول RT \u003d r ∙ (1 + α ∙ ΔT) تعریف می کنیم

از r \u003d rt / (1 + α ∙ ΔT) \u003d 1210 / (1 + 0.004 ∙ (2500-20)) \u003d 1210/10.92 \u003d 118 اهم.

موضوع لامپ در حالت داغ عبور از جریان I \u003d P / U \u003d 40/20 \u003d 0.18 A.

جریان زمانی که روشن است: I \u003d U / R \u003d 220/118 \u003d 1.86 A.

هنگام تبدیل شدن به حدود 10 برابر بیشتر از جریان لامپ داغ.

17. از دست دادن ولتاژ و قدرت در سیم تماس مس الکتریکی راه آهن (شکل 16)؟

شکل. شانزده

سیم دارای مقطع عرضی 95 میلیمتر است. موتور قطار الکتریکی 300 متر را در فاصله 1.5 کیلومتر از منبع فعلی مصرف می کند.

از دست دادن (قطره) ولتاژ در خط بین نقاط 1 و 2 تا \u003d I ∙ RP.

مقاومت سیم تماس RP \u003d (ρ ∙ l) / s \u003d 0.0178 ∙ 1500/95 \u003d 0.281 اهم.

کاهش ولتاژ در سیم تماس بالا \u003d 300 ∙ 0.281 \u003d 84.3 V.

ولتاژ UD در گیره های موتور 84.3 تا کمتر از ولتاژ U در کلیپ های منبع خواهد بود.

کاهش ولتاژ سیم تماس در طول حرکت قطار الکتریکی تغییر می کند. بیشتر قطار الکتریکی از منبع فعلی حذف می شود، بیشتر خط، و در نتیجه مقاومت آن و ولتاژ آن را کاهش می دهد. جریان بر روی ریل ها به منبع پایه مقاومت ریل بازگشته است و زمین تقریبا برابر با صفر است.

اغلب، نیاز به اندازه گیری قدرت مصرف شده از شبکه یا شبکه تولید شده وجود دارد. این لازم است که انرژی مصرف شده یا تولید شده را در نظر بگیرد، و همچنین برای اطمینان از عملکرد طبیعی سیستم قدرت (اجتناب از بیش از حد). شما می توانید قدرت را به روش های مختلفی اندازه گیری کنید - مستقیم و غیر مستقیم. با ابعاد مستقیم، واتمتر استفاده می شود، و با یک آمپر و ولتمتر غیر مستقیم.

اندازه گیری قدرت در مدار DC

با توجه به کمبود اجزای واکنش پذیر و فعال در مدارهای DC برای اندازه گیری خمیر، واتمتر بسیار به ندرت استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، ارزش انرژی مصرف شده یا قطع شده با روش غیر مستقیم اندازه گیری می شود، با استفاده از جریان I در مدار، و با استفاده از ولتاژ بار شما اندازه گیری می شود. پس از آن، با استفاده از یک فرمول ساده P \u003d UI و مقدار قدرت به دست می آید.

برای کاهش به علت اثرات مقاومت داخلی دستگاه ها، دستگاه ها را می توان از طریق طرح های مختلف متصل کرد، یعنی، با مقاومت نسبتا کم بار R، طرح ورود به سیستم استفاده می شود:

و با ارزش زیادی از چنین برنامه ای:

اندازه گیری قدرت در مدار متناوب مدرهای تک فاز

شاید تفاوت اصلی مدار متناوب فعلی از شبکه های DC، شاید این باشد که در ولتاژ متناوب چندین ظرفیت وجود دارد - . اندازه گیری کامل اغلب یک روش غیر مستقیم با استفاده از یک آمپر و ولت متر و ارزش آن برابر با S \u003d UI است.

اندازه گیری همان فعال P \u003d UICOSφ و reactive q \u003d uisinφ با استفاده از یک روش مستقیم با استفاده از یک واتمتر ساخته شده است. برای اندازه گیری واتمتر در زنجیره ای توسط طرح زیر متصل می شود:

جایی که سیم پیچ کنونی باید به صورت متوالی با بار R n متصل شود، و بر این اساس، ولتاژ ولتاژ موازی با بار.

