Come calcolare potenza, corrente e tensione: principi ed esempi di calcolo per le condizioni di vita

Calcolo per collegamento in parallelo e in serie

Quando si calcola il circuito di un dispositivo elettronico, spesso è necessario trovare la potenza che viene rilasciata su un singolo elemento. Quindi è necessario determinare quale tensione scende su di esso, se stiamo parlando di una connessione seriale o quale corrente scorre quando collegata in parallelo, considereremo casi specifici.

Qui Ital è uguale a:

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

Potenza generale:

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

Su ciascun resistore R1 e R2, poiché la loro resistenza è la stessa, la tensione scende lungo:

U=IR=0,6*10=6 Volt

E si distingue per:

P_{su una resistenza}\u003d UI \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 watt

Quindi, con una connessione parallela in un tale schema:

Per prima cosa, cerchiamo I in ogni ramo:

io₁=U/R₁=12/1=12 A

io₂=U/R₂=12/2=6 Ampere

E si distingue su ciascuno per:

P_R1\u003d 12 * 6 \u003d 72 Watt

P_R2\u003d 12 * 12 \u003d 144 watt

Tutti spiccano:

P=UI=12*(6+12)=216 Watt

Oppure attraverso la resistenza totale, quindi:

R_generale=(R₁*R₂)/( R₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 ohm

I=12/0,66=18 A

P=12*18=216 Watt

Tutti i calcoli corrispondono, quindi i valori trovati sono corretti.

Calcolo corrente

L'entità della corrente è calcolata dalla potenza ed è necessaria nella fase di progettazione (pianificazione) di un'abitazione: un appartamento, una casa.

• La scelta del cavo di alimentazione (filo) attraverso il quale collegare alla rete i dispositivi di consumo energetico dipende dal valore di tale valore.
• Conoscendo la tensione della rete elettrica e il pieno carico degli apparecchi elettrici, è possibile, utilizzando la formula, calcolare l'intensità della corrente che deve essere fatta passare attraverso il conduttore (filo, cavo). In base alle sue dimensioni, viene selezionata l'area della sezione trasversale delle vene.

Se si conoscono le utenze elettriche nell'appartamento o nella casa, è necessario eseguire semplici calcoli per montare correttamente il circuito di alimentazione.

Calcoli simili vengono eseguiti ai fini della produzione: determinazione dell'area della sezione trasversale richiesta dei conduttori dei cavi durante il collegamento di apparecchiature industriali (vari motori e meccanismi elettrici industriali).

ESEMPI DI COMPITI

Parte 1

1. La forza della corrente nel conduttore è stata aumentata di 2 volte. Come cambierà la quantità di calore rilasciata in esso per unità di tempo, con la resistenza del conduttore invariata?

1) aumenterà di 4 volte
2) diminuirà di 2 volte
3) aumenterà di 2 volte
4) diminuire di 4 volte

2.La lunghezza della spirale della stufa elettrica è stata ridotta di 2 volte. Come cambierà la quantità di calore rilasciata nella spirale per unità di tempo a una tensione di rete costante?

1) aumenterà di 4 volte
2) diminuirà di 2 volte
3) aumenterà di 2 volte
4) diminuire di 4 volte

3. La resistenza del resistore ​\(R_1 \)​ è quattro volte inferiore alla resistenza del resistore ​\(R_2 \)​. Lavoro attuale nel resistore 2

1) 4 volte di più rispetto alla resistenza 1
2) 16 volte più del resistore 1
3) 4 volte meno che nel resistore 1
4) 16 volte in meno rispetto al resistore 1

4. La resistenza del resistore ​\(R_1 \)​ è 3 volte la resistenza del resistore ​\(R_2 \)​. La quantità di calore che verrà rilasciata nella resistenza 1

1) 3 volte di più rispetto alla resistenza 2
2) 9 volte più del resistore 2
3) 3 volte meno che nel resistore 2
4) 9 volte meno che nel resistore 2

5. Il circuito è assemblato da una fonte di alimentazione, una lampadina e un filo di ferro sottile collegati in serie. La lampadina si illuminerà di più se

1) sostituire il filo con un ferro più sottile
2) ridurre la lunghezza del filo
3) scambiare filo e lampadina
4) sostituire il filo di ferro con il nichelcromo

6. La figura mostra un grafico a barre. Mostra i valori di tensione alle estremità di due conduttori (1) e (2) della stessa resistenza. Confronta i valori del lavoro corrente ​\( A_1 \)​ e ​\( A_2 \)​ in questi conduttori per lo stesso tempo.

1) ​\(LA_1=LA_2 \)​
2) \( LA_1=3 LA_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. La figura mostra un grafico a barre. Mostra i valori della forza di corrente in due conduttori (1) e (2) della stessa resistenza. Confronta i valori di lavoro correnti \( A_1 \)​ e \ ( A_2 \) in questi conduttori per lo stesso tempo.

1) ​\(LA_1=LA_2 \)​
2) \( LA_1=3 LA_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. Se utilizzi lampade con una potenza di 60 e 100 W in un lampadario per illuminare la stanza, allora

A. Una grande corrente sarà in una lampada da 100 W.
B. Una lampada da 60 W ha più resistenza.

True(s) è(sono) le affermazioni

1) solo A
2) solo B
3) sia A che B
4) né A né B

9. Una stufa elettrica collegata a una fonte di corrente continua consuma 108 kJ di energia in 120 secondi. Qual è la forza attuale nella spirale della piastrella se la sua resistenza è di 25 ohm?

1) 36 A
2) 6 A
3) 2.16 A
4) 1,5 A

10. Una stufa elettrica con una corrente di 5 A consuma 1000 kJ di energia. Qual è il tempo in cui la corrente passa attraverso la spirale della piastrella se la sua resistenza è di 20 ohm?

1) 10000 s
2) anni 2000
3) 10 sec
4) 2 sec

11. La bobina nichelata della stufa elettrica è stata sostituita con una bobina in nichelcromo della stessa lunghezza e sezione trasversale. Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e loro possibili variazioni quando la piastrella è collegata alla rete elettrica. Scrivi nella tabella i numeri selezionati sotto le lettere corrispondenti. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

QUANTITÀ FISICA
A) resistenza elettrica della bobina
B) la forza della corrente elettrica nella spirale
B) corrente elettrica consumata dalle piastrelle

NATURA DEL CAMBIAMENTO
1) aumentato
2) diminuito
3) non è cambiato

12. Stabilire una corrispondenza tra le grandezze fisiche e le formule con cui si determinano queste grandezze. Scrivi nella tabella i numeri selezionati sotto le lettere corrispondenti.

QUANTITÀ FISICHE
A) corrente di lavoro
B) forza attuale
b) potenza attuale

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

Parte 2

13.Il riscaldatore è collegato in serie con un reostato con una resistenza di 7,5 ohm a una rete con una tensione di 220 V. Qual è la resistenza del riscaldatore se la potenza della corrente elettrica nel reostato è 480 W?

Potenza totale e suoi componenti

L'energia elettrica è una quantità responsabile del tasso di variazione o trasmissione dell'elettricità. La potenza apparente è indicata dalla lettera S e si trova come il prodotto dei valori effettivi di corrente e tensione. La sua unità di misura è volt-ampere (VA; V A).

La potenza apparente può essere costituita da due componenti: attiva (P) e reattiva (Q).

La potenza attiva è misurata in watt (W; W), la potenza reattiva è misurata in vars (Var).

Dipende dal tipo di carico incluso nella catena di consumo energetico.

Carico resistivo

Questo tipo di carico è un elemento che resiste alla corrente elettrica. Di conseguenza, la corrente fa il lavoro di riscaldamento del carico e l'elettricità viene convertita in calore. Se un resistore di qualsiasi resistenza è collegato in serie con la batteria, la corrente che passa attraverso il circuito chiuso lo riscalderà fino a quando la batteria non si scarica.

Attenzione! Un esempio di riscaldatore elettrico termico (TENA) può essere citato come carico attivo nelle reti CA. La dissipazione del calore su di esso è il risultato del lavoro dell'elettricità

Tali consumatori includono anche bobine di lampadine, stufe elettriche, forni, ferri da stiro, caldaie.

carico capacitivo

Tali carichi sono dispositivi che possono accumulare energia nei campi elettrici e creare un movimento (oscillazione) di potenza dalla sorgente al carico e viceversa.I carichi capacitivi sono condensatori, linee di cavi (capacità tra i nuclei), condensatori e induttori collegati in serie e in parallelo al circuito. Amplificatori di potenza audio, motori elettrici sincroni in modalità sovraeccitata caricano anche le linee della componente capacitiva.

Carico induttivo

Quando il consumatore di elettricità è una determinata attrezzatura, che include:

• trasformatori;
• motori asincroni trifase, pompe.

Sulle piastre attaccate all'attrezzatura, puoi vedere una caratteristica come cos ϕ. Questo è il fattore di sfasamento tra corrente e tensione nella rete CA in cui l'apparecchiatura sarà collegata. Viene anche chiamato fattore di potenza, più cos ϕ è vicino all'unità, meglio è.

Importante! Quando un dispositivo contiene componenti induttivi o capacitivi: trasformatori, induttanze, avvolgimenti, condensatori, la corrente sinusoidale ritarda la tensione di un certo angolo nella fase. Idealmente, la capacità fornisce uno sfasamento -900 e l'induttanza - + 900

Cos ϕ valori a seconda del tipo di carico

I componenti capacitivi e induttivi insieme formano potenza reattiva. Allora la formula per la potenza totale è:

S = √ (P2 + Q2),

dove:

• S è la potenza apparente (VA);
• P è la parte attiva (W);
• Q è la parte reattiva (Var).

Se lo tracci graficamente, puoi vedere che l'addizione vettoriale di P e Q sarà il valore completo di S - l'ipotenusa del triangolo della potenza.

Spiegazione grafica dell'essenza della piena potenza

Circuiti elettrici e loro varietà

Un circuito elettrico è un complesso di dispositivi e singoli oggetti collegati in un determinato modo. Forniscono un percorso per il passaggio dell'elettricità.Per caratterizzare il rapporto tra la carica che fluisce all'interno di ogni singolo conduttore per un certo tempo e la durata di questo tempo, viene utilizzata una certa quantità fisica. E questa è la corrente nel circuito elettrico.

La composizione di tale catena include una fonte di energia, consumatori di energia, ad es. carico e fili. Si dividono in due varietà:

• Non ramificato: la corrente che si sposta dal generatore al consumatore di energia non cambia di valore. Ad esempio, questa è l'illuminazione, che include solo una lampadina.
• Ramificato - catene che hanno alcuni rami. La corrente, muovendosi dalla sorgente, si divide e va al carico lungo più rami. Tuttavia, il suo significato cambia.

Un esempio è l'illuminazione che include un lampadario a più bracci.

Un ramo è uno o più componenti collegati in serie. Il movimento di corrente va da un nodo con un'alta tensione ad un nodo con un valore minimo. In questo caso, la corrente in ingresso al nodo coincide con la corrente in uscita.

I circuiti possono essere non lineari e lineari. Se nel primo sono presenti uno o più elementi in cui esiste una dipendenza dei valori da corrente e tensione, nel secondo le caratteristiche degli elementi non hanno tale dipendenza. Inoltre, nei circuiti caratterizzati da corrente continua, la sua direzione non cambia, ma in condizioni di corrente alternata cambia tenendo conto del parametro temporale.

Caratteristiche

La corrente alternata scorre attraverso un circuito e cambia la sua direzione con l'intensità. Crea un campo magnetico. Pertanto, è spesso chiamata corrente elettrica alternata sinusoidale periodica. Secondo la legge di una linea curva, il suo valore cambia dopo un determinato periodo di tempo. Ecco perché si chiama sinusoidale. Ha le sue impostazioni.Tra quelli importanti, vale la pena specificare il periodo con frequenza, ampiezza e valore istantaneo.

Il periodo è il tempo durante il quale si verifica una variazione di corrente elettrica, quindi si ripete nuovamente. La frequenza è un periodo al secondo. Si misura in hertz, kilohertz e millihertz.

Ampiezza - valore massimo della corrente con tensione e efficienza del flusso su un ciclo completo. Valore istantaneo - una corrente o una tensione alternata che si verifica in un tempo specifico.

Specifiche AC

Per AC

Tuttavia, per un circuito AC, è necessario tenere conto del totale, attivo e reattivo, nonché del fattore di potenza (cosF). Abbiamo discusso tutti questi concetti in modo più dettagliato in questo articolo.

Notiamo solo che per trovare la potenza totale in una rete monofase per corrente e tensione, è necessario moltiplicarle:

S=UI

Il risultato sarà ottenuto in volt-ampere, per determinare la potenza attiva (watt), è necessario moltiplicare S per il coefficiente cosФ. Può essere trovato nella documentazione tecnica del dispositivo.

P=UIcos

Per determinare la potenza reattiva (volt-ampere reattivi), si usa sinФ invece di cosФ.

Q=UIsin

Oppure esprimi da questa espressione:

E da qui calcola il valore desiderato.

Inoltre non è difficile trovare la potenza in una rete trifase; per determinare S (totale), utilizzare la formula di calcolo per la corrente e la tensione di fase:

S=3U_f/_f

E conoscendo Ulinear:

S=1,73*U_lio_l

1.73 o la radice di 3: questo valore viene utilizzato per i calcoli dei circuiti trifase.

Quindi per analogia per trovare P attivo:

P=3U_f/_f*cosФ=1.73*U_lio_l*cosÌ

La potenza reattiva può essere determinata:

Q=3U_f/_f*peccatoÔ=1.73*U_lio_l*peccato

Questo termina le informazioni teoriche e si passa alla pratica.

uno.Calcolatore di potenza dissipata e corrente in funzione della resistenza e della tensione applicata.

Demo in tempo reale della legge di Ohm.
Per riferimento
In questo esempio, puoi aumentare la tensione e la resistenza del circuito. Questi cambiamenti in tempo reale modificheranno la corrente che scorre nel circuito e la potenza dissipata nella resistenza.
Se consideriamo i sistemi audio, devi ricordare che l'amplificatore produce una certa tensione per un determinato carico (resistenza). Il rapporto di queste due grandezze determina la potenza.
L'amplificatore può emettere una quantità limitata di tensione a seconda dell'alimentazione interna e della sorgente di corrente. Anche la potenza che l'amplificatore può fornire a un determinato carico (ad esempio 4 ohm) è esattamente limitata.
Per ottenere più potenza, è possibile collegare un carico con una resistenza inferiore (ad esempio 2 ohm) all'amplificatore. Si noti che quando si utilizza un carico con meno resistenza - diciamo due volte (era 4 ohm, è diventato 2 ohm) - anche la potenza raddoppierà (a condizione che questa potenza possa essere fornita dall'alimentatore interno e dalla fonte di corrente).
Se prendiamo ad esempio un amplificatore mono con una potenza di 100 watt su un carico di 4 ohm, sapendo che può fornire una tensione non superiore a 20 volt al carico.
Se metti i cursori sulla nostra calcolatrice
Voltaggio 20 Volt
Resistenza 4 Ohm
Otterrai
Potenza 100 watt
 
Se muovi il cursore della resistenza di 2 ohm, vedrai la potenza raddoppiata a 200 watt.
In un esempio generale, la sorgente di corrente è una batteria (non un amplificatore del suono), ma le dipendenze di corrente, tensione, resistenza e resistenza sono le stesse in tutti i circuiti.
 

Calcolo dei circuiti elettrici

Tutte le formule utilizzate per calcolare i circuiti elettrici si susseguono.

Relazioni delle caratteristiche elettriche

Quindi, ad esempio, secondo la formula di calcolo della potenza, puoi calcolare la forza attuale se P e U sono noti.

Per scoprire quale corrente consumerà un ferro da stiro (1100 W) collegato a una rete a 220 V, è necessario esprimere l'intensità della corrente dalla formula della potenza:

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

Conoscendo la resistenza calcolata della spirale della stufa elettrica, puoi trovare il dispositivo P. La potenza attraverso la resistenza si trova con la formula:

P = U2/R.

Esistono diversi metodi che consentono di risolvere i compiti impostati calcolando vari parametri di un determinato circuito.

Metodi per il calcolo dei circuiti elettrici

Il calcolo della potenza per circuiti di vari tipi di corrente aiuta a valutare correttamente le condizioni delle linee elettriche. I dispositivi domestici e industriali, selezionati in base ai parametri specificati Pnom e S, funzioneranno in modo affidabile e resisteranno ai carichi massimi per anni.

Come risparmiare denaro

L'installazione di un contatore a due tariffe consente di risparmiare sui costi di riscaldamento dell'elettricità. Le tariffe di Mosca per appartamenti e case dotati di impianti di riscaldamento elettrici fissi distinguono tra due costi:

1. 4.65 dalle 7:00 alle 23:00.
2. 1.26 dalle 23:00 alle 7:00.

Quindi spenderai, soggetto a funzionamento 24 ore su 24, 9 kW di una caldaia elettrica accesa per un terzo della potenza:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 rubli

La differenza nel consumo giornaliero è di 80 rubli. In un mese risparmierai 2400 rubli. Cosa giustifica l'installazione di un contatore a due tariffe.

Il secondo modo per risparmiare denaro quando si utilizza un contatore a due tariffe è utilizzare dispositivi di controllo automatico per gli elettrodomestici. Consiste nell'assegnare il picco di consumo di una caldaia elettrica, caldaia e altre cose di notte, quindi la maggior parte dell'elettricità verrà addebitata a 1,26 e non a 4,65. Durante il lavoro, la caldaia può spegnersi completamente o funzionare in modalità a basso consumo energetico, ad esempio al 10% della potenza. Per automatizzare il funzionamento della caldaia elettrica è possibile utilizzare termostati digitali programmabili o caldaie con possibilità di programmazione.

In conclusione, vorrei sottolineare che riscaldare una casa con l'elettricità è un metodo piuttosto costoso, indipendentemente dal metodo specifico, che si tratti di una caldaia elettrica, di un termoconvettore o di un altro riscaldatore elettrico. Vengono da lui solo nei casi in cui non c'è modo di connettersi al gas. Oltre ai costi di esercizio di una caldaia elettrica, stai aspettando i costi iniziali di registrazione di un ingresso di elettricità trifase.

I compiti principali sono:

• registrazione di un pacchetto di documenti, comprese le specifiche tecniche, il progetto elettrico, ecc.;
• organizzazione della messa a terra;
• il costo di un cavo per il collegamento di una casa e il cablaggio di un nuovo cablaggio;
• contro installazione.

Inoltre, potrebbe esserti negato un ingresso trifase e un aumento di potenza se non esiste tale possibilità tecnica nella tua zona, quando le cabine di trasformazione stanno già funzionando al limite. La scelta del tipo di caldaia e riscaldamento dipende non solo dai tuoi desideri, ma anche dalle capacità dell'infrastruttura.

Questo conclude il nostro breve articolo. Ci auguriamo che ora ti sia diventato chiaro quale sia il reale consumo di elettricità di una caldaia elettrica e come puoi ridurre il costo del riscaldamento di una casa con l'elettricità.

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Cambio di resistenza:

Nel diagramma seguente è possibile vedere la differenza di resistenza tra i sistemi rappresentati sul lato destro e sinistro della figura. La resistenza alla pressione dell'acqua nel rubinetto è contrastata dalla valvola, a seconda del grado di apertura della valvola, la resistenza cambia.

La resistenza in un conduttore è mostrata come un restringimento del conduttore, più stretto è il conduttore, più si oppone al passaggio della corrente.

Potresti notare che la tensione e la pressione dell'acqua sono le stesse sul lato destro e sinistro del circuito.

Devi prestare attenzione al fatto più importante. A seconda della resistenza, la corrente aumenta e diminuisce.

A seconda della resistenza, la corrente aumenta e diminuisce.

Sulla sinistra, con la valvola completamente aperta, vediamo il flusso d'acqua più grande. E alla resistenza più bassa, vediamo il più grande flusso di elettroni (amperaggio) nel conduttore.

A destra, la valvola è molto più chiusa e anche il flusso d'acqua è diventato molto più grande.

Anche il restringimento del conduttore si è dimezzato, il che significa che la resistenza al flusso di corrente è raddoppiata. Come possiamo vedere, due volte meno elettroni fluiscono attraverso il conduttore a causa dell'elevata resistenza.

Per riferimento

Si noti che il restringimento del conduttore mostrato nello schema viene utilizzato solo come esempio di resistenza al flusso di corrente. In condizioni reali, il restringimento del conduttore non influisce molto sulla corrente che scorre

Semiconduttori e dielettrici possono fornire una resistenza molto maggiore.

Il conduttore rastremato nel diagramma è mostrato solo come esempio, per comprendere l'essenza del processo in corso.La formula della legge di Ohm è la dipendenza della resistenza e della forza della corrente

Io=E/R
Come puoi vedere dalla formula, l'intensità della corrente è inversamente proporzionale alla resistenza del circuito.

Più resistenza = meno corrente
 

* a condizione che la tensione sia costante.
 

Usare formule

Questo angolo caratterizza lo sfasamento nei circuiti a U variabili contenenti elementi induttivi e capacitivi. Per calcolare le componenti attive e reattive, vengono utilizzate funzioni trigonometriche, che vengono utilizzate nelle formule. Prima di calcolare il risultato utilizzando queste formule, è necessario, utilizzando calcolatrici o tabelle di Bradis, determinare sin φ e cos φ. Dopodiché, secondo le formule

Calcolerò il parametro desiderato del circuito elettrico. Ma va tenuto conto che ciascuno dei parametri calcolati secondo queste formule, a causa di U, che cambia costantemente secondo le leggi delle oscillazioni armoniche, può assumere un valore istantaneo, o quadratico medio, o intermedio . Le tre formule sopra riportate sono valide per valori efficaci di corrente e U. Ciascuno degli altri due valori è il risultato di una procedura di calcolo che utilizza una formula diversa che tiene conto del trascorrere del tempo t:

Ma queste non sono tutte le sfumature. Ad esempio, per le linee elettriche vengono utilizzate formule che includono processi ondulatori. E sembrano diversi. Ma questa è una storia completamente diversa...

Per AC

Tuttavia, per un circuito AC, è necessario tenere conto del totale, attivo e reattivo, nonché del fattore di potenza (cosF). Abbiamo discusso tutti questi concetti in modo più dettagliato in questo articolo.

Notiamo solo che per trovare la potenza totale in una rete monofase per corrente e tensione, è necessario moltiplicarle:

S=UI

Il risultato sarà ottenuto in volt-ampere, per determinare la potenza attiva (watt), è necessario moltiplicare S per il coefficiente cosФ.Può essere trovato nella documentazione tecnica del dispositivo.

P=UIcos

Per determinare la potenza reattiva (volt-ampere reattivi), si usa sinФ invece di cosФ.

Q=UIsin

Oppure esprimi da questa espressione:

E da qui calcola il valore desiderato.

Inoltre non è difficile trovare la potenza in una rete trifase; per determinare S (totale), utilizzare la formula di calcolo per la corrente e la tensione di fase:

E conoscendo Ulinear:

1.73 o la radice di 3: questo valore viene utilizzato per i calcoli dei circuiti trifase.

Quindi per analogia per trovare P attivo:

La potenza reattiva può essere determinata:

Questo termina le informazioni teoriche e si passa alla pratica.

Domande sul lavoro e sull'energia elettrica

Le domande teoriche per il lavoro e la potenza della corrente elettrica possono essere le seguenti:

1. Qual è la quantità fisica di lavoro di corrente elettrica? (La risposta è data nel nostro articolo sopra).
2. Che cos'è l'energia elettrica? (Risposta data sopra).
3. Definire la legge di Joule-Lenz. Risposta: Il lavoro di una corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore fisso con resistenza R viene convertito in calore nel conduttore.
4. Come si misura il lavoro della corrente? (Risposta sopra).
5. Come si misura la potenza? (Risposta sopra).

Questo è un esempio di elenco di domande. L'essenza delle questioni teoriche in fisica è sempre la stessa: verificare la comprensione dei processi fisici, la dipendenza di una grandezza dall'altra, la conoscenza delle formule e delle unità di misura adottate nel sistema internazionale SI.

Informazioni interessanti sull'argomento

Nella produzione viene utilizzato uno schema di alimentazione trifase. La tensione totale di tale rete è di 380 V. Inoltre, tale cablaggio viene installato su edifici a più piani e quindi distribuito tra gli appartamenti. Ma c'è una sfumatura che influisce sulla tensione finale nella rete: la connessione del nucleo sotto tensione risulta in 220 V.La trifase, a differenza della monofase, non provoca distorsioni durante il collegamento di apparecchiature di alimentazione, poiché il carico è distribuito nello schermo. Ma per portare una rete trifase in una casa privata è necessario un permesso speciale, quindi è diffuso uno schema a due nuclei di cui uno zero.

Norme sull'alimentazione CA

Tensione e potenza sono ciò che ogni persona che vive in un appartamento o in una casa privata deve sapere. La tensione CA standard in un appartamento e in una casa privata è espressa nella quantità di 220 e 380 watt. Per quanto riguarda la determinazione della misura quantitativa della forza dell'energia elettrica, è necessario aggiungere la corrente elettrica alla tensione o misurare l'indicatore richiesto con un wattmetro. Allo stesso tempo, per effettuare misurazioni con l'ultimo dispositivo, è necessario utilizzare sonde e programmi speciali.

Cos'è l'alimentazione CA

La potenza CA è determinata dal rapporto tra la quantità di corrente e il tempo, che produce lavoro in un determinato tempo. Un utente ordinario utilizza l'indicatore di potenza trasmessogli dal fornitore di energia elettrica. Di norma, è pari a 5-12 kilowatt. Queste cifre sono sufficienti per garantire l'operatività delle apparecchiature elettriche domestiche necessarie.

Questo indicatore dipende da quali condizioni esterne per la fornitura di energia alla casa, quali dispositivi di limitazione della corrente (dispositivi automatici o semiautomatici) sono installati che regolano il momento in cui i serbatoi di potenza arrivano alla fonte del consumatore. Ciò avviene a diversi livelli, dal quadro elettrico domestico all'unità centrale di distribuzione elettrica.

Norme di alimentazione nella rete CA

Metodo di conversione del circuito elettrico

Come determinare la forza della corrente nei singoli circuiti di circuiti complessi? Per risolvere problemi pratici non è sempre necessario chiarire i parametri elettrici per ogni elemento. Per semplificare i calcoli, vengono utilizzate tecniche di conversione speciali.

Calcolo di un circuito con un alimentatore

Per un collegamento seriale si utilizza la somma delle resistenze elettriche considerate nell'esempio:

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

La corrente del circuito è la stessa in qualsiasi punto del circuito. Puoi verificarlo nell'interruzione della sezione di controllo con un multimetro. Tuttavia, su ogni singolo elemento (con rating diversi), il dispositivo mostrerà una tensione diversa. Di La seconda legge di Kirchhoff puoi affinare il risultato del calcolo:

E = Ur1 + Ur2 + Urna.

Collegamento in parallelo di resistori, circuiti e formule per i calcoli

In questa variante, in piena conformità con il primo postulato di Kirchhoff, le correnti sono separate e combinate ai nodi di ingresso e di uscita. La direzione mostrata nel diagramma viene scelta tenendo conto della polarità della batteria collegata. Secondo i principi sopra discussi, viene preservata la definizione di base dell'uguaglianza di tensione sui singoli componenti del circuito.

L'esempio seguente mostra come trovare la corrente nei singoli rami. Per il calcolo sono stati presi i seguenti valori iniziali:

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

Il seguente algoritmo determinerà le caratteristiche del circuito:

formula base per tre elementi:

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

• sostituendo i dati, calcolare Rtotal = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4.615 ohm;
• 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.

Come nell'esempio precedente, si consiglia di verificare il risultato del calcolo.Quando si collegano i componenti in parallelo, è necessario rispettare l'uguaglianza delle correnti di ingresso e il valore totale:

I \u003d 1,2 + 0,6 + 0,8 \u003d 2,6 A.

Se si utilizza un segnale sorgente sinusoidale, i calcoli diventano più complicati. Quando un trasformatore è collegato a una presa monofase da 220V, si dovrà tenere conto delle perdite (dispersioni) in modalità di riposo. In questo caso sono essenziali le caratteristiche induttive degli avvolgimenti e il coefficiente di accoppiamento (trasformazione). La resistenza elettrica (XL) dipende dai seguenti parametri:

• frequenza del segnale (f);
• induttanza (L).

Calcola XL con la formula:

XL \u003d 2π * f * L.

Per trovare la resistenza di un carico capacitivo, l'espressione è adatta:

Xc \u003d 1 / 2π * f * C.

Non va dimenticato che nei circuiti con componenti reattivi, le fasi di corrente e tensione vengono spostate.

Calcolo di un circuito elettrico esteso con più alimentatori

Utilizzando i principi considerati, vengono calcolate le caratteristiche dei circuiti complessi. Quanto segue mostra come trovare la corrente in un circuito quando sono presenti due sorgenti:

• designare componenti e parametri di base in tutti i circuiti;
• fare equazioni per i singoli nodi: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• secondo il secondo postulato di Kirchhoff si possono scrivere le seguenti espressioni per i contorni: 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;
• verificare: d) I3+I6-I1=0, anello esterno E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Schema esplicativo per il calcolo con due fonti

Calcolo della corrente per una rete monofase

La corrente è misurata in ampere. Per calcolare potenza e tensione, viene utilizzata la formula I = P/U, dove P è la potenza o il carico elettrico totale, misurato in watt.Questo parametro deve essere inserito nel passaporto tecnico del dispositivo. U - rappresenta la tensione della rete calcolata, misurata in volt.

Il rapporto tra corrente e tensione è ben visibile nella tabella:

Apparecchi e apparecchiature elettriche	Consumo di energia (kW)	Corrente (A)
Lavatrici	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Stufe elettriche fisse	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
microonde	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Lavastoviglie	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Frigoriferi, congelatori	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Riscaldamento elettrico a pavimento	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Tritacarne elettrico	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Bollitore elettrico	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Pertanto, la relazione tra potenza e corrente consente di eseguire calcoli preliminari dei carichi in una rete monofase. La tabella di calcolo ti aiuterà a scegliere la sezione del filo richiesta, a seconda dei parametri.

Diametri del nucleo del conduttore (mm)	Sezione conduttore (mm2)	Conduttori in rame	Conduttori in alluminio
Corrente (A)	Potenza, kWt)	Forza (A)	Potenza, kWt)
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

Conclusione

Come puoi vedere, trovare la potenza di un circuito o della sua sezione non è affatto difficile, non importa se si tratta di una costante o di un cambiamento. È più importante determinare correttamente la resistenza totale, la corrente e la tensione

A proposito, questa conoscenza è già sufficiente per determinare correttamente i parametri del circuito e selezionare gli elementi: quanti watt selezionare resistori, sezioni di cavi e trasformatori. Inoltre, fare attenzione quando si calcola il totale S quando si calcola l'espressione radicale. Vale solo la pena aggiungere che quando paghiamo le bollette, paghiamo i kilowattora o kWh, sono uguali alla quantità di energia consumata in un periodo di tempo. Ad esempio, se hai collegato un riscaldatore da 2 kilowatt per mezz'ora, il contatore caricherà 1 kW / he per un'ora - 2 kW / he così via per analogia.

Infine, ti consigliamo di guardare un video utile sull'argomento dell'articolo:

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Riepilogo della lezione

In questa lezione abbiamo considerato vari compiti per la resistenza mista dei conduttori, nonché per il calcolo dei circuiti elettrici.