Watt formülü nedir? Elektrik akımı gücü. Basit

31.07.2019

Herhangi bir elektrik devresi tasarlarken, bir güç hesaplaması yapılır. Temelde ana elemanların seçimi yapılır ve izin verilen yük hesaplanır. Bir DC devresi için hesaplama zor değilse (Ohm yasasına göre, akımı voltajla çarpmak gerekir - P = U * I), o zaman AC gücünün hesaplanması o kadar basit değildir. Bir açıklama için, elektrik mühendisliğinin temellerine dönmeniz gerekecek, ayrıntılara girmeden ana tezlerin bir özetini vereceğiz.

Tam güç ve bileşenleri

AC devrelerinde güç, voltaj ve akımdaki sinüzoidal değişim yasaları dikkate alınarak hesaplanır. Bu bağlamda, reaktif (Q) ve aktif (P) olmak üzere iki bileşen içeren toplam güç (S) kavramı ortaya atılmıştır. Bu miktarların grafik bir açıklaması, güç üçgeni aracılığıyla yapılabilir (bkz. Şekil 1).

Aktif bileşen (P), yükün gücü anlamına gelir (elektriğin ısıya, ışığa, vb. tersine çevrilemez dönüşümü). Bu değer watt (W) cinsinden ölçülür, ev düzeyinde kilovat (kW), endüstriyel alanda - megawatt (MW) cinsinden hesaplamak gelenekseldir.

Reaktif bileşen (Q), alternatif akım devresindeki kapasitif ve endüktif elektrik yükünü tanımlar, bu değerin birimi Var'dır.

Pirinç. 1. Güç üçgeni (A) ve gerilimler (V)

Grafik gösterime uygun olarak, kuvvetler üçgenindeki oranlar, kullanımı mümkün kılan temel trigonometrik özdeşlikler kullanılarak tanımlanabilir. aşağıdaki formüller:

S = √P 2 + Q 2, - tam güç için;
ve Q = U * I * cos⁡ φ ve P = U * I * sin φ - reaktif ve aktif bileşenler için.

Bu hesaplamalar, tek fazlı bir ağ (örneğin, bir ev 220 V) için geçerlidir, üç fazlı bir ağın (380 V) gücünü hesaplamak için, formüllere bir çarpan eklemeniz gerekir - √3 (bir simetrik yük) veya tüm fazların güçlerini toplayın (yük dengesiz ise).

Toplam gücün bileşenlerinin etki sürecini daha iyi anlamak için, yükün aktif, endüktif ve kapasitif biçimde "saf" tezahürünü ele alalım.

Aktif yük

"Saf" bir direnç ve uygun bir AC voltaj kaynağı kullanan varsayımsal bir devre alın. Böyle bir devrenin çalışmasının grafiksel bir açıklaması, belirli bir zaman aralığı (t) için ana parametreleri gösteren Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2. İdeal bir aktif yükün gücü

Güç frekansın iki katı iken gerilim ve akımın hem fazda hem de frekansta senkronize olduğunu görebiliriz. Bu değerin yönünün pozitif olduğunu ve sürekli arttığını unutmayın.

kapasitif yük

Şekil 3'te görülebileceği gibi, kapasitif yükün özelliklerinin grafiği aktif olandan biraz farklıdır.

Şekil 3. İdeal bir kapasitif yükün grafiği

Kapasitif gücün salınım frekansı, voltaj değişiminin sinüzoidinin frekansının iki katıdır. Bu parametrenin toplam değeri ile ilgili olarak, bir harmonik periyot boyunca sıfıra eşittir. Bu durumda enerjide (∆W) bir artış da gözlenmez. Bu sonuç, zincirin her iki yönünde de hareket ettiğini gösterir. Yani voltaj arttığında kapta bir yük birikimi olur. Negatif yarım döngünün başlamasıyla, biriken yük devre devresine boşaltılır.

Yük kapasitesinde enerji biriktirme ve müteakip deşarj sürecinde faydalı bir iş yapılmaz.

endüktif yük

Aşağıdaki grafik "temiz" endüktif yükün yapısını göstermektedir. Gördüğünüz gibi, sadece gücün yönü değişti, artışa gelince, sıfıra eşit.

Reaktif yükün olumsuz etkisi

Yukarıdaki örneklerde, "temiz" bir reaktif yükün olduğu durumlarda seçenekler dikkate alınmıştır. Aktif direnç faktörü dikkate alınmadı. Bu gibi durumlarda, reaktif etki sıfırdır, bu da onu görmezden gelebileceğiniz anlamına gelir. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu gerçek hayatta imkansız. Varsayımsal olarak böyle bir yük mevcut olsa bile, onu güç kaynağına bağlamak için gereken kablonun bakır veya alüminyum iletkenlerinin direnci göz ardı edilemez.

Reaktif bileşen, örneğin bir motor, bir transformatör, bağlantı telleri, bir besleme kablosu vb. gibi aktif devre bileşenlerinin ısınması şeklinde kendini gösterebilir. Bunun için belirli bir miktarda enerji harcanır, bu da ana özelliklerde bir azalmaya yol açar.

Reaktif güç, devreye şu şekilde etki eder:

yararlı bir iş yapmaz;
elektrikli cihazlarda ciddi kayıplara ve anormal yüklere neden olur;
ciddi bir kazaya neden olabilir.

Bu nedenle, elektrik devresi için uygun hesaplamaları yaparak, endüktif ve kapasitif yükün etki faktörünü dışlamak ve gerekirse tazminat için teknik sistemlerin kullanılmasını sağlamak imkansızdır.

Güç tüketimi hesaplaması

Günlük yaşamda, genellikle kaynak yoğun bir elektrik tüketicisini (klima, kazan, elektrikli soba vb.) Ayrıca, böyle bir hesaplamada, dairenin güç kaynağına bağlı olduğu pano için koruyucu devre kesicilerin seçilmesine ihtiyaç vardır.

Bu gibi durumlarda akım ve gerilim ile gücü hesaplamak gerekli değildir, aynı anda açılabilen tüm cihazların tükettiği enerjiyi toplamak yeterlidir. Hesaplamalarla uğraşmadan her cihaz için bu değeri üç şekilde öğrenebilirsiniz:

Hesaplarken, bazı elektrikli cihazların çalıştırma gücünün nominal değerden önemli ölçüde farklı olabileceği akılda tutulmalıdır. Ev cihazları için, bu parametre teknik belgelerde neredeyse hiç gösterilmez, bu nedenle, çeşitli cihazlar için başlangıç gücü parametrelerinin ortalama değerlerini içeren ilgili tabloya başvurmak gerekir (maksimum değeri seçmeniz önerilir). değer).

Tanımlar ve formüller

Güç, birim zamanda yapılan iştir. Elektrik gücü, akım ve gerilimin çarpımına eşittir: P = U ∙ I. Güç için diğer formüller buradan türetilebilir:

P = r ∙ ben ∙ ben = r ∙ ben ^ 2;

P = U ∙ U / r = U ^ 2 / r.

Gerilim ve akım için ölçüm birimlerini aşağıdaki formülde değiştirerek güç ölçüm birimini elde ederiz:

[P] = 1 B ∙ 1 A = 1 BA.

1 VA'ya eşit elektrik gücü ölçüm birimine watt (W) denir. Volt-amper (VA) adı AC mühendisliğinde kullanılır, ancak yalnızca görünen ve reaktif gücü ölçmek için kullanılır.

Elektriksel ve mekanik güç ölçüm birimleri aşağıdaki ilişkilerle ilişkilidir:

1 W = 1 / 9.81 kg m / s ≈1 / 10 kg m / s;

1 kg m/s = 9,81 W ≈10 W;

1 hp = 75 kg m/s = 736 W;

1 kW = 102 kg m/s = 1,36 hp

Kaçınılmaz enerji kayıpları hariç, 1 kW'lık bir motor saniyede 102 litre suyu 1 m yüksekliğe veya 10,2 litre suyu 10 m yüksekliğe pompalayabilir.

Elektrik gücü .

Örnekleri

1. 500 W gücünde ve 220 V voltajı olan bir elektrikli fırının ısıtma elemanı, yüksek dirençli telden yapılmıştır. Elemanın direncini ve içinden geçen akımı hesaplayın (Şekil 1).

Akımı elektrik gücü formülüyle buluyoruz P = U ∙ I,

buradan I = P / U = (500 Bm) / (220 V) = 2.27 A.

Direnç farklı bir güç formülü kullanılarak hesaplanır: P = U ^ 2 / r,

nereden r = U ^ 2 / P = (220 ^ 2) / 500 = 48400/500 = 96.8 Ohm.

Pirinç. 1.

2. 3 A akım ve 500 W güçte karonun spirali (Şekil 2) ne kadar dirence sahip olmalıdır?

Pirinç. 2.

Bu durumda başka bir kuvvet formülü uygulayacağız: P = U ∙ I = r ∙ I ∙ I = r ∙ I ^ 2;

dolayısıyla r = P / I ^ 2 = 500/3 ^ 2 = 500/9 = 55.5 ohm.

3. U = 220 V voltajlı bir ağa bağlı olan r = 100 Ohm dirençli güç hangi güç ısıya dönüştürülür (Şekil 3)?

P = U ^ 2 / r = 220 ^ 2/100 = 48400/100 = 484 W.

Pirinç. 3.

4. Şek. 4 ampermetre I = 2 A akımını gösterir. U = 220 V gerilimli bir şebekeye bağlandığında r = 100 Ohm direncinde tüketicinin direncini ve tükettiği elektrik gücünü hesaplayın.

Pirinç. 4.

r = U / I = 220/2 = 110 Ohm;

P = U ∙ I = 220 ∙ 2 = 440 W veya P = U ^ 2 / r = 220 ^ 2/110 = 48400/110 = 440 W.

5. Lamba, yalnızca 24 V nominal voltajını gösterir. Lamba verilerinin geri kalanını belirlemek için, şek. 5. Reostat ile akımı, lamba terminallerine bağlanan voltmetre Ul = 24 V gerilimini gösterecek şekilde ayarlayalım. Ampermetre I = 1,46 A akımını gösterir. Lambanın gücü ve direnci ne kadardır ve hangi gerilim ve güç kayıpları vardır? reostatta meydana gelir mi?

Pirinç. 5.

Lamba gücü P = Ul ∙ I = 24 ∙ 1,46 = 35 W.

Direnci rl = Ul / I = 24 / 1.46 = 16.4 ohm'dur.

Reosta boyunca voltaj düşüşü Uр = U-Ul = 30-24 = 6 V.

Reostada güç kaybı Pр = Uр ∙ I = 6 ∙ 1.46 = 8.76 W.

6. Elektrikli fırının plakasında nominal verileri belirtilmiştir (P = 10 kW; U = 220 V).

Fırının hangi direnç olduğunu ve çalışma sırasında içinden hangi akımın geçtiğini belirleyin P = U ∙ I = U ^ 2 / r;

r = U ^ 2 / P = 220 ^ 2/10000 = 48400/10000 = 4.84 Ohm; Ben = P / U = 10000/220 = 45.45 A.

Pirinç. 6.

7. 110 A akımda gücü 12 kW ise, jeneratörün terminallerindeki voltaj U nedir (Şekil 7)?

P = U ∙ I olduğundan, U = P / I = 12000/110 = 109 V.

Pirinç. 7.

8. Şek. 8, elektromanyetik akım korumasının çalışmasını gösterir. Belirli bir akımda, P yayı tarafından tutulan EM elektromıknatısı armatürü çekecek, K kontağını açacak ve akım devresini kesecektir. Örneğimizde, akım koruma I≥2 A akımda akım devresini keser. U = 220 V şebeke geriliminde sınırlayıcının çalışmaması için aynı anda kaç adet 25 W lamba açılabilir?

Pirinç. sekiz.

Koruma, I = 2 A'da, yani P = U ∙ I = 220 ∙ 2 = 440 W gücünde tetiklenir.

Bir lambanın toplam gücünü bölerek elde ederiz: 440/25 = 17.6.

Aynı anda 17 lamba yakılabilir.

9. Elektrikli fırın, paralel bağlı 500 W gücünde ve 220 V voltajında üç ısıtma elemanına sahiptir.

Fırın çalışırken toplam direnç, akım ve güç nedir (şekil 91)?

Fırının toplam gücü P = 3 ∙ 500 W = 1,5 kW'dır.

Ortaya çıkan akım I = P / U = 1500/220 = 6.82 A'dır.

Ortaya çıkan direnç r = U / I = 220 / 6.82 = 32,2 Ohm.

Bir elemanın akımı I1 = 500/220 = 2.27 A'dır.

Bir elemanın direnci: r1 = 220 / 2.27 = 96.9 Ohm.

Pirinç. dokuz.

Pirinç. on.

P = U ^ 2 / r olduğundan, r = U ^ 2 / P = 48400/75 = 645.3 ohm.

Akım I = P / U = 75/220 = 0.34 A.

11. Barajda h = 4 m su seviyesi düşüşü vardır, boru hattından her saniye 51 litre su türbine girer. Kayıplar dikkate alınmazsa, jeneratörde hangi mekanik güç elektrik gücüne dönüştürülür (Şekil 11)?

Pirinç. on bir.

Mekanik güç Pm = Q ∙ h = 51 kg / s ∙ 4 m = 204 kg m / s.

Dolayısıyla elektrik gücü Pe = Pm: 102 = 204: 102 = 2 kW.

12. 3 m yükseklikte bulunan bir tanka 5 m derinlikten saniyede 25,5 litre su basan pompa motorunun kapasitesi ne olmalıdır? Kayıplar dikkate alınmaz (Şekil 12).

Pirinç. 12.

Su yükselişinin toplam yüksekliği h = 5 + 3 = 8 m.

Motorun mekanik gücü Pm = Q ∙ h = 25,5 ∙ 8 = 204 kg m/s.

Elektrik gücü Pe = Pm: 102 = 204: 102 = 2 kW.

13. Her saniyede bir türbin için rezervuardan 4 m3 su alır. Rezervuardaki ve türbindeki su seviyeleri arasındaki fark h = 20 m'dir Kayıpları hesaba katmadan bir türbinin kapasitesini belirleyin (Şekil 13).

Pirinç. 13.

Akan suyun mekanik gücü Pm = Q ∙ h = 4 ∙ 20 = 80 t / s m; Pm = 80.000 kg m/sn.

Bir türbinin elektrik gücü Pe = Pm: 102 = 80.000: 102 = 784 kW.

14. Paralel uyarılı bir DC motorda, armatür sargısı ve uyarım sargısı paralel olarak bağlanır. Armatür sargısının direnci r = 0.1 Ohm ve armatür akımı I = 20 A. Uyarma sargısı rv = 25 Ohm dirence sahiptir ve uyarma akımı Iw = 1.2 A'dır. Her iki motor sargısında hangi güç kaybolur ( Şekil 14)?

Pirinç. on dört.

Armatür sargısındaki güç kaybı P = r ∙ I ^ 2 = 0.1 ∙ 20 ^ 2 = 40 W.

Uyarma sargısındaki güç kayıpları

Pv = rv ∙ Iv ^ 2 = 25 ∙ 1.2 ^ 2 = 36 W.

Motor sargılarındaki toplam kayıplar P + Pv = 40 + 36 = 76 W.

15. 220 V ocak gözü, r1 ve r2 rezistanslarına sahip iki ısıtma elemanının farklı şekilde çalıştırılmasıyla elde edilen dört adet değiştirilebilir ısıtma aşamasına sahiptir. 15.

Pirinç. 15.

Birinci ısıtma elemanının gücü 500 W ve ikincisinin gücü 300 W ise r1 ve r2 dirençlerini belirleyin.

Dirençte açığa çıkan güç, P = U ∙ I = U ^ 2 / r formülü ile ifade edildiğinden, ilk ısıtma elemanının direnci

r1 = U ^ 2 / P1 = 220 ^ 2/500 = 48400/500 = 96.8 Ohm,

ve ikinci ısıtma elemanı r2 = U ^ 2 / P2 = 220 ^ 2/300 = 48400/300 = 161.3 ohm.

Aşama IV konumunda, dirençler seri olarak bağlanır. Elektrikli sobanın bu konumdaki gücü şuna eşittir:

P3 = U ^ 2 / (r1 + r2) = 220 ^ 2 / (96.8 + 161.3) = 48400 / 258.1 = 187.5 W.

Aşama I konumunda, ısıtma elemanları paralel olarak bağlanır ve elde edilen direnç: r = (r1 ∙ r2) / (r1 + r2) = (96.8 ∙ 161.3) / (96.8 + 161.3) = 60,4 Ohm'dur.

Adım konumu I'deki karo gücü: P1 = U ^ 2 / r = 48400 / 60,4 = 800 W.

Aynı gücü, tek tek ısıtma elemanlarının güçlerini toplayarak elde ederiz.

16. Tungsten filamanlı bir lamba, 40 W güç ve 220 V voltaj için tasarlanmıştır. Lambanın soğuk durumda ve 2500 ° C çalışma sıcaklığında hangi direnci ve akımı vardır?

Lamba gücü P = U ∙ I = U ^ 2 / r.

Bu nedenle, lamba filamanının sıcak durumda direnci rt = U ^ 2 / P = 220 ^ 2/40 = 1210 Ohm'dur.

Soğuk ipliğin direnci (20 ° C'de) rt = r ∙ (1 + α ∙ ∆t) formülü ile belirlenir,

nereden r = rt / (1 + α ∙ ∆t) = 1210 / (1 + 0.004 ∙ (2500-20)) = 1210 / 10.92 = 118 Ohm.

I = P / U = 40/220 = 0.18 A akımı, sıcak durumda lamba ipliğinden geçer.

Açma akımı: I = U / r = 220/118 = 1.86 A.

Açıldığında, akım, sıcak bir lambanın akımının yaklaşık 10 katıdır.

17. Elektrikli demiryolunun bakır havai telindeki voltaj ve güç kayıpları nelerdir (Şekil 16)?

Pirinç. 16.

Telin kesiti 95 mm2'dir. Elektrikli tren motoru, güç kaynağından 1,5 km mesafede 300 A akım tüketir.

1 ve 2 noktaları arasındaki hattaki voltaj kaybı (düşüş) Uп = I ∙ rп.

Kontak teli direnci rp = (ρ ∙ l) / S = 0,0178 ∙ 1500/95 = 0,281 Ohm.

Kontak kablosundaki voltaj düşüşü Up = 300 ∙ 0.281 = 84,3 V.

D motorunun terminallerindeki Ud gerilimi, D kaynağının terminallerindeki U geriliminden 84,3 V daha az olacaktır.

Elektrikli trenin hareketi sırasında kontak telindeki voltaj düşüşü değişir. Elektrikli tren akım kaynağından ne kadar uzaklaşırsa, hat o kadar uzun olur, bu da içindeki direnci ve voltaj düşüşü o kadar büyük demektir. Raylardaki akım topraklanmış G kaynağına geri döner. Rayların ve toprağın direnci pratikte sıfırdır.

Yani, farklı enerji türleri. Bu yazıda, elektrik akımının gücü gibi fiziksel bir kavramı ele alacağız ve inceleyeceğiz.

Güç akımı formülleri

Akımın gücü altında, mekanikte olduğu gibi, birim zaman başına yapılan iş anlaşılmaktadır. Fiziksel formül, elektrik akımının belirli bir süre boyunca yaptığı işi bilerek gücü hesaplamaya yardımcı olacaktır.

Elektrostatikte akım, voltaj, güç, formülden türetilen eşitlik ile ilişkilidir. A = Ünit... Buna göre, elektrik akımının yaptığı iş belirlenir:

P = A / t = UIt / t = UI
Böylece, devrenin herhangi bir bölümündeki DC gücü için formül, akımın gücü ile bölümün uçları arasındaki voltajın ürünü olarak ifade edilir.

Güç üniteleri

1 W (watt) - uçları arasında 1 V (volt) voltajın korunduğu bir iletkende 1 A (amper) cinsinden akım gücü.

Bir elektrik akımının gücünü ölçmek için bir cihaza wattmetre denir. Ayrıca, mevcut güç formülü, bir voltmetre ve ampermetre kullanarak gücü belirlemenizi sağlar.

Sistemik olmayan güç birimi kW (kilowatt), GW (gigawatt), mW (miliwatt), vb.'dir. Günlük hayatta sıklıkla kullanılan bazı sistemik olmayan iş ölçüm birimleri de bununla ilişkilidir, örneğin (kilovatt). -saat). kadarıyla 1kW = 10 3 W ve 1h = 3600s, sonra

1kw · h = 10 3 W · 3600 s = 3,6 · 10 6 W · s = 3,6 · 10 6 J.

Ohm kanunu ve gücü

Ohm yasasını kullanarak, mevcut güç formülü P = kullanıcı arayüzü bu formda yazılmıştır:

P = UI = U 2 / R = I 2 / R
Yani iletkenler üzerinde açığa çıkan güç, iletkenden geçen akımın gücü ve uçlarındaki gerilim ile doğru orantılıdır.

Gerçek ve anma gücü

Tüketicideki gücü ölçerken, mevcut güç formülü, gerçek değerini, yani belirli bir zamanda tüketicide gerçekten tahsis edilen değeri belirlemenizi sağlar.

Çeşitli elektrikli cihazların pasaportlarında güç değeri de belirtilmiştir. Nominal denir. Bir elektrikli cihazın pasaportu genellikle yalnızca nominal gücü değil, aynı zamanda tasarlandığı voltajı da gösterir. Bununla birlikte, ağdaki voltaj pasaportta belirtilenden biraz farklı olabilir, örneğin artış. Gerilimdeki bir artışla, ağdaki akım da artar ve sonuç olarak tüketicideki akım gücü de artar. Yani cihazın gerçek ve nominal gücünün değeri farklı olabilir. Elektrikli cihazın maksimum gerçek gücü, nominal güçten daha büyüktür. Bu, şebekedeki voltajda küçük değişikliklerle cihazın arızalanmasını önlemek için yapılır.

Devre birkaç tüketiciden oluşuyorsa, gerçek güçlerini hesaplarken, tüketicilerin herhangi bir bağlantısı için, tüm zincirdeki toplam gücün, bireysel tüketicilerin kapasitelerinin toplamına eşit olduğu unutulmamalıdır.

Elektrikli bir cihazın verimliliği

Bildiğiniz gibi ideal makineler ve mekanizmalar (yani bir enerji türünü tamamen diğerine dönüştürecek veya enerji üretecek olanlar) yoktur. Cihazın çalışması sırasında, harcanan enerjinin bir kısmı zorunlu olarak istenmeyen direnç kuvvetlerinin üstesinden gelmek için harcanır veya basitçe çevreye "dağıtılır". Böylece, harcadığımız enerjinin yalnızca bir kısmı, cihazın yaratıldığı faydalı işlere harcanıyor.

Harcanan faydalı işin hangi kısmının harcandığını gösteren fiziksel nicelik, verimlilik katsayısı (bundan sonra verimlilik olarak anılacaktır) olarak adlandırılır.

Başka bir deyişle, verimlilik, örneğin bir elektrikli cihaz tarafından yapıldığında, harcanan işin ne kadar verimli kullanıldığını gösterir.

Verimlilik (Yunanca η ("bu") harfi ile gösterilir), bir elektrikli cihazın verimliliğini karakterize eden ve faydalı işin ne kadarının harcandığını gösteren fiziksel bir niceliktir.

Verimlilik (mekanikte olduğu gibi) aşağıdaki formülle belirlenir:

η = A P / A З %100

Elektrik akımının gücü biliniyorsa, CCD'yi belirleme formülleri şöyle görünecektir:

η = P P / P З %100

Belirli bir cihazın verimliliğini belirlemeden önce, neyin faydalı iş olduğunu (cihazın ne için tasarlandığını) ve neyin harcandığını (iş yapılıyor veya faydalı işi yapmak için ne kadar enerji harcandığını) belirlemek gerekir.

Görev

Sıradan bir elektrik lambasının gücü 60 W ve çalışma voltajı 220 V'tur. Lambadaki elektrik akımı ne iş yapar ve kullanarak T = 28 ruble oranında ayda elektrik için ne kadar ödersiniz? lamba her gün 3 saat?
Çalışır durumda lambadaki akım ve bobininin direnci nedir?

Çözüm:

1. Bu sorunu çözmek için:
a) ay boyunca lambanın çalışma süresini hesaplıyoruz;
b) lambadaki akımın işini hesaplayın;
c) aylık ücreti 28 ruble oranında hesaplıyoruz;
d) lambadaki akımı hesaplayın;
e) Lamba spiralinin çalışma durumundaki direncini hesaplıyoruz.

2. Mevcut gücün çalışması aşağıdaki formülle hesaplanır:

A = Pt

Lambadaki akım, mevcut güç formülünün hesaplanmasına yardımcı olacaktır:

P = kullanıcı arayüzü;
ben = P / U.

Ohm yasasından çalışma durumundaki lamba spiralinin direnci şuna eşittir:

[A] = Saat;

[I] = 1B · 1A / 1B = 1A;

[R] = 1V / 1A = 1Ω.

4. Hesaplamalar:

t = 30 gün 3 saat = 90 saat;
A = 60 90 = 5400 Ws = 5,4 kWh;
ben = 60/220 = 0,3 A;
R = 220 / 0.3 = 733 Ohm;
B = 5,4 kWh 28 k / kWh = 151 ruble.

Cevap: A = 5,4 kWh; ben = 0,3 A; R = 733 Ohm; B = 151 ruble.

Bu siteye yer işareti koy

Elektrik akımı güç konsepti

Elektrik akımı gücü

Elektrik gücünden bahsetmeden önce, güç kavramını genel anlamda tanımlamanız gerekir. Genellikle insanlar güçten bahsettiklerinde, şu veya bu nesnenin (güçlü elektrik motoru) veya bir eylemin (güçlü patlama) sahip olduğu bir tür gücü kastederler.

Ancak okul fiziğinden bildiğimiz gibi, kuvvet ve güç, bağımlılıkları olmasına rağmen farklı kavramlardır.

Başlangıçta, güç (N), belirli bir olay (eylem) ile ilgili bir özelliktir ve eğer bir nesneye bağlıysa, o zaman güç kavramı da onunla şartlı olarak ilişkilidir. Herhangi bir fiziksel eylem, kuvvetin etkisini ima eder. Belirli bir yolun (S) geçildiği kuvvet (F), mükemmel işe (A) eşit olacaktır. Ve belirli bir zamanda (t) yapılan iş güce eşit olacaktır.