اندازه گیری توان راکتیو در شبکه های تک فاز انجام نمی شود. چنین آزمایش هایی اغلب تنها در آزمایشگاه ها قرار می گیرند، جایی که واتمتر شامل بر اساس طرح های خاص می شود.

اندازه گیری قدرت در مدارهای AC سه فاز

همانطور که در شبکه های تک فاز، و در سه فاز، کل انرژی شبکه را می توان با یک روش غیر مستقیم اندازه گیری کرد، یعنی با استفاده از یک ولت متر و یک آمپر با توجه به طرح هایی که در بالا نشان داده شده است. اگر بار زنجیره سه فاز متقارن باشد، می توانید چنین فرمول را اعمال کنید:

U L - ولتاژ خطی، جریان فاز I-.

اگر بار فاز متقارن نیست، ظرفیت ها از فازها خلاصه می شوند:

هنگام اندازه گیری انرژی فعال در یک زنجیره چهار سیم در هنگام استفاده از سه وات متر، همانطور که در زیر نشان داده شده است:

کل انرژی مصرف شده از شبکه، میزان خواندن واتمتر خواهد بود:

توزیع کمتر و روش اندازه گیری دو وات (فقط برای زنجیره های سه سیم) نیست:

مقدار نشانه های آنها را می توان با بیان زیر بیان کرد:

با یک بار متقارن، فرمول مشابه برای انرژی کامل قابل استفاده است:

جایی که φ تغییر بین جریان و ولتاژ (زاویه تغییر فاز) است.

اندازه گیری مولفه های واکنشی توسط همان طرح ساخته شده است (نگاه کنید به شکل ب)) و در این مورد آن را برابر با تفاوت جبری بین شاخص های دستگاه برابر است:

اگر شبکه متقارن نیست، دو یا سه وات متر برای اندازه گیری مولفه واکنشی استفاده می شود که بر اساس طرح های مختلف متصل می شوند.

فرایند اندازه گیری قدرت فعال و راکتیو

اندازه گیری قدرت فعال مدار مدار متناوب را اندازه گیری کنید. آنها با توجه به طرح های مشابه به عنوان وات متر متصل می شوند. حسابداری برای انرژی واکنشی در مصرف کنندگان تک فاز در کشور ما انجام نمی شود. حسابداری آن تولید می شود زنجیره سه فاز شرکت های صنعتی بزرگ که مقدار زیادی از برق مصرف می کنند. انرژی فعال انرژی فعال شده است CA، واکنشی واجد شرایط متر برق الکترونیک نیز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

سلول کریستال

برق تمام فلزات هادی ها هدایت می شوند جریان الکتریسیته. آنها از فضایی تشکیل شده اند شبکه کریستالکدام گره ها با مراکز یون های مثبت همخوانی دارند. الکترون های آزاد به طور غلط در اطراف یونها حرکت می کنند.

در فلزات هدایت الکترونیکی

جریان الکتریکی در فلزات به نام یک حرکت سفارش داده شده از الکترون های آزاد است.برای جهت جریان جهت حرکتذرات به طور مثبت شارژ شده.

اتهامات الکتریکی می تواند تحت عمل تحت عمل قرار گیرد میدان الکتریکی، بنابراین شرایط وجود ایمیل. جریان حضور یک میدان الکتریکی و حامل های ایمیل رایگان است.

قدرت جریان به صورت عددی برابر با شارژ جریان از طریق این بخش عرضی از هادی هادی در هر واحد زمان است. جریان ثابت نامیده می شود، e اگر قدرت جریان و جهت آن در طول زمان تغییر نمی کند.

1 آمپر (a) برابر با قدرت DC، که در آن، از طریق هر مقطع از هادی برای 1 ثانیه جریان برق 1 سلول. من. = q. 0 nvs جریان فعلی زنجیرها اندازه گیری می شود. تعیین مشروط در زنجیره

کار و قدرت فعلی. جریان الکتریکی ما را با انرژی عرضه می کند. این به دلیل کار میدان الکتریکی به منظور انتقال هزینه های آزاد در هادی رخ می دهد. یک بخش از زنجیره ای را که جریان فعلی جریان دارد را در نظر بگیرید من. ولتاژ در طرح ما نشان می دهد تو، مقاومت سایت R. هنگامی که جریان بر روی یک بخش همگن زنجیره جریان دارد، میدان الکتریکی کار می کند. در طول δ.t. شارژ چپΔ q. = من. Δ t. . میدان الکتریکی در منطقه برجسته کار می کند.Δa. = تو من. Δ t. — این کار نامیده می شودعملیات فعلی الکتریکی . با توجه به کار در سایت مورد توجه می تواند متعهد شود کارهای مکانیکی؛ همچنین می تواند نشت کند واکنش های شیمیایی. اگر این نیست، پس از آن عملیات emailpins تنها منجر به گرمایش هادی می شود. جریان برابر با مقدار گرما منتشر شده توسط هادی با جریان است:— قانون جول - Lenza

قدرت فعلی الکتریکی برابر با عملیات فعلی است Δa. با فاصله زمانی Δ t.برای این کار در این سایت انجام شد: p \u003d IU یا . جریان الکتریکی در SI بیان شده است ژول (ج)، قدرت - در وات (T.).

قانون اهم برای یک زنجیره بسته. منبع فعلی EMF () و مقاومت ( r. )، نامیده می شود درونی؛ داخلی. نیروی الکترومغناطیسی (EMF) نسبت کار اتهامات شخص ثالث برای حرکت شارژ نامیده می شود q. در کنار زنجیره ای، به معنای این هزینه ( 1b \u003d 1J / 1kl) در حال حاضر بسته بندی شده (کامل) زنجیره DC متشکل از یک منبع با برق الکترومغناطیسی و مقاومت داخلی r. و خارجی طرح بندی یکنواخت با مقاومت R. . (r + r ) - مقاومت زنجیره کامل. قانون اهم برای کل زنجیره ای ثبت شده است یا

یکی از پارامترهای توصیف رفتار الکترونها در مدار الکتریکی، به جز ولتاژ و جریان، قدرت را انجام می دهد. این اندازه گیری از مقدار کار است که می تواند در هر واحد زمان انجام شود. کار معمولا با بلند کردن وزن مقایسه می شود. وزن و قد بلندتر آن، کار بیشتر انجام می شود. قدرت سرعت واحد کار را تعیین می کند.

واحد

قدرت ماشین ها در اسب بخار محاسبه می شود - یک واحد اندازه گیری اختراع شده توسط تولید کنندگان موتورهای بخار به منظور اندازه گیری عملکرد آنها در منابع انرژی معمولی آن زمان است. قدرت ماشین نمی گوید که چقدر بالا می تواند به تپه برسد یا چقدر وزن آن را حمل می کند، اما تنها نشان می دهد که چقدر سریع آن را انجام خواهد داد.

قدرت موتور بستگی به سرعت آن و گشتاور شفت خروجی دارد. سرعت در لغزش در دقیقه اندازه گیری می شود. گشتاور لحظه ای از قدرت موتور است که در ابتدا در پوند پوند اندازه گیری شد، و در حال حاضر در نیوتون متر یا ژول.

موتور تراکتور 100 لیتر. از جانب. چرخش به آرامی، اما با یک گشتاور بزرگ. موتور موتور سیکلت قدرت برابر به سرعت چرخش می کند، اما با گشتاور کوچک. معادله محاسبه ظرفیت عبارت است از:

P \u003d 2π S T / 33000، جایی که S سرعت چرخشی، RPM و T لحظه چرخش است.

متغیرها در اینجا لحظه ای و سرعت هستند. به عبارت دیگر، قدرت به طور مستقیم متناسب با ST: P ~ ST است.

قدرت DC

در الکتریک، قدرت وابستگی عملکردی به ولتاژ و جریان است. تعجب آور نیست که آن را شبیه به معادله فوق P \u003d IU است.

اما در اینجا P متناسب با جریان ضرب شده توسط ولتاژ نیست، اما برابر او است. آن را در وات محاسبه می شود، به اختصار W.

مهم است بدانید که جریان و ولتاژ به طور جداگانه قدرت مشخص نیست، تنها کل آنها. ولتاژ کار هر واحد شارژ الکتریکی است و جریان سرعت اتهامات اتهامات است. ولتاژ (معادل کار) شبیه به کار در هنگام بلند کردن وزن در مقابله با قدرت گرانشی است. جریان (سرعت معادل) شبیه به سرعت بلند کردن وزن است. کار آنها قدرت است.

به عنوان موتورهای تراکتور و موتور سیکلت، یک زنجیره ولتاژ بالا و یک جریان کوچک قادر به داشتن همان قدرت با زنجیره ای از ولتاژ پایین و جریان بالا است. ولتاژ و جریان خارج از رابطه نمی توانند قدرت الکتروکوس را مشخص کنند.

مدار باز با ولتاژ و قدرت صفر عملیات فعلی، صرف نظر از ارتفاع ولتاژ، نمی کند. پس از همه، با توجه به فرمول، در هر نقطه، ضرب شده توسط 0، می دهد 0: p \u003d 0 U \u003d 0. در زنجیره بسته از سیم ابررسانایی با مقاومت صفر جریان را می توان در یک ولتاژ برابر صفر به دست آورد، که همچنین منجر به پراکندگی انرژی نمی شود: P \u003d I 0 \u003d 0.

اسب بخار و وات ها همان چیزی را نشان می دهند: مقدار کار که می تواند در هر واحد زمان انجام شود. این واحدها با نسبت ارتباط برقرار می شوند

1 لیتر از جانب. \u003d 745.7 W.

مثال محاسبه

بنابراین، قدرت پمپ الکتریکی در وات برابر با ولتاژ به جریان است.

برای تعیین، برای مثال، ظرفیت بار 3 OHM مقاومت، در مدار با یک باتری قدرت با ولتاژ 12 V، لازم است، اعمال قانون اهم، برای پیدا کردن جریان

I \u003d U / R \u003d 12/3 \u003d 4 a

ضرب قدرت جریان برای ولتاژ و نتیجه مطلوب را به دست می دهد:

p \u003d i \u003d 4 a 12 v \u003d 48 w

بنابراین، لامپ مصرف 48 W.

چه اتفاقی می افتد در حالی که ولتاژ را افزایش می دهد؟

در یک ولتاژ 24 ولت و مقاومت در جریان جریان 3 اهم

I \u003d U / R \u003d 24/3 \u003d 8 a

هنگامی که دو برابر شدن ولتاژ، قدرت فعلی را دو برابر کرد.

p \u003d iu \u003d 8 a 24 v \u003d 192 w

قدرت نیز افزایش یافته است، اما بیشتر. چرا؟ از آنجا که این تابع از محصول ولتاژ به جریان است، ولتاژ و جریان افزایش 2 بار، بنابراین قدرت افزایش 4 بار. این را می توان توسط یک بخش از 192 وات توسط 48، خصوصی که از آن 4 است، بررسی شود.

گزینه های فرمول

با استفاده از جبر برای تبدیل فرمول، می توانید معادله اصلی را دریافت کنید و آن را به مواردی که یکی از پارامترها ناشناخته است تبدیل کنید.

اگر ولتاژ و مقاومت داده شود:

P \u003d (U / R) U یا P \u003d U 2 / R

با جریان شناخته شده و مقاومت:

p \u003d من (I r) یا p \u003d i 2 r

واقعیت تاریخی: رابطه بین ظرفیت پراکنده و قدرت جریان از طریق مقاومت توسط جیمز Prescott Joule باز شد و نه Georg Simon Ohm. این در سال 1841 به صورت معادله P \u003d I 2 R منتشر شد و قانون Joule-Lenza نامیده می شود.

معادلات قدرت:

• p \u003d من
• p \u003d i 2 r
• p \u003d u 2 / r

جریان متناوب

قانون OHM و Joule-Lenza برای DC نصب شد، اما آنها نیز برای مقادیر فوری در حال تغییر جریان و ولتاژ معتبر هستند.

مقدار لحظه ای P برابر با محصول مقادیر لحظه ای از قدرت جریان و ولتاژ است، با توجه به جابجایی خود را با فاز به زاویه φ:

p

از معادله ای که قدرت لحظه ای دارای یک جزء ثابت است، دنبال می کند و باعث می شود حرکات نوسان در اطراف مقدار متوسط \u200b\u200bبا فرکانس دو برابر بیشتر از فرکانس فعلی باشد.

مقدار متوسط \u200b\u200bP (t)، که علاقه عملی است، عبارتند از:

p \u003d (u m i m / 2) cosφ

با توجه به این واقعیت که cos φ \u003d r / z، جایی که z \u003d (r 2 + (ωL - 1 / ω c) 2) 1/2 و u m / z \u003d i،

در اینجا I \u003d I M 2 -1/2 \u003d 0.707 I M ارزش موثر قدرت فعلی است. A.

به طور مشابه، U \u003d U M 2 -1/2 \u003d 0.707 U M استرس کارآمد است، V.

قدرت متوسط \u200b\u200bاز طریق ولتاژ کارآمد و جریان تعیین می شود.

p \u003d u من cos φ، جایی که cos φ عامل قدرت است.

P Electrocuprup به یک نوع حرارتی یا نوع دیگر انرژی می رود. بزرگترین قدرت فعال را می توان در COSφ \u003d 1 به دست آورد، یعنی در غیاب یک تغییر فاز. او قدرت کامل نامیده می شود

S \u003d U I \u003d z I 2 \u003d U 2 / Z

ابعاد آن با ابعاد p همخوانی دارد، اما با هدف تشخیص S توسط ولت آمپر، VA اندازه گیری می شود.

درجه شدت انرژی در الکتروکوپ ها با قدرت راکتیو مشخص می شود

q \u003d U I sinφ \u003d U I P \u003d U P I \u003d \u200b\u200bX I 2 \u003d U 2 / X

این یک بعد از فعال و کامل است، اما به منظور تشخیص آن با Volt-Amperes با واکنش واکنش پذیر بیان می شود.

ظرفیت مثلث

قدرت فعال، واکنش پذیر و کامل با بیان است

S \u003d (P 2 + Q 2) 1/2

قدرت به عنوان یک طرف یک مثلث مستطیلی نشان داده شده است. با استفاده از قوانین مثلثات، می توانید طول یک طرف (مقدار قدرت هر نوع نوع) را در امتداد دو طرف شناخته شده یا طول یک گوشه پیدا کنید. در چنین مثلثی، قدرت فعال، کاتت مجدسی، واکنش پذیر - مخالف، و قدرت کامل - هیپوتنور است. زاویه بین قدرت فعال یا هیپوتیک یا هیپوتنوزوز، برابر با گوشه ای از فاز امپدانس Z مدار الکتریکی است.

شکل جامع ضبط این رابطه به شرح زیر است:

s \u003d p + jq \u003d u من cosφ + j u من sinφ \u003d u e e jφ \u003d U I *

S - قدرت پیچیده؛

من * - مقدار کنونی کنجکاو پیچیده.

جزء واقعی این مجموعه فعال است و تخیلی واکنشی است.

قدرت کامل فوری همیشه دائمی باقی می ماند.

