Jak znaleźć aktualną siłę w obwodzie

Jedną z głównych cech obwodu elektrycznego jest prąd. Jest mierzony w amperach i określa obciążenie przewodów przewodzących, opon lub płytek drukowanych. Ta wartość odzwierciedla ilość energii elektrycznej, która przepłynęła w przewodniku na jednostkę czasu. Istnieje kilka sposobów ustalenia tego, w zależności od danych, które znasz. W związku z tym studenci i początkujący elektrycy z tego powodu często napotykają problemy podczas rozwiązywania zadań edukacyjnych lub praktycznych sytuacji. W tym artykule dowiesz się, jak znaleźć siłę prądu za pomocą mocy i napięcia lub rezystancji.

Zadowolony:

Jeśli moc i napięcie są znane
Jeśli znane jest napięcie lub moc i rezystancja
Jeśli EMF, rezystancja wewnętrzna i obciążenie są znane
Prawo Joule-Lenza
Kilka przykładów

Jeśli moc i napięcie są znane

Załóżmy, że musisz znaleźć siłę prądu w obwodzie, a znasz tylko napięcie i zużycie energii. Następnie, aby ustalić to bez oporu, użyj wzoru:

P = interfejs użytkownika

Po prostym otrzymujemy wzór do obliczeń

I = P / U

Należy zauważyć, że to wyrażenie dotyczy obwodów prądu stałego. Ale w obliczeniach, na przykład dla silnika elektrycznego, bierze się pod uwagę jego pełną moc lub cosinus Phi. Następnie dla silnika trójfazowego można go obliczyć w następujący sposób:

Znajdujemy P biorąc pod uwagę wydajność, zwykle mieści się w zakresie 0,75-0,88:

P1 = P2 / η

Tutaj P2 jest aktywną mocą netto na wale, η - wydajność,oba te parametry zwykle wskazują tabliczkę znamionową.

Łączną moc obliczamy biorąc pod uwagę cosФ (jest ona również wskazana na tabliczce znamionowej):

S = P1 / cosφ

Bieżące zużycie określamy według wzoru:

Inom = S / (1,73 · U)

Tutaj 1,73 jest pierwiastkiem 3 (używanym do obliczenia obwodu trójfazowego), U jest napięciem, zależy od włączenia silnika (trójkąta lub gwiazdy) i liczby woltów w sieci (220, 380, 660 itd.). Chociaż w naszym kraju najczęściej występuje 380 V.

Jeśli znane jest napięcie lub moc i rezystancja

Ale są problemy, gdy znasz napięcie w obwodzie i wielkość obciążenia, a następnie znajdujesz prąd bez zużycia energii Prawo Ohma, za jego pomocą obliczamy siłę prądu na podstawie rezystancji i napięcia.

I = U / R

Ale czasami zdarza się, że musisz określić siłę prądu bez napięcia, to znaczy, gdy znasz tylko moc obwodu i jego rezystancję. W tym przypadku:

P = interfejs użytkownika

Co więcej, zgodnie z tym samym prawem Ohma:

U = IR

Że:

P = i²* R

Przeprowadzamy więc obliczenia zgodnie ze wzorem:

ja²= P / R

Lub weź wyrażenie po prawej stronie wyrażenia pod katalogiem głównym:

I = (P / R)^1/2

Jeśli EMF, rezystancja wewnętrzna i obciążenie są znane

Aby uczniowie mieli problemy z zaczepem, zdarzają się przypadki, gdy podaje się wielkość pola elektromagnetycznego i wewnętrzny opór źródła zasilania. W takim przypadku można określić siłę prądu w obwodzie zgodnie z prawem Ohma dla pełnego obwodu:

I = E / (R + r)

Tutaj E jest polem elektromagnetycznym, r jest rezystancją wewnętrzną źródła zasilania, a R jest obciążeniem.

Prawo Joule-Lenza

Kolejnym zadaniem, które nawet mniej lub bardziej doświadczony uczeń może wpaść w osłupienie, jest określenie siły prądu, jeśli znany jest czas, rezystancja i ilość ciepła uwalnianego przez przewodnik.W tym celu przypominamy Prawo Joule-Lenza.

Jego formuła wygląda następująco:

Q = I²Rt

Następnie wykonaj obliczenia w następujący sposób:

ja²= QRt

Lub dodaj prawą stronę równania pod pierwiastkiem:

I = (Q / Rt)^1/2

Kilka przykładów

Podsumowując, proponujemy naprawić informacje uzyskane w kilku przykładach zadań, w których musisz znaleźć aktualną siłę.

1 zadanie: Oblicz I w obwodzie dwóch rezystorów dla połączenia szeregowego i równoległego. Rezystory R 1 i 2 Ohm, zasilanie 12 woltów.

Z warunku jasno wynika, że musisz podać dwie odpowiedzi dla każdego z wariantów związków. Następnie, aby znaleźć prąd w połączeniu szeregowym, najpierw dodaj rezystancję obwodu, aby uzyskać sumę.

R₁+ R₂= 1 + 2 = 3 Ohm

Następnie możesz obliczyć aktualną siłę zgodnie z prawem Ohma:

I = U / R = 12/3 = 4 A

Przy równoległym połączeniu dwóch elementów Rtotal można obliczyć w następujący sposób:

Rtotal = (R1 * R2) / (R1 + R2) = 1 * 2/3 = 2/3 = 0,67

Następnie można wykonać dalsze obliczenia w następujący sposób:

I = 12 * 0,67 = 18 A.

2 zadanie: obliczyć prąd dla mieszanego połączenia elementów. Wyjście zasilacza wynosi 24 V, a rezystory to: R1 = 1 Ohm, R2 = 3 Ohm, R3 = 3 Ohm.

Przede wszystkim musisz znaleźć R wspólne dla równolegle połączonych R2 i R3, zgodnie z tą samą formułą, której użyliśmy powyżej.

Rpriv = (R2 * R3) / (R2 + R3) = (3 * 3) | (3 + 3) = 9/6 = 3/2 = 1,5 Ohm

Teraz obwód przyjmie postać:

Następnie znajdujemy prąd zgodnie z tym samym prawem Ohma:

I = U / (R1 + Rpriv) = 24 / (1 + 1,5) = 24 / 2,5 = 9,6 Ampera

Teraz wiesz, jak znaleźć aktualną siłę, znając moc, rezystancję i napięcie. Mamy nadzieję, że dostarczone formuły i przykłady obliczeniowe pomogły Ci w nauce materiału!

Na pewno nie wiesz: