Ako nájsť aktuálny výkon - vzorce s príkladmi výpočtu

Vo fyzike sa veľká pozornosť venuje energii a energii zariadení, látok alebo telies. V elektrotechnike tieto koncepty zohrávajú nemenej dôležitú úlohu ako v iných odvetviach fyziky, pretože záleží na tom, ako rýchlo bude zariadenie vykonávať svoju prácu a aký druh zaťaženia budú niesť elektrické vedenia. Na základe týchto informácií sa vyberajú transformátory pre rozvodne, generátory pre elektrárne a časť vodičov prenosových vedení. V tomto článku vám povieme, ako zistiť výkon elektrického zariadenia alebo inštalácie, poznať prúdovú silu, napätie a odpor.

obsah:

definícia
Vzorce pre výpočty jednosmerných obvodov
Pre striedavý prúd
Príklad výpočtu zdanlivého výkonu pre elektromotor
Výpočet pre paralelné a sériové pripojenie
záver

definícia

Sila je skalárne množstvo. Vo všeobecnosti sa rovná pomeru vykonanej práce k času:

P = dA / dt

Jednoducho povedané, toto množstvo určuje, ako rýchlo sa práca vykonáva. Dá sa označiť nielen písmenom P, ale aj W alebo N, meraným vo wattoch alebo kilowattoch, čo je skratka W, respektíve kW.

Elektrická energia sa rovná súčinu prúdu a napätia alebo:

P = UI

Ako to súvisí s prácou? U je pomer práce pri prenose jednotkového náboja a ja určujem, aký náboj prešiel drôtom za jednotku času. V dôsledku transformácií sme získali vzorec, pomocou ktorého môžete nájsť silu, poznať prúdovú silu a napätie.

Vzorce pre výpočty jednosmerných obvodov

Najjednoduchší spôsob výpočtu výkonu pre jednosmerný obvod. Ak je k dispozícii prúdová sila a napätie, na vykonanie výpočtu stačí použiť vzorec uvedený vyššie:

P = UI

Nie je však vždy možné nájsť energiu podľa prúdu a napätia. Ak ich nepoznáte, môžete určiť P s vedomím odporu a napätia:

P = u²/ R

Môžete tiež vykonať výpočet, poznať prúd a odpor:

P = i²* R

Posledné dva vzorce sú vhodné na výpočet sily úseku obvodu, ak poznáte prvok R I alebo U, ktorý naň padá.

Pre striedavý prúd

V prípade elektrického obvodu striedavého prúdu sa však musí zohľadniť celkový, aktívny a reaktívny, ako aj účinník (sosF). Všetky tieto pojmy sme podrobnejšie preskúmali v tomto článku:https://skm.electricianexp.com/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Upozorňujeme iba, že ak chcete zistiť celkový výkon v jednofázovej sieti podľa prúdu a napätia, musíte ich vynásobiť:

S = ui

Výsledok sa získa vo voltoch ampéroch. Na určenie činného výkonu (wattov) je potrebné vynásobiť S koeficientom cosФ. Nájdete ho v technickej dokumentácii k zariadeniu.

P = UIcos

Na určenie jalového výkonu (volt-ampérový jalový prúd) sa namiesto cos cos používa sinF.

Q = UIsinF

Alebo vyjadrte z tohto výrazu:

Odtiaľto môžete vypočítať požadovanú hodnotu.

Nájdenie energie v trojfázovej sieti je tiež ľahké, na stanovenie S (plné) použite vzorec výpočtu pre prúdové a fázové napätie:

S = 3U_Fja_F

A poznať lineárne:

S = 1,73 * U_lja_l

1.73 alebo root 3 - táto hodnota sa používa na výpočet trojfázových obvodov.

Potom, analogicky, zistite, že je P aktívny:

P = 3 U_Fja_F* cos = = 1,73 * U_lja_l* cosФ

Jalový výkon možno určiť:

Q = 3U_Fja_F* sinF = 1,73 * U_lja_l* sinF

Na konci týchto teoretických informácií sa dostaneme k praxi.

Príklad výpočtu zdanlivého výkonu pre elektromotor

Výkon elektromotorov je užitočný alebo mechanický na hriadeli a elektrický. Líšia sa hodnotou koeficientu výkonu (COP), táto informácia sa zvyčajne uvádza na výrobnom štítku elektromotora.

Odtiaľto berieme dáta na výpočet spojenia v trojuholníku s U lineárnym 380 voltov:

P_{na hriadeli}= 160 kW = 160 000 W
n = 0,94
cos Φ = 0,9
U = 380

Potom nájdite činnú elektrickú energiu podľa vzorca:

P = p_{na hriadeli}/ n = 160 000 / 0,94 = 170 213 wattov

Teraz nájdete S:

S = P / cos = 170213 / 0,9 = 189126 W

Je potrebné nájsť a zohľadniť výber kábla alebo transformátora pre elektrický motor. Výpočty sa skončili.

Výpočet pre paralelné a sériové pripojenie

Pri výpočte obvodu elektronického zariadenia musíte často nájsť energiu, ktorá je pridelená samostatnému prvku. Potom musíte zistiť, aké napätie na ňom klesá, či ide o sériové pripojenie alebo aký prúd tečie počas paralelného pripojenia, zvážime konkrétne prípady.

Tu je Itotal:

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

Celkový výkon:

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

Na každom odpore R1 a R2, keďže je ich odpor rovnaký, napätie klesá spolu:

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

A vyniká:

P_{na odpore}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 wattu

Potom s paralelným pripojením v takomto obvode:

Najprv vyhľadajte v každej vetve:

ja₁= U / R₁= 12/1 = 12 ampérov

ja₂= U / R₂= 12/2 = 6 ampérov

A vyniká na každom z:

P_R₁= 12 * 6 = 72 wattov

P_R₂= 12 * 12 = 144 wattov

Celkovo pridelené:

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

Alebo prostredníctvom všeobecného odporu:

R_všeobecné= (R₁* R₂) / (R₁+ R₂) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 Ohm

I = 12 / 0,66 = 18 ampérov

P = 12 * 18 = 216 wattov

Všetky výpočty sa zhodovali, takže nájdené hodnoty sú správne.

záver

Ako vidíte, zistenie sily obvodu alebo jeho úseku nie je vôbec ťažké, nezáleží na tom, či ide o konštantu alebo zmenu. Je dôležité správne určiť celkový odpor, prúd a napätie. Mimochodom, táto znalosť už postačuje na správne stanovenie parametrov obvodu a výber prvkov - koľko wattov na výber rezistorov, prierezov káblov a transformátorov. Pri výpočte radikálu S pri výpočte radikálnej expresie buďte tiež opatrní. Je potrebné dodať len to, že keď platíme účty za energie, ktoré platíme za kilowatthodiny alebo kWh, rovnajú sa množstvu energie spotrebovanej za určité časové obdobie. Napríklad, ak ste pripojili 2 kilowattové ohrievače na pol hodiny, potom bude merač navíjať 1 kW / h, a za hodinu - 2 kW / h a tak ďalej.

Nakoniec vám odporúčame pozerať si užitočné video na tému článku: