Мощность тока?. Формула мощности ? электрического тока. Как найти мощность?

Благосостояние и комфорт современного общества зависит всецело от высокотехнологичных гаджетов. Люди уже не представляют жизни без «умных» устройств. Микроэлектроника поглотила наш быт дома и на работе. Функционирует оборудование исключительно от электричества. Такие устройства обладают рядом преимуществ, как и недостатков — чувствительность к перепадам эл. напряжения.

Если в офисе компании эту проблему способен устранить штат квалифицированных сотрудников, то дома часто приходится рассчитывать исключительно на собственные силы. Покупая новое оборудование в дом, необходимо учитывать технические характеристики устройства. Производитель указывает такую информацию для покупателей на шильдике, расположенном на задней стенке гаджета.

Формула мощности представляет собой произведение силы тока на напряжение. Если знать этот параметр, то для пользователя складывается четкое представление, сколько электричество девайс будет потреблять и не вызовет ли проблем с электроснабжением.

Что такое мощность в электричестве: просто о сложном

Механическая мощность как физическая величина равна отношению выполненной работы к некоторому промежутку времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, то и мощность допустимо представить как скорость преобразования энергий.

Разобрав составляющие механической мощности, рассмотрим из чего складывается электрическая. Напряжение — выполняемая работа по перемещению одного кулона электрического заряда, а ток — количество проходящих кулонов за одну секунду. Произведение напряжения на ток показывает полный объем работы, выполненной за одну секунду.

Мощность электрического тока

Проанализировав полученную формулу, можно заключить, что силовой показатель зависит одинаково от тока и напряжения. То есть, одно и тоже значение возможно получить при низком напряжении и большом тока, или при высоком напряжении и низком токе.

Пользуясь зависимостью мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электричество на большие расстояния путем преобразования энергии на понижающих и повышающих трансформаторных подстанциях.

Наука подразделяет электрическую мощность на:

• активную. Подразумевает преобразование мощности в тепловую, механическую и другие виды энергии. Показатель выражают в Ваттах и вычисляют по формуле U*I;
• реактивную. Эта величина характеризует электрические нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается как вольт-ампер реактивный и представляет собой произведение напряжения на силу тука и угол сдвига.

Для простоты понимания смысла активной и реактивной мощности, обратимся к нагревательному оборудованию, где электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Работа электрического тока

Проходя по цепи, ток совершает работу. Как например, водный поток направить течь, на лопасти генератора, то пон будет совершать работу, вращая лопасти. Так же и ток совершает работу, двигаясь по проводнику. И эта работа тем выше, чем больше величина сила тока и напряжения. Работа электрического тока, совершаемая на участке цепи, прямо пропорциональна силе тока, напряжению и времени действия тока. Работа электрического тока обозначается латинским символом A. Так как, произведение I×U есть мощность, то формулу работы электрического тока можно записать: A = P×t

Будет интересно➡ Что такое статическое электричество и как от него избавиться

Единицей измерения работы электрического тока, является ватт в секундах или в джоулях. Поэтому, если мы хотим вычислить, какую работу осуществил ток, идя по цепи в течение временного интервала, мы должны умножить мощность на время Рассмотрим практический пример, через реостат с сопротивлением 5 Ом идет ток силой 0,5 А. Нужно вычислить, какую работу совершит ток в течение четырех часов. Работа в течение одной секунды будет: P=I2R = 0,52×5= 0,25×5 =1,25 Вт,

Тогда за 4 часа t=14400 секунд. Следовательно: А = Р×t= 1,25×14 400= 18 000 вт-сек. Ватт-секунда или один джоуль считаетсяя слишком малой велечиной для измерения работы. Поэтому на практике применяют единицу, называемую ватт-час (втч). Один ватт-час это эквивалентно 3 600 Дж. В электротехнике используются и еще большие единицы, гектоваттчас (гвтч) и киловаттчас (квтч): 1 квтч =10 гвтч =1000 втч = 3600000 Дж, 1 гвтч =100 втч = 360 000 Дж, 1 втч = 3 600 Дж.

Мощность электрического тока

Как рассчитать сопротивление и мощность

Допустим, требуется подобрать токоограничивающий резистор для блока питания схемы освещения. Нам известно напряжение питания бортовой сети «U», равное 24 вольта и ток потребления «I» в 0,5 ампера, который нельзя превышать. По выражению (9) закона Ома вычислим сопротивление «R». R=24/0,5=48 Ом. На первый взгляд номинал резистора определен. Однако, этого недостаточно. Для надежной работы семы требуется выполнить расчет мощности по току потребления.

Согласно действию закона Джоуля — Ленца активная мощность «Р» прямо пропорционально зависит от тока «I», проходящего через проводник, и приложенного напряжения «U». Эта взаимосвязь описана формулой Р=24х0,5=12 Вт.

Проведенный расчет мощности резистора по току его потребления показывает, что в выбираемой схеме надо использовать сопротивление величиной 48 Ом и 12 Вт. Резистор меньшей мощности не выдержит приложенных нагрузок, будет греться и со временем сгорит. Этим примером показана зависимость того, как на мощность потребителя влияют ток нагрузки и напряжение в сети.

Интересно почитать: все о законе Ома.

Как рассчитать электрическую мощность в быту

Теоретическая электротехника рассматривает показатели как мгновенные величины, которые зафиксированы в некоторый временной отрезок. Если мгновенная мощность постоянной сети остается неизменной в любой точке цепи и во всех интервалах времени, то для переменной этот показатель будет всегда неодинаковым.

Отсюда получим формулы для расчета мощности (P):

В интернете сейчас есть онлайн-калькуляторы, которые сами посчитают и выдадут результат. Пользователю нужно лишь подставить значения характеристик, которые находятся на шильдике устройства.

Как измерить электрическую мощность дома

Знать силовые характеристики бытового оборудования необходимо всегда. Это требуется для расчета сечения проводки, учета расхода электроэнергии или электрофикации дома. До начала монтажных работ такую информацию можно получить только путем сложения показателей мощности каждого отдельного устройства, добавив 10% запаса.

Определить потребляемую нагрузку дома поможет счетчик. Прибор показывает сколько киловатт было потрачено за один час работы оборудования. И для того чтобы убедиться в правильности показаний, владелец квартиры может проверить точность устройства с помощью электронных средств измерения. Сюда относится амперметр, вольтметр или мультиметр.

Также существуют ваттметры и варметры, которые показывают результаты измерений в ваттах.

Ваттметр

Во время снятия показания включенной оставить только активную нагрузку как лампочки и нагреватели. Далее померить токовое напряжение. В конце сверить показания счетчика с полученным результатом вычислений.

Как узнать напряжение, зная силу тока

Для расчета напряжения используют формулы:

U=P/I – постоянный ток;

U=P/(I*cos(фи)) — однофазная сеть;

U=P/(1,73*I*cos(фи)) — трехфазная сеть.

Из выражения видно, что напряжение прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально силе тока.

Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение

Силовую характеристику электроустановок рассчитывают по формуле:

P=U*I – постоянный ток;

P=U*I*cos(фи) – переменный ток однофазной сети.

P=1,73*U*I*cos(фи) — трехфазная сеть.

В статье приведены упрощенные формулы расчета активной мощности электросети, которые дают приблизительные результаты.

Для получения точных результатов, необходимо учитывать также реактивное и обычное сопротивление, а также потери.

Особенности определения мощности сети

Вообще электрическая сеть сконструирована так, чтобы для ее эксплуатации не требовались специальные знания. Достаточно соблюдать некоторые правила, главной из которых — не допустить перегрузки.

Вам это будет интересно Что такое фаза и нуль в электричестве

Важно! Несоблюдение правил пользования электросетью может привести к отказу в работе и даже к пожару.

Важно отметить, что технические характеристики розетки и бытового прибора различаются между собой:

• В розетках максимально допустимый переменный ток измеряется в Амперах: в старом жилом фонде России он равен 6 А, в Европе — 10 или 16 А;
• Мощность подключаемых приборов измеряется в Ваттах.

Информация на электроприборе может быть обозначена по-разному
Как высчитать мощность электричества? Для вычисления потребуется формула:

Р = U*I, где:

P — мощность,

U — напряжение в Вольтах,

I — сила тока в Амперах.

Напряжение исправной розетки составляет 220-230 Вольт, силу тока можно измерить мультиметром.

Для определения силы тока в розетке стоит использовать мультиметр

Интересная инфа по теме

Трехфазную схему электроснабжения используют в производстве. Суммарный вольтаж такой сети равен 380 В. Также такую проводку устанавливают на многоэтажные дома, а затем раздают по квартирам. Но есть один нюанс, который влияет на конечное напряжение в сети — соединение жилы под напряжение в результате дает 220 В. Трехфазная в отличие от однофазной не дает перекосы при подключении силового оборудования, так как нагрузка распределяется в щитке. Но для подведения трехфазной сети к частному дому требуется специальное разрешение, поэтому широко распространена схема с двумя жилами, одна их которых нулевая.

Мощность тока

Разобравшись с понятием механической мощности, перейдём к рассмотрению электрической мощности (мощность электрического тока). Как Вы должны знать U — это работа, выполняемая при перемещении одного кулона, а ток I — количество кулонов, проходящих за 1 сек. Поэтому произведение тока на напряжение показывает полную работу, выполненную за 1 сек, то есть электрическую мощность или мощность электрического тока.

Активная электрическая мощность (это мощность, которая безвозвратно преобразуется в другие виды энергии — тепловую, световую, механическую и т.д.) имеет свою единицу измерения — Вт (Ватт). Она равна произведению 1 вольта на 1 ампер. В быту и на производстве мощность удобней измерять в кВт (киловаттах, 1 кВт = 1000 Вт). На электростанциях уже используются более крупные единицы — мВт (мегаватты, 1 мВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт).

