Jak znaleźć aktualną moc - wzory z przykładami obliczeń

Definicja

Moc jest wielkością skalarną. W ogólnym przypadku jest to stosunek pracy wykonanej do czasu:

P = dA / dt

Krótko mówiąc, ta ilość określa, jak szybko praca jest wykonywana. Może być oznaczony nie tylko literą P, ale także W lub N, mierzony w watach lub kilowatach, co jest odpowiednio skracane jako W i kW.

Energia elektryczna jest równa iloczynowi prądu i napięcia lub:

P = interfejs użytkownika

Jak to się ma do pracy? U to stosunek pracy polegającej na przeniesieniu ładunku jednostkowego, a ja określam, jaki ładunek przechodzi przez drut na jednostkę czasu. W wyniku transformacji uzyskaliśmy wzór, w którym można znaleźć moc, znając siłę prądu i napięcie.

Wzory do obliczeń obwodu prądu stałego

Najłatwiejszy sposób obliczenia mocy dla obwodu prądu stałego. Jeśli występuje prąd i napięcie, wystarczy wykonać powyższy wzór, aby wykonać obliczenia:

P = interfejs użytkownika

Ale nie zawsze jest możliwe znalezienie mocy według prądu i napięcia. Jeśli ich nie znasz, możesz określić P, znając rezystancję i napięcie:

P = u²/ R

Możesz także wykonać obliczenia, znając prąd i opór:

P = i²* R

Dwie ostatnie formuły są wygodne do obliczania mocy odcinka obwodu, jeśli znasz element R I lub U, który na niego spada.

Do prądu przemiennego

Jednak w przypadku obwodu elektrycznego prądu przemiennego należy wziąć pod uwagę całkowity, aktywny i bierny, a także współczynnik mocy (sosF). Przeanalizowaliśmy wszystkie te pojęcia bardziej szczegółowo w tym artykule:https://electro.tomathouse.com/pl/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Zwracamy tylko uwagę, że aby znaleźć całkowitą moc w sieci jednofazowej według prądu i napięcia, należy je pomnożyć:

S = interfejs użytkownika

Wynik jest uzyskiwany w amperach V. Aby określić moc czynną (waty), należy pomnożyć S przez współczynnik cosФ. Można go znaleźć w dokumentacji technicznej urządzenia.

P = UIcosФ

Aby określić moc bierną (bierną woltowo-amperową), zamiast cos cos stosuje się sinF.

Q = UIsinF

Lub wyraż z tego wyrażenia:

I stąd obliczyć żądaną wartość.

Znalezienie mocy w sieci trójfazowej jest również łatwe, aby określić S (pełne), użyj wzoru obliczeniowego dla prądu i napięcia fazowego:

S = 3U_faja_fa

I znając liniowy:

S = 1,73 * U_lja_l

1,73 lub pierwiastek z 3 - ta wartość służy do obliczania obwodów trójfazowych.

Następnie, analogicznie, aby znaleźć P aktywne:

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

Moc bierna może być określona:

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

Na podstawie tych informacji teoretycznych zakończymy i zaczniemy ćwiczyć.

Przykład obliczania mocy pozornej silnika elektrycznego

Moc silników elektrycznych jest użyteczna lub mechaniczna na wale i elektrycznie. Różnią się one wartością współczynnika wydajności (COP), informacja ta jest zwykle wskazana na tabliczce znamionowej silnika elektrycznego.

Stąd bierzemy dane do obliczenia połączenia w trójkącie do liniowego U 380 woltów:

1. P._{na wale}= 160 kW = 160 000 W.
2. n = 0,94
3. cos Φ = 0,9
4. U = 380

Następnie znajdź czynną energię elektryczną według wzoru:

P = p_{na wale}/ n = 160 000 / 0,94 = 170 213 watów

Teraz możesz znaleźć S:

S = P / cosφ = 170213 / 0,9 = 189126 W.

To właśnie należy znaleźć i wziąć pod uwagę, wybierając kabel lub transformator do silnika elektrycznego. Na tym obliczenia się skończyły.

Obliczenia dla połączenia równoległego i szeregowego

Podczas obliczania obwodu urządzenia elektronicznego często trzeba znaleźć moc przydzieloną na oddzielnym elemencie. Następnie musisz ustalić, jakie napięcie spada na nim, jeśli jest to połączenie szeregowe lub jaki prąd płynie podczas połączenia równoległego, rozważymy konkretne przypadki.

Tutaj Itotal to:

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

Ogólna moc:

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

Na każdym oporniku R1 i R2, ponieważ ich rezystancja jest taka sama, napięcie spada wzdłuż:

U = IR = 0,6 * 10 = 6 woltów

I wyróżnia się:

P._{na rezystorze}= UI = 6 * 0,6 = 3,6 wata

Następnie z równoległym połączeniem w takim obwodzie:

Najpierw poszukaj I w każdej gałęzi:

ja₁= U / R₁= 12/1 = 12 amperów

ja₂= U / R₂= 12/2 = 6 amperów

I wyróżnia się na każdym z:

P._R1= 12 * 6 = 72 waty

P._R2= 12 * 12 = 144 waty

Przydzielone ogółem:

P = UI = 12 * (6 + 12) = 216 watów

Lub poprzez ogólny opór, a następnie:

R_generał= (R₁* R₂) / (R₁+ R₂) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0,66 oma

I = 12 / 0,66 = 18 amperów

P = 12 * 18 = 216 watów

Wszystkie obliczenia zbiegły się, więc znalezione wartości są prawidłowe.

Wniosek

Jak widać, znalezienie mocy obwodu lub jego odcinka wcale nie jest trudne, nie ma znaczenia, czy jest to stała, czy zmiana. Ważniejsze jest prawidłowe określenie całkowitej rezystancji, prądu i napięcia. Nawiasem mówiąc, ta wiedza jest już wystarczająca do prawidłowego określenia parametrów obwodu i wyboru elementów - ile watów, aby wybrać rezystory, sekcje kabli i transformatorów. Należy również zachować ostrożność przy obliczaniu S pełnego przy obliczaniu wyrażenia rodnikowego. Warto dodać tylko, że płacąc rachunki za media płacimy za kilowatogodziny lub kWh, są one równe ilości energii zużywanej w danym okresie. Na przykład, jeśli podłączysz grzejnik o mocy 2 kilowatów na pół godziny, licznik zniesie 1 kW / h, a za godzinę - 2 kW / h i tak dalej przez analogię.

Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat tego artykułu:

Przeczytaj także:

• Jak określić zużycie energii przez urządzenia
• Jak obliczyć przekroje kabli
• Oznaczanie rezystorów według mocy i rezystancji