Формулы для расчета, в помощь инженеру
По Stas Пусконаладка закон ома • закон ома для полной цепи • Закон ома для участка цепи • Закон ома формула • мощность насоса формула • расчет мощности насоса • расчет потерь напряжения • расчет потерьпроводника • электротехника формулы 0 комментариев
Электротехнический раздел
Закон Ома для участка цепи.
Анекдот из сети, который объясняет доходчиво физику процесса:
Школа, 2й этаж, длинный коридор (в каждой школе он есть) — это проводник. Далее представьте, что вы, 10А класс, стоите в одном конце коридора, и вас учащиеся 11 А начинают 10А гнать палками в другой конец коридора. Бегущие школьники из 10А — это ТОК.
Школьники 11А с палками — это НАПРЯЖЕНИЕ. Чем сильнее бьют — тем сильнее сила напряжения, тем быстрее все несутся, т.е сила тока становится БОЛЬШЕ.
Если по-середине коридора расставить стулья, то бегущие школьники начнут замедляться, т.
Закон Ома гласит следующее:
Сила тока I (А) на участке цепи пропорциональна напряжению (Разница потенциалов, φ1-φ2) на концах участка, и обратно пропорциональна сопротивлению R (Ом).
Закон Ома для полной цепи.
Любой источник тока обладает своим сопротивлением , которое называется внутренним сопротивлением этого источника. Таким образом, источник тока имеет две важных характеристики: ЭДС и внутреннее сопротивление.
Закон Ома для полной цепи (для замкнутой цепи), имеет вид I=E/(R+r), Е = I•r + I•R. Данная формула учитывает еще внутренне сопротивление источника ЭДС. Чаще всего внутренним сопротивлением источника пренеберегают, но (при условии, что R>>r – сопротивление цепи много больше внутреннего сопротивления источника). когда «R и r» соизмеримы, внутренне сопротивление используется в расчетах.
Рассмотрим вариант, когда R=0 (короткое замыкание).
Тогда формула закона Ома для полной цепи примет вид: I=E/r, тем самым внутреннее сопротивление будет определять ток короткого замыкания. Такая ситуация вполне может быть реальной. Закон Ома рассмотрен здесь достаточно бегло, но приведенных формул достаточно для проведения большинства расчетов, примеры которых, по мере размещения других материалов я буду приводить.
- R – внешнее сопротивление [Ом];
- r – сопротивление источника ЭДС (внутреннее) [Ом];
- I – сила тока [А];
- ε– ЭДС источника тока [В].
Расчет сечения проводника
U= I*R
R — сопротивление проводника на участке цепи;
I — сила тока;
U — напряжение (разница потенциалов на зажимах проводника)
Формула сопротивления проводника:
R=ρ*L/S;
Для алюминия ρ = 0,028 Ом*мм2/метр;
Для серебра ρ = 0,016 Ом*мм2/метр;
Стоит отметить, что данные значения имеют место для температуры +20 градусов по Цельсию
Сечение кабеля по мощности для однофазной электросети 220 В:
I=P*КИ/U*cosf
КИ — коэффициент использования, для бытовых объектов обычно 0,7.
.0,8
cosf — электрический коэффициент полезного действия (0,9..1 для бытовых решений)
Расчет мощности для трёхфазной электросети 380 В:
I=P/1,73*U*cosf
Сечение проводника определяется по максимально возможным значениям силы тока (в режиме длительной нагрузки, пусковые токи двигателя не учитываются). Причиной перегрева проводника могут быть:
- Заниженное сечение проводника
- Материал проводника имеет высокое значение удельного сопротивления (например проводник из железа)
- Тип проводника (однопроволочный, многопроволочный). Однопроволочный имеет более высокое сопротивление.
- Проводник перегревается из-за нарушения стандартов его прокладки
- Производитель проводника. Многие изготовители завышают заявленные характеристики (например сечение не 1,5 мм2, а по факту :1,4 мм2)
Расчет потерь напряжения в кабельной линии 0,4 кВ
U%=P*l/c*S
где P — мощность (кВт)
l — длина проводника (м)
c — табличное значение (см.
рисунок). Для сетей 380/220 = 77 для медных проводников, 44 для алюминиевых
S — сечение проводника (мм2)
Стоит помнить, что U% не должно превышать 5.
Формула расчета мощности насоса:
P = Q * H * p * g / η
P — мощность насоса, Вт.
Q — расход жидкости, м3/с.
H — напор, м
p — плотность жидкости, кг/м3
g — ускорение свободного падения, м/с2
η — коэффициент полезного действия.
Основные законы электротехники. Теоретические основы.
Основные законы
Закон Ома
В популярной форме закон можно сформулировать следующим образом:
чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и, в то же время, чем больше сопротивление участка цепи при одном и том же напряжении, тем меньше сила тока, протекающая через него.
Георг ОмЗакон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
Закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: I = U/R. В настоящее время невозможно себе представить любой самый элементарный расчет основных электрических величин для любой цепи без использования закона Ома.
Закон Ома для полной цепи добавляет понятие электродвижущей силы (ЭДС). ЭДС — это все, что создает электрический ток, сила, которая толкает электроны в одном направлении в течение продолжительного времени. Это могут быть какие-либо химические элементы питания, наподобие батареек и аккумуляторов. Каждый источник электродвижущей силы обладает своим внутренним сопротивлением RвнЕсли мы присоединим к нашему источнику нагрузку
Rн, то у нас цепь станет замкнутой и в цепи будет течь токА на внутреннем сопротивлении упадет какое-то напряжение, в результате у нас получился делитель напряжения, так как
Rн также имеет какое-то свое сопротивление.
По закону Ома, чем больше сила тока в цепи, тем больше будет падение напряжения на внутреннем сопротивлении Rвн.Из закона Ома для участка цепи получаем, что
URвн= IRвнUн= IRнзапишем далее
E = URвн + URнE = IRвн + IRн = I(Rвн +Rн)I = E/(Rвн +Rн)Последнее выражение и есть
закон Ома для полной цепиЗакон Кирхгофа по току
Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из нее (сохранение заряда).
Иногда это правило называют законом Кирхгофа для токов. Инженеры любят называть такую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной цепи (представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.Густав КирхгофЗакон Кирхгофа для напряжений
При параллельном соединении элементов напряжение на каждом из элементов одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками
А и В , измеренная по любой ветви схемы, соединяющей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А и В .Иногда это правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю (при отсутствии ЭДС).
При присутствии в замкнутой цепи ЭДС по закону Кирхгофа алгебраическая сумма (с учетом знака) падений напряжений на всех ветвях любого замкнутого контура цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура.
ЭДС, создающие ток в контуре, направление которого совпадает с направление обхода контура записываются со знаком «+», в противном случае ЭДС записываются со знаком «-». Напряжения, падающие на элементах цепи записываются со знаком «+», если ток, протекающий через эти элементы совпадает по направлению с обходом контура, в противном случае напряжения записываются со знаком «-».
Закон Джоуля-Ленца
Эмилий ЛенцЗависимость тепловой энергии от силы тока в проводнике определяется по
закону Джоуля—Ленца. Сформулирован этот закон был в 1841 году английским учёным Д. Джоулем и совершенно отдельно от него в 1842 году известным русским физиком Э. Ленцем. Поэтому он получил своё двойное название — закон Джоуля – Ленца.При прохождении электрического тока по проводнику количество тепла, выделяемого током в проводнике, прямо пропорционально силе тока, взятой во второй степени, величине сопротивления проводника и времени действия тока.
Джеймс ДжоульПри столкновении электронов с молекулами расходуется энергия, которая превращается в тепло.
Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует затраты определенной энергии.
закон
Джоуля—Ленца можно записать следующим образом: Q = I2Rt,где
Q (Дж) — количество теплоты, создаваемое током,I — ток, протекающий по проводнику,R — сопротивление проводника,t — время, в течение которого ток протекал по проводнику,Джоуля-Ленца влияет на
выбор проводов для цепей. Потому что при неправильном подборе проводов возможен сильный нагрев проводника, а также его возгорание. Это происходит, когда сила тока превышает предельно допустимые значения и выделяется слишком много энергии.Чрезмерный нагрев проводников с током и электрооборудования допускать нельзя.
Опасен сильный перегрев при коротких замыканиях проводов, когда по проводниках могут протекать достаточно большие токи.электрического тока — Что именно говорит закон Ома?
Изменено 2 года, 5 месяцев назад
Просмотрено 1к раз
$\begingroup$
Закон Ома гласит, что ток в проводнике между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках. Вводя константу пропорциональности, сопротивление R, приходим к обычному математическому уравнению, описывающему эту зависимость:
$$V=IR.$$
Тогда почему утверждение, что V=IR является утверждением закона Ома, неверно?
- электрический ток
- электрическое сопротивление
- напряжение
- проводники
- приближения
$\endgroup$
3
$\begingroup$
$V = RI$ есть формулировка закона Ома при условии, что сопротивление $R$ является постоянным, т.
е. не зависит от напряжения $V$ или тока $I$. Закон Ома действителен с хорошей точностью для широкого круга материалов (называемых омическими материалами), но не применим ко всем материалам.
$\endgroup$
$\begingroup$
Закон Ома обычно изображается так: В = I•R и большинство людей заканчивают тем, что говорят, что напряжение (напряжение — довольно неправильное слово в случае физической терминологии; мы используем разность потенциалов) прямо пропорционально току.
Но самое главное, что в уравнениях в физике вводятся константы двух типов (как я предполагаю): независимые и зависимые . независимых констант никогда не могут быть изменены, как это пытался сделать Ньютон для своей 
Итак, в целом закон Ома фактически утверждает, что:
Разность потенциалов прямо пропорциональна электрическому току, только если сопротивление постоянно, а не флуктуирует или изменяется.
Надеюсь, это помогло вам!
$\endgroup$
Просто проверьте здесь: почему V=IR не соответствует закону Ома и почему это важно
Что такое V=IR?
Эта формула является определением электрического сопротивления (часто указывается как R=VI, но это одно и то же, только переставленное). Единицами СИ для величин напряжения, тока и сопротивления являются вольты (В), ампер (А) – ампер для краткости и омы (Ом) соответственно. Так, если напряжение 10 В вызывает в резисторе ток 2 А, то его сопротивление равно 5 Ом.
Почему это не закон Ома?
Сопротивление не должно быть всегда постоянным, как в лампочке накаливания старого образца, оно может меняться в зависимости от таких факторов, как температура.
$\endgroup$
2
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
электрических цепей — Путаница с законом Ома
спросил
Изменено 3 года назад
Просмотрено 323 раза
$\begingroup$
Так говорит ли закон Ома, что если сопротивление увеличивается, напряжение также увеличивается, но не ток? А в неомических проводниках ток увеличивается с напряжением, хотя сопротивление тоже увеличивается? (имеется в виду, что не должен, но все же есть, тем самым нарушая закон)
- электрические цепи
- электрический ток
- электрическое сопротивление
- напряжение
$\endgroup$
$\begingroup$
В каждой электрической системе, через которую протекает ток, напр.
проводящая металлическая проволока, есть движущая сила. Эта движущая сила выражается через разность потенциалов, устанавливаемую через провод. Это напряжение. Итак, напряжение — причина, ток — следствие. Если вы измените напряжение, скажем, удвоите напряжение, ток обязательно увеличится. Если вы начертите это и ваш график представляет собой линию, вы имеете дело с омическим сопротивлением. Наклон этого линейного графика определяется как сопротивление и является постоянным (если вы откладываете напряжение по оси y и ток по оси x). Если ваш график представляет собой не линию, а кривую, наклон этой кривой изменится и, по определению, сопротивление. Итак, само сопротивление является зависимым, а не постоянным. Определение сопротивления: падение напряжения/изменение тока.
Итак, закон Ома говорит о постоянном сопротивлении. Если есть постоянное сопротивление, то выполняется закон Ома.
$\endgroup$
$\begingroup$
Закон Ома нельзя применять для неомических сопротивлений (катушек индуктивности, конденсаторов, полупроводниковых приборов).
Закон Ома как раз говорит, что ток зависит от напряжения источника ЭДС и омического сопротивления цепи.
Указывает на падение напряжения между двумя концами резистора.
$\endgroup$
$\begingroup$
Так говорит ли закон Ома, что если сопротивление увеличивается, напряжение также увеличивается, но не ток?
Что ж, это правда (странным образом), но лучше сказать: если сопротивление увеличить, то потребуется увеличение напряжения, чтобы сохранить ток прежним.
$\endgroup$
$\begingroup$
Закон Ома связывает три переменных.
Если вы измените один из них, то два других должны измениться скоординированным образом: если R увеличивается, V должен увеличиваться, или I должен уменьшаться, или какая-то комбинация.
Как понять, что происходит? Резистор дал вам одно отношение, но этого недостаточно.