قدرت فعلی سه فاز

بار هر مرحله از الکتروکوپ های سه فاز انرژی را تبدیل می کند یا آن را با منبع برق مبادله می کند. به عنوان یک نتیجه، مدارهای P و Q برابر با قدرت کل تمام فازها هستند:

P \u003d P R + P Y + P B؛ q \u003d q r + q y + q b - اتصال "ستاره"؛

p \u003d P ry + p yb + p br؛ q \u003d q ry + q yb + q br - اتصال "مثلث".

قدرت فعال و واکنشی هر فاز به عنوان یک زنجیره تک فاز تعریف شده است.

قدرت کامل زنجیره سه فاز:

S \u003d (P 2 + Q 2) 1/2،

که در یک فرم جامع شکل دارد

s \u003d p + jq \u003d (p r + p y + p b) + j (q r + q y + q b) \u003d s r + s y + s b \u003d u r i r + y y i y + u b i b.

بار فاز متقارن، نتیجه برابری ظرفیت های آنها است. به همین دلیل است که قدرت فعلی برابر با قدرت فاز فعال و واکنشی سه برابر شده است:

p \u003d 3p φ \u003d 3 i f u f cosφ f \u003d 3 r f i f 2

q \u003d 3 q φ \u003d 3 i f u f sinφ φ \u003d 3 x f i f 2

s \u003d 3 s f \u003d 3 من f u f f

من F و U F اینجا را می توان با مقادیر خطی خود جایگزین کرد، با توجه به اینکه برای ستاره U f \u003d u l؛ من f \u003d i l، و برای یک مثلث U f \u003d u l؛ من f \u003d i 3 -1/2:

P \u003d 3 1/2 I L U L COSφ F؛

q \u003d 3 1/2 من sinφ f؛

s \u003d 3 1/2 من

جریان فرم نانوایی

تعریف P در مدار ناسازگاری شبیه تعریف آن در مدار فعلی سینوسی است، زیرا متوسط \u200b\u200bقدرت لحظه ای برای دوره t

p \u003d 1 / t∫u من dt

قدرت فعال فعلی توسط مجموع اجزای هارمونیک تعیین می شود، از جمله یک ثابت، که یک هارمونیک فرکانس صفر است.

جریان واکنشی جریان به طور مشابه نتیجه افزودن Q از هر هارمونیک است.

q \u003d σu k i k sinφ k \u003d σ Σ q k

عملیات و قدرت DC

عبور از جریان الکتریکی در هادی با هزینه، مقدار مشخصی از انرژی همراه است. اندازه گیری مقدار انرژی صرف شده در واحد زمان است قدرت:

p \u003d.آ /t.

جایی که P قدرت است؛ A - مقدار انرژی صرف شده (کار) در طول T.

با توجه به این فرمول

a \u003d pt

ممکن است هزینه انرژی را محاسبه کنید تا هزینه تجهیزات الکتریکی عملیاتی را تعیین کنید.

قدرت در مدار الکتریکی DC منحصر به فرد با مقاومت این زنجیره و جریان عبور از آن است:

p \u003d i 2 r (3-12)

جایی که من جریان دارم، R مقاومت است.

ساخت جایگزینی با استفاده از قانون، OHM، شما همچنین می توانید دریافت کنید:

p \u003d ui (3-12a)
و
p \u003d u 2 / r (3-12b)

جایی که شما ولتاژ در انتهای زنجیره ای با مقاومت R.

اگر نه کل عرضه (RPODEV) به مدار، قدرت در آن مفید است (RPOL)، سپس آنها صحبت می کنند نسبت کارایی (کارایی) زنجیر، منبع، و غیره

h \u003d rpol / rpodv

مانند KPD همیشه کمتر از یک، پس از آن معمولا به عنوان یک درصد بیان می شود

مسائل بسیار مهم حالت های استفاده از منابع فعلی که در آن به دست آمده است حداکثر کارایی یا بزرگترین "بازگشت".