Güç, belirli bir zaman diliminde yapılan mükemmel işin aynı zaman dilimine oranına eşit olan fiziksel bir niceliktir. İş, enerji değişiminin bir ölçüsü olduğu için şunu da söyleyebiliriz: güç, sistemin enerjisinin dönüştürülme hızıdır.

Mekanik güç kavramıyla ilgilendikten sonra, elektrik gücünü (elektrik akımının gücü) dikkate almaya geçebilirsiniz. Bildiğiniz gibi U, 1 C hareket ederken yapılan iştir ve mevcut I, 1 saniyede geçen coulomb sayısıdır. Dolayısıyla akım ve gerilimin çarpımı 1 saniyede yapılan toplam işi yani elektrik gücünü veya elektrik akımının gücünü gösterir.

Yukarıdaki formülü analiz ederek, çok basit bir sonuç çıkarılabilir: elektrik gücü P, I akımına ve U voltajına eşit derecede bağımlı olduğundan, bu nedenle, aynı elektrik gücü hem yüksek akımda hem de düşük voltajda elde edilebilir, veya tam tersi, yüksek voltaj ve düşük akımda (bu, güç santrallerinden güç santrallerinden tüketim yerlerine uzak mesafeler üzerinden, yükseltici ve azaltıcı güç trafo merkezlerinde trafo dönüşümü yoluyla elektrik iletirken kullanılır).

Aktif elektrik gücü (bu, geri dönüşü olmayan bir şekilde diğer enerji türlerine - ısı, ışık, mekanik vb. Dönüştürülen güçtür) kendi ölçüm birimine sahiptir - W (Watt). 1 V ile 1 A çarpımına eşittir. Günlük yaşamda ve üretimde gücü kW cinsinden ölçmek daha uygundur (kilowatt, 1 kW = 1000 W). Enerji santralleri zaten daha büyük birimler kullanıyor - MW (megawatt, 1 MW = 1.000 kW = 1.000.000 W).

Reaktif elektrik gücü, elektromanyetik alanın enerji dalgalanmaları (endüktif ve kapasitif) tarafından cihazlarda (elektrikli ekipman) oluşturulan bu tür elektrik yükünü karakterize eden bir miktardır. Geleneksel bir alternatif akım için, çalışma akımı I ve voltaj düşüşünün U, aralarındaki faz açısının sinüsü ile çarpımına eşittir: Q = U × I × sin (açı). Reaktif gücün VAR (volt-amper reaktif) adı verilen kendi ölçüm birimi vardır. Q harfi ile gösterilir.

Aktif ve reaktif elektrik gücü örnek olarak şu şekilde ifade edilebilir: Isıtma elemanları ve elektrik motoru olan bir elektrikli cihaz verilmiştir. Isıtma elemanları genellikle yüksek dirençli malzemeden yapılır. Elektrik akımı ısıtma elemanı spiralinden geçtiğinde elektrik enerjisi tamamen ısıya dönüşür. Bu örnek, aktif elektrik gücünün tipik bir örneğidir.

Bu cihazın elektrik motorunun içinde bakır bir sargı vardır. Endüktansı temsil eder. Ve bildiğimiz gibi, endüktans kendi kendine endüksiyon etkisine sahiptir ve bu, elektriğin şebekeye kısmi geri dönüşüne katkıda bulunur. Bu enerjinin, akım ve voltaj değerlerinde bir miktar önyargısı vardır, bu da elektrik şebekesi üzerinde olumsuz bir etkiye neden olur (ek olarak aşırı yüklenir).

Kapasitans (kapasitörler) benzer yeteneklere sahiptir. Yükü biriktirebilir ve geri verebilir. Kapasitans ve endüktanstaki fark, birbirine göre akım ve voltaj değerlerinin zıt yanlılığıdır. Bu tür kapasitans ve endüktans enerjisi (şebeke beslemesinin değerine göre faz dışı) aslında reaktif elektrik gücü olacaktır.