формула, единицы измерения :: SYL.ru
У каждого современного прибора есть электрическая мощность. Ее цифровое значение указывается производителем на корпусе фена либо электрического чайника, на крышке кухонного комбайна.
Единицы измерения
Расчет электрической мощности позволяет определять стоимость электрической энергии, потребляемой разными приборами за определённый промежуток времени. Ватты и киловатты в избыточном количестве приводят к выходу из строя проводов, деформации контактов.
Зависимость между электрическим током и мощностью, потребляемой приборами
Электрическая мощность представляет собой работу, которая совершается за промежуток времени. Включенный в розетку прибор совершает работу, измеряемую в ваттах (Вт). На корпусе указывается количество энергии, которое будет потреблено прибором за определенный промежуток времени, то есть дается потребляемая электрическая мощность.
Потребляемая мощность
Она расходуется на то, чтобы в проводнике происходило перемещение электронов.
В случае одного электрона, имеющего единичный заряд, она сопоставима с величиной напряжения сети. Полная энергия, которая необходима для перемещения всех электронов, будет определяться как произведение напряжения на число электронов, находящихся в цепи при работе электрического прибора. Ниже представлена формула электрической мощности:
Р=(U*Q)/t.
Учитывая, что число электронов, протекающих за промежуток времени через поперечное сечение проводника, представляет собой электрический ток, можно представить его в выражение для искомой величины. Формула электрической мощности будет выглядеть:
Р=I*U.
В реальности приходится вычислять не саму мощность, а величину тока, зная напряжение сети и номинальную мощность. Определив ток, который потребляется определенным прибором, можно соотнести номинал розетки и автоматического выключателя.
Примеры расчетов
Для чайника, электрическая мощность которого рассчитана на два киловатта, потребляемый ток определяется по формуле:
I=P/U=(2*1000)/220=9А
Чтобы подключать такой прибор в обычную электрическую сеть, разъем, рассчитанный на 6 ампер, явно не подойдет.
Приведенные выше зависимости между мощностью и электрическим током уместны только при полном совпадении по фазе значений напряжения и тока. Практически для всех бытовых электрических приборов подходит формула электрической мощности.
Исключительные ситуации
В том случае, если в цепи присутствует большая емкость либо индуктивность, используемые формулы будут недостоверными, ими нельзя пользоваться для проведения математических расчетов. Например, электрическая мощность для двигателя переменного тока будет определяться следующим образом:
Р=I*U*cosφ.
cosφ – это коэффициент мощности, который для электрических двигателей составляет 0,6-0,8 единиц.
Определяя параметры прибора в трехфазной сети с напряжением 380 В, необходимо суммировать мощность из отдельных величин для каждой фазы.
Пример расчета
Например, в случае трехфазного котла, рассчитанного на мощность в 3 кВт, в каждой фазе потребляется по 1 кВт. Рассчитаем величину фазного тока по формуле:
I=P/U_ф =(1*1000)/220=4,5А.
Для современного человека характерно постоянное применение на производстве и в быту электричества. Он использует приборы, которые потребляют электрический ток, применяет такие устройства, которые его производят. Работая с такими источниками, важно учитывать те максимальные возможности, которые предполагаются в технических характеристиках.
Такая физическая величина, как электрическая мощность, является одним из основных показателей любого прибора, функционирующего при протекании через него потока электронов. Для транспортировки либо передачи электрических мощностей в большом объеме, необходимой в производственных условиях, применяются высоковольтные линии электрических передач.
Преобразование энергии выполняется на мощных трансформаторных подстанциях. Трехфазное преобразование характерно для промышленных и бытовых приборов разной сферы применения. Например, благодаря такому преобразованию, функционируют лампы накаливания разного номинала.
В теоретической электротехнике существует такое понятие, как мгновенная электрическая мощность.
Связана такая величина с протеканием через определенную поверхность за незначительный временной промежуток единичного элементарного заряда. Происходит совершение работы этим зарядом, который и связан с понятием мгновенной мощности.
Выполняя несложные математические вычисления, можно определить величину мощности. Зная данную величину, можно подбирать напряжение для полноценного функционирования разнообразных бытовых и промышленных приборов. В таком случае можно избежать рисков, связанных с перегоранием дорогостоящих электрических приборов, а также с необходимостью периодически менять в квартире либо офисе электрическую проводку.
Расчет электрической мощности
Мы можем рассчитать электрическую мощность, умножив напряжение и силу тока. Когда мы подаем напряжение на электрическую цепь, цепь потребляет ток. Величина электрического тока зависит от напряжения и полного сопротивления цепи.
Закон Ома для определения силы тока Если мы наблюдаем приведенную выше схему, напряжение и сопротивление цепи известны.
Ток, протекающий в электрической цепи, можно определить по закону Ома.
Таким образом, ток в приведенной выше цепи равен;
Теперь мы знаем значение электрического тока. Если мы умножим это значение тока на напряжение, мы получим уравнение мощности , и с помощью этого уравнения мы можем рассчитать электрическую мощность, используя это уравнение мощности. Произведение этих двух величин и есть мощность, потребляемая электрической цепью.
Формула мощностиФормула мощности приведена ниже.
Потребляемая цепью электрическая мощность составляет 36 Вт. Другими словами, эта электрическая мощность представляет собой тепло, которое рассеивается через резистор.
Наблюдение- Мощность, потребляемая цепью, зависит от величины напряжения и сопротивления. Если мы будем поддерживать постоянное сопротивление и изменять напряжение, мощность в цепи будет увеличиваться. Увеличение мощности схемы происходит по двум причинам.
- Увеличение напряжения
- Увеличение тока из-за увеличения напряжения
Таким образом, напряжение является движущей силой тока, и можно сказать, что причиной увеличения мощности является только напряжение при условии сопротивления цепь постоянная.
Теперь мы обсудим, как увеличивается мощность с увеличением напряжения.
Мощность при увеличении напряжения батареиПри увеличении напряжения ток будет увеличиваться. Здесь мы считаем, что сопротивление цепи не меняется и оно фиксировано.
Снова возьмем тот же случай с батареей, подключенной к резистивной цепи. Мы видели, что мощность схемы составляет 36 Вт при напряжении батареи 12 вольт и силе тока 3 ампера.
Теперь подключаем еще одну батарею 12 вольт последовательно с имеющейся батареей 12 вольт, тогда общее напряжение 24 вольта. Питание 24 вольта подается на такое же сопротивление цепи 4 Ом.
Текущая цепь будет;
Мы можем рассчитать электрическую мощность, используя следующую формулу.
Теперь мы сведем значения напряжения и мощности в таблицу, чтобы понять увеличение мощности при повышении напряжения батареи.
| Напряжение аккумулятора (V) | Power (WATT) |
| 12 | 36 |
| 24 | 144 | 24. 24 | 144 | 8 24914. напряжение, мощность увеличивается до 4 раза по при фиксированном сопротивлении. Мы можем обосновать эту зависимость с помощью закона Ома.
| Voltage(V) | Power(Watts) |
| 1 | 0.25 |
| 2 | 1 |
| 3 | 2.25 |
| 4 | 4 |
| 5 | 6.25 |
| 8 | 16 |
| 12 | 36 |
| 24 | 144 |
| 36 | 324 |
| 48 | 576 |
| 72 | 1296 |
| 96 | 2304 |
0081
Купхальдт
Интуиция должна подсказывать нам, что ток цепи будет увеличиваться по мере увеличения напряжения, а сопротивление лампы останется прежним. Точно так же увеличится и мощность:
Вы можете проверить это, разделив 432 Вт на 108 Вт и увидев, что соотношение между ними действительно равно 4.
