כיצד לחשב הספק, זרם ומתח: עקרונות ודוגמאות חישוב לתנאי חיים

חישוב לחיבור מקביל וסדרתי

בעת חישוב המעגל של מכשיר אלקטרוני, לעתים קרובות יש צורך למצוא את הכוח המשתחרר על אלמנט בודד. אז אתה צריך לקבוע איזה מתח יורד עליו, אם אנחנו מדברים על חיבור טורי, או איזה זרם זורם כאשר הוא מחובר במקביל, נשקול מקרים ספציפיים.

כאן Itotal שווה ל:

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0.6

כוח כללי:

P=UI=12*0.6=7.2 וואט

בכל נגד R1 ו-R2, מכיוון שההתנגדות שלהם זהה, המתח יורד לאורך:

U=IR=0.6*10=6 וולט

ובולט ב:

פ_{על נגד}\u003d ממשק משתמש \u003d 6 * 0.6 \u003d 3.6 וואט

לאחר מכן, עם חיבור מקביל בסכימה כזו:

ראשית, אנו מחפשים את אני בכל סניף:

אני₁=U/R₁=12/1=12 אמפר

אני₂=U/R₂=12/2=6 אמפר

ובולט בכל אחד ב:

פ_ר1\u003d 12 * 6 \u003d 72 וואט

פ_ר2\u003d 12 * 12 \u003d 144 וואט

כולם בולטים:

P=UI=12*(6+12)=216 וואט

או דרך ההתנגדות הכוללת, אז:

ר_כללי=(ר₁*ר₂)/( ר₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0.66 אוהם

I=12/0.66=18 אמפר

P=12*18=216 וואט

כל החישובים תאמו, כך שהערכים שנמצאו נכונים.

חישוב נוכחי

גודל הזרם מחושב לפי כוח והוא הכרחי בשלב תכנון (תכנון) דירה - דירה, בית.

• הערך של ערך זה תלוי בבחירת כבל האספקה ​​(חוט), שדרכו ניתן לחבר התקני צריכת חשמל לרשת.
• לדעת את המתח של רשת החשמל ואת העומס המלא של מכשירי חשמל, ניתן, באמצעות הנוסחה, לחשב את עוצמת הזרם שצריך לעבור דרך המוליך (חוט, כבל). על פי גודלו, אזור החתך של הוורידים נבחר.

אם צרכני החשמל בדירה או בבית ידועים, יש צורך לבצע חישובים פשוטים על מנת להרכיב כראוי את מעגל אספקת החשמל.

חישובים דומים מבוצעים למטרות ייצור: קביעת שטח החתך הנדרש של ליבות הכבלים בעת חיבור ציוד תעשייתי (מנועים ומנגנונים חשמליים תעשייתיים שונים).

דוגמאות למשימות

חלק 1

1. עוצמת הזרם במוליך הוגדלה פי 2. כיצד תשתנה כמות החום המשתחררת בו ליחידת זמן, כשההתנגדות של המוליך לא תשתנה?

1) יגדל פי 4
2) יקטן פי 2
3) יגדל פי 2
4) להפחית פי 4

2.אורכה של ספירלת הכיריים החשמליות הצטמצם פי 2. כיצד תשתנה כמות החום המשתחררת בספירלה ליחידת זמן במתח רשת קבוע?

1) יגדל פי 4
2) יקטן פי 2
3) יגדל פי 2
4) להפחית פי 4

3. ההתנגדות של הנגד ​\(R_1 \)​ קטנה פי ארבעה מההתנגדות של הנגד ​\(R_2 \)​. עבודה נוכחית בנגד 2

1) פי 4 יותר מאשר בנגד 1
2) פי 16 יותר מנגד 1
3) פי 4 פחות מאשר בנגד 1
4) פי 16 פחות מאשר בנגד 1

4. ההתנגדות של הנגד ​\(R_1 \)​ היא פי 3 מההתנגדות של הנגד ​\(R_2 \)​. כמות החום שתשתחרר בנגד 1

1) פי 3 יותר מאשר בנגד 2
2) פי 9 יותר מנגד 2
3) פי 3 פחות מאשר בנגד 2
4) פי 9 פחות מאשר בנגד 2

5. המעגל מורכב ממקור חשמל, מנורה וחוט ברזל דק המחוברים בסדרה. הנורה תאיר בהיר יותר אם

1) החלף את החוט במגהץ דק יותר
2) להפחית את אורך החוט
3) להחליף חוט ונורה
4) החלף את חוט הברזל בניכרום

6. האיור מציג תרשים עמודות. הוא מציג את ערכי המתח בקצוות של שני מוליכים (1) ו- (2) של אותה התנגדות. השווה את הערכים של העבודה הנוכחית ​\( A_1 \)​ ו ​\( A_2 \)​ במנצחים אלה לאותו זמן.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. האיור מציג תרשים עמודות. זה מציג את ערכי חוזק הזרם בשני מוליכים (1) ו- (2) של אותה התנגדות. השווה את ערכי העבודה הנוכחיים \( A_1 \) ו \ ( A_2 \) במנצחים אלה לאותו זמן.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. אם אתה משתמש במנורות בעוצמה של 60 ו-100 וואט בנברשת כדי להאיר את החדר, אז

א זרם גדול יהיה במנורת 100W.
ב. למנורת 60 W יש יותר התנגדות.

נכון(ים) הם המשפט(ים)

1) רק א
2) רק ב
3) גם א' וגם ב'
4) לא א' ולא ב'

9. כיריים חשמליות המחוברות למקור DC צורך 108 קילו ג'יי אנרגיה ב-120 שניות. מהו עוצמת הזרם בספירלת האריחים אם ההתנגדות שלה היא 25 אוהם?

1) 36 א
2) 6 א
3) 2.16 א
4) 1.5 א

10. כיריים חשמליות בזרם של 5 A צורך 1000 קילו ג'יי אנרגיה. מהו הזמן שבו יעבור הזרם דרך הספירלה של האריח אם ההתנגדות שלו היא 20 אוהם?

1) 10000 שניות
2) שנות ה-2000
3) 10 שניות
4) 2 שניות

11. הסליל מצופה ניקל של הכיריים החשמליות הוחלף בסליל ניכרום באותו אורך ושטח חתך. קבע התאמה בין כמויות פיזיות ושינויים אפשריים שלהן כאשר האריח מחובר לרשת החשמל. כתוב בטבלה את המספרים שנבחרו מתחת לאותיות המתאימות. ניתן לחזור על מספרים בתשובה.

כמות פיסית
א) התנגדות חשמלית של הסליל
ב) עוצמת הזרם החשמלי בספירלה
ב) כוח זרם חשמלי הנצרך על ידי האריחים

אופי השינוי
1) גדל
2) ירד
3) לא השתנה

12. קבע התאמה בין כמויות פיזיקליות לבין הנוסחאות לפיהן נקבעות כמויות אלו. כתוב בטבלה את המספרים שנבחרו מתחת לאותיות המתאימות.

כמויות פיזיות
א) זרם עבודה
ב) חוזק זרם
ב) הספק נוכחי

נוּסחָה
1) ​\( \frac{q}{t} \)​
2) ​\(qU \)​
3) \( \frac{RS}{L} \)​
4) ​\(UI \)​
5) \( \frac{U}{I} \)​

חלק 2

13.המחמם מחובר בסדרה עם ריאוסטט עם התנגדות של 7.5 אוהם לרשת במתח של 220 V. מהי ההתנגדות של המחמם אם הספק הזרם החשמלי בריאוסטט הוא 480 W?

כוח כולל ומרכיביו

חשמל הוא כמות האחראית לקצב השינוי או הולכת החשמל. כוח לכאורה מסומן באות S ונמצא כתוצר של הערכים האפקטיביים של זרם ומתח. יחידת המדידה שלו היא וולט-אמפר (VA; V A).

כוח לכאורה יכול להיות מורכב משני מרכיבים: פעיל (P) ותגובתי (Q).

הספק פעיל נמדד בוואט (W; W), הספק תגובתי נמדד ב-vars (Var).

זה תלוי איזה סוג של עומס כלול בשרשרת צריכת החשמל.

עומס התנגדות

עומס מסוג זה הוא אלמנט המתנגד לזרם חשמלי. כתוצאה מכך, הזרם עושה את העבודה של חימום העומס, והחשמל הופך לחום. אם נגד עם התנגדות כלשהי מחובר בסדרה עם הסוללה, הזרם העובר במעגל הסגור יחמם אותו עד שהסוללה תתרוקן.

תשומת הלב! ניתן לציין דוגמה למחמם חשמלי תרמי (TENA) כעומס פעיל ברשתות AC. פיזור החום עליו הוא תוצאה של עבודת החשמל

צרכנים כאלה כוללים גם סלילים של נורות, כיריים חשמליות, תנורים, מגהץ ודוד.

עומס קיבולי

עומסים כאלה הם מכשירים שיכולים לצבור אנרגיה בשדות חשמליים וליצור תנועה (תנודה) של כוח מהמקור לעומס ולהיפך.עומסים קיבוליים הם קבלים, קווי כבלים (קיבול בין הליבות), קבלים ומשרנים המחוברים בסדרה ובמקביל במעגל. מגברי כוח אודיו, מנועים חשמליים סינכרוניים במצב ריגוש יתר מעמיסים גם הם את הקווים של הרכיב הקיבולי.

עומס אינדוקטיבי

כאשר צרכן החשמל הוא ציוד מסוים, לרבות בהרכבו:

• רוֹבּוֹטרִיקִים;
• מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים, משאבות.

על הלוחות המחוברים לציוד, אתה יכול לראות מאפיין כזה כמו cos ϕ. זהו גורם הסטת הפאזה בין זרם ומתח ברשת ה-AC שאליו יחובר הציוד. זה נקרא גם גורם הכוח, ככל שה-cos ϕ קרוב יותר לאחדות, כך ייטב.

חָשׁוּב! כאשר התקן מכיל רכיבים אינדוקטיביים או קיבוליים: שנאים, משנקים, פיתולים, קבלים, הזרם הסינוסואידי מפגר את המתח בזווית כלשהי בשלב. באופן אידיאלי, הקיבול מספק שינוי פאזה של -900, וההשראות - + 900

ערכי Cos ϕ בהתאם לסוג העומס

רכיבים קיבוליים ואינדוקטיביים יוצרים יחד כוח תגובתי. אז הנוסחה להספק הכולל היא:

S = √ (P2 + Q2),

איפה:

• S הוא ההספק הנראה (VA);
• P הוא החלק הפעיל (W);
• Q הוא החלק התגובתי (Var).

אם תראה את זה בצורה גרפית, אז אתה יכול לראות שהתוספת הווקטורית של P ו-Q תהיה הערך המלא של S - התחתון של משולש העוצמה.

הסבר גרפי על מהות העוצמה המלאה

מעגלים חשמליים וזנייהם

מעגל חשמלי הוא קומפלקס של מכשירים וחפצים בודדים המחוברים בצורה נתונה. הם מספקים נתיב למעבר חשמל.כדי לאפיין את היחס בין המטען הזורם בתוך כל מוליך בודד במשך זמן מה למשך הזמן הזה, נעשה שימוש בכמות פיזיקלית מסוימת. וזהו הזרם במעגל החשמלי.

ההרכב של שרשרת כזו כולל מקור אנרגיה, צרכני אנרגיה, כלומר. עומס וחוטים. הם מחולקים לשני סוגים:

• לא מסועף - הזרם העובר מהגנרטור לצרכן האנרגיה אינו משתנה בערכו. כך למשל מדובר בתאורה הכוללת נורה אחת בלבד.
• מסועף - רשתות שיש להן כמה סניפים. הזרם, הנע מהמקור, מחולק ועובר לעומס לאורך מספר ענפים. עם זאת, המשמעות שלו משתנה.

דוגמה לכך היא תאורה הכוללת נברשת רב זרועות.

ענף הוא רכיב אחד או יותר המחוברים בסדרה. תנועת הזרם עוברת מצומת עם מתח גבוה לצומת עם ערך מינימלי. במקרה זה, הזרם הנכנס בצומת עולה בקנה אחד עם הזרם היוצא.

מעגלים יכולים להיות לא ליניאריים ולינאריים. אם בראשון יש אלמנט אחד או יותר שבהם קיימת תלות של ערכים בזרם ובמתח, אז בשני למאפיינים של האלמנטים אין תלות כזו. בנוסף, במעגלים המאופיינים בזרם ישר, הכיוון שלו אינו משתנה, אך במצב של זרם חילופין הוא משתנה תוך התחשבות בפרמטר הזמן.

מאפיינים

זרם חילופין זורם במעגל ומשנה את כיוונו בעוצמה. יוצר שדה מגנטי. לכן, זה נקרא לעתים קרובות זרם חשמלי סינוסואידי תקופתי. לפי חוק קו עקום, ערכו משתנה לאחר פרק זמן מסוים. לכן זה נקרא סינוסואיד. יש הגדרות משלו.מבין החשובים שבהם, כדאי לציין את התקופה עם תדירות, משרעת וערך מיידי.

התקופה היא הזמן שבמהלכו מתרחש שינוי בזרם החשמלי, ואז הוא חוזר על עצמו שוב. תדירות היא תקופה בשנייה. הוא נמדד בהרץ, קילו-הרץ ומילי-הרץ.

משרעת - ערך מרבי זרם עם יעילות מתח וזרימה לאורך תקופה מלאה. ערך מיידי - זרם חילופין או מתח המתרחש בזמן מסוים.

מפרט AC

עבור AC

עם זאת, עבור מעגל AC, יש לקחת בחשבון את הסכום הכולל, הפעיל והתגובתי, כמו גם את גורם ההספק (cosF). דנו בכל המושגים הללו ביתר פירוט במאמר זה.

נציין רק שכדי למצוא את ההספק הכולל ברשת חד פאזית עבור זרם ומתח, עליך להכפיל אותם:

S=UI

התוצאה תתקבל בוולט-אמפר, כדי לקבוע את ההספק הפעיל (וואט), אתה צריך להכפיל את S במקדם cosФ. ניתן למצוא אותו בתיעוד הטכני של המכשיר.

P=UIcos

כדי לקבוע הספק תגובתי (וולט-אמפר תגובתי), נעשה שימוש ב sinФ במקום ב- cosФ.

Q=UIsin

או להביע מביטוי זה:

ומכאן חשבו את הערך הרצוי.

זה גם לא קשה למצוא את הכוח ברשת תלת פאזית; כדי לקבוע S (סה"כ), השתמש בנוסחת החישוב עבור מתח זרם ופאזה:

S=3U_ו/_ו

ולדעת Ulinear:

S=1.73*U_לאני_ל

1.73 או השורש של 3 - ערך זה משמש לחישובים של מעגלים תלת פאזיים.

ואז באנלוגיה למצוא P פעיל:

P=3U_ו/_ו*cosФ=1.73*U_לאני_ל*cosФ

ניתן לקבוע כוח תגובתי:

Q=3U_ו/_ו*sinФ=1.73*U_לאני_ל*חטאת

בכך מסתיים המידע התיאורטי ואנו עוברים לתרגול.

אחד.מחשבון של פיזור הספק וזרם זורם בהתאם להתנגדות ולמתח המופעל.

הדגמה של חוק אוהם בזמן אמת.
להשוואה
בדוגמה זו, אתה יכול להגביר את המתח וההתנגדות של המעגל. שינויים אלו בזמן אמת ישנו את כמות הזרם הזורמת במעגל ואת ההספק המתפזר בהתנגדות.
אם ניקח בחשבון מערכות שמע, עליך לזכור שהמגבר מייצר מתח מסוים עבור עומס מסוים (התנגדות). היחס בין שתי הכמויות הללו קובע את ההספק.
המגבר יכול להוציא כמות מוגבלת של מתח בהתאם לאספקת החשמל הפנימית ולמקור הזרם. גם ההספק שהמגבר יכול לספק לעומס מסוים (למשל 4 אוהם) מוגבל בדיוק.
על מנת לקבל יותר כוח, ניתן לחבר עומס בעל התנגדות נמוכה יותר (למשל 2 אוהם) למגבר. שימו לב שכאשר משתמשים בעומס עם פחות התנגדות - נניח פעמיים (זה היה 4 אוהם, זה הפך ל-2 אוהם) - גם ההספק יוכפל (בתנאי שניתן לספק כוח זה על ידי ספק הכוח הפנימי ומקור הזרם).
אם ניקח למשל מגבר מונו בהספק של 100 וואט לעומס של 4 אוהם, מתוך ידיעה שהוא יכול לספק מתח של לא יותר מ-20 וולט לעומס.
אם תשים סליידרים על המחשבון שלנו
מתח 20 וולט
התנגדות 4 אוהם
תקבל
הספק 100 וואט
 
אם תזיז את מחוון ההתנגדות ב-2 אוהם, תראה את ההספק מוכפל ל-200 וואט.
בדוגמה כללית, מקור הזרם הוא סוללה (לא מגבר קול), אבל התלות של זרם, מתח, התנגדות והתנגדות זהות בכל המעגלים.
 

חישוב מעגלים חשמליים

כל הנוסחאות המשמשות לחישוב מעגלים חשמליים נובעות אחת מהשנייה.

יחסים של מאפיינים חשמליים

כך, למשל, לפי נוסחת חישוב ההספק, אתה יכול לחשב את החוזק הנוכחי אם ידועים P ו-U.

כדי לגלות איזה זרם יצרוך מגהץ (1100 וולט) המחובר לרשת 220 וולט, עליך לבטא את עוצמת הזרם מנוסחת ההספק:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

לדעת את ההתנגדות המחושבת של ספירלת הכיריים החשמליות, אתה יכול למצוא מכשיר P. כוח דרך התנגדות נמצא על ידי הנוסחה:

P = U2/R.

ישנן מספר שיטות המאפשרות לפתור את המשימות שנקבעו על ידי חישוב פרמטרים שונים של מעגל נתון.

שיטות לחישוב מעגלים חשמליים

חישוב הספק עבור מעגלים מסוגים שונים של זרם עוזר להעריך נכון את מצב קווי החשמל. מכשירים ביתיים ותעשייתיים, שנבחרו בהתאם לפרמטרים הנתונים Pnom ו-S, יעבדו בצורה אמינה ויעמדו בעומסים מרביים במשך שנים.

איך לחסוך כסף

התקנת מונה דו תעריפים חוסכת בעלויות חימום החשמל. תעריפי מוסקבה עבור דירות ובתים המצוידים במתקני חימום חשמליים נייחים מבחינים בין שתי עלויות:

1. 4.65 r מ-7:00 עד 23:00.
2. 1.26 r מ-23:00 עד 7:00.

אז תוציא, בכפוף לפעולה מסביב לשעון, 9 קילוואט של דוד חשמלי מופעל עבור שליש מההספק:

9*0.3*12*4.65 + 9*0.3*12*1.26 = 150 + 40 = 190 רובל

ההבדל בצריכה היומית הוא 80 רובל. בעוד חודש תחסוך 2400 רובל. מה מצדיק התקנת מד דו תעריף.

הדרך השנייה לחסוך כסף בעת שימוש במונה דו-תעריפים היא שימוש במכשירי בקרה אוטומטיים למכשירי חשמל. זה מורכב מהקצאת צריכת שיא של דוד חשמל, דוד ודברים אחרים בלילה, ואז רוב החשמל יחויב ב-1.26, ולא ב-4.65. בזמן שאתה בעבודה, הדוד יכול לכבות לחלוטין או לפעול במצב אנרגיה נמוכה, למשל, ב-10% מהספק. כדי להפוך את פעולת הדוד החשמלי לאוטומטי, ניתן להשתמש בתרמוסטטים דיגיטליים ניתנים לתכנות או דוודים בעלי יכולת לתכנת.

לסיכום, ברצוני לציין כי חימום בית בחשמל היא שיטה די יקרה, ללא קשר לשיטה הספציפית, בין אם מדובר בדוד חשמל, קונווקטור או דוד חשמלי אחר. מגיעים אליו רק במקרים שאין דרך להתחבר לגז. בנוסף לעלויות הפעלת דוד חשמל, אתם ממתינים לעלויות הראשוניות של רישום קלט תלת פאזי של חשמל.

המטלות העיקריות הן:

• ביצוע חבילת מסמכים לרבות מפרט טכני, פרויקט חשמל וכדומה;
• ארגון הארקה;
• עלות כבל לחיבור בית וחיווט חיווט חדש;
• התקנת דלפק.

יתרה מכך, ייתכן שתימנעו ממך כניסה תלת פאזית והגדלת הספק אם אין אפשרות טכנית כזו באזורך, כאשר תחנות המשנאים כבר פועלות בגבולן. בחירת סוג הדוד והחימום תלויה לא רק ברצונות שלכם, אלא גם ביכולות התשתית.

זה מסיים את המאמר הקצר שלנו. אנו מקווים שכעת התברר לכם מהי צריכת החשמל האמיתית של דוד חשמל וכיצד תוכלו להוזיל את עלות חימום הבית בחשמל.

מספר בלוקים: 18 | סך התווים: 24761
מספר תורמים בשימוש: 7
מידע לכל תורם:

שינוי התנגדות:

בתרשים הבא, ניתן לראות את ההבדל בהתנגדות בין המערכות המתוארות בצד ימין ושמאל של האיור. ההתנגדות ללחץ המים בברז מתנגדת על ידי השסתום, בהתאם למידת הפתיחה של השסתום, ההתנגדות משתנה.

ההתנגדות במוליך מוצגת כהצרה של המוליך, ככל שהמוליך צר יותר, כך הוא מתנגד יותר למעבר זרם.

ייתכן שתבחין שהמתח ולחץ המים זהים בצד ימין ושמאל של המעגל.

אתה צריך לשים לב לעובדה החשובה ביותר. בהתאם להתנגדות, הזרם עולה ויורד.

בהתאם להתנגדות, הזרם עולה ויורד.

משמאל, כשהשסתום פתוח לגמרי, אנו רואים את זרימת המים הגדולה ביותר. ובהתנגדות הנמוכה ביותר, אנו רואים את הזרימה הגדולה ביותר של אלקטרונים (אמפר) במוליך.

מצד ימין השסתום סגור הרבה יותר וגם זרימת המים הפכה הרבה יותר גדולה.

גם ההיצרות של המוליך ירדה לחצי, מה שאומר שההתנגדות לזרימת הזרם הוכפלה. כפי שאנו יכולים לראות, פי שניים פחות אלקטרונים זורמים דרך המוליך בגלל ההתנגדות הגבוהה.

להשוואה

שימו לב שההצרה של המוליך המוצגת בתרשים משמשת רק כדוגמה להתנגדות לזרימת הזרם. בתנאים אמיתיים, היצרות המוליך אינה משפיעה מאוד על הזרם הזורם

מוליכים למחצה ודיאלקטריים יכולים לספק התנגדות הרבה יותר גדולה.

המוליך המחדד בתרשים מוצג רק כדוגמה, כדי להבין את מהות התהליך המתמשך.נוסחת חוק אוהם היא תלות ההתנגדות וחוזק הזרם

I=E/R
כפי שניתן לראות מהנוסחה, עוצמת הזרם עומדת ביחס הפוך להתנגדות המעגל.

יותר התנגדות = פחות זרם
 

* בתנאי שהמתח קבוע.
 

שימוש בנוסחאות

זווית זו מאפיינת את שינוי הפאזה במעגלי U משתנים המכילים אלמנטים אינדוקטיביים וקיבילים. כדי לחשב את הרכיבים הפעילים והתגובתיים, נעשה שימוש בפונקציות טריגונומטריות, המשמשות בנוסחאות. לפני חישוב התוצאה באמצעות נוסחאות אלו, יש צורך, באמצעות מחשבונים או טבלאות ברדיס, לקבוע את sin φ ו- cos φ. לאחר מכן, לפי הנוסחאות

אני אחשב את הפרמטר הרצוי של המעגל החשמלי. אבל יש לקחת בחשבון שכל אחד מהפרמטרים המחושבים לפי הנוסחאות הללו, עקב U, המשתנה ללא הרף לפי חוקי התנודות הרמוניות, יכול לקבל ערך מיידי, או שורש-ממוצע-ריבוע, או ערך ביניים. . שלוש הנוסחאות המוצגות למעלה תקפות עבור ערכי rms של זרם ו-U. כל אחד משני הערכים האחרים הוא תוצאה של הליך חישוב המשתמש בנוסחה אחרת הלוקחת בחשבון את חלוף הזמן t:

אבל זה לא כל הניואנסים. לדוגמה, עבור קווי מתח, משתמשים בנוסחאות הכוללות תהליכי גל. והם נראים אחרת. אבל זה כבר סיפור אחר לגמרי...

עבור AC

עם זאת, עבור מעגל AC, יש לקחת בחשבון את הסכום הכולל, הפעיל והתגובתי, כמו גם את גורם ההספק (cosF). דנו בכל המושגים הללו ביתר פירוט במאמר זה.

נציין רק שכדי למצוא את ההספק הכולל ברשת חד פאזית עבור זרם ומתח, עליך להכפיל אותם:

S=UI

התוצאה תתקבל בוולט-אמפר, כדי לקבוע את ההספק הפעיל (וואט), אתה צריך להכפיל את S במקדם cosФ. ניתן למצוא אותו בתיעוד הטכני של המכשיר.

P=UIcos

כדי לקבוע הספק תגובתי (וולט-אמפר תגובתי), נעשה שימוש ב sinФ במקום ב- cosФ.

Q=UIsin

או להביע מביטוי זה:

ומכאן חשבו את הערך הרצוי.

זה גם לא קשה למצוא את הכוח ברשת תלת פאזית; כדי לקבוע S (סה"כ), השתמש בנוסחת החישוב עבור מתח זרם ופאזה:

ולדעת Ulinear:

1.73 או השורש של 3 - ערך זה משמש לחישובים של מעגלים תלת פאזיים.

ואז באנלוגיה למצוא P פעיל:

ניתן לקבוע כוח תגובתי:

בכך מסתיים המידע התיאורטי ואנו עוברים לתרגול.

שאלות על עבודה וכוח חשמל

שאלות תיאורטיות לעבודה ולכוח של זרם חשמלי יכולות להיות כדלקמן:

1. מהי הכמות הפיזית של עבודת זרם חשמלי? (התשובה ניתנת במאמר שלנו למעלה).
2. מהו כוח חשמלי? (תשובה ניתנה למעלה).
3. הגדר את חוק ג'ול-לנץ. תשובה: עבודתו של זרם חשמלי הזורם דרך מוליך קבוע עם התנגדות R מומרת לחום במוליך.
4. כיצד נמדדת עבודת הזרם? (תשובה למעלה).
5. איך מודדים כוח? (תשובה למעלה).

זוהי רשימה לדוגמה של שאלות. מהות השאלות התיאורטיות בפיזיקה היא תמיד זהה: לבדוק את ההבנה של תהליכים פיזיקליים, את התלות של כמות אחת באחרת, הכרת הנוסחאות ויחידות המדידה שאומצו במערכת ה-SI הבינלאומית.

מידע מעניין על הנושא

תוכנית אספקת חשמל תלת פאזית משמשת בייצור.המתח הכולל של רשת כזו הוא 380 V. כמו כן, חיווט כזה מותקן על בניינים רב קומות, ולאחר מכן מופץ בין דירות. אבל יש ניואנס אחד שמשפיע על המתח הסופי ברשת - חיבור הליבה מתחת למתח מביא ל-220 V. תלת פאזי, שלא כמו חד פאזי, אינו מעוות בעת חיבור ציוד כוח, שכן העומס מופץ במגן. אבל כדי להביא רשת תלת פאזית לבית פרטי, נדרש אישור מיוחד, ולכן תוכנית עם שתי ליבות נפוצה, אחת מהן היא אפס.

נורמות מתח AC

מתח והספק הם מה שכל אדם שגר בדירה או בבית פרטי צריך לדעת. מתח ה-AC הסטנדרטי בדירה ובבית פרטי מתבטא בכמות של 220 ו-380 וואט. באשר לקביעת המדד הכמותי של חוזק האנרגיה החשמלית, יש צורך להוסיף את הזרם החשמלי למתח או למדוד את המחוון הנדרש עם מד וואט. במקביל, כדי לבצע מדידות עם המכשיר האחרון, אתה צריך להשתמש בבדיקות ובתוכניות מיוחדות.

מהו AC Power

כוח AC נקבע על ידי היחס בין כמות הזרם עם הזמן, אשר מייצר עבודה בזמן מסוים. משתמש רגיל משתמש במחוון הכוח המשודר אליו על ידי ספק האנרגיה החשמלית. ככלל, זה שווה ל 5-12 קילוואט. נתונים אלה מספיקים כדי להבטיח את יכולת הפעולה של הציוד החשמלי הביתי הדרוש.

אינדיקטור זה תלוי באילו תנאים חיצוניים לאספקת אנרגיה לבית, אילו התקנים מגבילים זרם (התקנים אוטומטיים או חצי אוטומטיים) מותקנים המווסתים את הרגע שבו מיכלי החשמל מגיעים למקור הצרכן. הדבר נעשה ברמות שונות, החל מלוח החשמל הביתי ועד ליחידת חלוקת החשמל המרכזית.

נורמות הספק ברשת AC

שיטת המרת מעגל חשמלי

כיצד לקבוע את עוצמת הזרם במעגלים בודדים של מעגלים מורכבים? כדי לפתור בעיות מעשיות, לא תמיד יש צורך להבהיר את הפרמטרים החשמליים עבור כל אלמנט. כדי לפשט את החישובים, נעשה שימוש בטכניקות המרה מיוחדות.

חישוב מעגל עם ספק כוח אחד

עבור חיבור טורי, נעשה שימוש בסיכום ההתנגדויות החשמליות הנחשבות בדוגמה:

Req = R1 + R2 + ... + Rn.

זרם הלולאה זהה בכל נקודה במעגל. אתה יכול לבדוק את זה בהפסקה של קטע הבקרה עם מולטימטר. עם זאת, על כל אלמנט בודד (עם דירוגים שונים), המכשיר יציג מתח שונה. על ידי החוק השני של קירכהוף אתה יכול לחדד את תוצאת החישוב:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

חיבור מקביל של נגדים, מעגלים ו נוסחאות לחישובים

בגרסה זו, בהתאמה מלאה להנחה הראשונה של קירכהוף, הזרמים מופרדים ומשולבים בצמתי הקלט והיציאה. הכיוון המוצג בתרשים נבחר תוך התחשבות בקוטביות של הסוללה המחוברת. על פי העקרונות שנדונו לעיל, ההגדרה הבסיסית של שוויון מתח על רכיבים בודדים של המעגל נשמרת.

הדוגמה הבאה מדגימה כיצד למצוא את הזרם בענפים בודדים. הערכים ההתחלתיים הבאים נלקחו לחישוב:

• R1 = 10 אוהם;
• R2 = 20 אוהם;
• R3= 15 אוהם;
• U = 12 V.

האלגוריתם הבא יקבע את מאפייני המעגל:

נוסחה בסיסית לשלושה אלמנטים:

Rtot = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

• החלפת הנתונים, חשב Rtot = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4.615 אוהם;
• I \u003d 12 / 4.615 ≈ 2.6 A;
• I1 \u003d 12 / 10 \u003d 1.2 A;
• I2 = 12/20 = 0.6 A;
• I3 = 12/15 = 0.8 A.

כמו בדוגמה הקודמת, מומלץ לבדוק את תוצאת החישוב. בעת חיבור רכיבים במקביל, יש להקפיד על השוויון של זרמי הכניסה והערך הכולל:

I \u003d 1.2 + 0.6 + 0.8 \u003d 2.6 A.

אם נעשה שימוש באות מקור סינוסואידאלי, החישובים הופכים מסובכים יותר. כאשר שנאי מחובר לשקע 220V חד פאזי, יהיה צורך לקחת בחשבון הפסדים (דליפה) במצב סרק. במקרה זה, המאפיינים האינדוקטיביים של הפיתולים ומקדם הצימוד (טרנספורמציה) חיוניים. התנגדות חשמלית (XL) תלויה בפרמטרים הבאים:

• תדר האות (f);
• השראות (L).

חשב את XL לפי הנוסחה:

XL \u003d 2π * f * L.

כדי למצוא את ההתנגדות של עומס קיבולי, הביטוי מתאים:

Xc \u003d 1 / 2π * f * C.

אין לשכוח כי במעגלים עם רכיבים תגובתיים, שלבי הזרם והמתח מוזזים.

חישוב מעגל חשמלי נרחב עם מספר ספקי כוח

באמצעות העקרונות הנחשבים, המאפיינים של מעגלים מורכבים מחושבים. להלן מראה כיצד למצוא את הזרם במעגל כאשר ישנם שני מקורות:

• לייעד רכיבים ופרמטרים בסיסיים בכל המעגלים;
• צור משוואות לצמתים בודדים: א) I1-I2-I3=0, ב) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• בהתאם להנחה השנייה של קירכהוף, ניתן לכתוב את הביטויים הבאים לקווי מתאר: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3 , III ) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
• בדוק: ד) I3+I6-I1=0, לולאה חיצונית E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

תרשים הסבר לחישוב עם שני מקורות

חישוב זרם עבור רשת חד פאזית

זרם נמדד באמפר. כדי לחשב הספק ומתח, משתמשים בנוסחה I = P/U, שבה P הוא ההספק או העומס החשמלי הכולל, הנמדד בוואטים. יש להזין את הפרמטר הזה בדרכון הטכני של המכשיר. U - מייצג את המתח של הרשת המחושבת, נמדד בוולט.

הקשר בין זרם למתח נראה בבירור בטבלה:

מכשירי חשמל וציוד	צריכת חשמל (kW)	נוכחי (א)
מכונות כביסה	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
כיריים חשמליות נייחות	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
מיקרוגלים	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
מדיחי כלים	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
מקררים, מקפיאים	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
חימום רצפה חשמלי	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
מטחנת בשר חשמלית	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
קומקום חשמלי	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

לפיכך, הקשר בין הספק לחוזק הזרם מאפשר לבצע חישובים ראשוניים של עומסים ברשת חד פאזית. טבלת החישוב תעזור לך לבחור את קטע החוט הנדרש, בהתאם לפרמטרים.

קוטרי ליבת מוליכים (מ"מ)	חתך מוליך (mm2)	מוליכים נחושת	מוליכים מאלומיניום
נוכחי (א)	הספק, קילוואט)	חוזק (א)	הספק, קילוואט)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4.6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

סיכום

כפי שאתה יכול לראות, למצוא את הכוח של מעגל או הקטע שלו זה לא קשה בכלל, לא משנה אם אנחנו מדברים על קבוע או שינוי. חשוב יותר לקבוע נכון את ההתנגדות הכוללת, הזרם והמתח

אגב, הידע הזה כבר מספיק כדי לקבוע נכון את הפרמטרים של המעגל ולבחור את האלמנטים - כמה וואט לבחור נגדים, חתכים של כבלים ושנאים. כמו כן, היזהר בעת חישוב S total בעת חישוב הביטוי הרדיקלי.כדאי רק להוסיף שכאשר משלמים את חשבונות החשמל, אנחנו משלמים עבור קילוואט-שעה או קילוואט-שעה, הם שווים לכמות החשמל הנצרכת לאורך תקופה. לדוגמה, אם חיברת דוד 2 קילוואט למשך חצי שעה, המונה יגיע ל-1 קילוואט לשעה, ובמשך שעה - 2 קילוואט לשעה, וכן הלאה באנלוגיה.

לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון שימושי בנושא המאמר:

קרא גם:

• כיצד לקבוע את צריכת החשמל של מכשירי חשמל
• כיצד לחשב קטעי כבלים
• סימון נגדים עבור כוח והתנגדות

סיכום שיעור

בשיעור זה שקלנו משימות שונות להתנגדות מעורבת של מוליכים, כמו גם לחישוב מעגלים חשמליים.