Закрыть

Формула мощности p: Формула мощности тока

Содержание

Электрическая мощность. Краткие определения. Расчет и формула мощности.

Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ватт (русское обозначение: Вт, международное: W).

Обозначается литерой - P.

Формулы расчета электрической мощности:

P = U * I

P - мощность в ваттах,

U - напряжение в вольтах,

I - Ток в амперах.

P = I2 * R

P - мощность в ваттах,

I - ток в амперах,

R - сопротивление нагрузки в омах

P = U2 / R

P - мощность в ваттах,

U - напряжение в вольтах,

R - сопротивление нагрузки в омах

Пример расчета.

Мы имеем в однофазной сети 220 вольт кабельную линию защищенную автоматом с номинальным током 16 ампер. Соответственно, максимальный электропотребитель, который мы можем запитать через эту кабельную линию - 3520 Ватт ( 220 вольт умноженны на 16 Ампер).

Либо у нас есть электрический обогреватель на 2 кВт (2000 ватт) при включении его в розетку его потребляемый ток (ток в цепи) будет 9,1 Ампер.

Мощность установленная и расчетная в чем разница.

Часто на схемах энергоснабжения и в пояснениях встречаются понятия установленной и расчетной мощности.

Установленная мощность - Pу - максимальная потребляемая мощность электроприбора. 

Расчетная мощность (расчетная нагрузка) Рр - это установленная мощность с определенным коэффициентом спроса К, которые можно посмотреть в СП 256.1325800.2016 "Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа"

Расчетная мощность относится не конкретно к какому-либо электропотребителю, а к группе потребителей.

Примеры для понимания:

1. У нас есть три потребителя - 4х комфорочная электроплита, телевизор, люстра, бра.

Установленная мощность - это сумма максимальной потребляемой мощности всех этих электроприборов. То есть мощность включенной со всеми комфорками электроплиты + люстра + телевизор + бра.

Но поскольку, мы редко включаем все потребители полностью, для расчетов используется расчетная мощность групп потребителей, которая  всегда меньше установленной мощности, за исключением уличного освещения.

2. В многоквартирном доме 100 квартир-студий, в каждой из которых по одному светильнику на 20 Вт. В данном случае Ру = 2000 Вт.

Но в связи с тем, что вероятность включения светильников во всех квартирах одновременно низка, для расчетов используются определенные коэффициенты и Рр = Ру * К

Формула мощности источника электрической энергии. Знание

При проектировании электрооборудования и расчёте кабелей и пусковой и защитной аппаратуры важно правильно рассчитать мощность и ток электроаппаратуры. В этой статье рассказывается о том, как найти эти параметры.

Что такое мощность

При работе электронагревателя или электродвигателя они выделяют тепло или выполняют механическую работу, единица измерения которой – 1 джоуль (Дж).

Одна из основных характеристик электрооборудования – мощность, показывающая количество тепла или произведённой работы за 1 секунду и выражающаяся в ваттах (Вт):

1Вт=1Дж/1с.

В электротехнике 1Вт выделяется при прохождении тока в 1А при напряжении 1В:

Согласно закону Ома, найти мощность можно также, зная сопротивление нагрузки и ток или напряжение:

P=U*I=I*I*R=(U*U)/R, где:

  • P (Вт) – мощность электроприбора;
  • I (А) – ток, протекающий через устройство;
  • R (Ом) – сопротивление аппарата;
  • U (В) – напряжение.

Номинальной называют мощность при номинальных параметрах сети и номинальной нагрузке на валу электродвигателя.

Для того чтобы узнать количество электричества, потреблённого за весь период работы, её необходимо умножить на время, которое аппарат работал. Поучившаяся величина измеряется в кВт*ч.

Расчёт в сетях переменного и постоянного напряжения

Электросеть, питающая электроприборы, может быть трёх видов:

  • постоянное напряжение;
  • переменное однофазное;
  • переменное трёхфазное.

Для каждого вида при расчётах используется своя формула мощности.

Расчёт в сети постоянного напряжения

Самые простые расчёты производятся в электросети постоянного тока. Мощность электроаппаратов, подключённых к ней, прямо пропорциональна току и напряжению и, чтобы найти её, используется формула:

Например, в электродвигателе с номинальным током 4,55А, подключённом к электросети 220В, мощность равна 1000 Ватт, или 1кВт.

И, наоборот, при известных напряжении сети и мощности ток рассчитывается по формуле:

Однофазные нагрузки

В сети, в которой отсутствуют электродвигатели, а также в бытовой электросети можно пользоваться формулами для сети постоянного напряжения.

Интересно. В бытовой электросети 220В ток можно вычислить по упрощённой формуле: 1кВт=5А.

Мощность переменного тока вычисляется сложнее. Эти аппараты, кроме активной, потребляют реактивную энергию, и формула:

показывает полную потребляемую энергию устройства.

Для того чтобы узнать активную составляющую, нужно учесть cosφ – параметр, показывающий долю активной энергии в полной:

Ракт=Робщ*cosφ=U*I*cosφ.

Соответственно, Робщ=Ракт/cosφ.

Например, в электродвигателе с Ракт 1кВт и cosφ 0,7 полная энергия, потребляемая устройством, будет 1,43кВт, и ток – 6,5А.

Расчет в трехфазной сети

Трёхфазную электросеть можно представить как три однофазных сети. Однако в однофазных сетях используется понятие «фазное напряжение» (Uф), измеряемое между нулевым и фазным проводами, в сети 0,4кВ, равное 220В. В трёхфазных электросетях вместо «фазного» применяется понятие «линейное напряжение» (Uлин), измеряемое между линейными проводами и в сети 0,4кВ, равное 380В:

Uлин=Uф√3.

Поэтому формула для активной нагрузки, например, электрокотла, выглядит так:

При определении мощности электродвигателя необходимо учитывать cosφ, выражение приобретает следующий вид:

P=U*I*√3*cosφ.

На практике этот параметр обычно известен, а узнать необходимо ток. Для этого используется следующее выражение:

I=P/(U*√3*cosφ).

Например, для электродвигателя 3кВт (3000Вт) и cosφ 0,7 расчёт получается таким:

I=3000/(380*√3*0,7)=5,8А.

Интересно. Вместо вычислений можно считать, что в трёхфазной сети 380В 1кВт соответствует 2А.

Лошадиная сила

В некоторых случаях при определении мощности автомобилей пользуются устаревшей единицей измерения «лошадиная сила».

Эту единицу ввел в обращение Джеймс Уайт, в честь которого названа единица мощности 1 Ватт, в 1789 году. Его нанял один пивовар для постройки парового двигателя для насоса, способного заменить лошадь. Чтобы определить, какой необходим двигатель, взяли лошадь и запрягли её качать воду.

Считается, что пивовар взял самую сильную лошадь и заставил её работать без отдыха. Реальная сила лошади меньше в 1,5 раза.

Безаварийная работа устройства зависит от соответствия технических характеристик прибора нормам питающей сети. Зная напряжение, сопротивление и силу тока в цепи, электрик поймёт, как найти мощность. Формула расчёта важного параметра зависит от свойств сети, в которую подключается потребитель.

Труд электричества

Механические устройства и электрические приборы предназначены для выполнения работы. Согласно второму закону Ньютона, кинетическая энергия, которая воздействует на материальную точку в течение определённого промежутка времени, совершает полезное действие. В электродинамике поле, созданное разностью потенциалов, переносит заряды на участке электрической цепи.

Объём, производимой током работы, зависит от интенсивности электричества. В середине XIX века Д. П. Джоуль и Э. Х. Ленц решали одинаковую проблему. В проводимых опытах кусок проволоки с высоким сопротивлением разогревался, когда через него пропускался ток. Учёных интересовал вопрос, как вычислить мощность цепи. Для понимания процесса, происходящего в проводнике, следует ввести следующие определения:

Мощность - это работа, производимая током в проводнике за какой-то временной период. Утверждение описывает формула: P = A ∕ ∆t.

На участке цепи разность потенциалов в точках a и b совершает работу по перемещению электрических зарядов, которая определяется уравнением: A = U ∙ Q. Ток представляет собой суммарный заряд, прошедший в проводнике за единицу времени, что математически выражается соотношением: U ∙ I = Q ∕ ∆t. После преобразований получается формула мощности электрического тока: P = A ∕ ∆t = U ∙ Q ∕ ∆t = U ∙ I. Можно утверждать, что в цепи проводится работа, которая зависит от мощности, определяемой током и напряжением на контактах подключённого электрического устройства.

Производительность постоянного тока

В линейной цепи без конденсаторов и катушек индуктивности соблюдается закон Ома. Немецкий учёный обнаружил взаимосвязь тока и напряжения от сопротивления цепи. Открытие выражается уравнением: I = U ∕ R. При известном значении сопротивления нагрузки мощность вычисляется двумя способами: P = I ² ∙ R или P = U ² ∕ R.

Если ток в цепи течёт от плюса к минусу, то энергия сети поглощается потребителем. Такой процесс проистекает при зарядке аккумуляторной батареи. Если движение тока совершается в противоположном направлении, то мощность отдаётся в электрическую цепь. Так происходит в случае питания сети от работающего генератора.

Мощность переменной сети

Расчёт переменных цепей отличается от вычисления параметра производительности в линии постоянного тока. Это связано с тем, что напряжение и ток изменяются во времени и по направлению .

В цепи со сдвигом фаз тока и напряжения, рассматриваются следующие виды мощности:

  1. Активная.
  2. Реактивная.
  3. Полная.

Активный компонент

Активная часть полезной мощности учитывает скорость невозвратного преобразования электричества в тепловую или магнитную энергию. В линии тока с одной фазой активная составляющая вычисляется по формуле: P = U ∙ I ∙ cos ϕ.

В международной системе единиц СИ величина производительности измеряется в ваттах. Угол ϕ определяет смещение напряжения по отношению к току. В трёхфазной цепи активная часть складывается из суммы мощностей каждой отдельной фазы.

Реверсивные потери

Для работы конденсаторов, катушек индуктивности, обмоток электродвигателей затрачивается сила сети. Из-за физических свойств таких устройств энергия, которая определяется реактивной мощностью, возвращается в цепь.

Величина отдачи рассчитывается при помощи уравнения : V = U ∙ I ∙ sin ϕ.

Единицей измерения принят ватт. Возможно использование внесистемной меры подсчёта var, название которой составлено из английских слов volt, amper, reaction. Перевод на русский язык соответственно означает «вольт», «ампер», «обратное действие».

Если напряжение опережает ток, то смещение фаз считается больше нуля. В противном случае сдвиг фаз отрицательный. В зависимости от значения sin ϕ реактивная составляющая носит положительный или отрицательный характер. Присутствие в цепи индуктивной нагрузки позволяет говорить о реверсивной части больше нуля, а подключённый прибор потребляет энергию. Использование конденсаторов делает реактивную производительность минусовой, и устройство добавляет энергию в сеть.

Во избежание перегрузок и изменения установленного коэффициента мощности в цепи устанавливаются компенсаторы. Такие меры снижают потери электроэнергии, понижают искажения формы тока и позволяют использовать провода меньшего сечения.

В полную силу

Полная электрическая мощность определяет нагрузку, которую потребитель возлагает на сеть. Активная и реверсивная составляющие объединяются с полной мощностью уравнением: S = √ (P ² + V ²).

С индуктивной нагрузкой показатель V ˃ 0, а использование конденсаторов делает V ˂ 0. Отсутствие конденсаторов и катушек индуктивности делает реактивную часть равной нулю, что возвращает формулу к привычному виду: S = √ (P ² + V ²) = √ (P ² + 0) = √ P ² = P = U ∙ I. Полная мощность измеряется внесистемной единицей «вольт-ампер». Сокращённый вариант - В ∙ А.

Критерий полезности

Коэффициент мощности характеризует потребительскую нагрузку с точки зрения присутствия реактивной части работы. В физическом смысле параметр определяет сдвиг тока от приложенного напряжения и равен cos ϕ. На практике это означает количество тепла, выделяемого на соединительных проводниках. Уровень нагрева способен достигать существенных величин.

В энергетике коэффициент мощности обозначается греческой буквой λ. Диапазон изменения от нуля до единицы или от 0 до 100%. При λ = 1 подаваемая потребителю энергия расходуется на работу, реактивная составляющая отсутствует. Значения λ ≤ 0,5 признаются неудовлетворительными.

Безотказная работа приборов в электрической линии обусловлена правильным расчётом технических параметров. Найти мощность тока в цепи помогает набор формул, выведенных из законов Джоуля - Ленца и Ома. Принципиальная схема, грамотно составленная с учётом особенностей применяемых устройств, повышает производительность электросети.

Мгновенная электрическая мощность

Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

где - тензор проводимости .

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то мощность можно вычислить по формуле:

Для пассивной линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома , можно записать:

Если цепь содержит источник ЭДС , то отдаваемая им или поглощаемая на нём электрическая мощность равна:

Если ток внутри ЭДС противонаправлен градиенту потенциала (течёт внутри ЭДС от плюса к минусу), то мощность поглощается источником ЭДС из сети (например, при работе электродвигателя или заряде аккумулятора), если сонаправлен (течёт внутри ЭДС от минуса к плюсу), то отдаётся источником в сеть (скажем, при работе гальванической батареи или генератора). При учёте внутреннего сопротивления источника ЭДС выделяемая на нём мощность прибавляется к поглощаемой или вычитается из отдаваемой.

Мощность переменного тока

В переменном электрическом поле формула для мощности постоянного тока оказывается неприменимой. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности , удобно обратиться к теории комплексных чисел . Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность - мнимой частью, полная мощность - модулем, а угол φ (сдвиг фаз) - аргументом. Для такой модели оказываются справедливыми все выписанные ниже соотношения.

Активная мощность

Среднее за период T значение мгновенной мощности называется активной мощностью: В цепях однофазного синусоидального тока где U и I - среднеквадратичные значения напряжения и тока , φ - угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sin φ , более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная мощность

Единица полной электрической мощности - вольт-ампер (V·A, В·А)

Полная мощность - величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U·I ; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0 , а при ёмкостной Q

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода , кабели , распределительные щиты , трансформаторы , линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Комплексная мощность

Наличие нелинейных искажений тока в цепи означает нарушение пропорциональности между мгновенными значениями напряжения и силы тока, вызванное нелинейностью нагрузки, например когда нагрузка имеет реактивный или импульсный характер. При линейной нагрузке сила тока в цепи пропорциональна мгновенному напряжению, вся потребляемая мощность является активной. При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы. Мощность нелинейных искажений не является активной и включает в себя как реактивную мощность, так и мощность прочих искажений тока. Данная физическая величина имеет размерность мощности, поэтому в качестве единицы измерения неактивной мощности можно использовать В∙А (вольт-ампер) или вар (вольт-ампер реактивный). Вт (ватт) использовать нежелательно, чтобы неактивную мощность не спутали с активной.

Связь неактивной, активной и полной мощностей

Величину неактивной мощности обозначим N . Через i обозначим вектор тока, через u - вектор напряжения. Буквами I и U будем обозначать соответствующие действующие значения:

Представим вектор тока i в виде суммы двух ортогональных составляющих i a и i p , которые назовём соответственно активной и пассивной. Поскольку в совершении работы участвует только составляющая тока, коллинеарная напряжению, потребуем, чтобы активная составляющая была коллинеарна напряжению, то есть i a = λu , где λ - некоторая константа, а пассивная - ортогональна, то есть Имеем

Запишем выражение для активной мощности P , скалярно умножив последнее равенство на u :

Отсюда находим

Выражение для величины неактивной мощности имеет вид где S = U I - полная мощность.

Для полной мощности цепи справедливо представление, аналогичное выражению для цепи с гармоническими током и напряжением, только вместо реактивной мощности используется неактивная мощность:

Содержание:

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 различные понятия, хотя и находящиеся в определенной зависимости между собой. 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.

Что такое мощность электрического тока

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 - . 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 , 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 - и . 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 (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.

Содержание:

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.

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:

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:

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.

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.

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.

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

формула формула мощности электрического тока

Электрический ток является физическим процессом. Если говорить упрощенно, то это упорядоченное движение заряженных частиц. Его протекание можно измерить и соответственно выразить в символьном и цифровом виде. Формула электрического тока, представляет собой выражение качественных и количественных параметров через сопротивление проводника, напряжение или разность потенциалов, а также через его силу. Так как любое перемещение чего-либо, подразумевает под собой совершение работы, то дополнительно можно вести разговор об электричестве используя формулу мощности электрического тока.

Основные понятия и формулы характеризующие электрический ток

Количественным параметром электрического тока является его сила, представляющая собой скалярную величину и выражающуюся в отношении заряда (принято обозначать буквой q) к периоду времени (t), за которое он пересекает сечение проводника. Следовательно, формула электрического тока, а если говорить правильно его сила, будет выглядеть следующим образом — I=q/t. Измеряется данный параметр в амперах. Так как скалярные величины являются действительными числами и определяются только значением, сила тока не может иметь отрицательный знак. С учетом того, что величина заряда не является постоянным параметром для разных электрических цепей, было введено понятие – плотность электрического тока (j), формула которой выглядят так – j=I/S, где S – площадь, пересекаемая зарядами. Следовательно, при увеличении силы тока и уменьшении поперечного сечения проводника плотность тока возрастает и наоборот. Как отмечалось выше, важными параметрами электричества, вернее электрической цепи являются напряжение в ней и сопротивление проводящих ток элементов.

Формула выражения силы электрического тока через сопротивление и напряжение

В отличие от фундаментальных исследований, в основе которых лежат теоретические выкладки данная зависимость была выведена практическим путем. Автором открытия является физик Ом, в честь которого закон и получил свое имя. По результатам своих опытов и экспериментов Ом пришел к выводу что сила тока (I) напрямую зависит от величины напряжения (U)и имеет обратную зависимость от сопротивления (R) элементов и деталей, включенных в электрическую цепь. Эту связь можно представить в виде – I=U/R. Путем несложных преобразований, формулы сопротивления и напряжения, выраженные через силу тока, будут выглядеть следующим образом – R=U/I и U=IxR, соответственно.


Формула силы электрического тока

Сопротивление электрического тока: формула
Формула напряжения электрического тока

Работа и мощность электрического тока

Формула мощности (Р) электрического тока напрямую зависит от его работы (А). Под работой тока подразумевается преобразование электрической энергии в механический, тепловой, световой или иной ее вид. Величина данного процесса напрямую зависит от времени его протекания, силы тока и напряжения в сети. Это можно выразить следующей формулой – А=IxUxt. Произведение (IxU) является ничем иным как мощностью. Следовательно, чем выше напряжение или сила тока в сети, тем большую мощность имеет электрический ток и большую работу он может совершить за единицу времени. Формула мощности электрического тока имеет следующий вид – Р=А/t или Р=IxU.


Работа электрического тока формула
Формула мощности электрического тока

Поэтому, если необходимо вычислить, какую работу производит ток, протекая по цепи в течение определенного времени, необходимо умножить мощность на временной промежуток, выраженный в секундах. Рассмотрим применение формул расчета работы и мощности электрического тока на примере электрического двигателя, подключенного к сети 220 В, а сила тока, измеренная амперметром для этого участка, составила 10А.

Р (мощность двигателя) = 10А (сила тока) х 220В (напряжение в сети) = 2200 Вт = 2,2 кВт.

Зная данный показатель, а также реальное или предполагаемое время функционирования электродвигателя можно определить какую работу он совершит за этот отрезок времени или другим словами сколько будет потрачено электроэнергии. Если двигатель был включен, например, 1 час, то можно найти искомое значение.

А (работа, совершенная двигателем) = 2,2 кВт (мощность) х 1 (время работы в часах) = 2,2 кВт ч. Именно этот показатель будет отражен на приборе учета расхода электроэнергии.

Исходя из того, что электрический ток является физическим процессом, то какой-либо его неизвестный параметр можно определить, зная его остальные характеристики. Приведем наиболее распространенные формулы для определения характеристик электрической цепи применяемые в электротехнике.

Напряжение или разность потенциалов
  • U = RxI
  • U = P/I
  • U = (P*R)1/2
Сила электрического тока
Сопротивление
  • R = U / I
  • R = U2/ P
  • R = P / I2
Мощность

В заключение отметим, что приведенная информация справедлива для цепей с постоянным электрическим током. Формулы, применяемые для расчета характеристик переменного тока, будут отличаться за счет введения дополнительных переменных и характеристик свойственных данному типу электричества.

мощность постоянного тока

Немного о мощности постоянного тока. Не надо долго ходить за примерами и что-то объяснять в том плане, что механическая работа, которую совершает двигатель, выделяемая нагревателем теплота вполне измеримы. От каких же величин зависит совершаемая работа?
Чем дольше потребители тока, будь то лампы или двигатель, включены, тем больше электроэнергии потребляется. И тем больше количество произведенной работы. Но и при простом увеличении количества потребителей сила тока увеличивается, поскольку обычно они включаются параллельно. Следовательно, произведенная электрическая работа возрастает с увеличением силы тока и времени. Но влияет еще и третья величина. Две параллельно включенные лампы потребляют двойную энергию по сравнению с одной. А, значит, и двойной ток. Тот же результат получим, если соединим две лампы последовательно и подадим двойное напряжение (см. рис.1).
Электрическая работа зависит, следовательно, и от напряжения. Поэтому для работы электрического тока в течение отрезка времени получим зависимость:


W=UIt

Здесь U - напряжение, I - сила тока, t - время, W - количество произведенной работы. Теперь о самой мощности. Под мощностью понимают работу, совершаемую за определенное время. Таким образом, P=W/t. Если теперь вместо W подставить выражение для электрической работы, то

P=UIt/t=UI

Таким образом, мощность - это произведение напряжения на силу тока. Единицей мощности служит 1Вт, в честь ее открывателя, шотландского инженера, Джеймса Уайта (1736 - 1819).
Вернувшись назад к формуле работы тока W=UIt увидим, что это произведение электрической мощности P=UI и времени t, в течение которого эта мощность действует. Если время выразить в часах, то плучим количество потребленной энергии "ватт-час". Такая единица измерения является маленькой, поэтому пользуются "киловатт-часом". 1кВтч=1000Втч
Кстати, кто еще далек от электричества, есть "хитрый" перерасчет электрической мощности в механическую:

1кВтч=367000кгс*м; 1кВт=102кгс*м/с

Работа и мощность тока — урок. Физика, 8 класс.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

U=Aq, где \(U\) – напряжение, \(А\) – работа тока, \(q\) – электрический заряд.

Таким образом, говоря другими словами,

напряжение на концах участка цепи численно равно работе, которая совершается при прохождении по этому участку электрического заряда в 1 Кл.

При прохождении по этому же участку электрического заряда, равного не \(1\) Кл, а, например, \(10\) Кл, совершённая работа будет в \(10\) раз больше.
Это означает, чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему: A=U⋅q,
Для выражения любой из величин можно использовать приведенные ниже рисунки.
Электрический заряд, прошедший по участку цепи, можно определить, измерив силу тока и время его прохождения: q=I⋅t. Используя это соотношение и подставляя его в формулу A=U⋅q, получим формулу для нахождения работы электрического тока: A=U⋅I⋅t.

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

Чтобы выразить любую из величин из данной формулы, можно воспользоваться рисунком


Как известно, работу измеряют в джоулях, напряжение — в вольтах, силу тока — в амперах и время в секундах.

 

Тогда  1 джоуль = 1 вольт · 1 ампер · 1 секунду, или 1 Дж = 1 В · А ·С.


Из выше сказанного следует, что для измерения работы электрического тока нужны вольтметр, амперметр и часы. Например, для определения работы, которую совершает электрический ток, проходя по спирали лампы накаливания, необходимо собрать цепь, изображенную на рисунке. Вольтметром измеряется напряжение на лампе, амперметром – сила тока в ней. А при помощи часов (секундомера) засекается время горения лампы.

 

Например,

 

I = 1,2 АU = 5 Вt = 1,5 мин = 90 сА = U⋅I⋅t = 5⋅1,2⋅90 = 540 (Дж) 

 

Обрати внимание!