Будет интересно➡ Что такое короткое замыкание

Реактивная электрическая мощность — это величина, которая характеризует такой вид электрической нагрузки, что создаются в устройствах (электрооборудовании) колебаниями энергии (индуктивного и емкостного характера) электромагнитного поля. Для обычного переменного тока она равна произведению рабочего тока I и падению напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = U*I*sin(угла). Реактивная мощность имеет свою единицу измерения под названием ВАр (вольт-ампер реактивный). Обозначается буквой «Q».

Простым языком активную и реактивную электрическую мощность на примере можно выразить так: у нас имеется электротехническое устройство, которое имеет нагревательные тэны и электродвигатель. Тэны, как правило, сделаны из материала с высоким сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали тэна, электрическая энергия полностью преобразуется в тепло. Такой пример характерен активной электрической мощности.

Электродвигатель этого устройства внутри имеет медную обмотку. Она представляет собой индуктивность. А как мы знаем, индуктивность обладает эффектом самоиндукции, а это способствует частичному возврату электроэнергии обратно в сеть. Эта энергия имеет некоторое смещение в значениях тока и напряжения, что вызывает негативное влияние на электросеть (дополнительно перегружая её).

Расчетные формулы мощности тока

Похожими способностями обладает и ёмкость (конденсаторы). Она способна накапливать заряд и отдавать его обратно. Разница ёмкости от индуктивности заключается в противоположном смещении значений тока и напряжения относительно друг друга. Такая энергия ёмкости и индуктивности (смещённая по фазе относительно значения питающей электросети) и будет, по сути, являться реактивной электрической мощностью.

Более подробно о свойствах реактивной мощности мы поговорим в соответствующей статье, а в завершении этой темы хотелось сказать о взаимном влиянии индуктивности и ёмкости. Поскольку и индуктивность, и ёмкость обладают способностью к сдвигу фазы, но при этом каждая из них делает это с противоположным эффектом, то такое свойство используют для компенсации реактивной мощности (повышение эффективности электроснабжения). На этом и завершу тему, электрическая мощность, мощность электрического тока.

В чем физический смысл силы тока Приведите примеры

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-06-06

1.  Что такое электрический ток?
2.  Какие частицы могут быть свободными носителями заряда?
3.  Каковы условия существования электрического тока? Постоянного электрического тока?
4.  Что принимают за направление электрического тока?
5.  Что называют силой тока? Каковы единицы измерения силы тока в СИ?
6.  Дайте определение 1А.
7.  В чем физический смысл силы тока? Приведите примеры.
8.  Каким прибором измеряют силу тока? Каковы правила его включения в цепь?
9.  Какие действия оказывает ток на проводник, по которому он протекает? В чем суть каждого из них?
10.  Дайте определение единицы измерения заряда в СИ. Приведите примеры.
11.  Каков порядок скорости упорядоченного движения электронов в проводнике, по которому течет ток?
12.  Какие устройства являются источниками электрического тока?
13.  Какие превращения энергии происходят в гальванических элементах и аккумуляторах?
14.  Как зарядить аккумулятор?
15.  Что такое электрическое сопротивление?
16.  Дайте определение единицы сопротивления в СИ.
17.  Отчего и как зависит сопротивление проводника? Запишите формулу и дайте пояснения.
18.  Что называется удельным сопротивлением вещества? В каких единицах оно измеряется?
19.  В чём физический смысл удельного сопротивления вещества? Приведите примеры.
20.  Что такое электрическое напряжение?
21.  Дайте определение единицы измерения напряжения.
22.  В чем физический смысл напряжения? Приведите примеры.
23.  Каким прибором измеряют напряжение и каковы правила его включения в цепь?
24.  Какой участок цепи называется однородным? неоднородным?
25.  Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.
26.  Каково условное обозначение следующих элементов электрической цепи: гальванического элемента или аккумулятора; батареи гальванических элементов; ключа; лампы-накаливания, звонка; резистора; нагревательного элемента; плавкого предохранителя; потенциометра; реостата?
27.  Какое соединение проводников называют последовательным?
28.  Сформулируйте законы последовательного соединения проводников.
29.  Какое соединение проводников называют параллельным?
30.  Сформулируйте законы параллельного соединения проводников.
31.  Как расширить пределы измерения амперметра и вольтметра в n раз?
32.  На чем основано действие реостата?
33.  Что называют работой тока? Запишите формулу для вычисления этой работы. Дайте пояснения.
34.  Что такое мощность тока? Каков ее физический смысл? Приведите примеры.
35.  Дайте определение единицы измерения мощности в СИ.
36.  Как связаны между собой единицы измерения работы, мощности, силы тока, напряжения?
37.  Запищите формулы для вычисления работы электрического тока, полной мощности потребляемой участком цепи, тепловой мощности, закон Джоуля — Ленца.
38.  Объясните, почему проводники нагреваются при прохождении по ним тока.
39.  Какие силы называют сторонними?
40.  При каких условиях сторонние силы совершают положительную работу? отрицательную работу? Приведите примеры.
41.  Что такое ЭДС?
42.  При каких условиях от данного источника тока можно получить максимальный ток?
43.  Могут ли существовать токи, текущие от более низкого потенциала к более высокому потенциалу?
44.  Сформулируйте и запишите закон Ома для полной цепи.
45.  Сформулируйте и запишите закон Ома для неоднородного участка цепи.
46.  Какие точки электрической цепи называют узлами?
47.  Какие участки электрической цепи называют ветвями цепи?
48.  Сформулируйте и запишите правила Кирхгофа.
49.  Каковы правила знаков, используемые при записи законов Ома; правил Кирхгофа?
50.  Что называется КПД источника тока?
51.  Что такое падение напряжения?
52.  Каково назначение предохранителей в электрической цепи?
53.  Почему опасно короткое замыкание?

1.  Электрический ток. Сила тока. Оценка средней скорости упорядоченного движения электронов.
2.  Закон Ома для однородного участка цепи. Напряжение. Электрическое сопротивление.
3.  Последовательное соединение потребителей электрического тока.
4.  Параллельное соединение потребителей электрического тока.
5.  Измерение тока и напряжения. Расширение пределов измерений.
6.  Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца. КПД источника тока.
7.  Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
8.  Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи.
9.  Правила Кирхгофа.

1.  Почему медные провода непригодны для намотки реостатов?
2.  В цепь включены электроплитка и амперметр. Что покажет амперметр, если подуть на раскалённую спираль плитки?
3.  В осветительную сеть включены последовательно (параллельно) две лампы различного сопротивления. Какая из них будет гореть ярче? Почему?
4.  Ученик по ошибке включил амперметр вместо вольтметра при измерении напряжения на лампочке. Объясните, что и почему произошло?
5.  Ученик по ошибке включил вольтметр вместо амперметра при измерении величины тока в лампочке. Объясните, что и почему произошло?
6.  Параллельно гальванометру включен реостат. Как и почему будут изменяться показания прибора при передвижении ползунка реостата?
7.  Почему птицы без всякого вреда для себя могут садиться на провода?
8.  Почему электрические лампы чаще «перегорают» в момент замыкания тока и очень редко в момент размыкания?
9.  Как измерить напряжение прибором, измеряющим величину тока?
10.  Почему при соединении проводников их не только скручивают, но и спаивают?

1.  Конденсатор ёмкостью 5 мкФ, заряженный до напряжения 200 В, разрядился по проводу за 0,001 с. Какова при этом была средняя сила тока?
2.  При волочении медной проволоки её длина увеличилась на 20%. Как изменилось её сопротивление?
3.  Через алюминиевый проводник длиной 75 см и площадью поперечного сечения 0,75 мм2 протекает ток 0,5 А. Какое напряжение на концах этого проводника? Какой заряд протекает через этот проводник за три минуты?
4.  При замыкании источника тока на сопротивление 2,3 Ом сила тока в цепи 0,56 А, а при замыкании на сопротивление 1,8 Ом – сила тока в цепи 0,7 А. Определить силу тока короткого замыкания.
5.  К источнику с напряжением 65 В присоединена линия, питающая две лампы. Схема линии показана на рисунке. Сопротивление каждой лампы 36 Ом, сопротивление каждого участка линии r1=r2=r3=r4=r=1,5 Ом. Определите напряжение на каждой лампе.
6.  Определите сопротивление участка цепи (см.рис.) между точками А и В. Сопротивление каждого звена r.
7.  Стрелка гальванометра отклоняется до конца шкалы, если через прибор идет ток 0,01 А. Сопротивление гальванометра 5 Ом. Какое дополнительное сопротивление нужно присоединит к прибору, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра на 300 В?
8.  Два элемента с ЭДС ε1=1,4 В и ε2=1,1 В и внутренними сопротивлениями соответственно 0,3 Ом и 0,2 Ом замкнуты разноимёнными ( одноимёнными) полюсами. Определить напряжение на зажимах источников. Выяснить, при каких условиях разность потенциалов между точками В и А равна нулю (см.рис.).
9.  Сколько метров нихромовой проволоки диаметром 0,3 мм надо включить со 120-вольтовой лампочкой мощностью 40 Вт, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В?
10.  Два элемента с ЭДС 1,25 В и 1,5 В и с одинаковыми внутренними сопротивлениями по 0,4 Ом соединены параллельно (см.рис.). Сопротивление внешней цепи 10 Ом. Найти токи, текущие во внешней цепи и в каждом элементе?
11.  Конденсатор ёмкостью С и резисторы, сопротивление которых равны R, включены в электрическую цепь, как показано на рисунке. Найдите установившейся заряд на конденсаторе. Напряжение U0 известно.
12.  Найдите разность потенциалов между точками А и В в схеме, изображенной на рисунке. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
13.  В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС источников по 2 В и внутреннее сопротивление по 0,5 Ом. Сопротивления резисторов 0,5 Ом и 1,5 Ом соответственно. Найдите ток идущий через первый элемент.
14.  Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,08 Ом при токе 4 А отдаёт во внешнюю цепь мощность 8 Вт. Какую мощность отдаёт он во внешнюю цепь при токе 6 А? Каков КПД цепи в обоих случаях?

          к задаче  5                          к задаче  6                к задаче  8                             к задаче  10

             к задаче  11                                           к задаче  12                                           к задаче  13

1.  Свинцовый проводник имеет в три раза большую массу, чем стальной, но в два раза меньшее сопротивление. Какой проводник длиннее и во сколько раз?
2.  Электрическая цепь состоит из источника с ε=180 В и потенциометра сопротивлением 5 кОм. Определить показание вольтметров, присоединённых к потенциометру по схеме, изображённой на рисунке. Внутреннее сопротивление вольтметров 6 кОм и 4 кОм соответственно. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Подвижный контакт потенциометра стоит посередине.
3.  Имеются два сопротивления. Если амперметр зашунтировать одним из них, то цена деления увеличится в n раз; если амперметр зашунтировать другим, то цена деления увеличиться в m раз. Как изменится цена деления амперметра, если для шунта использовать оба сопротивления, включив их между собой: а) последовательно; б) параллельно?
4.  При каком значении ЭДС источника, подключённого к зажимам 1 – 2, и при каком направлении его включения в схеме, изображённой на рисунке, ток, текущий по резистору R2, будет равен нулю. Величины, указанные на схеме, считать заданными. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
5.  Электромотор питается от сети с напряжением 24 В. Чему равен КПД мотора при протекании по его обмотке тока 8 А, если известно, что при полном затормаживании якоря по цепи идёт ток 16 А?
6.  Найдите заряд на обкладках конденсатора в схеме (см.рис.). Внутреннее сопротивление источника равно 0,4r.
7.  Найдите разность потенциалов между точками А и В в схеме, изображенной на рисунке. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
8.  В цепи (см.рис.) ε1=30 В, ε2=60 В, ε3=180 В, R1=3 Ом, R2=6 Ом, R3=12 Ом. Найдите величины токов в первом и во втором резисторах. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
9.  В схеме, изображенной на рисунке, ε1=1 В, ε2=1,3 В, внутреннее сопротивление источников 3 Ом и 5 Ом соответственно и сопротивление резистора 7 Ом. Определите разность потенциалов между точками А и В.
10.  В цепи, показанной на рисунке, ε1=15 В, ε2=30 В, внутреннее сопротивление 3 Ом и 6 Ом соответственно, сопротивление резистора 8 Ом, ёмкость конденсатора 100 мкФ. Найдите энергию, запасённую в конденсаторе.
11.  Определить силу тока короткого замыкания батареи, если при токе 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при токе 5 А – мощность 30 Вт. Каков КПД цепи в обоих случаях?
12.  При разомкнутом ключе К один конденсатор в цепи был заряжен до напряжения U, а второй – нет. Найдите количество теплоты, выделившееся на каждом из резисторов после замыкания ключа. Данные цепи считать известными.

       к задаче  2                 к задаче  4                    к задаче  8                 к задаче  10             к задаче  12

           к задаче  7                                                к задаче  6                                               к задаче  9

1.  Конденсаторы ёмкостью С1, С2 и С3 и резисторы, сопротивления которых R1, R2, включены в электрическую цепь, как показано на рисунке. Найдите установившиеся заряды на конденсаторах.
2.  Когда во внешней цепи выделяется мощность 18 Вт, КПД цепи 64%. При изменении внешнего сопротивления КПД цепи стал 36%. Какая мощность выделяется при этом внутри источника тока?
3.  Какое количество теплоты выделится в цепи после переключения ключа из положения 1 в положение 2? Данные цепи считать известными.
4.  Какое количество теплоты выделится в цепи (см.рис.) после замыкания ключа? Параметры цепи указаны на рисунке.
5.  При какой ЭДС источника εх напряжение на конденсаторе будет 4ε? Параметры схемы указаны на рисунке.

          к  задаче  1                            к задаче  3                     к задаче  4                            к задаче  5

r1

r2

r3

r4

Л1

Л2

А

В

А

В

1

ε2

ε1

ε2

R

2R1

R1

R2

ε1

ε2

2R1

R2

C1

C2

ε

A

B

U0

V1

V2

ε0

R0

R1

R2

R3

1

2

ε1

R1

ε1

ε2

ε3

R2

R3

R1

R2

K

C

C

+

—

ε2

ε1

ε2

А

В

r

2r

3r

4r

C

ε

ε

C1

C1

2C2

C2

R1

R2

A

B

3ε

R

U0

R1

R2

C1

C2    C3

ε1

ε2

C

ε

C

3C

1

2

ε

εx

2R

3R

13. Расскажите об активном, индуктивном и емкостном сопротивлениях в цепи синусоидального тока. Приведите примеры.

Активное сопротивл – параметр пассивн 2хпол, равн отнош активн мощн, поглощ в этом 2х пол, к квадр действ знач тока ч.з этот 2хпод

На уч цепи с акт сопр ток совп по фазе с напр на эт участке.

Индуктивное сопротивление -Реактивное сопротивление, обусловленное собственной индуктивностью элемента электрической цепи и равное произведению значений индуктивности и угловой частоты.

Ток в индуктивности отстает от приложенного напряжения на угол п /2.

Емкостное сопротивление- Реактивное сопротивление, обусловленное емкостью элемента электрической цепи и равное абсолютному значению величины, об- ратной произведению значений этой емкости и угловой частоты.

В емкости ток опережает напряжение на угол п/2.

14. Расскажите о расчете установившегося режима в цепи синусоидального тока с последовательным соединением r, l, c.

Полное электрическое сопротивление – параметр пассивного двухполюсника, равный отношению действующего значения электрического напряжения на входе этого двухполюсника к действующему значению электрического тока через двухполюсник при синусоидальных электрическом напряжении и электрическом токе

Реактивное сопротивление – параметр пассивного двухполюсника, равный квадратному корню из разности квадратов полного и активного электрических сопротивлений двухполюсника, взятому со знаком плюс, если электрический ток отстает по фазе от электрического напряжения, и со знаком минус, если электрический ток опережает по фазе напряжение (L – 1/C) = X

15. Расскажите о расчете установившегося режима в цепи синусоидального тока с параллельным соединением r, l, c.

Пусть к цепи приложено:

Величину:

Называют полной проводимостью цепи. G- активная проводимость.

-реактивная проводимость. — индуктивная проводимость.

— емкостная проводимость.

16. Расскажите об определении активной, реактивной и полной мощности в цепи синусоидального тока. Что такое коэффициент мощности, значение этого показателя в народном хозяйстве и методы его повышения.

Под активной мощностью в электрической цепи синусоидального тока понимают величину, равную среднеарифметическому значению мгновенной мощности за период

— реактивная мощность- величина равная при синусоидальном токе и напряжении произведению действующего значения напряжения на действующее значение тока и на синус сдвига фаз между ними.

Активная мощность – мощность, которая расходуется в активных элементах цепи в виде теплоты, которая рассеивается в окружающее пространство. Реактивная мощность пропорциональна энергии, которая идет на создание электрического и магнитного полей в реактивных элементах цепи. Активная мощность измеряется с помощью ваттметра, реактивная с помощью вольтметра.

Коэффициент мощности- скалярная величина равная отношению активной мощности к полной, показывает степень использования полной мощности. Методы повышения cosf: 1) естественный- работа оборудования в номинальном режиме. 2) искусственный- установка компенсирующих устройств.

Урок физики по теме «Работа и мощность тока». 8-й класс

Цель:

1. выяснить от чего зависит работа и мощность тока.
   
2. развитие интеллекта учащихся при наблюдении опытов и решении задач.
   
3. развитие умения устанавливать причинно -следственные связи.
   

План урока:

1. Фронтальный опрос
   
2. Изучение нового материала
   
3. Закрепление
   
4. Подведение итогов

Оборудование:

1. Доска: таблицы, рабочее поле ,заполняемое в ходе уроке
   
2. Демонстрационный стол: источник тока (ВС-24) , лампа на подставке, лампа (Р = 100Вт ), амперметр постоянного тока, амперметр переменного тока, 2 ключа, розетка сети, соединительные провода, ваттметр.
   
3. Стол ученика: источник тока (4В), лампа на подставке ,амперметр, ключ, реостат, соединительные провода.
   
4. Компьютер ,проектор, экран: приложения к уроку в виде презентации

I. Фронтальный опрос

При опросе использовать таблицу«Повторение» ,подготовленную на доске (рис.1) .

Рисунок 1.

 

Для оценивания ответов учеников предварительно надо заготовить жетоны: красный-“5”; желтый-“4”; зеленый-“3”. За ответы ученикам выдавать жетоны

Вопросы:

1. Что называют электрическим током?
   
2. Каковы условия существования тока?
   
3. Какие существуют виды источников тока?
   
4. Назовите характеристики тока.
   
5. Что такое сила тока?
   
6. Что такое напряжение?
   
7. Как зависит напряжение на участке цепи от силы тока в ней?
   
8. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.
   
9. Перечислите какие действия оказывает электрический ток?
   

II. Изучение нового материала

-Итак, ток оказывает химическое, магнитное, тепловое, световое действие. При этом ток совершает работу? (да, совершает)

-Приведите примеры, где ток совершает работу? (вентилятор, миксер, электрический чайник, лампа и т. д.)

Создание проблемной ситуации.

-Давайте подумаем: от чего зависит работа тока?

Учитель демонстрирует опыты согласно схемам (рис.2)

Рисунок 2.

Схемы цепей показывает на экране (см. приложение )

Ученики видят ,что лампа в (1) светит ярче, чем лампа в (2). Сила тока в цепях одинаковая, а напряжения разные.

Значит, работа тока зависит от напряжения.

Вывод: A~U

Этот вывод записывает учитель на доску , ученики- в тетрадь .

-Давайте выясним , еще от чего зависит работа тока .

— Соберите цепь согласно схеме, представленной на экране(открыть приложение 2)

Схема (рис.3)

Рисунок 3

В то время пока учащиеся собирают цепь, можно посчитать жетоны и выставить оценки за фронтальный опрос на листок.

-Измените силу тока реостатом (при увеличении силы тока лампа светит ярче).

Значит,работа тока зависит от силы тока

Вывод: A~I

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

-Если лампа будет работать 1 час, большую работу совершит ток? (да)

Значит, работа тока зависит от времени работы цепи

Вывод: A~t

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

Теперь выведем формулу для расчета работы тока на основе результатов наших опытов и рассуждений (рис.4).

Рисунок 4

— Вспомним, в чем измеряется работа? ( в Джоулях )

[А ] = [ Дж ] = [ А .В .c]

-Чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Но одинаковую работу можно совершить за различное время. Например, нагрев воды электрическим чайником старой и новой модели.

-Какой величиной характеризуется быстрота выполнения работы? ( мощностью: N=A/t )

-В чем измеряют мощность? (в Ваттах)

-Мощность электрического тока обозначается P.

P— мощность электрического тока.

-Выведем формулу мощности электрического тока (рис.5)

Рисунок 5

Для измерения мощности нужны: амперметр и вольтметр — это сочетается в ваттметре.

Учитель показывает ваттметр.

Итак, мы выяснили от чего зависит работа и мощность тока, узнали много формул и теперь все обобщим, заполним таблицу, предложенную на доске (см. приложение).

Первую колонку заполняет учитель с помощью учеников.

Вторую колонку — ученик с помощью класса и учителя.

К концу объяснения доска будет иметь вид: см. приложение

III. Закрепление

Предлагается решить задачи по вариантам . Краткое условие задач представлена на экране(см. приложение). Кто решит первым, получает-“5”

IV. Подведение итогов:

Учитель спрашивает какие есть вопросы, кому ,что не понятно, объявляет оценки за работу на уроке.

V. Домашнее задание

Параграфы: 50,51 [1], №№1396, 1397, 1401, 1403 [4]

Литература:

1. 1А.В. Перышкин Физика 8 класс; Учебник для общеобразовательных заведений 4-ое издание, стереотип-М; Дрофа, 2002-192 с.;ил.
   
2. С.А. Хорошавин Физический эксперимент в средней школе: 6-7 класс-М: Просвещение. 1988-175 с : ил.- ( библиотека учителя физики).
   
3. А.В. Усова, А.А.Бобров Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики.- М.: Просвещение. 1988-112с.: ил.- ( библиотека учителя физики)
   
4. В.И.Лукашик., Е.В.Иванова Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений /– 22-е издание- М: Просвещение, 2008.-240 с. : ил.

Работа и мощность электрического тока Примеры приборов

Работа и мощность электрического тока.

Примеры приборов, в которых совершается работа электрического тока

Работа электрического тока При прохождении электрического тока по проводнику, электрическое поле заставляет заряженные частицы двигаться упорядоченно, следовательно оно совершает работу. Работа электрического тока показывает какую работу совершает электрическое поле.

Работа электрического тока Единица измерения работы в СИ: Джоуль

Работа электрического тока

Для измерения работы тока нужны три прибора: амперметр, вольтметр и часы. На практике работу электрического тока измеряют счетчиками.

Счетчики — приборы для измерения работы электрического тока

Мощность электрического тока U • I • t Р= t Р = U • I Единица измерения мощности в СИ: Ватт 1 Вт = 1 В • 1 А 1 к. Вт = 1000 Вт

Приборы для измерения мощности: ваттметр Вольтметр Амперметр

Единицы работы, применяемые на практике. 1 Дж = 1 Вт∙с 1 Вт • ч = 3600 Дж 1 к. Вт • ч = 1000 Вт • ч = 3 600 000 Дж

Мощность электрического тока

Работа и мощность электрического тока.

Мощности некоторых электрических приборов, к. Вт Лампа карманного фонаря 0, 001 Видеомагнитофон 0, 02 Холодильник 0, 2 Телевизор 0, 3 Фен для волос 0, 4 Стиральная машина 0, 5 Электрический утюг 0, 6 Пылесос 0, 65 Лампы в звездах башен Кремля 5

ПРОВОДНИК С ТОКОМ НАГРЕВАЕТСЯ ВЫДЕЛЯЕТ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ – Q ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА 1841 г 1842 г Джоуль Джеймс Прескотт Ленц Эмилий Христианович

ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА Количество теплоты, выделяемое проводником с током равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Последовательное соединение Параллельное соединение U 1 = U 2

1. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0, 5 А, а напряжение на клеммах двигателя 12 В? 2. Каким сопротивлением обладает лампа мощностью 40 Вт, работающая под напряжением 220 В?

Энергосбережение и энергосберегающие технологии В современном мире вопросы энергосбережения и экономии электроэнергии стоят как никогда остро. Особенно это касается нашей страны, где потери электроэнергии достигают десятки процентов. «Утечки» происходят повсеместно: в ЖКХ (на бытовом уровне), в промышленности, в топливноэнергетическом комплексе. . . Поэтому потенциал энергосбережения России очень высок. А если учесть тот факт, что спрос на энергоресурсы постоянно растёт, повышаются тарифы на них, а также происходит ухудшение экологической ситуации, стремительно сокращаются запасы полезных ископаемых (нефти, угля, газа) — в этой ситуации мероприятия по энергосбережению и энергосберегающие технологии важны как никогда!

1. Выходя из комнаты выключайте свет. 2. Не кипятите воды больше, чем нужно, и сэкономите электроэнергию, воду и время. 3. Всегда плотно закрывайте дверцу холодильника. При плохо пригнанном уплотнителе теряется много электроэнергии. 4. Выключайте телевизор из сети, не оставляйте его в режиме дистанционного включения. В масштабе страны это может привести к экономии энергии производимой одной электростанцией. 5. При покупке бытовых электроприборов обратите внимание на класс потребления энергии (А – лучший) САМЫЕ ПРОСТЫЕ ДЕЙСТВИЯ ПОМОГУТ СОХРАНИТЬ: УГОЛЬ, НЕФТЬ, ГАЗ НЕВОЗОБНОВИМЫЕ ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ.

Экономия электроэнергии Из всей потребляемой в быту энергии львиная доля — 79% идет на отопление помещений, 15% энергии расходуется на тепловые процессы (нагрев воды, приготовление пищи и т. д. ), 5% энергии потребляет электрическая бытовая техника и 1% энергии расходуется на освещение, радио и телевизионную технику. Вам потребуется 1 к. Втч энергии для того, чтобы: • 50 часов слушать радио • 110 часов бриться электробритвой • на 17 часов оставить гореть лампу мощностью 60 Вт • 12 часов смотреть цветной телевизор • 2 часа пылесосить • принять 5 -минутный душ • нагреть на 6 градусов полную ванну воды (150 л)

Какая лампа выгоднее? ЭНЕРГОСБЕРЕГАТЕЛЬНЫЕ ЛАМПЫ ЭКОНОМЯТ ДО 80% ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

| Теоретические вопросы по электротехнике

Перечень теоретических вопросов по учебной дисциплине «Электротехника»

1.  Охарактеризуйте понятия: электрический ток, потенциал, напряжение, энергия, мощность, назовите их единицы измерения.

2.  Охарактеризуйте электрическую цепь постоянного тока и её элементы.

3.  Поясните принцип получения электрической энергии из других видов энергии.

4.  Дайте определение закона Ома для участка и для полной электрической цепи.

5.  Дайте определение первому закону Кирхгофа и приведите примеры расчёта.

6.  Дайте определение второму закону Кирхгофа и приведите примеры расчёта.

7.  Поясните последовательное, параллельное и смешанное соединение пассивных элементов.

8.  Охарактеризуйте расчёт электрических цепей путём преобразования их схем.

9.  Охарактеризуйте эквивалентные преобразования цепей, метод эквивалентных сопротивлений (метод «свертывания»).

10. Приведите порядок расчёта электрических цепей постоянного тока с одним источником питания.

11.Приведите порядок расчёта электрических цепей с помощью потенциальной диаграммы.

12.Охарактеризуйте метод уравнений Кирхгофа.

13.Охарактеризуйте метод контурных токов.

14. Охарактеризуйте метод двух узлов.

15. Дайте определение основным понятиям гармонических колебаний.

16. Охарактеризуйте различные представления синусоидальных величин, операции с векторными и комплексными величинами.

17.Дайте понятие активному и реактивному сопротивлению в цепях переменного тока.

18. Охарактеризуйте электрическую цепь переменного тока с активным сопротивлением.

19. Охарактеризуйте электрическую цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением, идеальную катушку индуктивности.

20. Охарактеризуйте электрическую цепь переменного тока с емкостным сопротивлением, идеальный конденсатор.

21. Охарактеризуйте электрическую цепь переменного тока с реальным конденсатором.

22. Охарактеризуйте электрическую цепь переменного тока с реальной катушкой индуктивности.

23. Охарактеризуйте неразветвленные и разветвлённые RL и RC цепи синусоидального тока.

24. Охарактеризуйте цепь синусоидального тока с последовательным соединением активных и реактивных элементов.

25.Дайте понятие резонансным явлениям в последовательном колебательном контуре, резонансу напряжений.

26.Охарактеризуйте цепь синусоидального тока с параллельным соединением активных и реактивных элементов.

27.Дайте понятие резонансным явлениям в параллельном колебательном контуре, резонансу токов.

28. Охарактеризуйте входные частотные характеристики цепей.

29. Дайте понятия несинусоидальным токам и напряжениям, их действующим значениям. Охарактеризуйте активную мощность.

30.Охарактеризуйте представление несинусоидальных величин рядами Фурье.

31. Опишите методику расчёта цепей несинусоидального тока.

32. Приведите классификацию и дайте понятие электрических фильтров.

33.Охарактеризуйте полосовые, заграждающие, режекторные фильтры, фильтры низких и высоких частот.

34.Приведите общие сведения о трёхфазных системах, основные свойства трёхфазного тока.

35. Дайте понятие соединению трёхфазной системы генератора и приёмников звездой.

36. Дайте понятие соединению трёхфазной системы генератора и приёмников треугольником.

37.Приведите порядок расчета при соединении трёхфазной цепи звездой.

38.Приведите порядок расчета при соединении трёхфазной системы треугольником.

39. Дайте понятие переходному процессу и основным его величинам.

40. Сформулируйте и приведите доказательство 1-ого закона коммутации.

41. Сформулируйте и приведите доказательство 2-ого закона коммутации.

42. Охарактеризуйте переходные процессы в RL цепях.

43. Охарактеризуйте переходные процессы в RC цепях.

44.Приведите основные понятия электромагнетизма.

45.Охарактеризуйте свойства ферромагнитных материалов.

46. Охарактеризуйте устройство и принцип действий однофазного трансформатора, его режимы работы.

47.Охарактеризуйте устройство и принцип действия автотрансформатора.

48.Охарактеризуйте измерительные трансформаторы.

49.Охарактеризуйте трёхфазные трансформаторы.

50.Приведите структуру выпрямительного устройства и поясните назначение каждого элемента.

51.Охарактеризуйте однофазную однополупериодную схему выпрямления, её преимущества и недостатки.

52.Охарактеризуйте однофазный мостовой выпрямитель, его преимущества и недостатки.

53.Охарактеризуйте трёхфазные схемы выпрямления, их преимущества и недостатки.

54.Охарактеризуйте работу выпрямителей на различные виды нагрузок.

55. Приведите классификацию электроизмерительных приборов.

56. Охарактеризуйте основные метрологические понятия, абсолютную, относительную и приведенную погрешность.

57. Поясните измерение напряжения тока мощности и энергии в электрических цепях.

58.Опишите назначение, классификацию и устройство машин постоянного тока.

59.Объясните принцип действия и устройство электродвигателя постоянного тока.

60.Объясните принцип действия и устройство генератора постоянного тока.

61.Объясните принцип действия и устройство асинхронного двигателя.

62.Поясните характеристики асинхронного двигателя.

63.Объясните принцип действия и устройство синхронной машины.

64. Охарактеризуйте аппаратуру управления электрооборудованием.

65. Охарактеризуйте типичные схемы электроснабжения предприятий почтовой связи.

Урок по физике 10 класс «Работа и мощность тока» | Физика

Урок по физике 10 класс «Работа и мощность тока»

Автор: Васильева Оксана Михайловна

Организация: МАОУ «Большеяниковская СОШ»

Населенный пункт: Чувашская Республика, Урмарский р–н, д. Большое Яниково

Урок: Работа и мощность электрического тока.

Цель урока: Обобщить, повторить изученное по теме «Законы постоянного тока», развить навыки решения экспериментальных, расчетных задач, развить устную речь учащихся, сформировать понятия работы и мощности электрического тока.

Задачи:

1.Образовательная:

— изучение понятий работа и мощность электрического тока;

— формирование мотивации и опыта учебно-познавательной и практической деятельности.

2. Развивающие:

— развитие умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, наблюдать и экспериментировать;

— развитие логического мышления;

— развития умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

3 Воспитательные:

— пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающие явлениям;

-развитие способности к общению, работе в коллективе.

 

Ход урока.

1. Вступительное слово учителя. Сегодня у нас не совсем обычный урок, т.к. присутствуют гости.

— В течение нескольких уроков мы изучали законы постоянного тока. Рассмотрели закон Ома для участка цепи, основные характеристики электрического тока. Давайте немного повторим основные понятия формулы и определения.

1. Повторение основных формул и определений:

Вопросы для повторения.

1.Что называют электрическим током?

Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение заряженных частиц.

2.Условия существования электрического тока?

Наличие свободных зарядов.

Наличие электрического поля.

3. От чего зависит электрическое сопротивление проводника?

От длины проводника.

От площади поперечного сечения проводника.

От рода материала.

4. При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же напряжением?

Проводники находятся при одинаковом напряжении при параллельном соединении:

U₁ = U₂ = U.

5. Прибор для измерения силы тока?

Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

6. Прибор для измерения напряжения?

напряжение измеряют с помощью вольтметра, который включают в цепь параллельно тому участку, напряжение на котором нужно измерить.

7. Закон Ома для участка цепи:

— сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

8.Что понимают под механической работой и мощностью?

Механическая работа совершается, когда на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается.

Работа равна произведению силы на путь, пройденный телом под действием этой силы: A=FS

Быстрота совершения работы называется мощностью.

Мощность определяется отношением работы А к промежутку времени t, необходимому для ее совершения: N=A/t.

 

9.Основные действия электрического тока? Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается хотя бы одним из особых явлений – действий тока. Тепловое, магнитное, химическое. (Энергия превращается из одного вида в другой, и действия электрического тока дают такие же виды энергии т. е. энергии электрического поля, превратилось в другие виды энергии, или сколько было получено и израсходовано электрической энергии).

Напряжение на концах участка цепи численно равно работе, которая совершается при прохождении по этому участку электрического заряда. Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему.

II. Изучение нового материала

-Итак, ток оказывает химическое, магнитное, тепловое, световое действие. При этом ток совершает работу? (да, совершает. Работа электрического тока показывает, сколько электрической энергии, т. е. энергии электрического поля, превратилось в другие виды энергии, или сколько было получено и израсходовано электрической энергии.) Значит тема нашего урока (дети говорят)- Работа и мощность электрического тока.

-Приведите примеры, где ток совершает работу? (вентилятор, миксер, электрический чайник, лампа нить накала электрической лампочки и т. д.)

Создание проблемной ситуации.

Перед вами собранная электрическая цепь, которая состоит из последовательно соединенных элементов, и мы видим свечение нити накала лампочки. Нить накала электрической лампочки совершил работу? Как вы думаете, от чего зависит работа тока? Ребята выдвигают гипотезу, учитель их записывает на доске.(электрического заряда, напряжения, силы тока).

-Теперь проверим нашу гипотезу?

Учитель демонстрирует опыты согласно схемам (рис.2)

Рисунок 2.

Схемы цепей показывает на экране

Ученики видят, что лампа в (1) светит ярче, чем лампа в (2). Сила тока в цепях одинаковая, а напряжения разные.

Значит, работа тока зависит от напряжения.

Вывод: A~U

Этот вывод записывает учитель на доску, ученики — в таблицу

-Давайте выясним, еще от чего зависит работа тока.

— Соберите цепь согласно схеме, представленной на экране (открыть приложение 2)

Схема (рис.3)

Рисунок 3

В то время пока учащиеся собирают цепь, можно заполнить таблицу с вопросами.

-Измените силу тока реостатом (при увеличении силы тока лампа светит ярче).

Значит, работа тока зависит от силы тока

Вывод: A~I

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

-Если лампа будет работать 1 час, большую работу совершит ток? (да)

Значит, работа тока зависит от времени работы цепи

Вывод: A~t

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

А теперь давайте немного отдохнем. (Физкультминутка)

Теперь выведем формулу для расчета работы тока на основе результатов наших опытов и рассуждений (рис.4).Используем сайт (Классная физика, 8 класс)

Учитель: Итак, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи.

Вспомним, в чем измеряется работа? ( в Джоулях )

[А ] = [ Дж ] = [ А .В .c]

Учитель: Чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Ситуация Например, В каком из электрических чайников, старой и новой модели, нагрев воды происходит быстрее (в новой модели, нагрев воды происходит быстрее). Одинаковую работу совершают чайники?(да) А разница тогда в чём? (различное время).

-Какой величиной характеризуется быстрота выполнения работы? ( мощностью: N=A/t )

В чем измеряют мощность? (в Ваттах)

-Мощность электрического тока обозначается P.

P— мощность электрического тока.

-Выведем формулу мощности электрического тока (рис.5)

Учитель: таким образом, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока

Для измерения мощности нужны: амперметр и вольтметр — это сочетается в ваттметре. (Классная физика, 8 класс)

Итак мы узнали что мощность измеряется в Вт. А вот в чём ещё может измеряться мощность? Послушаем выступление.

(Выступление ученика)

Лошади́ная си́ла (л. с.) — внесистемная единица мощности, 1 л. с. = 735,5 Вт. В мире существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила». В России, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная примерно 735,5 ваттам. В настоящее время в России формально лошадиная сила выведена из употребления, однако до сих пор применяется для расчёта транспортного налога. В России и во многих других странах она всё ещё очень широко распространена в среде, где используются двигатели внутреннего сгорания (автомобили, мотоциклы, тракторная техника, мотокосы, триммеры).

Учитель: Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени: A =P∙t.Тогда

1Дж = 1Вт ∙ с.

Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например в бытовых приборах – в течение нескольких часов, в электропоездах – даже в течение нескольких суток. Поэтому на практике, вычисляя работу тока, удобнее время выражать в часах, а работу не в джоулях, а в других единицах: ватт ∙ час (Вт ∙ ч) и кратных им единицах.

1 Вт · ч = 3 600Вт·с =3 600Дж

1 г Вт · ч = 100 Вт · ч = 360 000 Дж

1 к Вт · ч = 1 000 Вт · ч = 3 600 000 Дж

Учитель: Итак, мы выяснили, чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Ребята, знаете ли вы, сколько ваша семья тратит на оплату электроэнергии в месяц?

— Кто из вас умеет подсчитывать стоимость потребленной энергии? (создание проблемной ситуации)

Используя показания электросчетчика, можно подсчитать расход электроэнергии за определенный период времени (например, за месяц).

Пример 2. На ваших партах находятся образец оплаченной квитанции

(оплаченная квитанция- раздаточный материал)

Обозначим П1 – показания электросчетчика в начале периода (например, в начале месяца)

П2 — показания электросчетчика в конце периода (например, в конце месяца)

Расход энергии подсчитаем по формуле А=П2-П1.

Стоимость потребленной энергии (С) найдем, умножив тариф на расход: С=Тариф*А.

Например, для моей семьи расчеты выглядят так:

П1= 07787 кВт·ч в начале месяца

П2 =07953 кВт·ч в конце месяца

А=07953-07787=166 кВт·ч расход энергии (работа тока) за месяц.

Этот расход энергии мы сосчитали по показаниям счётчика. А вот как определить стоимость расхода энергии при работе компьютера на сегодняшнем уроке.(правильно с помощью формулы А=UIt)

4. Закрепление знаний. Итак, мы выяснили от чего зависит работа и мощность тока, узнали много формул и теперь все обобщим. (Электронный тест- 7 вопросов)

5. Подведение итогов урока. ДЗ

 

 

Приложения:

1. file0.docx.. 55,7 КБ
2. file1.rar.. 36,8 КБ

Опубликовано: 19.03.2021

Three-Phase Power Equations

Большая часть энергии переменного тока сегодня вырабатывается и распределяется как трехфазная, где три синусоидальных напряжения генерируются в противофазе друг с другом. При однофазном питании переменного тока имеется только одно синусоидальное напряжение.

Реальная мощность

Линейное напряжение:

Вт _{применяется} = 3 ^1/2 U _ll I cos Φ

= 3 ^1/2 U _ll I PF (1)

где

Вт _{приложено} = активная мощность (Вт, ватты)

U _ll = линейное напряжение (В, вольт)

I = ток (А, амперы)

PF = cos Φ = коэффициент мощности (0.7 — 0,95)

Напряжение между фазой и нейтралью:

Вт _{приложено} = 3 U _ln I cos Φ (2)

где

U _ln = напряжение между фазой и нейтралью (В, вольт)

Для чисто резистивной нагрузки: PF = cos Φ = 1

• резистивные нагрузки преобразуют ток в другие формы энергии, такие как тепло
• индуктивные нагрузки используют магнитные поля, такие как двигатели , соленоиды и реле

Коэффициент мощности

Типичные коэффициенты мощности:

Устройство	Коэффициент мощности
Лампа люминесцентная без компенсации	0.5
Лампа с люминесцентной компенсацией	0,93
Лампа накаливания	1
Двигатель, индукционная нагрузка 100%	0,85
Двигатель, индукционная нагрузка 50%
Двигатель, индукционная нагрузка 0%	0,17
Двигатель, синхронный	0,9
Духовка, резистивный нагревательный элемент	1
Духовка с индукционной компенсацией	0.85
Чистая резистивная нагрузка	1

Пример — Чистая резистивная нагрузка

Для чисто резистивной нагрузки и коэффициента мощности = 1 фактическая мощность при напряжении 400/230 (от линии к линии / линии к нейтрали) 20 ампер Цепь можно рассчитать как

Вт _{применяется} = 3 ^1/2 (400 В) (20 А) 1

= 13856 W

= 13.9 кВт

Общая мощность

Вт = 3 ^1/2 UI (2)

Тормозная мощность

Вт _л.с. = 3 ^1/2 UI PF μ / 746 (3)

где

Вт _л.с. = тормозная мощность (л.с.)

μ = КПД устройства

Накопление электроэнергии | Агентство по охране окружающей среды США

Посмотреть интерактивную версию этой схемы >>

О накопителе электроэнергии

Электросеть работает на основе тонкого баланса между предложением (генерацией) и спросом (потребителями).Один из способов помочь сбалансировать колебания предложения и спроса на электроэнергию — хранить электроэнергию в периоды относительно высокого производства и низкого спроса, а затем отправлять ее обратно в электрическую сеть в периоды более низкого производства или повышенного спроса. В некоторых случаях хранение может обеспечить экономические выгоды, надежность и экологию. В зависимости от степени развертывания, хранение электроэнергии может помочь коммунальной сети работать более эффективно, снизить вероятность сбоев во время пикового спроса и позволить создавать и использовать больше возобновляемых ресурсов.

Энергия может храниться различными способами, в том числе:

• Насосная гидроэлектростанция. Электроэнергия используется для перекачки воды в резервуар. Когда вода выпускается из резервуара, она стекает через турбину для выработки электроэнергии.
• Сжатый воздух. Электричество используется для сжатия воздуха до 1000 фунтов на квадратный дюйм и хранения его, часто в подземных пещерах. Когда потребность в электроэнергии высока, сжатый воздух выпускается для выработки электроэнергии через турбодетандер-генератор.
• Маховики. Электричество используется для разгона маховика (разновидность ротора), благодаря которому энергия сохраняется в виде кинетической энергии вращения. Когда требуется энергия, вращающая сила маховика используется для вращения генератора. В некоторых маховиках используются магнитные подшипники, они работают в вакууме для уменьшения сопротивления и могут достигать скорости вращения до 60 000 оборотов в минуту.
• Аккумуляторы. Подобно обычным аккумуляторным батареям, очень большие батареи могут накапливать электричество до тех пор, пока оно не понадобится.В этих системах могут использоваться литий-ионные, свинцово-кислотные, литиево-железные или другие аккумуляторные технологии.
• Накопитель тепловой энергии. Электричество можно использовать для производства тепловой энергии, которую можно хранить до тех пор, пока она не понадобится. Например, электричество можно использовать для производства охлажденной воды или льда в периоды низкого спроса, а затем использовать для охлаждения в периоды пикового потребления электроэнергии.

В дополнение к этим технологиям в настоящее время разрабатываются новые технологии, такие как проточные батареи, суперконденсаторы и сверхпроводящие магнитные накопители энергии.

Хранение электроэнергии в США

По данным Министерства энергетики США, по состоянию на март 2018 года в Соединенных Штатах имелось более 25 гигаватт накопительных мощностей электроэнергии. Из этого общего количества 94 процента приходилось на гидроаккумулирующие гидроаккумуляторы, и большая часть этой гидроаккумулируемой мощности приходилась на установлен в 1970-х гг. Шесть процентов остальной емкости аккумуляторов составляют аккумулятор, теплоаккумулятор, сжатый воздух и маховик, как показано на следующем графике:

Источник: У.S. База данных по хранению глобальной энергии Министерства энергетики США (по состоянию на 1 марта 2018 г.).

Воздействие накопления электроэнергии на окружающую среду

Хранение электроэнергии может принести косвенные экологические выгоды. Например, накопление электроэнергии можно использовать для интеграции большего количества возобновляемых источников энергии в электрическую сеть. Хранение электроэнергии также может помочь генерирующим объектам работать на оптимальном уровне и сократить использование менее эффективных генерирующих агрегатов, которые в противном случае работали бы только в часы пик.Кроме того, дополнительная мощность, обеспечиваемая накоплением электроэнергии, может отсрочить или избежать необходимости строительства дополнительных электростанций или инфраструктуры передачи и распределения.

Возможные негативные последствия накопления электроэнергии будут зависеть от типа и эффективности технологии хранения. Например, в батареях используется сырье, такое как литий и свинец, и они могут представлять опасность для окружающей среды, если не утилизируются или не перерабатываются должным образом. Кроме того, в процессе хранения теряется часть электроэнергии.

Интерпретация

: необходимая и надлежащая статья

Конституция перечисляет очень много полномочий Конгресса, начиная от кажущихся главными, таких как полномочия регулировать межгосударственную и внешнюю торговлю, до кажущихся более второстепенных полномочий, таких как право открывать почтовые отделения и почтовые дороги. Но есть много полномочий, которые большинство людей, сегодня или в 1788 году (когда была ратифицирована Конституция), ожидали бы от Конгресса, которые не входят в эти списки.Конституция предполагает, что будут федеральные департаменты, офисы и должностные лица, но ни один пункт прямо не дает Конгрессу право создавать их. Конгрессу даны особые полномочия по наказанию за контрафакцию и пиратство, но нет явного общего разрешения на применение уголовных или гражданских наказаний за нарушение федерального закона. Некоторые конституционные положения наделяют Конгресс значительной властью над финансами страны, но ни в одном пункте не говорится о национальном банке или федеральных корпорациях.

Эти неуказанные, но несомненные полномочия Конгресса, а также многие другие вытекают из пункта в конце статьи I, раздела 8, который дает Конгрессу право «[не] принимать все законы, которые необходимы и подходят для исполнения» другие федеральные полномочия, предоставленные Конституцией.Эта остаточная оговорка, в разное время называемая «эластичной оговоркой», «всеобъемлющей оговоркой» и (с двадцатого века и далее) «необходимой и надлежащей оговоркой», является конституционным источником подавляющего большинства федеральных законов. Практически все законы, устанавливающие государственный аппарат, а также основные законы, от законов о борьбе с дискриминацией до законов о труде, принимаются в соответствии с положениями о необходимых и надлежащих условиях. Этот пункт может быть самым важным положением Конституции.

На первый взгляд (и имейте в виду, что первый взгляд — не всегда последний взгляд), внимательный анализ слов статьи «Необходимое и правильное» предлагает три критерия для того, чтобы федеральный закон находился в сфере его действия: Законы, принятые в соответствии с этой статьей, должны быть (1) необходимым, (2) надлежащим и (3) для осуществления какой-либо другой федеральной власти.

Исторически сложилось так, что большая часть разногласий вокруг значения пункта «Необходимый и надлежащий» была сосредоточена вокруг слова «необходимо».В 1790-х годах при администрации Вашингтона и снова два десятилетия спустя в Верховном суде попытки создать национальный банк для поддержки национальных финансов породили три конкурирующих понимания того, какая связь с другой федеральной властью делает закон «необходимым». »Для реализации этой власти. Эти понимания варьировались от строго необходимой связи, «без которой [реализованное] предоставление власти было бы недействительным» (Томас Джефферсон), до промежуточного требования «некоторого очевидного и точного сходства» между реализованной властью и имплементирующим законом (Джеймс Мэдисон ), к очень свободному требованию, разрешающему любой закон, который «может быть задуман как способствующий» реализации реализованной мощности (Александр Гамильтон).В деле McCulloch v. Maryland (1819), самом известном деле Верховного суда о толковании статьи о необходимости и правильности, суд встал на сторону Гамильтона, предоставив Конгрессу очень широкие полномочия определять, что «необходимо» для реализации федеральных полномочий. Последующие дела были по крайней мере столь же щедрыми для Конгресса, обнаруживая необходимость всякий раз, когда можно вообразить «рациональную основу» для соединения средств реализации с законодательными целями. Более того, ни один закон Конгресса никогда не признавался Верховным судом неконституционным на том основании, что в нем не было «необходимости» осуществлять федеральную власть.

До недавнего времени слово «надлежащий» не играло серьезной роли в конституционных дебатах о значении этой статьи. Действительно, ряд деятелей эпохи Основателей, в том числе такие знаменитости, как Патрик Генри, Джеймс Монро и Дэниел Вебстер, считали, что слово «надлежащий» — это излишек, который ничего не добавляет к слову «необходимый». В 1997 году, однако, после некоторых академических комментариев, которые стремились обосновать требование приличия, Верховный суд постановил по делу Printz v.United States , что федеральный закон, обязывающий должностных лиц исполнительной власти штата выполнять федеральные требования к регистрации оружия, не является «надлежащим», поскольку не соблюдает федеральные границы / границы штата, которые были частью основы или структуры Конституции. В некоторых более поздних случаях это право распространялось на другие вопросы, связанные с отношениями между государством и штатом. В деле NFIB v. Sebelius (2012), конституционном оспаривании «Obamacare», федерального закона о здравоохранении, Суд резко разделился по вопросу о том, может ли закон когда-либо быть «правильным», если он не предполагает прямого федерального регулирования правительства штатов или должностные лица штата.Вероятно, эта тема станет предметом споров в будущем.

До недавнего времени также не предпринималось никаких действий относительно того, что значит для закона быть «приведением в исполнение» другой федеральной власти. В течение долгого времени стандартным предположением было то, что законы могут приводить в исполнение федеральные полномочия, делая другие законы, основанные на этих полномочиях, более эффективными. Например, в деле Missouri v. Holland (1920) Суд предположил, что Конгресс может использовать Оговорку о необходимости и правильности для «претворения [] в исполнение» договорных полномочий путем выполнения и продления основных условий договора.Однако в последние годы три судьи последовали примеру некоторых ученых-юристов, утверждая, что приведение в исполнение договорных полномочий означает предоставление средств послам, ручек и чернил, а также поездки в зарубежные страны — другими словами, это означает, что это становится возможным. вести переговоры, составлять проект и ратифицировать договор, а не повышать его эффективность после того, как он будет согласован, составлен и ратифицирован. Опять же, этот предмет, вероятно, станет предметом споров в будущем.

Однако все вышеизложенное предполагает, что правильный способ интерпретации Необходимого и Правильного предложения — это выделить отдельные слова и придать каждому ключевому термину независимое значение.Это не единственный способ толкования статьи. Вместо этого можно было бы взглянуть на эту оговорку как на единое недифференцированное положение и попытаться выделить ряд законов, которые эта статья, рассматриваемая целостно и целенаправленно, пытается санкционировать.

Одно из таких видений (отраженное в одном из наших отдельных заявлений) рассматривает этот пункт как кодификацию принципов агентского права, которые позволяют агентам осуществлять определенные определенные полномочия, которые являются «второстепенными» по отношению к основным объектам документов, которые наделяют агентов полномочиями.Другое такое видение (отраженное в другом из наших отдельных заявлений) рассматривает пункт как продолжение идей резолюции, принятой Конституционным собранием, которая позволит Конгрессу принимать законы «во всех случаях для общих интересов Союза». . . и в тех, в отношении которых государства отдельно некомпетентны ».

Если «Необходимая и правильная оговорка» имеет относительно широкую сферу применения, как в значительной степени подтверждается вторым видением и двухвековой практикой прецедентного права, она обеспечивает конституционное разрешение для большей части существующего федерального механизма.Если он будет иметь более узкую сферу действия, как утверждает первое видение и небольшая, но активная группа судей и ученых, большое количество федеральных законов, которые долгое время считались само собой разумеющимися, могут быть поставлены под сомнение. Правильное толкование статьи о необходимости и правильности может — и вполне может — быть самым важным вопросом американского конституционного права.

Что подразумевается под однофазным или трехфазным подключением? — Энергид

Переменный электрический ток, которым питается ваш дом, может подаваться через различные типы подключения:

• 2-проводное: однофазное подключение
• 3- или 4-проводное: трехфазное подключение

У каждого типа подключения есть свои преимущества.С однофазной системой легче сбалансировать электрические нагрузки сети. Трехфазное соединение , с другой стороны, больше подходит для потребления здания, которое включает мощные машины (например, помещения самозанятого подрядчика) или лифт, для которого требуется трехфазная система. . Фактически, он может нести в три раза больше мощности .

Как мне узнать, подключен ли мой дом к однофазному или трехфазному соединению?

Достаточно взглянуть на свою электрическую сервисную панель .Вы увидите либо 2, либо 3 или 4 провода.

2-проводное: однофазное подключение

Если это однофазное соединение, в вашу электрическую сервисную панель входят два провода:

• черный или красный провод под напряжением
• синий «нейтральный» провод

Эти два провода разделяет разность напряжений 230 В.

3- или 4-проводное: трехфазное подключение

Если это трехфазное соединение, в вашу электрическую сервисную панель входят 3 или 4 провода, в зависимости от того, что ваш электрик смог установить с имеющейся электросетью.

• три провода под напряжением: черный, красный, коричневый или серый
• синий «нейтральный» провод

Это позволит ему правильно распределить силовые кабели вашего дома в зависимости от типа подключения для поддержания баланса электрической сети.

В большинстве случаев разница напряжений 230 В, отделяет каждый провод под напряжением от нейтрали, в то время как разница напряжений 400 В между двумя проводами под напряжением.Это позволяет питать как бытовые кабели напряжением 230 В, так и устройства, требующие 400 В (например, автомобильное зарядное устройство).

Обратите внимание, что некоторые дома поставляются с трехфазным питанием 3 x 230 В . Напряжение 230 В отделяет каждый провод под напряжением, нейтральный провод отсутствует.

Нужны ли мне специальные розетки, если мое здание подключено по трехфазной схеме?

Да, но только для устройств , которые работают в трехфазном режиме , таких как двигатель лифта или коммерческая печь.Это круглые 4-контактные разъемы + заземление, подключенные к 5 проводам : 3 провода под напряжением + нейтраль + заземление.

Для остальных розеток подходит стандартная модель 2 пин + земля. Эти розетки имеют 2 провода и заземление : 2 провода под напряжением (трехфазное напряжение 400 В) или 1 провод под напряжением + нейтраль (трехфазное напряжение 230 В).

Нейтральный и заземляющий провода: не путать!

Если ваша электрическая система установлена ​​правильно, нейтральный провод будет синего цвета .Это дает возможность получить необходимое напряжение между двумя выводами.

Его не следует путать с желтым кабелем и заземлением зеленого . Это позволяет передавать электрический ток от неисправного устройства или кабеля на землю, защищая вас от поражения электрическим током.

Можно ли увеличить мощность однофазного подключения или поменять на трехфазное?

При необходимости мощность вашего однофазного подключения может быть увеличена максимум до 63 А.В некоторых конкретных случаях вам действительно может потребоваться переключиться на трехфазный режим, например, если вы хотите, чтобы ваш электромобиль заряжался быстрее.

Эдисон проиграл войну токов, но сети постоянного тока снова возвращаются

Когда Томас Эдисон открыл первую в мире центральную электростанцию ​​на Перл-стрит в центре Манхэттена в 1882 году, он произвел революцию в том, как люди используют электричество. До тех пор большинство пользователей генерировали собственную мощность. Эдисон, однако, использовал сеть кабелей, проложенных под улицами Нью-Йорка, для подачи электричества в дома и предприятия от удаленного генератора.Этот дизайн, который сегодня кажется здравым смыслом, тогда был революционным.
Эдисон использовал постоянный ток, или DC, для распределения энергии. Но когда он попытался отправить электричество на расстояние более мили, его сеть начала терять напряжение. Соперники Эдисона Джордж Вестингауз и Никола Тесла воспользовались этим недостатком, и их система преобразования и передачи переменного тока, или переменного тока, с тех пор стала нормой во всем мире.

Но DC никуда не делся. Фактически, это тихое возвращение в качестве эффективного способа передачи энергии из удаленных мест, таких как морские ветряные электростанции, или ее доставки на большие расстояния через большие штаты, такие как Техас, и, возможно, даже на все Соединенные Штаты.IEEE Spectrum недавно сообщил, что последнее воплощение передачи постоянного тока — высоковольтный постоянный ток или HVDC — «легко доступно и становится все более доступным и может заменить старое оборудование для передачи электроэнергии на большие расстояния между востоком и западом Соединенных Штатов. возможный.» Некоторые из линий HVDC могут быть проложены вдоль существующей полосы отвода железной дороги, чтобы ускорить процесс установки.

Мы поговорили со специалистом GE Power по HVDC Рафаэлем Бончангом о последних приложениях этой технологии.Вот отредактированная версия нашего разговора.

Вверху и выше: В 2013 году GE выиграла тендер на строительство и установку платформы преобразователя переменного / постоянного тока для морского ветроэнергетического проекта DolWin3 в Германии. Помимо платформы, DolWin3 также включает новую внутреннюю преобразовательную подстанцию ​​в Дёрпене на западе и более 100 миль кабелей HVDC, сочетание подводного и наземного, которые соединят два объекта. Изображение предоставлено GE Power.

GE Отчеты: Почему Эдисон проиграл свою «нынешнюю войну» с Westinghouse более века назад?

Рафаэль Бончанг: Не существовало технологии для увеличения постоянного напряжения, необходимого для [эффективной] передачи большой мощности из точки A в точку B.Компания AC столкнулась с теми же проблемами, но инженеры-электрики при поддержке Westinghouse придумали, как создавать практические трансформаторы. Это полностью изменило ситуацию и дало AC преимущество, в частности, для передачи и распределения электроэнергии. Трансформаторы позволяли им повышать напряжение и передавать мощность на большие расстояния.

GER: Итак, Westinghouse и AC выиграли. Почему мы до сих пор говорим о DC?

RB: Постоянный ток всегда обладал очень привлекательными качествами.Например, переменный ток колеблется на определенных частотах. Эти частоты могут отличаться от сети к сетке, и вы не сможете соединить их, если сначала не синхронизируете частоты. У вас нет этой проблемы с DC, потому что он прямой, он постоянный. Эта функция весьма полезна, поскольку делает систему питания более стабильной. Соединители HVDC могут, например, помочь предотвратить каскадные перебои в подаче электроэнергии.

GER: В Северной Америке есть несколько отдельных систем передачи электроэнергии.Эта проблема существует где-нибудь в мире?

РБ: Безусловно. На ум приходят Бразилия и Уругвай. Сети в этих двух странах работают на разных частотах. Еще один хороший пример — Саудовская Аравия, которая работает с совершенно другой частотой, чем остальной Ближний Восток.

GER: Какие еще преимущества HVDC?

RB: Когда вы отправляете мощность из точки A в точку B, она никогда не будет эффективна на 100 процентов, и вы всегда теряете мощность.Но ваши потери при передаче постоянного тока намного ниже, чем при передаче переменного тока. Чем больше расстояние между силовыми соединителями, тем более привлекательным становится HVDC. С помощью HVDC вы также можете передавать больше энергии по тому же коридору линии электропередачи — фактически в три раза больше. Это огромно, учитывая, что сам кабель может составлять до 70 процентов от общей стоимости проекта. Еще одним большим преимуществом является то, что вы можете прокладывать HVDC через подземные и подводные кабели. Это сложно с переменным током по разным техническим причинам.

GER: Почему тогда у нас нет HVDC повсюду, особенно с учетом того, что эти линии могут эффективно передавать электроэнергию, скажем, с удаленных и оффшорных ветряных электростанций в города, которые потребляют много электроэнергии?

RB: Это происходит, особенно с оффшорными ветряными электростанциями, но исторически возникали проблемы. Например, ветряные электростанции вырабатывают переменный ток, а разъемы HVDC на каждом конце кабеля, которые преобразуют переменный ток в постоянный и постоянный ток на другом конце, до недавнего времени были очень дорогими.Трансформаторные подстанции переменного тока намного дешевле. Вы должны сделать расчет, имеет ли соединитель HVDC экономический смысл. Как я уже упоминал, чем дальше расстояние, тем больше потерь вы несете с системой переменного тока и тем более привлекательным становится HVDC.

GER: Когда HVDC начал возвращаться?

RB: HVDC возвращается уже давно. GE работает над этой технологией более 50 лет. Первым большим прорывом стал ртутно-дуговый клапан, который позволил нам преобразовать переменный ток в HVDC и построить некоторые из первых соединителей HVDC.Один соединительный узел в Канаде для Manitoba Hydro обеспечивал подачу электроэнергии с гидроэлектростанций на севере в центры нагрузки и города, такие как Виннипег, на юге.

GER: Вы все еще производите эти клапаны?

RB: Нет. Ртутно-дуговые клапаны проложили путь и показали, что высоковольтные передачи постоянного тока имеют свое место на рынке. Следующим большим нововведением стал тиристор, мощное полупроводниковое устройство, которое позволяло преобразовывать переменный ток в постоянный и постоянный ток в переменный.Это позволило нам построить, например, соединительную линию мощностью 2000 мегаватт между Францией и Великобританией. Это звено по-прежнему остается крупнейшим подводным и наиболее часто используемым соединителем HVDC в мире.

GER: Зачем Франции и Великобритании понадобилось такое мощное силовое соединение?

RB: Как я уже сказал, соединение разных сетей позволяет улучшить стабильность вашей сети, воспользоваться преимуществами разницы в ценах на энергию и снизить маржу выработки.

GER: Что такое маржа за поколение?

RB: Две страны обычно держат определенное количество генерирующих мощностей в своих задних карманах на случай плохого дня, когда что-то пойдет не так.Но маловероятно, что у вашей сети возникнут проблемы в то же время, когда есть проблема в сети соседней страны. Соединяя сети с помощью линии HVDC, вы можете уменьшить маржу и иметь меньше электростанций в режиме ожидания, что является дорогостоящим.

GER: Каковы современные технологии HVDC сегодня?

RB: Самая последняя технология сегодня — это то, что мы называем преобразователем источника напряжения, или VSC, который использует полупроводниковые транзисторы.По сравнению с тиристорами эти преобразователи имеют гораздо меньшую площадь и большую гибкость.

GER: Почему важен размер?

RB: Это позволяет нам строить преобразовательные подстанции в густонаселенных районах и, например, подводить HVDC к центрам городов, где недвижимость очень дорогая. Это определенно один из больших рынков будущего.

GER: Какие еще возможности для бизнеса у HVDC?

RB: Однозначно возобновляемые источники энергии.Наше отношение к источникам выработки энергии сильно изменилось. В результате морской ветер — одна из основных областей, на которые мы обращаем внимание. С помощью технологии VSC вы можете установить преобразовательные подстанции на морских платформах, поддерживающих межсоединения мощностью 1000 мегаватт. Мы уже развернули один в Северном море для поддержки морского ветроэнергетического проекта DolWin3 в Германии.

Трехфазная электрическая мощность

Теория

Трехфазная электроэнергия — это распространенный метод производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока.Это разновидность многофазной системы, которая является наиболее распространенным методом передачи энергии в электрических сетях во всем мире. Он также используется для питания больших двигателей и других тяжелых нагрузок. Трехфазная система обычно более экономична, чем эквивалентная однофазная или двухфазная система при том же напряжении, потому что в ней используется меньше проводящего материала для передачи электроэнергии. Трехфазная система была изобретена Галилео Феррари, Михаилом Доливо-Добровольским и Николой Тесла в конце 1880-х годов.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений на расстоянии одной трети цикла друг от друга.Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между фазами обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные нагрузки с более низким напряжением.В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах:

• Фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это дает возможность уменьшить размер нейтрального проводника; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки.
• Передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя.
• Трехфазные системы могут создавать магнитное поле, вращающееся в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей.

Пример двухфазного домохозяйства

Рисунок: Двухфазная система для дома, из заметок Эдди.

В типичном домохозяйстве на 120 вольт электричество поступает от энергокомпании в однофазном и высоком напряжении.Трансформатор берет эту мощность и понижает ее до 240 вольт с нейтральным ответвлением посередине. Питание с двух концов дает 240 вольт для систем с высокими требованиями, таких как сушилка для одежды. Подача питания от центральной нейтральной вершины к любой фазе дает 120 вольт для большинства домашних нужд.

Пример трехфазного самолета

Рисунок: Трехфазная система с интегрированным приводным генератором G450 с самолета Эдди.

В самолетном генераторе переменного тока обычно имеется три выхода, по одному для каждой фазы, и общая нейтраль.В отличие от домашнего примера, напряжения обычно не комбинируются. Системы самолета с высокими требованиями будут использовать все три фазы для получения большей мощности, чем может обеспечить одна фаза. Например, двигатель с высокими требованиями может иметь три набора обмоток, чтобы использовать все три фазы.

Разница между электричеством переменного и постоянного тока -…

Есть два вида электрического тока, который протекает через наши электрические или электронные устройства — переменного и постоянного тока. В этом уроке мы собираемся обсудить электричество постоянного и переменного тока, разницу между ними, а также некоторые плюсы и минусы каждого из них.

DC означает постоянный ток, который легко запомнить, что ток течет непосредственно из одной точки в другую. При постоянном токе ток течет по петле от более высокого напряжения к более низкому напряжению, а затем снова накачивается либо батареей, либо каким-либо другим типом источника питания.

Физически то, что происходит с постоянным током, заключается в том, что батарея или источник питания вынуждают больше электронов к одной стороне цепи с помощью химического или электрического процесса, пытаясь поддерживать напряжение.

Переменный или переменный ток — это когда ток меняет направление при изменении полярности напряжения. Иногда вы можете видеть, что напряжение представлено в виде синусоидальной волны, которая движется от положительного к отрицательному, а также на мгновение не имеет разницы в напряжении.

Это изменяющееся напряжение соответствует течению электронов сначала в одном направлении, а затем в другом. Поскольку ток все еще проходит через нагрузку, он все еще работает и требует питания. Обычно, когда вы думаете об источнике переменного тока, вы думаете о том, что выходит из стенной розетки, а это обычно 60 или 50 герц, то есть полный цикл проходит 60 или 50 раз в секунду.Для старых ламп накаливания это означает, что в идеале они мигают быстрее, чем могут видеть наши глаза.

DC очень просто. Легко сделать, легко использовать. В большинстве электронных устройств используется источник постоянного тока. Вы можете носить его с собой в виде небольших батарей или даже конденсаторов, и при действительно высоком напряжении он действительно лучше для передачи на большие расстояния, поскольку не страдает скин-эффектом, который поражает цепи переменного тока.

В то же время, хотя сейчас это проще, чем сто лет назад, изменить напряжение сигнала постоянного тока все еще довольно сложно и дорого.Также сложно создать хороший сигнал переменного тока от источника постоянного тока. Большинство инверторов постоянного тока в переменное имитируют это, создавая прямоугольную волну вместо синусоиды.