Jak vypočítat výkon elektrického proudu | Green-Pages.info

Koncept elektrické energie a metody pro její výpočet

Napětí a proud

Nejrelevantnějším způsobem výpočtu výkonu v obvodech stejnosměrného proudu je použití dat o proudové hodnotě a použitém napětí. K tomu je třeba použít výpočetní vzorec: P = U * I

  • P — činný výkon;
  • U je napětí přivedené na část obvodu;
  • I je síla proudu protékajícího odpovídajícím úsekem.

Napětí a odpor

I = U / R

Pokud je výraz pro výpočet aktuální zátěže nahrazen předchozím vzorcem, získáte následující výraz pro určení síly:

P = U * (U / R) = U 2 / R

  • P je hodnota zatížení;
  • U je aplikovaný rozdíl potenciálu;
  • R je odolnost proti zatížení.

Proudem a odporem

Z toho tedy odvodíme také z Ohmova zákona, podle kterého víme, že úbytek napětí na kterémkoli úseku vedení nebo elektrické instalace je přímo úměrný proudu protékajícímu tímto úsekem a odporu úseku okruhu:

U = I * R

po nahrazení výrazu do vzorce síly dostaneme:

P = (I * R) * I = I 2 * R

Jak vidíte, výkon se bude rovnat čtverci aktuální síly vynásobené odporem.

Zdánlivý výkon v obvodu střídavého proudu

AC sítě se zásadně liší od permanentních sítí tím, že změna elektrických veličin vede ke vzniku nejen aktivní, ale také reaktivní složky. Výsledkem bude, že celkový výkon bude také sestávat z aktivní a reaktivní energie:

  • S — plný výkon
  • P — aktivní složka — nastane, když elektrický proud reaguje s aktivním odporem;
  • Q — reaktivní složka — vzniká, když elektrický proud reaguje s reaktivitou.

Komponenty se také počítají pomocí trigonometrických funkcí takto:

P = U * I * cosφ

Q = U * I * sinφ

který se aktivně používá při výpočtu elektrických strojů.

Obr. 1. Výkonový trojúhelník

Příklady úkolů

Zvažte například výpočet na částech elektrického obvodu s řadou a paralelním spojením prvků. První možnost předpokládá situaci, kdy jsou všechny části spojeny jeden po druhém z jednoho pólu zdroje energie na druhý.

Obr. 3. Obvod sériového návrhu

Jak můžete vidět na obrázku, jako zdroj používáme baterii s jmenovitým napětím 9 V a třemi odpory 10, 20 a 30 Ohmů. Protože neznáme jmenovitý proud, provedeme výpočet pomocí napětí a odporu:

P = U2 / R = 81 / (10 + 20 + 30) = 1,35 W

Pro paralelní zapojení vezměte jako příklad část obvodu se dvěma odpory a jedním zdrojem proudu:

Obr. 4. Schéma paralelního připojení

Jak vidíte, pro pohodlí výpočtů musíme přivést rezistory připojené paralelně k ekvivalentnímu obvodu, což povede k:

Pak můžeme zjistit požadované zatížitelnost pomocí hodnoty proudu a odporu:

Formulář pro výpočet proudu

Žádné související příspěvky.

Co to je

Zdánlivá hodnota výkonu — výpočet vzorce

Poznámka! Za účelem stanovení tohoto ukazatele v elektrickém obvodu, kde se napětí a proud periodicky mění, se průměrná kapacita vypočítá přenosem okamžité energie za určitou dobu.

Existuje určitá kategorie lidí, kteří se zajímají o otázku, jaký druh moci je. Aktivní výkon je rozdělen do následujících kategorií: skutečný, skutečný, užitečný, skutečný.

Sinusový signál ztěžuje tento proces. Protože fázový úhel mezi proudem a napětím se může výrazně lišit. Průměrná hodnota je proto určena následujícím vzorcem:

Důležité! Pokud je aktivní (odporový) výkon v AC připojeních, pak se pro výpočet tohoto ukazatele použije následující vzorec: P = U x I.

Pohonná jednotka

Měrnou jednotkou pro výkon jsou jouly děleno vteřinou (volty násobené Amperes) nebo Watts. Příjmení bylo uděleno na počest inženýra Jamese Watta, který parní stroj vytvořil. Je to jednotka wattů, která je jednotkou kapacity SI.

Pro elektrické spotřebiče i v průmyslových podnicích často používají větší jednotky — kilowatty, megawatty atd. Získávají se přidáním standardních desetinných předpon. Podle toho 1 kW = 1 000 W, 1 MW = 1 000 000 W.

Výpočet plného výkonu

Jak je indikována síla

P — je zobrazen výkon elektrického proudu (W).

Negativní vliv reaktivní zátěže

Pokud reprezentujeme síly ve formě vektorů, pak vektory P a Q sečtou k celkové síle. Rovná se:

Vzorce pro P a Q jsou:

  • P = U * I * sinφ (pro jednofázovou síť) a P = √3 * U * I * sinφ (pro třífázovou síť);
  • Q = U * I * cosφ (pro síť 220 V) a Q = √3 * U * I * cosφ (pro vedení 380 V).

Pro vaši informaci. Výpočty pro třífázovou síť jsou správné se symetricky zatíženými fázemi. Jinak se sčítají síly všech fází.

Jalový výkon (RM) s sebou přináší následující nevýhody:

  • nevykonává užitečnou práci;
  • způsobuje zbytečnou spotřebu energie a nepředvídané přetížení elektrických zařízení;
  • může způsobit nouzi.

Výkon při proudech: DC a AC

Když je nutné vypočítat, kolik instalovaného zařízení spotřebuje, je třeba si uvědomit, že při napájení stejnosměrného a střídavého napětí existuje rozdíl mezi hodnotou P.

Vzorec P při konstantním proudu ukazuje P jako součin okamžitých hodnot I a U. V tomto případě může být časový okamžik absolutně libovolný.

T = 1 / f, kde f je frekvence 50 Hz.

Výpočet spotřeby energie

Kde:

  • Pnom — jmenovitý výkon zařízení, (W);
  • T je provozní doba zařízení, (h).

Pokud bude žárovka s Pnom = 60 W fungovat po dobu čtyř hodin během dne, pak Pnom = Pnom * T = 100 * 4 = 400 W.

Jaký je výkon (P) elektrického proudu

Co ovlivňuje aktuální sílu

Rozdíly ve výkonu při konstantním a střídavém napětí

Provádíme označení elektrických veličin, která jsou v naší zemi akceptována:

Výpočet S (celkový výkon) na střídavý elektrický proud je poněkud komplikovanější. Kromě P existuje Q a je představen koncept účiníku. Algebraickým přidáním aktivního P a reaktivního Q dostaneme součet S.

Výběr jmenovitého vypínače

Jističe chrání elektrická zařízení před zkratovými proudy a přetížením.

V nouzovém režimu odpojí chráněný obvod pomocí tepelného nebo elektromagnetického vypínacího mechanismu.

Tepelné uvolňování sestává z bimetalické desky s různými koeficienty tepelné roztažnosti. Při překročení jmenovitého proudu se deska ohne a aktivuje uvolňovací mechanismus.

Elektromagnetické uvolňování má solenoid s pohyblivým jádrem. Když je překročen specifikovaný I, elektromagnetické pole v cívce se zvětší, jádro je vtaženo do cívky solenoidu, v důsledku čehož je spuštěn uvolňovací mechanismus.

Minimální hodnota I, při které musí tepelné uvolnění vypnout, je nastavena stavěcím šroubem.

Vypínací proud elektromagnetické spouště v případě zkratu je roven součinu nastavených časů vypnutí jmenovitého proudu spouště.

Co je síla

Když běží elektrický ohřívač nebo elektrický motor, generují teplo nebo vykonávají mechanickou práci, jejíž jednotka je 1 joule (J).

Jedna z hlavních charakteristik elektrických zařízení — výkon, ukazující množství tepla nebo práce provedené za 1 sekundu a vyjádřené ve wattech (W):

V elektrotechnice se 1W uvolní, když proud 1A prochází při napětí 1V:

Podle Ohmova zákona můžete také najít sílu, znát odpor zátěže a proud nebo napětí:

  • P (W) — napájení spotřebiče;
  • I (A) — proud protékající zařízením;
  • R (Ohm) — odpor zařízení;
  • U (V) — napětí.

Jmenovitý výkon se nazývá výkon při jmenovitých parametrech sítě a jmenovité zatížení na hřídeli motoru.

Aby bylo možné zjistit množství elektřiny spotřebované během celé doby provozu, musí být vynásobeno dobou, po kterou zařízení pracovalo. Naučená hodnota se měří v kWh.

Koňská síla

V některých případech se při určování výkonu automobilů používá stará měrná jednotka „koňská síla“.

Věří se, že sládek vzal nejsilnějšího koně a přinutil ho pracovat bez přestávky. Skutečná síla koně je 1,5krát menší.

V různých zemích je poměr 1 HP a 1 kW mírně odlišný. V Rusku je obvyklé uvažovat o 1HP = 0,735 kW a motor o výkonu 80 HP odpovídá elektromotoru 58,8 kW.

Pro návrh energetických sítí, výpočet kabelů a předřadníků je nezbytné vědět, jak určit výkon a jak zjistit proud elektrických spotřebičů.

Třífázové nebo jednofázové připojení

V závislosti na tom, jaký typ připojení se používá, se stanovení spotřeby energie provádí různými způsoby.

V jednofázové síti se spotřebovaná energie počítá pomocí nejjednoduššího vzorce:

kde cosϕ je účiník charakterizující fázový posun mezi proudem a napětím v reaktivní zátěži.

Výkon 3-fázové sítě je součet spotřeby pro každou fázi zvlášť. Vzorec výkonu pro třífázový proud je následující:

Ptotal = Uа ∙ Iа ∙ cosϕа + Ub ∙ Ib ∙ cosϕb + Uc ∙ Ic ∙ cosϕc,

kde U, I, cosϕ jsou napětí, proud a účiník v každé fázi.

Pro vaši informaci. Je vidět, že v obecném případě vyžaduje třífázové připojení větší počet měřících zařízení.

Někdy lze spotřebu energie vypočítat pomocí zjednodušené verze. Se symetrickou spotřebou, například při připojení asynchronního motoru, spotřební proudy jsou stejné a vzorec má následující podobu:

Kde:

  • Uph, Iph — fázové napětí a proud;
  • Ul, Il — síťové napětí a proud.

Příklad výpočtu ukazatelů výkonu

Složitější výpočet domácí sítě:

  • Fázové napětí — 220 V;
  • Spotřeba vedení — 10 A, 5 A, 2 A;
  • První dvě fáze jsou připojeny k aktivní zátěži (elektrický sporák, rychlovarná konvice);
  • Třetí je zatíženo zářivkami s cosϕ = 0,5.

Ptotal = Uа ∙ Iа ∙ cosϕа + Ub ∙ Ib ∙ cosϕb + Uc ∙ Ic ∙ cosϕc = 220 ∙ 10 + 220 ∙ 5 + 220 ∙ 2 ∙ 0,5 = 3520 VA

Pomocí online kalkulačky výpočtů se můžete zbavit většiny chyb a zkrátit dobu výpočtu. Musíte pouze správně zadat data pro aktuální parametry

Vzorec pro výpočet výkonu elektrického proudu

Vzorec pro jednofázovou síť I = P / (U × cosφ)

Vzorec pro třífázovou síť I = P / (1,73 × U × cosφ)

  • P je elektrická energie zátěže, W;
  • U je skutečné napětí v síti, V;
  • cosφ je účiník.

U výkonných zařízení a zařízení (elektromotory, svařovací stroje atd.) Je podíl reaktivní zátěže vyšší, takže u těchto zařízení je účiník považován za 0,8.

Napětí v síti se bere jako 220 voltů pro jednofázový proud a 380 voltů pro třífázové, ale pro větší přesnost, pokud je to možné, se pro výpočet doporučuje použít skutečné hodnoty napětí naměřené zařízeními.

Výpočet síly elektrického proudu: 9 komentářů

  1. Sergey Pastushenko 10/05/2015

Velmi užitečný článek. Právě na univerzitě procházíme tématem o síle elektrického proudu a dostali jsme test. Teď to můžu snadno spočítat a předat na «pět»))

Nikdy jsem si nemyslel, že moje znalosti ve fyzice jsou skromné. Článek je dobrý a poučný. Výpočtové vzorce jsou užitečné. Nyní používáme velké množství různých zařízení a správný výpočet pomůže vyhnout se problémům. Poděkovat.

Dobré odpoledne, řekni mi, pliz, schéma připojení 3-fázového motoru 1,1 kW k jednofázové síti, jaké kondenzátory jsou potřebné pro spuštění a práci. Děkuji

pro 100 wattů energie 8-10 mikrofarad není elektrolytem. kondenzátor pro práci

Pro spuštění je pravděpodobnější 8 až 10 mikrofarád, na provoz stačí 6,5 mikrofarad na 100 wattů.

Lineární a fázové vztahy

Nyní se rozšířila praxe připojení domácích zařízení k trojfázovým elektrickým sítím.

Toto je odůvodněné z následujících důvodů:

Existují dva způsoby připojení třífázových zařízení — „hvězda“ a „delta“.

V obvodech hvězdného typu jsou lineární a fázové proudy identické a síťové napětí je 1,73krát vyšší než fázové napětí:

Tento vzorec vysvětluje známý poměr napětí pro domácí a nízkonapěťové průmyslové sítě s frekvencí 50 Hz: 220/380 V (podle nového GOST: 230/400 V).

Naopak při zapojení delta je napětí stejné a síťové proudy jsou větší než fázové proudy:

AC napájení

P = U × I × cos φ.

Pro měření jalového výkonu se používá speciální voltampér s označením „Var“ nebo Var.

Tato hodnota charakterizuje zatížení, která jsou vytvářena uvnitř struktur elektrického typu pod vlivem kmitání elektromagnetických polí v obvodech střídavého sinusového proudu.

Výpočet se provádí na základě rms napětí a proudových parametrů vynásobených úhlovým sinusoidem fázového posunu, podle hodnot:

Q = U × I × hřích φ.

Pokud jde o hodnoty při 0 / + 90 °, bude sinusová hodnota kladná a pro hodnoty v rozsahu 0 / -90 ° pouze záporná. Měření hrubého elektrického výkonu se provádí výhradně ve voltampérech (VA nebo VA).

Výkon versus čas pro AC a DC

Doporučuje se vypočítat hodnotu odpovídající součinu standardního napětí v upínací oblasti pomocí indikátorů periodického elektrického proudu uvnitř obvodu podle vzorců:

S = U × I nebo S = √P2 + Q2, kde

  • hodnota P je představována činným výkonem;
  • Hodnota Q 2 je ukazatelem jalového výkonu.

I přes složitost měřicího výkonu je důležité si uvědomit, že taková data nejsou indikativní, a proto je z praktického hlediska zajímavý aktivní průměrný výkon v určitém období.

V třífázovém obvodu

Symetrické (rovnoměrné) fázové zatížení v třívodičovém třífázovém proudovém obvodu

Napájení v přítomnosti fázového posunu mezi proudem a napětím

Fázový posun nebo posun se shoduje s úhlem pozorovaným mezi poloměry vektoru proudových indikátorů a napěťových parametrů a zpoždění v těchto kritériích vyvolává nesoulad.

Fázový posun střídavého proudu a napětí

Odkaz na hlavní příspěvek
Adblock
detector