Работа чаще всего выражается в килоджоулях или мегаджоулях.

\(1\) кДж = 1000 Дж или \(1\) Дж = \(0,001\) кДж;
\(1\) М Дж = 1000000 Дж или \(1\) Дж = \(0,000001\) МДж.

На практике работу электрического тока

измеряют специальными приборами — счётчиками. Счётчики электроэнергии можно видеть в каждом доме.

 

 

Из курса физики известно, что мощность численно равна работе, совершённой в единицу времени N = Аt. Следовательно, чтобы найти мощность электрического тока, надо его работу  A=U⋅I⋅t разделить на время.

В отличие от механической мощности мощность тока обозначают буквой \(Р\).

P=At=U⋅I⋅tt=U⋅I. Отсюда следует, что

мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока: P=U⋅I.

Из этой формулы можно определить и другие физические величины.
Для удобства можно использовать приведенные ниже рисунки.

 

За единицу мощности принят ватт; \(1\) Вт = \(1\) Дж/с.

 

Из формулы P=U⋅I следует, что


\(1\) ватт =\(1\) вольт х \(1\) ампер, или \(1\) Вт = \(1\) В ∙ А.

Обрати внимание!

Используют также единицы мощности, кратные ватту: гектоватт (гВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт).
\(1\) гВт = \(100\) Вт или \(1\) Вт = \(0,01\) гВт;
\(1\) кВт = \(1000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,001\) кВт;
\(1\) МВт = \(1 000 000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,000001\) МВт.

Измерить мощность электрического тока можно с помощью вольтметра и амперметра.

 

 

Чтобы вычислить искомую мощность, необходимо напряжение умножить на силу тока. Значение силы тока и напряжение определяют по показаниям приборов.

 

I = 1,2 АU = 5 ВP = U⋅I = 5⋅1,2 = 6 (Вт)

 

Существуют специальные приборы — ваттметры, которые непосредственно измеряют мощность электрического тока в цепи. Они бывают аналоговые и цифровые. В зависимости от сферы применения у них различаются пределы измерения.

 

аналоговый ваттметр

аналоговый ваттметр

аналоговый ваттметр

цифровой ваттметр

 

Подключим к цепи по очереди две лампочки накаливания, сначала одну, а затем другую и измерим силу тока в каждой из них. Она будет разной.

 

 

 

Сила тока в лампочке мощностью \(25\) ватт будет составлять \(0.1\) А. Лампочка мощностью \(100\) ватт потребляет ток в четыре раза больше — \(0.4\) А. Напряжение в этом эксперименте неизменно и равно \(220\) В. Легко можно заметить, что лампочка в 100 ватт светится гораздо ярче, чем \(25\)-ваттовая лампочка. Это происходит от того, что ее мощность больше. Лампочка, мощность которой в \(4\) раза больше, потребляет в \(4\) раза больше тока. Это показывает, что

 

Обрати внимание!

мощность прямо пропорциональна силе тока.

Что произойдет, если одну и ту же лампочку подсоединить к источникам различного напряжения? В данном случае используется напряжение \(110\) и \(220\) В.


  Можно заметить, что при большем напряжении лампочка светится ярче, значит, в этом случае ее мощность будет больше. Это означает, что

Обрати внимание!

мощность зависит от напряжения.

Рассчитаем мощность лампочки в каждом случае:

 

I=0,2АU=110ВP =U⋅I=110⋅0,2=22(Вт)I=0,4АU=220ВP =U⋅I=220⋅0,4=88(Вт)

 

Можно сделать вывод, что при увеличении напряжения в \(2\) раза мощность увеличивается в \(4\) раза.
Не следует путать эту мощность с номинальной мощностью лампы (мощность, на которую рассчитана лампа). Номинальная мощность лампы (а соответственно - ток через нить накала и её расчётное сопротивление) указываются только для номинального напряжения лампы (указано на баллоне, цоколе или упаковке).


 

 

В таблице дана мощность потребляемая различными приборами и устройствами:

 

Название

Рисунок

Мощность

калькулятор

\(0,001\) Вт

лампы дневного света

\(15 - 80\) Вт

лампы накаливания

\(25 - 5000\) Вт

компьютер

\(200 - 450\) Вт

электрический чайник

\(650 – 3100\) Вт

пылесос

\(1500 - 3000\) Вт

стиральная машина

\(2000 - 4000\) Вт

трамвай

\(150 000 – 240000\) Вт

Источники:

Перышкин А. В Физика. 8 класс // ДРОФА, 2013

http://уроки.мирфизики.рф/%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%82%d0%b0-%d0%b8-%d0%bc%d0%be%d1%89%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c-%d1%8d%d0%bb%d0%b5%d0%ba%d1%82%d1%80%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%be%d0%b3%d0%be-%d1%82%d0%be%d0%ba/

http://phscs.ru/physicsus/electric-power

http://class-fizika.narod.ru/8_34.htm

Мощность постоянного тока

Мощность постоянного тока P – это величина, которая показывает какую работу совершил постоянный ток по перемещению электрического заряда за единицу времени. Измеряется электрическая мощность, как и механическая – в ваттах.

Для того чтобы понять что такое электрическая мощность представим себе электрическое поле, в котором находится свободная частица.

Под действием напряженности E электрического поля, частица перемещается из точки a в точку b.  

При перемещении частицы из точки a в точку b электрическое поле совершает работу А. Эта работа зависит от напряженности, заряда и расстояния между a и b. 

Так как работа зависит еще и от величины заряда, то энергетической характеристикой электрического поля служит напряжение, которое является отношением работы A по перемещению заряда к величине самого заряда Q.

 

Если заряд равен единичному (Q=1), то получается, что напряжение это есть работа по перемещению единичного заряда из точки a в точку b.

 

Мощность определяется как отношение работы к  промежутку времени , за который была совершена эта работа.

 

Выходит, что мощность, затрачиваемая на единичный заряд равна

 

А на некоторое количество зарядов Q

 

Если присмотреться ко второму множителю, то можно рассмотреть в нем электрический ток, который выражен как скорость изменения заряда. Таким образом, получаем всем известную формулу

 

Для того чтобы узнать, какое количество энергии выделилось источником постоянного тока, нужно воспользоваться законом Джоуля –Ленца.  

Пример

Узнать какое количество энергии получит резистор от источника за 10 секунд, если его сопротивление равно 100 Ом, а ЭДС источника равно 12 В. Сопротивление источника принять равным нулю.

 

Найдем силу тока по закону Ома 

Посчитаем мощность

Такое количество энергии получает резистор за секунду, а за десять секунд он получит в десять раз больше

Рекомендуем прочесть статью о балансе мощностей и о мгновенной мощности.

  • Просмотров: 9215
  • Формула для нахождения мощности - Морской флот

    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 различные понятия, хотя и находящиеся в определенной зависимости между собой. 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.

    Что такое мощность электрического тока

    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.

    Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.

    Мощность электрического тока через напряжение и ток

    Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.

    Мощность является физической величиной, равной, как правило, скоростью изменения энергии целой системы. Если говорить более конкретно о том, чему равна мощность, то можно сказать, что она напрямую зависит от соотношения выполненной за определенный срок времени работы и размера этого самого промежутка времени. Существует понятие средней и мгновенной мощности. То есть, если речь идет о мощности системы в некотором промежутке времени, то это – средняя мощность. Если же рассматривается мощность на данный момент, то это – мгновенная мощность. Отсюда получаем следующую формулу:

    N (мощность) = Е (энергия)/ t (время)

    Следовательно, интеграл, полученный из показателей мгновенной мощности за отдельный срок времени равен полному объему использованной в течение данного периода времени энергии.

    В качестве единицы измерения данной величины принято использовать ватт. Учитывая предыдущую формулу можно сказать, что 1 Ватт = 1 Дж / 1 с. Еще одной популярной единицей для измерения величины мощности считается лошадиная сила.

    Что такое мощность в механике?

    Сила, действующая на тело, находящееся в движении, выполняет работу. В таком случае, мощность определяется скалярным произведением вектора силы и вектора скорости, с которой система движется в пространстве. То есть:

    В данной формуле F – это сила, v – это скорость, a – это угол связывающий вектор скорости и вектор силы.

    Если речь идет о вращательном движении тела, то уместна следующая формула:

    N = M * w = (2П * М * n) / 60

    В данной формуле M – это момент силы, w – это угловая скорость, П – это число Пи, а n – это количество оборотов в установленную единицу времени (в минуту).

    От чего зависит мощность электрической энергии?

    Термин электрической мощности характеризует скорость изменения или передачи электрической энергии. Изучая сеть переменного тока, кроме понятия "мгновенная мощность", которое соответствует традиционно физическому определению, принято использовать и активную мощность. Активная мощность равна среднему показателю мгновенной мощности за период времени, показателю, которым определяется реактивная мощность, соответствующая энергии, перемещающейся между источником и потребителем без диссипации и полному значению мощности, которое определяется произведением активного значения тока и напряжения, не учитывая сдвиг фаз.

    Мощность – физическая величина, равная отношению проделанной работы к определенному промежутку времени.

    Существует понятие средней мощности за определенный промежуток времени Δt . Средняя мощность высчитывается по этой формуле: N = ΔA / Δt , мгновенная мощность по следующей формуле: N = dA / dt . Эти формулы имеют довольно обобщенный вид, так как понятие мощности присутствует в нескольких ветках физики – механике и электрофизике. Хотя основные принципы расчета мощности остаются приблизительно такими же, как и в общей формуле.

    Измеряется мощность в ваттах. Ватт – единица измерения мощности, равная джоулю, деленному на секунду. Кроме ватта, существуют и другие единицы измерения мощности: лошадиная сила, эрг в секунду, масса-сила-метр в секунду.

    • Одна метрическая лошадиная сила равна 735 ваттам, английская – 745 ватт.
    • Эрг – очень малая единица измерения, один эрг равен десять в минус седьмой степени ватт.
    • Один масса-сила-метр в секунду равен 9,81 ваттам.

    Измерительные приборы

    В основном измерительные приборы для измерения мощности используются в электрофизике, так как в механике, зная определенный набор параметров (скорость и силу), можно самостоятельно высчитать мощность. Но таким же способом и в электрофизике можно высчитывать мощность по параметрам, а на самом деле, в повседневной жизни мы просто не используем измерительных приборов для фиксации механической мощности. Так как чаще всего эти параметры для определенных механизмов и так обозначают. Что касаемо электроники, основным прибором является ваттметр, используемый в быту в устройстве обычного электросчетчика.

    Ваттметры можно разделить на несколько видов по частотам:

    Ваттметры могут быть как аналоговыми, так и цифровыми. Низкочастотные (НЧ) имеют в своем составе две катушки индуктивности, бывают как цифровыми, так и аналоговыми, применяются в промышленности и быту в составе обычных электросчетчиков. Ваттметры радиочастотные делятся на две группы: поглощаемой мощности и проходящей. Разница состоит в способе подключения ваттметра в сеть, проходящие подключают параллельно сети, поглощаемые в конце сети, как дополнительную нагрузку. Оптические ваттметры служат для определения мощности световых потоков и лазерных лучей. Применяются в основном на каких-либо производствах и в лабораториях.

    Мощность в механике

    Мощность в механике напрямую зависит от силы и работы, которую эта сила выполняет. Работа же является величиной, характеризующей силу, приложенную к какому-либо телу, под действием которой тело проходит определенное расстояние. Мощность высчитывается по скалярному произведению вектора скорости на вектор силы: P = F * v = F * v * cos a (сила, умноженная на вектор скорости и на угол между вектором силы и скорости (косинус альфа)).

    Так же можно посчитать мощность вращательного движения тела. P = M * w = π * M * n / 30 . Мощность равна (М) моменту силы, умноженному на (w) угловую скорость или пи (п), умноженному на момент силы (М) и (n) частоту вращения, деленных на 30.

    Мощность в электрофизике

    В электрофизике мощность характеризует скорость передачи или превращения электроэнергии. Различают такие виды мощности:

    • Мгновенная электрическая мощность. Так как мощность – это работа, проделанная за определенное время, а заряд движется по определенному участку проводника, имеем формулу: P(a-b) = A / Δt . А-В характеризует участок, через который проходит заряд. 2 / R .

    • Мощность переменного тока не поддается исчислению по формуле постоянного тока. В переменном токе выделяют три вида мощности:
    • Активная мощность (Р), которая равна P = U * I * cos f. Где U и I действующие параметры тока, а f (фи) угол сдвига между фазами. Данная формула приведена как пример для однофазного синусоидального тока.
    • Реактивная мощность (Q) характеризует нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями электрического однофазного синусоидального переменного тока. Q = U * I * sin f. Единица измерения – вольт-ампер реактивный (вар).
    • Полная мощность (S) равна корню квадратов активной и реактивной мощности. Измеряется в вольт-амперах.
    • Неактивная мощность – характеристика пассивной мощности присутствующей в цепях с переменным синусоидальным током. Равна квадратному корню суммы квадратов реактивной мощности и мощности гармоник. При отсутствии мощности высших гармоник равна модулю реактивной мощности.

    Для того, чтобы перетащить 10 мешков картошки с огорода, расположенного в паре километров от дома, вам потребуется целый день носиться с ведром туда-обратно. Если вы возьмете тележку, рассчитанную на один мешок, то справитесь за два-три часа.

    Ну а если закинуть все мешки в телегу, запряженную лошадью, то через полчаса ваш урожай благополучно перекочует в ваш погреб. В чем разница? Разница в быстроте выполнения работы. Быстроту совершения механической работы характеризуют физической величиной, изучаемой в курсе физики седьмого класса. Называется эта величина мощностью. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. То есть, чтобы найти мощность, надо совершенную работу разделить на затраченное время.

    Формула расчета мощности

    И в таком случае, формула расчета мощности принимает следующий вид: мощность= работа/время, или

    где N – мощность,
    A – работа,
    t – время.

    Единицей мощности является ватт (1 Вт). 1 Вт – это такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль. Единица эта названа в честь английского изобретателя Дж. Уатта, который построил первую паровую машину. Любопытно, что сам Уатт пользовался другой единицей мощности – лошадиная сила, и формулу мощности в физике в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, ввели позже. Измерение мощности в лошадиных силах используют и сегодня, например, когда говорят о мощности легкового автомобиля или грузовика. Одна лошадиная сила равна примерно 735,5 Вт.

    Применение мощности в физике

    Мощность является важнейшей характеристикой любого двигателя. Различные двигатели развивают совершенно разную мощность. Это могут быть как сотые доли киловатта, например, двигатель электробритвы, так и миллионы киловатт, например, двигатель ракеты-носителя космического корабля. При различной нагрузке двигатель автомобиля вырабатывает разную мощность , чтобы продолжать движение с одинаковой скоростью. Например, при увеличении массы груза, вес машины увеличивается, соответственно, возрастает сила трения о поверхность дороги, и для поддержания такой же скорости, как и без груза, двигатель должен будет совершать большую работу. Соответственно, возрастет вырабатываемая двигателем мощность. Двигатель будет потреблять больше топлива. Это хорошо известно всем шоферам. Однако, на большой скорости свою немалую роль играет и инерция движущегося транспортного средства, которая тем больше, чем больше его масса. Опытные водители грузовиков находят оптимальное сочетание скорости с потребляемым бензином, чтобы машина сжигала меньше топлива.

    Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы . Работой, совершаемой постоянной силой F , называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S :

    Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α

    P = IV P = I2R расчеты полезность электроприборов, передающих электроэнергию формула расчета стоимости электробезопасность в домашних условиях цвета проводов вилки igcse / gcse 9-1 Примечания к пересмотру физики

    ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 1: Полезные электроприборы в доме, предохранители и заземление, передача электроэнергии

    ТАКЖЕ мощность и расчет передачи энергии в т.ч.

    P = IV = I 2 R = E / t, E = Pt = IVt и стоимость электроэнергии расчеты

    Примечания к редакции физики Доктора Брауна: физика GCSE, IGCSE физика, O уровень & ~ Школьные курсы естественных наук для 9-10 классов в США или их эквиваленты для ~ 14-16 лет студенты-физики

    Почему электрические устройства так полезны? Как мы рассчитываем передачу энергии в электрическом приборе? Что мы понимаем под единицей электроэнергии использовал? Как рассчитать стоимость содержания электрическое устройство?

    Субиндекс для этой страницы

    1.Важный определения, описания, формулы и единицы

    2. Полезность электроприборов например в доме

    3. Подробнее о использование электричества в доме включая аспекты безопасности

    4. Мощность рейтинги например техника в доме

    5. Более об опасностях токоведущего провода, предохранителей и заземляющих устройств за дополнительную плату. безопасность

    6.Мощность, передача энергии и расчет стоимости электроэнергии

    См. Также раздел V = IR, Q = It и E = QV расчеты



    1. Важно определения, описания, формулы и единицы

    Примечание: Вы можете / можете нет (но не волнуйтесь!), столкнулись со всеми этими терминами, это зависит от как далеко продвинулась ваша учеба.В вашем курсе вам может не понадобиться каждая формула - решать вам.

    V разность потенциалов ( p.d ., обычно называемая `` напряжение '') - это движущий потенциал, который перемещает электрический заряд вокруг цепь - обычно электронов .

    Возможная разница - это работа, выполненная в перемещение единицы заряда.

    Показывает, сколько энергии передается за единицу заряда, когда заряд перемещается между двумя точками в цепи е.грамм. между выводами аккумуляторной батареи.

    г. в любой части цепи измеряется в вольтах, В .

    Я ток - это скорость протекания электрического заряда в кулонов в секунду ( Кл / с, ), измеряется в амперах (амперы, A, ).

    Количество переданного электрического заряда a give time = текущий расход в амперах x прошедшее время в секундах

    Формула соединения: Q = Оно , I = Q / t, t = Q / I, Q = электрический заряд перемещается в кулонов ( C ), время т ( с )

    R сопротивление в цепи, измеренное в Ом ( Ом ).

    Сопротивление замедляет прохождение электрического заряда - он противостоит потоку электрического заряда .

    Формула соединения: В = ИК , I = V / R, R = V / I (Это формула для Закон Ома)

    П является мощность , передаваемая цепью = норма энергии передача ( Дж / с ) и измеряется в Вт ( Вт ).

    Формула соединения: P = IV , I = P / V, V = P / I также P = I 2 R (см. также P = E / t ниже)

    E = QV , энергия, передаваемая количеством электрического заряда потенциалом разность вольт.

    Переданная энергия

    (джоулей) = количество электрического заряда (кулоны) x разность потенциалов (вольт)

    Q = E / V, V = E / Q, E = передача энергии в джоулях ( Дж ), Q = электрический заряд перемещен ( C ), В = p.d. ( В )

    E = Pt , P = E / t, t = E / P, где P = мощность ( Вт, ), E = переданная энергия ( Дж) , т = затраченное время ( с )

    Передаваемая энергия в джоулях = мощность в ваттах. x время в секундах

    Формула связи: Поскольку E = Pt и P = IV, переданная энергия E = IVt


    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    2.Полезность электроприборов например в доме

    Вы должны прочитать о видах энергии и энергии магазины, прежде чем изучать эту страницу

    См. Примечания Типы энергии и накопители - сравнение и объяснение примеров

    фен для волос

    тостер

    микроволновая печь

    Радио в стиле ретро

    миксер

    лампа

    портативный компьютер

    погружной нагреватель - бак горячей воды

    Радиатору горячей воды необходим....

    Электродвигатель для перекачки горячей воды к нему

    • Знать, сколько энергии передается устройством и сколько стоит его эксплуатация.

    • Вы должны уметь использовать свои навыки, знания и понимание по адресу:

      • Уметь сравнивать преимущества и недостатки использования разных электроприборов для конкретного заявка,

        • Вам потребуется сравнить различные электроприборы, используя предоставленные данные.

        • Для развивающихся стран, где инфраструктура не имеет надежного электроснабжения, работает от батарей можно использовать устройства, и даже были разработаны радиоприемники с часовым механизмом.

        • Однако батареи стоят дорого. несмотря на то, что это удобный источник накопленной химической энергии, которая преобразует на электрическую энергию по запросу. К тому же они не длятся долго!

        • В случае часового механизма радио с питанием, когда радио "заведено", энергия накапливается в виде эластичного потенциальной энергии и снова высвобождается по мере необходимости для прослушивания радио, для бесплатно! Это полностью избавляет от необходимости в дорогостоящих батареях и их безопасном использовании. утилизация, чтобы избежать загрязнения.

        • Без электросети, сообщества в развивающихся странах не могут иметь одинаковый стандарт материальная жизнь.

      • Вы также должны знать, что некоторые энергия «тратится впустую» или «рассеивается» , потому что электрические приборы никогда не бывает 100% эффективен при включении!

        • Отходы энергии обычно заканчиваются увеличение запаса тепловой энергии компонента или окружающей среды e.грамм. от трения движущихся частей или тепла от перегретых цепей.

        • Несмотря на потраченную впустую энергию во многих бытовые приборы, есть очевидные экземпляры , где мы хотим, чтобы электрические энергия превращается в тепло .

          • Электронагреватели самые очевидные пример - вы используете катушку с высоким сопротивлением для нагрева элемент в приборе, например электрический камин, тостер и др.

            • В обоих случаях резистор становится так жарко, что горит красным - аккумулятор электрической энергии цепи ==> тепловая энергия накопитель резистора ==> инфракрасное излучение ==> накопление тепловой энергии пищи для приготовить или согреть окружающую среду и т. д.

          • Тонкие металлические нити накала лампы должны быть очень горячими, чтобы излучать полезный свет.

          • Предохранители используют эффект перегрева для защиты прибор и мы от поражения электрическим током.


    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    3. Подробнее о у сек электричества в дом включая аспекты безопасности

    Подключения !

    Электроснабжение вашего дома - а.c. ( переменного тока ), где текущее постоянное обратное направление например колебание 50 Гц (50 циклов / сек).

    Напоминание: A d.c. поставка течет только в одном направление (от + к -) и часто имеет гораздо более низкий потенциал разница например п.д. батарей или элементов обычно находится в диапазон от 1,5 В до 24 В.

    Переменный ток питание в цепях кольцевой сети в ваш дом происходит из Национальная грид-система.

    Переменные токи возникают из переменных напряжений, в которых положительная и отрицательная клеммы разности потенциалов продолжают чередоваться (+ <=> -).

    Графики CRO, иллюстрирующие разницу между переменным и постоянным током

    The a.c. электросети в Великобритании обычно составляет около 230-240 В с частотой 50 Гц (50 Гц или 50 циклов в секунду).Он может незначительно отличаться от страны к стране, например немного предложения системы работают на 60 Гц.

    Другие устройства будут использовать постоянного тока. ( постоянного тока ) питание от элементов или батарей , в которых ток течет только в одном направлении например батарейки для фонарей.

    А постоянного тока ток вырабатывается постоянным напряжением - разность потенциалов (p.d.) и является либо положительной, либо отрицательной, но НЕ оба.

    Вы можете преобразовать переменный ток в постоянный ток с использованием диода .

    Многие бытовые электроприборы подключены к сети. к кольцевой сети с помощью трехжильных кабелей , вставленных в заглушка .

    Заглушка (рисунки ниже) вставляется в розетка , которая непосредственно подключен к сети переменного тока электроснабжение.

    Мост розетки имеют собственные выключатели, подключенные к живому проводу цепь кольцевой сети в доме.

    Это позволяет разорвать цепь и изолировать любой прибор, если он опасность поражения электрическим током.

    Кабели состоят из медного провода с сердечником и изоляционный пластиковое покрытие, каждое из которых имеет код цветом , чтобы четко обозначить его функция (аннотированное изображение ниже).

    Цветовая кодировка одинакова для всех приборов. так что вы точно знаете, какой провод какой!

    При неправильном подключении можно перегореть предохранитель или попасть в аварию - смертельный удар электрическим током (см. заземляющий провод), поэтому убедитесь, что вы знаете, что такое и как безопасно подключить вилку независимо от экзамена по физике GCSE!

