Ako nájsť prúdovú silu v obvode

Jednou z hlavných charakteristík elektrického obvodu je prúd. Meria sa v ampéroch a určuje zaťaženie vodivých drôtov, pneumatík alebo dosiek s plošnými spojmi. Táto hodnota odráža množstvo elektriny, ktorá tečie vo vodiči za jednotku času. Existuje niekoľko spôsobov, ako to zistiť, v závislosti od údajov, ktoré poznáte. Študenti a začiatočníci elektrikári sa preto kvôli týmto často stretávajú s problémami pri riešení vzdelávacích úloh alebo praktických situácií. V tomto článku vám povieme, ako zistiť silu prúdu pomocou napätia a napätia alebo odporu.

obsah:

Ak je známa sila a napätie
Ak je známe napätie alebo výkon a odpor
Ak sú známe EMF, vnútorný odpor a zaťaženie
Joule-Lenzov zákon
Niekoľko príkladov

Ak je známa sila a napätie

Predpokladajme, že musíte nájsť prúdovú silu v obvode, zatiaľ čo poznáte iba napätie a spotrebu energie. Potom na stanovenie bez odporu použite vzorec:

P = UI

Po jednoduchom získame vzorec pre výpočty

I = P / U

Je potrebné poznamenať, že tento výraz je platný pre jednosmerné obvody. Pri výpočtoch napríklad pri elektromotore sa však berie do úvahy jeho plný výkon alebo kosínus Phi. Potom sa pre trojfázový motor môže vypočítať takto:

Zistili sme, že P berie do úvahy efektívnosť, zvyčajne leží v rozmedzí 0,75-0,88:

P1 = P2 / η

P2 je aktívny čistý výkon na hriadeli, η - účinnosť,oba tieto parametre zvyčajne označujú výrobný štítok.

Celkový výkon zisťujeme s ohľadom na cosФ (je to uvedené aj na výrobnom štítku):

S = P1 / cosφ

Aktuálna spotreba sa určuje podľa vzorca:

Inom = S / (1,73 · U)

Tu je 1.73 koreň 3 (používa sa na výpočet trojfázového obvodu), U je napätie, závisí od zapnutého motora (trojuholník alebo hviezda) a od počtu voltov v sieti (220, 380, 660 atď.). Hoci sa u nás najčastejšie vyskytuje 380V.

Ak je známe napätie alebo výkon a odpor

Existujú však problémy, keď viete napätie na obvode a veľkosť záťaže, potom na zistenie prúdu bez napájania použite Ohmov zákon, pomocou tejto pomoci vypočítame prúdovú silu pomocou odporu a napätia.

I = U / R

Ale niekedy sa stáva, že musíte určiť prúdovú silu bez napätia, to znamená, keď viete iba silu obvodu a jeho odpor. V tomto prípade:

P = UI

Okrem toho podľa Ohmovho zákona:

U = IR

že:

P = i²* R

Výpočet vykonávame podľa vzorca:

ja²= P / R

Alebo vezmite výraz na pravej strane výrazu pod koreňom:

I = (P / R)^1/2

Ak sú známe EMF, vnútorný odpor a zaťaženie

Pre problémy študentov so západkou existujú prípady, keď dostanete veľkosť EMF a vnútorný odpor zdroja energie. V tomto prípade môžete určiť aktuálnu silu v obvode podľa Ohmovho zákona pre celý obvod:

I = E / (R + r)

Tu E je EMF, r je vnútorný odpor zdroja energie a R je zaťaženie.

Joule-Lenzov zákon

Ďalšou úlohou, ktorú aj viac či menej skúsený študent môže vstúpiť do stuporu, je určiť silu prúdu, ak je známy čas, odpor a množstvo tepla uvoľneného vodičom.Z tohto dôvodu si spomíname Joule-Lenzov zákon.

Jeho vzorec vyzerá takto:

Q = I²rt

Potom vykonajte výpočet nasledujúcim spôsobom:

ja²= QRt

Alebo pridajte pravú stranu rovnice pod koreň:

I = (Q / Rt)^1/2

Niekoľko príkladov

Na záver vám odporúčame opraviť získané informácie na niekoľkých príkladoch úloh, v ktorých musíte nájsť aktuálnu silu.

1 úloha: Vypočítajte I v obvode dvoch odporov pre sériové a paralelné pripojenie. Rezistory R 1 a 2 Ohm, 12 V napájanie.

Z podmienky je zrejmé, že pre každú z variantov zlúčenín musíte dať dve odpovede. Potom, aby ste našli prúd v sériovom zapojení, najprv sčítajte odpor obvodu, aby ste dostali súčet.

R₁+ R₂= 1 + 2 = 3 Ohm

Potom môžete vypočítať aktuálnu silu podľa Ohmovho zákona:

I = U / R = 12/3 = 4 ampéry

Pri paralelnom spojení dvoch prvkov sa Rtotal vypočíta takto:

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

Potom je možné vykonať ďalšie výpočty nasledovne:

I = 12 x 0,67 = 18 A

2 úlohy: vypočítať prúd pre zmiešané spojenie prvkov. Výstup napájacieho zdroja je 24 V a odpory sú: R1 = 1 Ohm, R2 = 3 Ohm, R3 = 3 Ohm.