بر اساس قانون OHM برای کل مدار، هر منبع فعلی واقعی می تواند توسط یک ژنراتور معادل (شکل 3-6، B) نشان داده شود که شامل یک سری از جایگزین متصل شده E با مقاومت داخلی صفر و مقاومت جداگانه RVN است. با بارگیری چنین ژنراتور مقاومتی RN، بسته به نسبت RN و RNN، شما می توانید حالت های بسیار خوبی از بهره برداری از منبع فعلی را دریافت کنید.

اگر RN \u003e\u003e RVN، سپس امپدانس زنجیره ای تقریبا برابر با مقاومت بار است. در این مورد، تغییر در RN جریان را در زنجیره تغییر می دهد، اما تقریبا بر ولتاژ تاثیر نمی گذارد، که به نظر می رسد بسیار نزدیک به ارزش EDC، I.E. umax \u003d e است

چنین حالت استفاده از منبع حالت نامیده می شود ژنراتور ولتاژ. این حالت اصلی بهره برداری از باتری ها و باتری ها است. در حالت ژنراتور ولتاژ، کارایی بسیار نزدیک به 100٪ است، با این حال، قدرت داده شده به زنجیره بیرونی کوچک است، زیرا جریانهای کوچک از منبع انتخاب می شوند.

اگر شما مقاوم در برابر بار کوچک RN<

من مx \u003d.e / rvn

چنین رژیم حالت نامیده می شود جریان ژنراتور. این به طور گسترده ای در تقویت کننده ها استفاده می شود، مقاومت داخلی آن معمولا چندین بار بالاتر از مقاومت بار است. در عین حال، بازده منبع بسیار کوچک (درصد و واحدهای کمتر) است و قدرت انتخاب شده از منبع به زنجیره بیرونی نیز ناچیز است.

سرانجام، رژیم سوم، به طور گسترده ای در نمودارها با ترانزیستورها استفاده می شود حالت هماهنگیمشخص شده با برابری مقاومت بار به مقاومت داخلی ژنراتور (RN \u003d RVN). در عین حال، استرس بر روی بار نیمی از EMF (U \u003d 0.5 E) و در حال حاضر - نیمی از جریان اتصال کوتاه (I \u003d 0.5 IMAX)؛ قدرت، انتخاب شده توسط زنجیره بیرونی، حداکثر و برابر است

rحداکثر \u003dE 2 / (4RVN)

در عین حال، بهره وری منبع 50٪ است. حداکثر قدرت RMA، که قادر به پمپاژ منبع در حالت مذاکره است، اغلب به عنوان قدرت یکبار مصرف ژنراتور RRASP نامیده می شود.

جریان الکتریکی از طریق هادی عبور می کند، آن را گرم می کند. بزرگتر جریان و کوچکتر با این منطقه فعلی بخش صلیب سیم، قوی تر سیم را گرم می کند. به منظور گرمایش ابزارها به جریان بسیار قوی نیست، منطقه مقاطع صلیب سیم باید بر اساس جریان بار انتخاب شود. گرمایش دستگاه تا حد زیادی بستگی به طراحی آن دارد: شرایط خنک کننده بهتر، کمتر دستگاه گرم می شود.

هنگامی که محاسبه سیم ها، تراکم فعلی در موارد مختلف مجاز است، به عنوان مثال، مقدار مجاز جریان 1 میلی متر مربع بخش صلیب سیم است. در موارد رایج ترین روش های تعمیر رادیویی، مقادیر محدود زیر چگالی فعلی Y هدایت می شود:

1. برای سیم های رئوستات و بالستیک، بر روی قاب های پرسلن یا سرامیک با یک لایه از سیم برهنه، Y \u003d 6-10 A / mm2 انجام شده است. برای سیم پیچ های الکترومغناطیسی، رله ها، تماس های طراحی شده برای ترکیب کوتاه مدت، Y \u003d 4-5 A / mm2.

3. برای سیم های ترانسفورماتور با ظرفیت تا 75 وات، و همچنین برای سیم پیچ تریلز، رله ها و مقاومت سیم با سیم پیچ چند لایه (به عنوان مثال مقاومت جابجایی مش)، طراحی شده برای بلند مدت Inclusion، Y \u003d 2-3 A / mm2، ظرفیت مشابه 75 تا 300 وات Y \u003d 1.5 A / mm2.

4. برای shunts و مقاومت اضافی در ابزار اندازه گیری Y<1 а/ мм2.

5. برای دستگاه های گرمایش، بسته به مواد سیم، طراحی دستگاه و شرایط کاری y \u003d 8-20 A / mm2.

تعیین قطر سیم به جریان مشخص شده در چگالی جریان مجاز، Y تولید شده توسط فرمول:

قطر مورد نیاز سیم، MM؛ - جریان، و؛ چگالی فعلی، a / mm2.

هنگام انتخاب تجهیزات رادیویی، مقاومت الهام بخشیدن به ظرفیت تخلیه شده بر مقاومت در طول عملیات دستگاه هدایت می شود. مقاومت های بهبود یافته در ظرفیت های مختلف پراکنده (0.25، 0.5، 1، 1، 2 و یا بیشتر) در دسترس هستند. هنگامی که مقاومت در دستگاه نصب شده است، لازم است اطمینان حاصل شود که قدرت آزاد شده در مقاومت، از هنجار تجاوز نمی کند.

اگر هیچ مقاومت در برابر بار لازم در دست وجود نداشته باشد، سپس به یک ترکیب از مقاومت چندگانه متصل شوید، و به منظور عدم اطمینان از پسیپ ها، توصیه می شود که همان مقاومت را متصل کنید.

مقاومت سیم طراحی شده برای جریان کوچکتر از آن باید به صورت موازی متصل شود، و لازم است به عنوان بسیاری از مقاومت ها متصل شود، چند بار فعلی نیاز به کمتر مورد نیاز برای آنها دارد. به عنوان مثال، اگر جریان در مدار 0.3A باشد، و در اختیار ما مقاومت هایی وجود دارد که بر روی جریان 0.1A محاسبه می شود، سپس برای ورود به مدار مشخص شده، سه مورد از این مقاومت باید متصل شوند. اما در عین حال مقاومت کلی آنها برابر با مشخص شده است، مقدار هر یک از مقاومت های متصل باید سه برابر کمتر از مشخص شده باشد. اگر مثال زیر نیاز به مقاومت 150 OHM داشته باشد، هر یک از سه مقاومت متصل باید 450 اهم داشته باشد.

اگر، هنگامی که سیم ها سیم ها را تحت فشار سیم در جریان بار لازم قرار ندهید، سیم پیچ را می توان با سیم نازک تولید کرد، اما آن را بلافاصله به دو یا سه سیم هدایت می کند. هنگامی که به دو سیم وصل می شود، قطر سیم ها را می توان 1.4 برابر کمتر در برابر هنجار، و زمانی که به سه سیم 1.8 برابر می شود.

اثر حرارتی جریان

قدرت الکتریکی برای گرمایش مقاومت R صرف می شود. مقدار گرمایی که در طول دوره زمانی آزاد می شود، برابر عمل جریان در این زمان برابر است:

q \u003d.من 2 RT

جریان مغناطیسی

مهمترین استفاده فنی از جریان مغناطیسی، تبدیل انرژی جریان الکتریکی به یک حرکت مکانیکی است. در این اصل، بسیاری از الکتروکوپل ها ساخته می شوند (بلندگوها، تلفن ها)، ابزارهای الکتریکی، رله ها و غیره. بخش اجباری این دستگاه ها یک الکترومغناطیسی (کویل با هسته فولاد) یا یک سلون (کویل بدون هسته) است. در برخی از انواع این دستگاه ها دو کویل وجود دارد. علاوه بر این، خطوط لوله مغناطیسی، آهنرباهای دائمی و هدایت های ویژه برای جریانهای القایی در دستگاه های الکترومغناطیسی استفاده می شود.