    Функция каждого из трех проводов в трехжильном кабеле.

    Провод под напряжением - цвет коричневый

    Токоведущий провод обеспечивает переменный токовая разность потенциалов с п.о. +/- ~ 230-240 В.

    Это токоведущий провод, несущий высокий разность потенциалов.

    Выключатель прибора всегда должен находиться в провод под напряжением, иначе цепь всегда была бы под напряжением!

    Токоведущий провод несет p.d. напрямую от сети и к этому «живому» проводу ни в коем случае нельзя прикасаться, если цепь включен по понятным причинам!

    На самом деле вы никогда не должны трогать или манипулировать любым проводом, особенно проводом под напряжением, , если цепь потенциально «живые»!

    Если коснуться живого провода, большой разность потенциалов возникает в вашем теле, и волна тока проходит через ваше тело.Последующие Поражение электрическим током может привести к травмам и смертельному исходу.

    Короткое замыкание неисправного прибора или где-либо в цепи, может вызвать пожар из-за энергии отпуск - электрическая энергия в накопитель тепловой энергии провод и окружение.

    Для прибора последовательность разводка в токоведущем проводе:

    вилка ==> предохранитель ==> выключатель ==> нагревательный элемент

    Это действие предохранителя или цепи выключатель, который защищает вас от повреждений и сводит к минимуму любые опасность пожара тоже.

    Нейтральный провод - цвет синий

    Нейтральный провод замыкает цепь к прибору и уносит ток.

    Нейтральный провод обеспечивает обратный путь к местная электрическая подстанция (трансформатор).

    Нейтральный провод заземлен, так что он как близко к потенциалу земли 0 В.

    Это позволяет току течь через провод под напряжением (максимум p.d. от ~ 230 до 240 В) и вне через нейтральный провод (минимальный п.д. ~ 0 В).

    г. между проводом под напряжением и нейтралью провод ~ 230-240 В для подключения к электросети.

    земля провод - зелёный + жёлтые полосы

    Заземляющий провод имеет функцию безопасности к защитите проводку и ВАС!

    Обычно он не проводит ток и его p.d. должно быть 0 В.

    г. между проводом под напряжением и землей провод ~ 230-240 В.

    Нет п.о. между нулевым проводом и заземляющий провод, оба на 0 В.

    Заземляющий провод подключается к металлическому корпусу прибор и безопасно отводит ток, если в схема.

    Если возникает неисправность и токоведущий провод касается любой проводящей части устройства, ток будет проходить до заземлите через провод заземления и НЕ через вас , если вы касаетесь приборов.

    Это также может и должно привести к срабатыванию предохранителя из-за скачка тока, поэтому цепь разомкнута и сделана безопасный.

    См. Раздел 5. Более об опасностях токоведущего провода, предохранителей и заземляющих устройств за дополнительную плату. безопасность

    Опасность токоведущего провода - опасность поражения электрическим током - безопасность функция заземляющего провода

    В нормальных условиях у вашего тела есть п.d. 0 В относительно земли («земля»).

    К сожалению, если коснуться живого провода с включенной цепью , создается разность потенциалов через ваше тело, и ток течет через вас к земле - 'на Землю'.

    Другими словами, вы испытаете поражение электрическим током - потенциальная травма от поражения электрическим током, и, если ток достаточно большой, он может вас убить!

    Не имеет значения, включен или нет, если вилка в розетке, есть подключение к токоведущему проводу, который всегда имеет п.d. ~ 230-240 V!

    Если есть какое-либо соединение с низким сопротивлением между проводом под напряжением и проводом заземления внезапно возник сильный ток может стекать на землю, что опасно.

    Это причина многих домашних пожаров из-за неисправное соединение, при котором выделяется много тепла.

    Подробнее об электробезопасности см. токоведущий провод и предохранители примечания.


    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    4. Мощность рейтинги например техники

    На нижней стороне тостера наклейка с «электрические» технические детали.

    Вам сообщили, что тостер работает от источника питания. 220-240 В переменного тока частотой 50 или 60 Гц.

    AC означает переменный ток.

    Номинальная мощность от 1900 до 2300 Вт, в зависимости от напряжение (p.d. на нагревательном элементе).

    Это означает, что нагревательный элемент передает энергия со скоростью от 1900 до 2300 Дж / с

    Из информации вы можете рассчитать текущий протекает через нагревательный элемент.

    От: P = I x V, I = P / V, например за п.о. из 230 В и номинальная мощность 2100 Вт: Ток I = 2100/230 = 8.2 А (2 SF)

    Это устройство должно быть защищено с помощью 10 A или предохранитель 13 А . Подробнее см. рассчитайте безопасный номинал предохранителя.

    Примеры номинальной мощности предметов, которые вы найдете в домашних условиях - от наименее мощного до самого сильного.

    Устройство / машина Мощность рейтинг Вт (Дж / с)
    ТВ-монитор 25
    лампочка 50
    маленький LED телевизор 85
    холодильник 100
    пищевой блендер 160
    микроволновая печь 600
    электрочайник 1200
    посудомоечная машина 1200
    пылесос 1400
    микроволновая печь 1600
    фен 1800
    паровой утюг 2000
    погружение в горячую воду обогреватель 3000

    Будьте осторожны, НЕ приравнивайте мощность к стоимость использования прибора.

    Время - другой фактор, чем дольше вы чем больше вы пользуетесь бытовым прибором, тем дороже стоит его использование.

    Некоторые приборы большей мощности, такие как микроволновая печь или утюг используются только непродолжительное время.

    Компьютеры, лампочки и экраны телевизоров, может быть включен в течение многих часов, и стоимость возрастает по мере увеличения количества энергии перенесено / работа сделана!

    Общее словесное уравнение: энергия использовано = мощность x время (см. киловатт-часов)

    Большинство приборов имеют маркировку с указанием мощности. рейтинг, который представляет собой максимальную выходную мощность , с которой он может безопасно использовать .

    Номинальная мощность указывает максимальное количество энергии, передаваемой от одного накопителя энергии к другому в секунду когда приборы используются.

    например Утюг мощностью 700 Вт означает 700 Дж энергии передаются (используются) каждую секунду.

    Нагреватель мощностью 3 кВт переходит в тепловую запас энергии помещения из расчета 3000 Дж / сек.

    Номинальная мощность Полезная информация для Потребитель .

    Чем ниже номинальная мощность, тем меньше электричество, которое он использует, экономя деньги - дешевле в эксплуатации - пока прибор по-прежнему может делать то, что вы от него хотите.

    например если утюг мощностью 500 Вт может работать в то же самое время, что и утюг на 750 Вт, то утюг на 500 Вт более эффективен. эффективный и дешевый способ гладить!

    750-500 = 250, поэтому 250 Дж / с сохраняется в накопитель тепловой энергии глаженной одежды.

    Независимо от номинальной мощности, все равно эффективность прибора, что действительно важно - какой процент затраченная энергия передается при выполнении полезной работы.

    Однако будьте осторожны! только потому, что устройство имеет более высокую мощность рейтинг, это не означает, что он более эффективен, чем более низкая мощность прибор.

    Устройство более высокой мощности может больше энергии i.е. имеет более низкий% КПД с точки зрения электрическая энергия делает полезную работу.

    Напоминание: Мощность устройства = ток x разность потенциалов

    P (W или Дж / с) = I (А) x В (В)

    Подробнее см. расчеты электроэнергии раздел.

    Помимо электроэнергии расчетов для электроприборов, эта формула нужно рассчитайте безопасный номинал предохранителя.

    См. Сохранение энергии, передача-преобразование энергии, эффективность - расчеты и Диаграммы Санки

    и другие сведения о расчетах мощности см. Виды энергии и запасы, расчеты выполненных механических работ и мощности


    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    5.Подробнее об опасностях токоведущего провода и заземляющие устройства для дополнительной безопасности

    По внешнему электричеству снабжение, как и сама земля-земля, ваше тело находится на п.п. из 0 V.

    К сожалению, это означает, что если вы дотронетесь до провод под напряжением или что-либо, что к нему подключено, большой p.d. 240 В возникает через ваше тело, то есть между вами и «землей».

    Следовательно, вы подвергаетесь серьезной опасности поражения электрическим током. шок, потому что ток будет течь через ваше тело на «землю» - к сожалению, жидкости в вашем теле содержат достаточно ионов для эффективное проведение с п.d. 230 В.

    Поток электрического тока удар током, которого может быть достаточно убить тебя.

    Даже если прибор «выключен», существует опасность поражения электрическим током. удар, потому что провод под напряжением все еще находится под высоким pd (например, 240 В).

    ОПАСНОСТЬ - если нагревательный элемент металлический кожух прибора неисправны и они выходят на контакт

    . Примечание

    (i) Ношение электроизоляционных резиновых сапог может защита, но разве это то, что вы обычно носите !?

    (ii) Вода - плохой проводник, но с большой разностью потенциалов может проводить. Вам также следует помните из своей химии (электролиз) что ионы из солей увеличивают электропроводность воды, и у вас есть ионы соли в крови, клетках и нервных клетках. система и т. д.!

    (iii) Это функция предохранителя для защиты вас и устройства от скачков тока (следующий раздел).

    Когда дела идут не так!

    функция предохранителя и как рассчитать предохранитель рейтинг для прибора

    Если ТЭН или металлический кожух прибор неисправен и они связываются с , если вы прикоснувшись к прибору, когда он включен, вы можете быть ударил током , поскольку ток будет протекать через землю (землю).

    НО, вас должно спасти заземление от корпуса к земле и предохранитель , вставленный в вилку или автоматический выключатель (следующий раздел).

    Как работает заземляющий провод и предохранитель в цепи прибора

    В любом домашнем хозяйстве или в промышленной цепи может возникнуть резкий скачок (увеличение) Текущий.

    Скачок тока может быть вызван неисправностью, но иногда даже включение и выключение приборов может вызвать срабатывание чувствительной цепи выключатель, но не должен перегорать предохранитель.

    Скачок тока из-за неисправности может привести к перегреву, повреждению прибора или даже к огонь.

    КЛЮЧ: Провод под напряжением ( коричневый ), нейтральный провод (синий) и заземляющий провод (желтый / зеленый) и выключатель вилки и розетки .

    Прибор оснащен провод заземления и предохранитель в проводе под напряжением - и перед переключателем ВКЛ / ВЫКЛ прибора.

    Из диаграммы выше, где прибором может быть электрический тостер или чайник:

    1. Устройство в безопасном состоянии, заземляющий провод подключен, предохранитель исправен, нет неисправности и выключил.

    2. Устройство в безопасном состоянии, заземляющий провод подключен, предохранитель исправен, нет неисправностей и включен и работает безопасно.

    3. Нагревательный элемент сломан. (может быть, от коррозии) и прикоснувшись к металлическому корпусу, выключился, но Не безопасно.

    4. Прибор включается, и ток течет через корпус в заземления через заземляющий провод, при этом тепло, выделяемое в плавить провод, плавить его, разрывая цепь и делая ее безопасной.

    Итак, если возникает неисправность и провод под напряжением контактирует с металлическим корпусом , затем, пока металлический корпус «заземлен» (подключен к земле провод) скачок тока безвредно протекает от живого провода, через корпус и заземляющий провод на землю.

    Ток должен таять предохранитель, если используется правильный номинал предохранителя, и скачок тока превышает номинал предохранителя (в амперах).

    Вот почему предохранитель должен быть подключенным к токоведущему проводу перед нагревом приборов элемент!

    После того, как плавкий предохранитель расплавится, цепь разорвана, и питание провода отключено.

    Это изолирует весь прибор, поэтому вы не можете получить удар электрическим током от прикосновения к корпусу.

    Предохранители полагаются на «перегрев» эффект для защиты прибора от повреждений (например, отремонтированы) и себя от поражения электрическим током от высокого напряжения ток проходит через наше тело на землю.

    Если температура резистора становится слишком высоким из-за скачка тока, вызывающего перегрев, сопротивление увеличивается и, следовательно, передает тепло своему аккумулятору тепловой энергии.

    Это может мешать работа прибора из-за повышения температуры резистор.

    Температура может повыситься достаточно, чтобы расплавить провод в компоненте схемы и разорвать в цепи останавливает работу «устройства».

    Так работает предохранитель , если возникает неисправность и течет слишком большой ток, плавкий провод плавится от Этот эффект перегрева разрывает цепь и делает ее безопасной.

    Чем больше ток в чем толще должна быть проволока, чтобы свести к минимуму сопротивление и перегрев.Вообще говоря, номинал предохранителя увеличивается с увеличением толщины кабеля.

    Примечание :

    ( i) А также приборы, цепи кольцевого питания к розеткам и освещение защищаются предохранителями таким же образом.

    (ii) Вы можете защищать схемы с помощью автоматические выключатели .

    Есть несколько видов автоматических выключателей e.грамм. некоторые работают с магнитным эффектом соленоида, так что скачок тока вызывает магнитное поле достаточно сильное, чтобы заставить магнит размыкать два контакта, чтобы разорвать цепь.

    Автоматические выключатели безопаснее обычных бытовых предохранителей.

    А провод не плавится, а цепь разрывается из-за быстрого «выключения» действие - быстрее, чем плавится предохранитель.

    У них также есть преимущество сбросить , что меньше проблем, чем установка запасного предохранителя.Однако их на больше. дорого , но надёжнее!

    Номиналы предохранителей и как выбрать наиболее безопасный в использовании?

    Для бытовой техники в дома наиболее распространенные номиналы предохранителей в Великобритании - 3A, 5A, 8A, 10А и 13А.

    Предохранитель должен иметь номинальный ток близок к максимальному безопасному току, который будет проходить через прибор.

    Если возникает неисправность, и ток возрастает на несколько ампер выше ожидаемого, предохранитель должен расплавиться и разорвать цепь, сделав ее безопасной.

    Значит, надо работать из тока, вытекающего из номинальной мощности устройства по формуле ...

    мощность (Вт) = ток (А) x разность потенциалов (В)

    P = IV

    Пример 1 .Электропожарные работы мощностью 2кВт электросети 230 В переменного тока.

    Рассчитайте ток, протекающий в прибора и порекомендуйте подходящий предохранитель.

    2кВт = 2000 Вт

    P = IV, I = P / V = ​​2000/230 = ~ 8,7 А

    В идеале Предохранитель 10А будет делать , но вполне вероятно, что в этом случае прибор будет оснащен предохранителем на 13 А.

    Очевидно, вы выбираете ближайший номинал предохранителя. из того, что есть в наличии.

    Пример 2 . Какой предохранитель вы бы выбрали вставить вилку электроутюга 700 Вт, отработавшего 230В сети электроэнергии?

    I = P / V = ​​700/230 = ~ 3,0 А

    В идеале Предохранитель 4А было бы лучше, но 5A будет приемлемым .

    Двойная изоляция

    Для защиты от электрического шок, все приборы с металлическими корпусами должны быть заземлены то есть металлический корпус подключается к заземляющему проводу с помощью трехжильного кабеля , как описано ранее.

    Заземленный проводник может: никогда не стать живым.

    Металлический кожух явно электрический провод, но если прибор имеет пластиковый корпус (электрический изолятор) без внешних металлических частей, которые могут быть коснулся, говорят с двойной изоляцией .

    Это означает, что прибору не требуется заземляющий провод. и так связан только с двумя Жильный кабель - только живые и нулевые провода - которые есть требуется для питания прибора.


    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    6. Мощность, энергия расчет стоимости передачи и электроэнергии

    • Знайте и цените примеры передачи энергии что бытовые электроприборы призваны вызывать.

    • Знайте, что количество энергии количество передач зависит от того, как долго прибор включен и его мощность.

      • Количество электричества, которое передается (`` используется '') в приборе, зависит от его мощности и того, как долго вы используете его, то есть время, когда он включен.

      • Энергия измеряется в джоулях (E в Дж) и мощность в ваттах (P в Вт)

        • 1 ватт = 1 Дж энергии передается за 1 секунду (1 Вт = 1 Дж / с)

        • Поскольку джоуль - очень крошечный количество энергии, мы часто указываем мощность в киловаттах (P в кВт).

        • 1 кВт = 1000 Вт = 1000 Дж / с

      • Лампа может быть указана с 50 Вт (50 Дж / с), утюг может быть указан как имеющий мощность 500 Вт или 0,5 кВт. номинальной мощности (500 Дж / с, 0,5 кДж / с), а электрический камин с тремя барами может иметь мощность 3 кВт номинальная мощность (3 кДж / с, 3000 Дж / с).

      • Однако при работе с большими количество электрической энергии удобнее думать и рассчитывать в киловатт-часы (кВтч).

        • 1 киловатт-час = количество электрическая энергия, которую прибор мощностью 1 кВт потребляет за 1 час.

        • Фактически, с точки зрения использование электроэнергии в доме, термин единица в вашем счете за электроэнергию означает киловатт-час , и цена будет указана как, например, «9 пенсов за единицу», Другими словами, вы будете платить 9 пенсов за каждый киловатт-час электроэнергии. ты используешь.

    • Три формулы для расчета мощности, передаваемая энергия и прочее тоже!

      • Если не уверены в единицах потенциала разница (стр.d. в В), ток в амперах (амперах, А) или сопротивление в омах (Ом) затем прочтите первый раздел Закон Ома и расчеты с использованием V = IR

      • (а) мощность P (Вт) = ток I (A) x разность потенциалов В (В)

        • P = IV

        • P в Вт или Дж / с, I в амперах A, V p.d. в вольтах.

        • Чем больше энергии передается в учитывая время, тем больше мощность устройства.

        • г. V говорит вам, сколько энергия, передаваемая каждой единицей электрического заряда ( В = E / Q , J / C, см. Раздел 3 для E = Расчеты QV).

        • Текущий I расскажет вам, как много заряда проходит через заданную точку в цепи за единицу времени (кулонов в секунду, C / с ).

        • Это означает, что оба p.d. и текущие влияют на скорость, с которой энергия передается прибору от от накопителя электроэнергии к другому накопителю энергии.

        • Примеры расчетов с P = IV

        • Q1 Электрокамин мощностью 2 кВт подключен к питание 240 В.

          • Рассчитайте ток, протекающий через электрокамин.

          • P = 2 кВт = 2000 Дж / с

          • P = IV, I = P / V = 2000/240 = 8.33 А (3 SF)

        • Q2 Ток, протекающий через электродвигатель - 12 А.

        • Q3 Что p.d. должен быть блок питания, для выработки выходной мощности 2,0 кВт от машины, через которую протекает ток 12,0 А?

        • 4 квартал п.о. 12,0 В подается через резистор устройства мощностью 8.0 Вт.

      • (b) мощность = ток 2 x сопротивление

        • P = IV , а так как V = IR , замена на V дает P = I 2 R

        • P = I 2 R

        • P в Вт или Дж / с , I в усилителях A и p.d. в вольт В , R в омах Ом .

        • (это полезно, если вы не знаете p.d., но вместо этого вы должны знать сопротивление)

        • Примеры расчетов с использованием P = I 2 R

        • Q1 Ток 20 А проходит через сопротивление 10 Ом.

        • 2 квартал А 2.0 кВт электрокамин имеет 4.0 Пробег через этот отопительный прибор.

          • Рассчитайте сопротивление нагревательный элемент.

          • P = I 2 R, R = P / I 2 = 2000/4 2 = 2000/16 = 125 Ом

        • Q3 А 20 Ом электрическое устройство передает энергию мощностью 500 Вт.

          • Рассчитать ток, протекающий через Устройство.

          • P = I 2 R, I = √ (P / R) = √ (500/20) = 5,0 A (3 SF)

    • (c) E энергия, передаваемая устройством = мощность прибора x время

      • Полная энергия, передаваемая электроприбор зависит от мощности прибора (в Дж / С = Вт) и , время , для которого оно используется... давая простую пропорциональность формула ...

      • E = Pt (но здесь акцентируется внимание на его `` электрическом '' подключении, а не на платине!)

      • перестановок: P = E / t и t = E / P

      • Применение: мощность прибора = переданная электрическая энергия / затраченное время

      • См. мощность Рейтинговые заметки

      • Формула связи: Поскольку P = IV, замена P дает переданной энергии E = IVt

        • (примеры расчета сделать, скопировать в электричество 3 тоже с E = QV?)

        • При прохождении электрического заряда энергия разности потенциалов передается как работа, выполняемая против электрическое сопротивление (стр.г).

        • Энергия заряда исходит от источник питания (аккумулятор постоянного тока, сеть переменного тока), который увеличивает потенциальная энергия электронов.

        • Заряд (обычно электроны), 'проваливается' через п.о. по компонентам схемы, передача своей электрической потенциальной энергии другому хранилищу энергии, например тепловая или другая форма энергии, например звук или свет.

        • Энергия, передаваемая в электрическое устройство можно рассчитать по формуле:

      • Можно использовать два разных набора ед.

      • (1-й) Обычные и знакомые J, W и с.

        • E - энергия передано в джоулях, Дж

        • P - мощность в ваттах, Вт = Дж / с

        • t - время в секундах, с

        • Примеры расчетов

        • Q1 Духовка мощностью 800 Вт используется для полтора часа.

          • Сколько энергии в МДж составляет перенесено в накопитель тепловой энергии духовки?

          • 800 Вт = 800 Дж / с, время = 1,5 x 60 x 60 = 5400 с

          • E = Pt = 800 x 5400 = 4 320000 Дж = 4320 кДж = 4,32 МДж

        • 2 квартал Электрический обогреватель передает 1.5 МДж энергии каждую минуту.

          • Рассчитать мощность электрический огонь в кВт.

          • 5,0 МДж = 5,0 x 10 6 Дж, время = 5 x 60 = 300 с

          • E = Pt, P = E / t = 1,5 x 10 6 /300 = 5000 Вт = 5,0 кВт

        • Q3 Аккумуляторная батарея может доставить в общей сложности 8.0 МДж энергии на устройство.

          • Если устройство подает питание мощность 25 Вт, с точностью до часа, сколько можно использовать?

          • P = 25 Дж / с, E = 8,0 x 10 6 J

          • E = Pt, t = E / P = 8,0 x 10 6 /25 = 3,2 x 10 5 с

          • 1 час = 60 x 60 = 3600 с

          • 3.2 х 10 5 /3600 = 89 часов

        • 4 квартал г. через резистор составляет 24,0 В. Если протекает ток 3,0 А, как много энергии передается за 5 минут?

          • время = 5 х 60 = 300 секунд.

          • E (J) = I (A) x V (V) x t (т), E = IVt

          • E = 3.0 х 24,0 х 300 = 21 600 Дж

        • Q5 Тостер мощностью 1200 Вт используется для всего 10 минут.

          • Сколько энергии передается в этот раз?

          • P = E / t, E = P x t , W = Дж / с

          • E = 1200 x 10 x 60 = 720 000 Дж = 7.2 х 10 5 Дж

        • Q6 Устройство передает 180 000 Дж энергии за две минуты.

          • Рассчитать мощность прибор.

          • E = P x t, поэтому P = E / t = 180000 / (2 х 60) = 1500 Вт (1,5 кВт)

      • (2-й) киловатт-час

        • Практичные повседневные предметы e.грамм. на приборе или электричестве законопроект.

        • E есть передаваемая энергия в киловатт-часах, кВтч

        • P - мощность в киловаттах, кВт (1 кВт = 1000 Дж / с)

        • т есть время в часах, ч

        • Уравнение мощности: P = E / t , E = P x t, t = E / P

    • Треугольник формулы мощности для единиц мощность в киловаттах ( кВт ), единицы энергии в киловатт-часах ( кВтч ) и единицы времени в часах ( ч ).

      • единиц электроэнергии измеряется в киловатт-часы например для прибора

      • киловатт-часов = мощность в кВт x время прибор использовался в часах

      • Это мера энергии передается, а так как 1 Вт = 1 Дж / с

      • 1 кВтч = 1000 Вт x 3600 секунд = 3,6 X 10 6 Дж = 3,6 МДж



    ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


    Что дальше?

    Электричество и ревизия магнетизма индекс нот

    1.Полезность электроэнергии, безопасность, передача энергии, расчеты стоимости и мощности, P = IV = I 2 R, E = Pt, E = IVt

    2. Электрические схемы и как их рисовать, условные обозначения схем, параллельность схемы, объяснение последовательных схем

    3. Закон Ома, экспериментальные исследования сопротивление, I-V графики, расчеты V = IR, Q = It, E = QV

    4. Схемы устройств и как они используются? (е.грамм. термистор и LDR), соответствующие графики gcse Physical Revision

    5. Подробнее о последовательных и параллельных цепях. электрические схемы, измерения и расчеты gcse физика

    6. Электроснабжение «Национальной сети», экология вопросы, использование трансформаторов gcse примечания к редакции физики

    7. Сравнение способов получения электроэнергии gcse Заметки о пересмотре физики (энергия 6)

    8.Статическое электричество и электрические поля, использование и опасность статического электричества gcse примечания к редакции физики

    9. Магнетизм - магнитные материалы - временные (индуцированные) и постоянные магниты - использует gcse физика

    10. Электромагнетизм, соленоидные катушки, применение электромагнитов gcse примечания к редакции физики

    11. Моторное воздействие электрического тока, электродвигатель, громкоговоритель, правило левой руки Флеминга, F = BIL

    12.Эффект генератора, приложения напр. генераторы производство электричества и микрофон gcse физика

    ВСЕ мои GCSE Примечания к редакции физики

    ИЛИ воспользуйтесь [GOGGLE ПОИСК]

    Версия IGCSE заметки расчеты стоимости электроэнергии KS4 физика Научные заметки по электричеству расчеты стоимости GCSE руководство по физике заметки по расчетам затрат на электроэнергию для школ, колледжей, академий, репетиторов, изображений рисунки диаграммы для расчета затрат на электроэнергию научные исправления примечания на расчеты затрат на электроэнергию для пересмотра модулей физики примечания к темам физики, чтобы помочь понять расчет стоимости электроэнергии университетские курсы по физике карьера в науке и физике вакансии в машиностроении технический лаборант стажировка инженер стажировка по физике США 8 класс 9 класс 10 AQA Примечания к пересмотру GCSE 9-1 по физике о стоимости электроэнергии расчеты GCSE примечания к расчетам затрат на электроэнергию Edexcel GCSE 9-1 физика и наука примечания к пересмотру расчет стоимости электроэнергии для OCR GCSE 9-1 21 век физика научные заметки по расчету затрат на электроэнергию OCR GCSE 9-1 Шлюз физики примечания к пересмотру расчетов стоимости электроэнергии WJEC gcse science CCEA / CEA gcse science

    НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

    Electric Power - The Physics Hypertextbook

    Обсуждение

    Джеймс Джоуль (1818–1889) Англия проверил закон Ома и определил, что тепло, передаваемое проводником, прямо пропорционально его сопротивлению и квадрату тока, проходящего через него.

    Таким образом, мы видим, что когда ток гальванического электричества распространяется по металлическому проводнику, выделяемое за заданное время тепло пропорционально сопротивлению проводника, умноженному на квадрат электрической напряженности.

    Джеймс Прескотт Джоуль, 1841

    Электроэнергия из определения мощности. Умножьте на единицу и замените переменные в знаменателе. Посмотрите, что это нам дает.

    P = Вт = Вт q = Вт q = VI
    т т q q т

    Это исходное определение ватта как единицы мощности.

    Другая единица, которую я бы предложил добавить в список, - это мощность. Мощность, передаваемая током ампера через разность потенциалов в вольт, является единицей, соответствующей практической системе. Его уместно назвать ваттом в честь великого ума механиков Джеймса Ватта. Он был первым, кто имел четкое физическое представление о силе и дал рациональный метод ее измерения. Таким образом, ватт выражает мощность усилителя, умноженную на вольт, в то время как мощность в лошадиных силах составляет 746 ватт, а мощность - 735.

    Карл Вильгельм Сименс, 1882

    Лошадиная сила - это единица измерения мощности, изобретенная Джеймсом Ваттом. cheval de vapeur (буквально «конь пара») - это французское название того, что на английском языке часто называют метрической мощностью. Интересно, что французы называют мощность Джеймса Ватта le cheval-vapeur britannique .

    Мощность по току. Снимаем напряжение подстановкой из закона Ома.

    P = VI = ( IR ) I = I 2 R

    Мощность по напряжению.Убрать ток по закону Ома.

    P = VI = V В = В 2
    R R

    Вкратце…

    Потребительские дела…

    Часть счета за электроэнергию бытовым потребителем. Коммунальные предприятия продают электроэнергию по киловатт-часам; блок, упрощающий расчет эксплуатационных расходов на электрические устройства.Энергия, потребляемая во время этого конкретного цикла выставления счетов, была довольно низкой (по сравнению с аналогичными потребителями), но тариф, взимаемый этим коммунальным предприятием, был примерно вдвое выше среднего по США в 2000 году.

    Обычные (на основе меди) кабели могут передавать мощность (от 40 до 600 МВт) при высоком напряжении (от 40 до 345 кВ)

    Увеличить

    Аналогичный счет от 2015 года.

    Потеря линии

    P потеря = I 2 нагрузка R строка =

    P нагрузка 2

    R линия
    В линия

    и доля потерь.

    доля потерь = P убыток = P нагрузка R строка
    P нагрузка В 2 строка

    Уравнение электроэнергии

    Количество электроэнергии, потребляемой электрической энергией, можно легко рассчитать, а также можно рассчитать стоимость электроэнергии, используемой для конкретного устройства

    Расчет электроэнергии

    Количество электроэнергии, передаваемой прибору, зависит от его мощности и продолжительности включения.Количество передаваемой электрической энергии от сети измеряется в киловатт-часах, кВтч. Одна единица - 1 кВтч.

    Формула электрической энергии

    E = P × t

    • E - переданная энергия в киловатт-часах, кВтч
    • P - мощность в киловаттах, кВт
    • T - время в часах, ч.

    Обратите внимание, что мощность здесь измеряется в киловаттах, а не в обычных ваттах. Чтобы преобразовать Вт в кВт, необходимо разделить на 1000.

    Например, 1000 Вт = 1000 ÷ 1000 = 1 кВт.

    Также обратите внимание, что здесь время измеряется в часах, а не в секундах. Чтобы перевести секунды в часы, нужно разделить на 3600.

    Например, 7200 с = 7200 ÷ 3600 = 2 часа.

    Закон Ома

    Самым важным описанием электрической энергии является закон Ома. В нем говорится, что

    «При постоянной температуре ток через проводник прямо пропорционален разности потенциалов в точках»

    т.е.V α I

    А также можно записать как V = IR

    Где R - сопротивление проводника

    Формула для расчета мощности от электрической энергии

    Формула, связывающая энергию и мощность:

    Энергия = Мощность x Время.

    Единица измерения энергии - джоуль, единица мощности - ватт, единица времени - секунда.

    Если мы знаем мощность прибора в ваттах и ​​сколько секунд оно используется, мы можем вычислить количество джоулей электрической энергии, которые были преобразованы в другую форму вылета.

    Например. Если лампу на 40 ватт включить на один час, сколько джоулей электрической энергии было преобразовано лампой?

    Энергия (Вт) = Мощность x Время

    Энергия = 40 x 3600

    = 14 400 джоулей

    Примеры электроэнергии

    Вычислите количество тепла, выделяемого электрическим утюгом с сопротивлением 30 Ом и потребляющим ток 3 ампера при включении в течение 15 секунд.

    Энергия = Мощность x Время

    Мощность = I2R

    = 32 * 30

    = 270 Вт

    Энергия = Мощность x Время

    = 270 х 15

    = 4050 джоулей

    Важные факты, касающиеся уравнений электрической энергии

    • Мы платим за энергию (не за заряд, ток или напряжение).
    • Электроэнергетические компании используют внесистемную единицу, кВтч, для расчета наших счетов.

    Что нужно запомнить

    Электрическая энергия определяется как общая выполненная работа или энергия, поставленная источником ЭДС. в поддержании тока в электрической цепи в течение заданного времени:
    Электрическая энергия = электрическая мощность × время = P × t.

    Таким образом, формула для электрической энергии имеет вид:

    Электрическая энергия = P × t = V × I × t = I2 × R × t = V2t / R.

    • S.I единицей электрической энергии является джоуль (обозначается Дж), где 1 джоуль = 1 ватт × 1 секунда = 1 вольт × 1 ампер × 1 секунда.
    • Коммерческой единицей электроэнергии является киловатт-час (кВтч), где 1 кВтч = 1000 Втч = 3,6 × 106Дж = одна единица потребляемой электроэнергии.
    • Количество единиц потребляемой электроэнергии равно n = (общая мощность × время в часе) / 1000.
    • Стоимость потребления электроэнергии в доме = нет. единиц потребляемой электрической энергии × количество на единицу электрической энергии.

    Электроэнергия прочие

    Определение силы в физике

    Мощность - это скорость выполнения работы или передачи энергии за единицу времени. Мощность увеличивается, если работа выполняется быстрее или энергия передается за меньшее время.

    Расчетная мощность

    Уравнение для мощности P = W / t

    • P означает мощность (в ваттах)
    • Вт - это количество проделанной работы (в Джоулях) или затраченной энергии (в Джоулях)
    • t - количество времени (в секундах)

    С точки зрения математики, мощность - это производная работы по времени.Если работа выполняется быстрее, мощность выше. Если работа выполняется медленнее, мощность меньше.

    Поскольку работа - это сила, умноженная на смещение (W = F * d), а скорость - это смещение во времени (v = d / t), мощность равна силе, умноженной на скорость: P = F * v. Большая мощность видна, когда система является одновременно мощной и быстрой по скорости.

    Ед. Мощности

    Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время. Единица измерения мощности в системе СИ - ватт (Вт) или джоуль в секунду (Дж / с). Мощность - это скалярная величина, у нее нет направления.

    Лошадиная сила часто используется для описания мощности, выдаваемой машиной. Лошадиная сила - это единица мощности в британской системе измерения. Это мощность, необходимая для подъема 550 фунтов на один фут за одну секунду, и составляет около 746 Вт.

    Ватт часто используется по отношению к лампочкам. В этом номинальном значении мощности это скорость, с которой лампа преобразует электрическую энергию в свет и тепло. Лампа с большей мощностью потребляет больше электроэнергии в единицу времени.

    Если вы знаете мощность системы, вы можете найти объем работы, который будет произведен, как W = Pt.Если лампа имеет номинальную мощность 50 Вт, она будет производить 50 джоулей в секунду. За час (3600 секунд) он произведет 180 000 джоулей.

    Работа и сила

    Когда вы проходите милю, ваша движущая сила перемещает ваше тело, что измеряется по мере выполнения работы. Когда вы пробегаете одну и ту же милю, вы выполняете тот же объем работы, но за меньшее время. Бегун имеет более высокую мощность, чем ходок, вырабатывая больше ватт. Автомобиль мощностью 80 лошадиных сил может развивать более быстрое ускорение, чем автомобиль мощностью 40 лошадиных сил.В итоге обе машины разгоняются до 60 миль в час, но двигатель мощностью 80 л.с. может развивать эту скорость быстрее.

    В гонке между черепахой и зайцем заяц обладал большей мощностью и ускорялся быстрее, но черепаха выполняла ту же работу и преодолевала то же расстояние за гораздо большее время. Черепаха показала меньшую мощь.

    Средняя мощность

    Обсуждая мощность, люди обычно имеют в виду среднюю мощность, P avg . Это объем работы, выполненной за период времени (ΔW / Δt), или количество энергии, переданной за период времени (ΔE / Δt).

    Мгновенная мощность

    Какая мощность в конкретное время? Когда единица времени приближается к нулю, для получения ответа требуется расчет, но он приближается к силе, умноженной на скорость.

    Объяснение полной формулы эквивалентности массы и энергии

    E равно mc в квадрате, возможно, самое известное уравнение в мире, но вы можете не знать, что это еще не все. Он просто описывает объекты, которые имеют массу и не двигаются. Полное уравнение: E в квадрате равно mc в квадрате плюс p, умноженное на c в квадрате, где p представляет собой импульс рассматриваемого объекта.

    Все это может показаться немного запутанным, но на самом деле вы можете нарисовать его как прямоугольный треугольник со сторонами E, mc в квадрате и p, умноженными на c, и просто используйте теорему Пифагора, квадрат плюс b в квадрате равен c в квадрате, чтобы дать вам уравнение. Кроме того, отсюда ясно видно, что для объекта, который не движется и, следовательно, не имеет импульса, и, следовательно, p равно 0, мы возвращаем, что наш старый добрый друг E равен mc в квадрате.

    С другой стороны, если рассматриваемая частица не имеет массы, как свет, то масса равна 0, и мы получаем, что E равно p, умноженному на c.Это говорит нам о том, что энергия безмассовой частицы, такой как фотон света, равна ее импульсу с точностью до коэффициента скорости света. Фактически, чем ближе энергия чего-либо к p, умноженной на c, тем ближе это что-то к поведению как свет. Я имею в виду, посмотри сюда. Этот крохотный бас вообще не является массовым.

    В любом случае, например, скорость объекта равна скорости света, умноженной на отношение импульса объекта к энергии, или pc больше E. Если ваш импульс увеличивается, p, умноженное на c, становится все ближе и ближе к тому, чтобы сравняться с вашей энергией, поэтому их соотношение становится все ближе и ближе к единице, а ваша скорость становится все ближе и ближе к скорости света.Но из-за этой крошечной массы сторона треугольника всегда будет немного меньше стороны энергии.

    Независимо от того, как сильно вы пытаетесь увеличить свой импульс, он никогда не достигает точки, где p, умноженное на c, равняется вашей энергии, и, таким образом, ваша скорость никогда не может полностью достичь скорости света, все потому, что гипотенуза прямоугольного треугольника длиннее его ног.

    Quick-R: Анализ мощности

    Обзор

    Анализ мощности - важный аспект экспериментального дизайна.Это позволяет нам определить размер выборки, необходимый для обнаружения эффекта данного размера с заданной степенью уверенности. И наоборот, это позволяет нам определить вероятность обнаружения эффекта заданного размера с заданным уровнем достоверности при ограничениях размера выборки. Если вероятность неприемлемо мала, было бы разумно изменить эксперимент или отказаться от него.

    Следующие четыре величины имеют интимную связь:

    1. объем выборки
    2. размер эффекта
    3. уровень значимости = P (ошибка типа I) = вероятность обнаружения эффекта, которого нет
    4. степень = 1 - P (ошибка типа II) = вероятность обнаружения эффекта, который существует

    Учитывая любые три, мы можем определить четвертое.

    Анализ мощности в R

    Пакет pwr, разработанный Стефаном Шампели, реализует анализ мощности, как описано Коэном (! 988). Некоторые из наиболее важных функций перечислены ниже.

    функция расчет мощности для
    pwr.2p.test две пропорции (равные n)
    пол.2п2н.тест две пропорции (неравные n)
    pwr.anova.test сбалансированный односторонний дисперсионный анализ
    pwr.chisq.test Тест хи-квадрат
    pwr.f2.test общая линейная модель
    тест pwr.p. доля (одна проба)
    пол.r.test корреляция
    pwr.t.test t-тесты (одна выборка, 2 выборки, парные)
    pwr.t2n.test t-тест (два образца с неравными n)

    Для каждой из этих функций вы вводите три из четырех величин (размер эффекта, размер выборки, уровень значимости, мощность), а четвертая вычисляется.

    Уровень значимости по умолчанию равен 0,05. Следовательно, чтобы вычислить уровень значимости, учитывая размер эффекта, размер выборки и мощность, используйте параметр «sig.level = NULL».

    Указание размера эффекта может оказаться непростой задачей. Формулы ES ​​и предложения Коэна (основанные на исследованиях в области социальных наук) представлены ниже. Предложения Коэна следует рассматривать только как очень приблизительные рекомендации. Необходимо использовать свой собственный опыт в предметной области.

    (Чтобы изучить доверительные интервалы и сделать выводы на основе выборок, попробуйте этот интерактивный курс по основам умозаключений.)

    t-тесты

    Для t-тестов используйте следующие функции:

    pwr.t.test (n =, d =, sig.level =, power =, type = c ("two.sample", "one.sample", "paired"))

    , где n - размер выборки, d - размер эффекта, а type указывает на двухвыборочный t-критерий, однократный t-критерий или парный t-критерий. Если у вас неравные размеры выборки, используйте

    .

    pwr.t2n.test (n1 =, n2 =, d =, sig.level =, power =)

    , где n1 и n2 - размеры выборки.

    Для t-критериев величина эффекта оценивается как

    .

    Коэн предполагает, что значения d 0,2, 0,5 и 0,8 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта соответственно.

    Вы можете указать альтернативу = "two.sided", "меньше" или "больше", чтобы указать двусторонний или односторонний тест. По умолчанию используется двусторонний тест.

    ANOVA

    Для одностороннего дисперсионного анализа используйте

    шт.anova.test (k =, n =, f =, sig.level =, power =)

    , где k - количество групп, а n - общий размер выборки в каждой группе.

    Для одностороннего дисперсионного анализа величина эффекта измеряется как f, где


    Коэн предполагает, что значения f 0,1, 0,25 и 0,4 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта соответственно.

    Корреляции

    Для коэффициентов корреляции используйте

    шт.r.test (n =, r =, sig.level =, power =)

    , где n - размер выборки, а r - корреляция. Мы используем коэффициент корреляции населения в качестве меры величины эффекта. Коэн предполагает, что значения r 0,1, 0,3 и 0,5 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта соответственно.

    Линейные модели

    Для линейных моделей (например, множественной регрессии) используйте

    .

    pwr.f2.test (u =, v =, f2 =, sig.level =, power =)

    где u и v - числитель и знаменатель степеней свободы.Мы используем f2 как меру величины эффекта.

    Первая формула подходит, когда мы оцениваем влияние набора предикторов на результат. Вторая формула подходит, когда мы оцениваем влияние одного набора предикторов сверх второго набора предикторов (или ковариат). Коэн предполагает, что значения f2 0,02, 0,15 и 0,35 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта.

    Испытания пропорций

    При сравнении двух пропорций используйте

    шт.2p.test (h =, n =, sig.level =, power =)

    , где h - размер эффекта, а n - общий размер выборки в каждой группе.

    Коэн предполагает, что значения h 0,2, 0,5 и 0,8 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта соответственно.

    Для неравноправного пользования

    pwr.2p2n.test (h =, n1 =, n2 =, sig.level =, power =)

    Для проверки одной пропорции используйте

    шт.p.test (h =, n =, sig.level = мощность =)

    Как для двух выборочного, так и для одного теста пропорций вы можете указать альтернативу = "two.sided", "меньше" или "больше", чтобы указать двусторонний или односторонний тест. По умолчанию используется двусторонний тест.

    Тесты хи-квадрат

    Для тестов хи-квадрат используйте

    pwr.chisq.test (w =, N =, df =, sig.level =, power =)

    где w - размер эффекта, N - общий размер выборки, а df - степени свободы.Величина эффекта w определена как

    .

    Коэн предполагает, что значения w 0,1, 0,3 и 0,5 представляют малую, среднюю и большую величину эффекта соответственно.

    Некоторые примеры

    library (pwr)

    # Для одностороннего ANOVA, сравнивающего 5 групп, вычислите размер выборки
    #, необходимый в каждой группе, чтобы получить степень
    # 0,80, когда размер эффекта средний (0,25) и
    # уровень значимости 0.05 используется.

    pwr.anova.test (k = 5, f = .25, sig.level = .05, power = .8)

    # Какова мощность одностороннего t-критерия со значимостью
    # уровень 0,01, 25 человек в каждой группе,
    # и величина эффекта 0,75?

    pwr.t.test (n = 25, d = 0,75, sig.level = 0,01, альтернатива = "больше")

    # Использование пропорций двустороннего теста и предположение
    # уровень значимости 0,01 и общий размер выборки
    # 30 за каждую пропорция, какой размер эффекта может быть обнаружен
    # с мощностью.75?

    pwr.2p.test (n = 30, уровень сигнала = 0,01, мощность = 0,75)

    Создание графиков мощности или размера выборки

    Функции пакета pwr можно использовать для создания графиков мощности и размера выборки.

    # Постройте кривые размера выборки для обнаружения корреляций
    # различных размеров.

    библиотека (pwr)

    # диапазон корреляций
    r <- seq (.1, .5, .01)
    nr <- length (r)

    # power values ​​
    p <- seq (.4, .9, .1)
    np <- length (p)

    # получить размеры выборки
    samsize <- array (numeric (nr * np), dim = c (nr, np))
    for (i in 1 : np) {
    for (j in 1: nr) {
    result <- pwr.r.test (n = NULL, r = r [j],
    sig.level = .05, power = p [i],
    альтернатива = "two.sided")
    samsize [j, i] <- потолок (результат $ n)
    }
    }

    # настроить график
    xrange <- range (r)
    yrange <- round (range ( samsize))
    цветов <- радуга (длина (p))
    график (xrange, yrange, type = "n",
    xlab = "Коэффициент корреляции (r)",
    ylab = "Размер выборки (n)")

    # добавить кривые мощности
    для (i in 1: np) {
    lines (r, samsize [, i], type = "l", lwd = 2, col = colors [i])
    }

    # добавить аннотацию (линии сетки, заголовок, легенда)
    abline (v = 0, h = seq (0, yrange [2], 50), lty = 2, col = "grey89")
    abline (h = 0, v = seq ( xrange [1], xrange [2] ,.02), lty = 2,
    col = "grey89")
    title ("Оценка размера выборки для корреляционных исследований \ n
    Sig = 0,05 (двусторонний)")
    легенда ("topright", title = "Power", as.character (p),
    fill = colors)

    нажмите для просмотра

    Формула для пересчета ватт в лошадиные силы

    Oct 06, 2018 · Если вы используете устройство мощностью 1 Вт непрерывно в течение 1 часа, это означает, что вы израсходовали 1 ватт электроэнергии. А если вы используете устройство на 500 Вт в течение 2 часов непрерывно, то общая потребляемая мощность составит: = 500 Вт x 2 часа {ватт-час = ватт x час} = 1000 Вт · ч.

    Eon = (12 В x 1,8 А x 2,9 мкс) / 2 + 12 В x 150 нС + 12 В x 1,8 А x 100 нс = 35,28-06 Вт-секунд 12 В x 1,8 А x 0,7 мкс Eoff = (12 В 1,8 А 0,7 мкс) / 2 = 7,56-06 Вт-секунды Psw = (35,28-06 + 7,56-06) x 15625 Гц = 0,67 Вт Приблизительное полное рассеивание мощности, Ptot, теперь можно суммировать, Ptot = Pq + Pcond + Psw = 0,28 Вт + 5,8 Вт + 0,67 Вт = 6,75 Вт

    Мощность - это скорость выполнения работы или передачи энергии. Другими словами, это показатель того, насколько быстро можно выполнить работу. Мощность часто измеряется в ваттах, киловаттах и ​​лошадиных силах.Единицы мощности - это единицы энергии, разделенные на время. Формула расчета мощности: Мощность = Работа / Время

    Например, если у вас 100 Вт в течение 2 часов, то мощность будет (100) * (2) = (200) Вт. (Ватт-часы - это мера энергии, а ватты - это единица мощности. Мощность, умноженная на время, - это энергия).

    Нм = 9,554140127 * Вт / об / мин. Также наш калькулятор преобразования ватт в Нм предназначен для получения точного значения крутящего момента в единицах силы фут-фунт (фунт-фут) Нм = 0,74 * фунт-фут.Пример: Рассчитать номинальный крутящий момент может трехфазный двигатель мощностью 22000 Вт, 1490 об / мин. Примените формулу преобразования ватт к крутящему моменту, T (Нм) = 9,554140127 * 22000/1490

    Для расчета мощности необходимо понимать, как она связана с крутящим моментом и числом оборотов в минуту. Изучите формулу для преобразования лошадиных сил в число оборотов в минуту.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *