единица измерения электрической величины, формулы для ее определения
Мощность является физическим показателем. Она определяет работу, производимую во временном отрезке и помогающую измерять энергетическое изменение. Благодаря единице измерения мощности тока легко определяется скоростное энергетическое течение энергии в любом пространственном промежутке.
Расчет и виды
Из-за прямой зависимости мощности от напряжения в сети и токовой нагрузки следует, что эта величина может появляться как от взаимодействия большого тока с малым напряжением, так и в результате возникновения значительного напряжения с малым током. Такой принцип применим для превращения в трансформаторах и при передаче электроэнергии на огромные расстояния.
Существует формула для расчета этого показателя. Она имеет вид P = A / t = I * U, где:
- Р является показателем токовой мощности, измеряется в ваттах;
- А — токовая работа на цепном участке, исчисляется джоулями;
- t выступает временным промежутком, на протяжении которого совершалась токовая работа, определяется в секундах;
- U является электронапряжением участка цепи, исчисляется Вольтами;
- I — токовая сила, исчисляется в амперах.
Электрическая мощность может иметь активные и реактивные показатели. В первом случае происходит преобразование мощностной силы в иную энергию. Ее измеряют в ваттах, так как она способствует преобразованию вольта и ампера.
Реактивный показатель мощности способствует возникновению самоиндукционного явления. Такое преобразование частично возвращает энергетические потоки обратно в сеть, из-за чего происходит смещение токовых значений и напряжения с отрицательным воздействием на электросеть.
Определение активного и реактивного показателя
Активная мощностная сила вычисляется путем определения общего значения однофазной цепи в синусоидальном токе за нужный временной промежуток. Формула расчета представлена в виде выражения Р = U * I * cos φ, где:
- U и I выступают в качестве среднеквадратичного токового значения и напряжения;
- cos φ является углом межфазного сдвига между этими двумя величинами.
Благодаря мощностной активности электроэнергия превращается в другие энергетические виды: тепловую и электромагнитную энергии. Любая электросеть с током синусоидального или несинусоидального направления определяет активность цепного участка суммированием мощностей каждого отдельного цепного промежутка. Электромощность трехфазного цепного участка определяется суммой каждой фазной мощности.
Аналогичным показателем активной мощностной силы считается величина мощности прохождения, которая рассчитывается путем разницы между ее падением и отражением.
Реактивный показатель измеряется в вольт-амперах. Он является величиной, применяемой для определения электротехнических нагрузок, создаваемых электромагнитными полями внутри цепи переменного тока. Единица измерения мощности электрического тока вычисляется умножением среднеквадратичного значения напряжения в сети U на переменный ток I и угол фазного синуса между этими величинами. Формула расчета выглядит следующим образом: Q = U * I * sin.
Если токовая нагрузка меньше напряжения, тогда фазное смещение носит положительное значение, если наоборот — отрицательное.
Величина измерения
Основной электротехнической единицей является мощность. Для того чтобы определить, в чем измеряется мощность электрического тока, нужно изучить основные характеристики этой величины. По законам физики ее измеряют в ваттах. В условиях производства и в быту величина переводится в киловатты. Вычисления крупных мощностных масштабов требуют перевода в мегаватты. Такой подход практикуется на электростанциях для получения электрической энергии. Работа исчисляется в джоулях.
- 1 Джоуль равен 1 Ватту, умноженному на 1 секунду;
- 1 кДж = 1000 Дж;
- 1Мдж = 1000000 Дж;
- 1 ватт/час = 1 киловатт/час;
- 1 кВт * ч = 1000 Вт * 3600 с = 3600000 Дж.
Потребительская мощностная сила обозначается на самом электроприборе или в паспорте к нему. Определив этот параметр, можно получить значения таких показателей, как напряжение и электрический ток. Используемые показатели указывают, в чем измеряется электрическая мощность, они могут выступать в виде ваттметров и варметров. Реактивная сила показателя мощности определяется фазометром, вольтметром и амперметром. Государственным эталоном того, в чем измеряется мощность тока, считается частотный диапазон от 40 до 2500 Гц.
Примеры вычислений
Для расчета тока чайника при электромощности 2 КВт используется формула I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 А. Для запитывания прибора в электросеть не используется длина разъема в 6 А. Приведенный пример применим только тогда, когда полностью совпадает фазное и токовое напряжение. По такой формуле рассчитывается показатель всех бытовых приборов.
Если цепь является индуктивной или имеет большую емкость, то рассчитывать мощностную единицу тока необходимо, используя другие подходы. К примеру, мощность в двигателе с переменным током определяется с помощью формулы Р = I * U * cos.
При подключении прибора к трехфазной сети, где напряжение будет составлять 380 В, для определения показателя суммируются мощности каждой фазы в отдельности.
В качестве примера можно рассмотреть котел из трех фаз мощностной вместимостью 3 кВт, каждая из которых потребляет 1 кВт. Ток на фазе рассчитывается по формуле I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 А.
На любом приборе обозначается показатель электромощности. Передача большого мощностного объема, применяемая в производстве, осуществляется по линиям с высоким напряжением.
Благодаря несложным расчетам определяется мощностная величина. Зная ее значение, можно сделать правильный подбор напряжения для полноценной работы приборов бытового и промышленного предназначения. Такой подход поможет избежать перегорания электроприборов и обезопасить электросети от перепадов напряжения.
§ 13. Работа и мощность электрического тока
Электрическая энергия.
Приемники электрической энергии, наоборот, электрическую энергию превращают в другие виды энергии — тепловую, механическую, химическую, лучистую и пр. Например, в электродвигателях 3 электрическая энергия превращается в механическую, в электронагревательных приборах 5 — в тепловую, в электролитических ваннах 8 и аккумуляторах 7 при их заряде — в химическую, в электрических лампах 6 — в лучистую и тепловую, в антеннах 4 радиопередатчиков — в лучистую.
Рис. 30. Пути превращения энергии из одного вида в другой
Мерой количества энергии является работа. Работа W, совершаемая электрическим током за время t при известном напряжении U силе тока I, равна произведению напряжения на силу тока и на время его действия:
W = UIt (29)
Работа, совершаемая электрическим током силой 1 А при напряжении 1 В в течение 1 с, принята за единицу электрической энергии. Эта единица называется джоулем (Дж). Джоуль, который называют также ватт-секундой (Вт*с), — очень маленькая единица измерения, поэтому на практике для измерения электрической энергии приняты более крупные единицы — ватт-час (1 Вт*ч = 3600 Дж), киловатт-час (1 кВт*ч = 1000 Вт*ч = 3,6*10
Электрическая мощность. Энергия, получаемая приемником или отдаваемая источником тока в течение 1 с, называется мощностью. Мощность Р при неизменных значениях U и I равна произведению напряжения U на силу тока I:
P = UI (30)
Используя закон Ома для определения силы тока и напряжения в зависимости от сопротивления R и проводимости G, можно получить и другие выражения для мощности. Если заменить в формуле (30) напряжение U=IR или силу тока I=U/R=UG, то получим
P = I2R (31)
или
P = U2/R = U2G (32)
Следовательно, электрическая мощность равна произведению квадрата силы тока на сопротивление, или электрическая мощность квадрату напряжения, поделенному на сопротивление, либо квадрату напряжения, умноженному на проводимость.
Мощность, которая создается силой тока 1 А при напряжении 1 В, принята за единицу измерения мощности и называется ватт (Вт). В технике мощность измеряют более крупными единицами: киловаттами (1 кВт =1000 Вт) и мегаваттами (1 МВт=1 000 000 Вт).
Потери энергии и коэффициент полезного действия. При превращении электрической энергии в другие виды энергии или наоборот не вся энергия превращается в требуемый вид энергии, часть ее непроизводительно затрачивается (теряется) на преодоление трения в подшипниках машин, нагревание проводов и пр. Эти потери энергии неизбежны в любой машине и любом аппарате.
Отношение мощности, отдаваемой источником или приемником электрической энергии, к получаемой им мощности, называется коэффициентом полезного действия источника или приемника. Коэффициент полезного действия (к. п. д.)
? = P2/P1 = P2/(P2 + ?P) (33)
где
Р2 — отдаваемая (полезная) мощность;
Р1 — получаемая мощность;
?Р — потери мощности.
К. п. д. всегда меньше единицы, так как в любой машине и любом аппарате имеются потери энергии. Иногда к. п. д. выражают в процентах. Так, тяговые двигатели электровозов и тепловозов имеют к. п. д. 86—92 %, мощные трансформаторы — 96—98 %, тяговые подстанции — 94—96 %, контактная сеть электрифицированных железных дорог — около 90 %, генераторы тепловозов — 92—94 %.
Рассмотрим в качестве примера распределение энергии в электрической цепи (рис. 31). Генератор 1, питающий эту цепь, получает от первичного двигателя 2 (например, дизеля) механическую мощность Рmx = 28,9 кВт, а отдает электрическую мощность Рэл = 26 кВт (2,9 кВт составляют потери мощности в генераторе). Поэтому он имеет к. п. д. ?ген = Рэл/Рmx = 26/28,9 = 0,9.
Мощность Рэл = 26 кВт, отдаваемая генератором, расходуется на питание электрических ламп (6 кВт), на нагрев электрических плиток (7,2 кВт) и на питание электродвигателя (10,8 кВт). Часть мощности ?Pпр = 2 кВт теряется на бесполезный нагрев проводов, соединяющих генератор с потребителями.
Рис. 31. Схема преобразования энергии в электрической цепи
В каждом приемнике электрической энергии также имеют место потери мощности. В электрическом двигателе 3 потери мощности составляют 0,8 кВт (он получает из сети мощность 10,8 кВт, а отдает только 10 кВт), поэтому к. п. д. ?дв = 10/10,8 = 0,925. Из мощности 6 кВт, полученной лампами, лишь незначительная часть идет на Создание лучистой энергии, большая часть ее бесполезно рассеивается в виде тепла. В электрической плитке на нагрев пищи расходуется не вся полученная мощность 7,2 кВт, так как часть созданного ею тепла рассеивается в окружающем пространстве. При рассмотрении электрических цепей наряду с определением токов и напряжений, действующих на отдельных участках, необходимо определять и передаваемую по ним мощность. При этом должен соблюдаться так называемый энергетический баланс мощностей. Это означает, что мощность, получаемая каким-либо устройством (источником тока или потребителем) или участком электрической цепи, должна быть равна сумме отдаваемой ими мощности и потерь мощности, которые возникают в данном устройстве или участке цепи.
Единицы измерения мощности тока — Справочник химика 21
Мощностью называют количество энергии, отдаваемой химическим источником тока в единицу времени. Единицей измерения мощности служит ватт, гектоватт, киловатт и т. д. Максимальная теоретическая мощность, которой обладает химический источник тока, равна [c.105]В техно-химических расчетах используются, главным образом, только механические, тепловые и электрические параметры свойств и состояния тела (вещества) длина, площадь, объем, масса, вес, сила, давление, мощность, работа, температура, теплоемкость, сила тока, напряжение и т. п. Для измерения и численного выражения этих параметров приняты следующие единицы измерения [c.7]
Количество использованного тепла q равно расходу мощности Р (в тех же единицах измерения). Как известно, мощность электрического тока связана с напряжением U и сопротивлением R зависимостью [c.367]
Необходимо условиться относительно единицы измерения количества теплоты. В настоящее время за единицу количества теплоты принят джоуль, который равен работе, производимой силой в 1 ньютон при перемещении точки ее приложения на 1 -метр по направлению этой силы. С другой стороны, джоуль можно охарактеризовать как работу, совершаемую электрическим током мощностью в 1 ватт в течение 1 с. Наконец, следует отметить, еще одно определение джоуля, связанное непосредственно с представлением о количестве теплоты. Джоуль — это такое количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1/4,186 г воды на ГС в интервале температур от 14,65 до 15,65°С. Последнее определение иллюстрирует взаимосвязь джоуля с калорией, которая в настоящее время для определения количества теплоты не рекомендуется. Следовательно, единицей теплоемкости для принятой единицы количества вещества является Дж/К. [c.29]
Х/3/2 2 единицы измерения 1 В = 1 кг м /(с -А) = =1 Дж/(А с) =1 Вт/А.] Единица измерения электрического потенциала, вольт, есть разность потенциалов между двумя точками проводящей проволоки, по которой проходит ток 1 ампер, когда мощность, рассеиваемая на участке между этими точками, составляет 1 ватт. Знак э. д. с. определяется в соответствии с правилом, согласно которому положительный заряд должен двигаться от большего потенциала к меньшему. Э. д. с. гальванического элемента — это разность электрических потенциалов между двумя кусками металла одного и того же состава, представляющих собой концы цепи проводящих фаз. Например, в элементе Даниэля (см.) [c.228]
Основной единицей для измерения мощности электрического тока является ватт (вт). Ватт — мощность электрического тока величиной в 1 а при напряжении 1 в. Величина мощности [c.174]
Рассмотрим, например, компоновку государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в волноводном тракте в диапазоне частот 78,3. .. 178,6 ГГц (ГОСТ 8.535—85). Основным в этой схеме (рис. 4.1) является государственный эталон единицы мощности, который состоит из комплекса следующих средств измерений три калориметрических измерителя мощности с отсчетными устройствами волноводная сличительная установка измерительная установка постоянного тока. Эталон обеспечивает воспроизведение единицы по средним и квадратическим отклонениям результата, не превышающим 5о = 2,5-10- для электромагнитных колебаний мощностью [c.95]
Единицей мощности является ватт. Ватт — это мощность тока величиной в 1 а при напряжении в 1 е. Определение мощности источника тока производят путем умножения силы измеренного на его зажимах. напряжения на величину развиваемой им величины тока. Так, например, мощность генератора, развивающего напряжение в 6 е, при силе тока в 200 а равна 1200 вт. или 1,2 кет. [c.26]
На самом приборе, на его шкале и на специальной табличке обозначены товарный знак завода-изготовителя, наименование или условное обозначение, единица измерения, класс точности, предел измерений, обозначение градуировки термопары, в комплекте с которой работает прибор, характеристика питающего тока, мощность двигателя, заводской номер прибора, год выпуска. [c.83]
В приборе применен диодный вольтметр с усилителем постоянного тока, как наиболее простой и не требующий чувствительного измерительного прибора. Однако необходимо учитывать, что диодный вольтметр потребляет значительную мощность и, следовательно, несколько искажает результаты измерений. Поэтому лучше применить ламповый вольтметр с анодным детектированием или любой другой с большим входным сопротивлением. Измерительный прибор (на схеме типа ПМГ-70 на 5 ма) может быть проградуирован в единицах добротности для определенной силы тока в цепи связи. [c.210]
Мощность распыла наконечников можно определять или путем измерения объема распыливаемой жидкости за единицу времени, или при помощи прибора, измеряющего интенсивность тока жидкости. Если отклонение от номинального значения составляет 15%, изношенный наконечник подлежит безусловной замене. Для точного измерения равномерности распыла жидкости вдоль штанги опрыскивателя необходимо располагать набором лотков, которые не всегда есть. Электронные индикаторы равномерности распыла позволяют проводить эту проверку очень быстро. [c.346]
Диапазон измеряемых давлений в вакуумметре ВР-3 разбит на 4 поддиапазона с верхними пределами 100 10 1 и 0,1 жж рт. ст. Шкала измерительного прибора проградуирована в единицах давления. Погрешность измерения давления составляет 10%. Вакуумметр питается от сети переменного тока напряжением 220 в. Потребляемая мощность прибора ПО вт. [c.171]
Наиболее распространенным в эксплуатации относительным манометром, предварительно проградуированным по компрессионному манометру, является теплоэлектрический манометр, основанный на изменении теплопроводности газа в зависимости от давления. Стандартные приборы, имеющиеся в продаже, имеют пределы измерения от 10 до 1 мм рт. ст., причем в крайних точках диапазона точность измерений весьма невелика. При помощи специальных устройств верхний предел измерений может быть доведен до 50— 60 мм рт. ст. [42]. Заводами радиотехнической промышленности выпускаются вакуумметры ВТ-2 и ВИТ-1, которые включают в себя датчик — измеритель давлений — манометрическую лампу ЛТ-2 в стеклянном баллоне или ЛТ-4М в металлическом баллоне и электрическую схему питания и измерения, соединенную проводами с измерительной частью. Измеритель давлений непосредственно присоединяется к вакуумному аппарату в месте измерения давления. Внутри измерительного баллона расположена нить накала, к которой подводится электрический ток с постоянной мощностью таким образом, количество тепла, выделяемое нитью накала в единицу времени, является постоянной величиной. К нити накала присоединена термопара для измерения ее температуры. Если давление внутри баллона понижается, то теплопроводность газа, которая зависит от давления в области весьма низких давлений, также уменьшается и температура нити накала оказывается более высокой. Это изменение температуры фиксируется термопарой и может быть измерено вакуумметром ВТ-2 или ВИТ-1, соединенным с манометрической лампой. [c.324]
Схема работает следующим образом. Излучатель 1 и приемник 2 устанавливаются в среде измеряемого газа на фиксированном расстоянии. Генератор 3 через фазовращатель 4 и усилитель мощности 5 возбуждает в излучателе незатухающие ультразвуковые колебания, которые воспринимаются приемником и усилителем 6. Генератор питает также нормализатор 7, выдающий на дискриминатор 8 прямоугольные импульсы. Одновременно нормализатор 9 подает на дискриминатор прямоугольные импульсы с усилителя, которые имеют сдвиг по фазе, соответствующий изменению скорости звука. Это выделяется дискриминатором как изменение напряжения или тока и регистрируется индикатором 10, градуированным непосредственно в единицах температуры. Измерение сдвига фаз ведется на частоте 2 кгц. Диапазон измерений температуры (при разности фаз 360°) лежит в интервале О—30° С. [c.253]
Существенные различия в свойствах тлеющего и высокочастотного разрядов наблюдались при измерениях энергетического распределения ионов методом задерживающего потенциала. Типичный вид экспериментальных кривых показан на рис. 5. Кривые относятся к одинаковой мощности разряда, одинаковому давлению и приведены к одному полному току ионов. При нормировке полного ионного тока к единице указанные кривые могут быть описаны общей эмпирической формулой [c.113]
Измерение напряженности электрического поля ё (продольного градиента потенциала) в положительном столбе тлеющего разряда позволяет рассчитать удельную мощность, рассеиваемую в плазме на единицу длины столба, а при знании распределения плотности тока по радиусу — и удельную мощность, рассеиваемую в единице объема. [c.42]
В технике ослабление чаще выражают в децибелах. Децибел — общепринятая в акустике, электро- и радиотехнике, связи логарифмическая единица измерения отношений токов, напряженйй, смещений, энергий, мощностей [c.38]
После некоторых экспериментальных поисков избран была следующая общая схема аппарата. Жидкость подается при комнатной температуре, непрерь ным, строго равномерным ло времени потоком в испарительный Сосуд, нагреваемый до температуры полного испарения с помощью внешней обмотки. электрическим током, где и подвергается нагреву до кипения и испарения. Скорость потока продукта тОчно определяется. При этом, наряду с температурными замёрами, производится точное измерение мощности, поглощаемой прибором. Вслед за этим / производится отдельный опыт нагрева аппарата в идентичных температурных и адиационных условиях и производится второй замер потребляемой электроэнергии. Очевидно, ч о разность первого и второго замеров, будучи отнесенной к весовому количеству жидкости, испаряющейся за единицу времени в испарителе, даст полную теплоту испарения, которая и явля ся продукцией аппарата. [c.55]
В качестве единицы измерения электрической энергии в гальванотехнике наибольшее распространение получил киловатт-час (квт-ч). Киловатт-час — это работа тока мощностью в 1 кет в течение 1 ч. В киловатт-часах измеряют эперпн.о, потреб.чяемую электрическими двигателя,чи, гальваническими ваннами и т. п. [c.23]
При этом мощность, при.ходящаяся на единицу поверхности металла, в сходственных точках модели и оригинала равна S=[EH], определить потери в стали можно следующим образом. Модель (ее стальные конструкции) изготавливается из той же стали, что и конструкции оригинала. Толщина t hoik этих конструкций (листов, труб и т. п.) должна быть больше длины волны в металле три f=50 гц (линейный масштаб в этом случае может быть нарушен), чтобы конструнции были непрозрачны для электромагнитных волн (у оригинала это требование соблюдается всегда). Модель питается токам частотой 50 гц, и масштаб тока определяется согласно (4)1). По разности результатов измерений мощности потерь в модели со стальными конструкциями и без них определяются потери в стали и по ним —- вносимое сталью сопротивление. Масштаб при этом получается не тот, что в первом случае, а Именно [c.78]
Физический принцип изотопного разделения во вращающейся плазме подтвержден экспериментами с неоном, аргоном, криптоном и ураном. Кроме того, на криптоне была продемонстрирована непрерывная работа разделительного элемента при наличии массового потока. Было показано несколько путей для создания вращающейся урановой плазмы. Измеренные к настоящему времени значения в общем согласуются с теоретическими расчетами, поэтому можно рассчитывать и иа достижение больших коэффициентов разделения и разделительной мощности, предсказанных теорией. Но полученных данных еще недостаточно, чтобы сконструировать разделительный элемент, который мог бы работать экономично. Экспериментальные результаты указывают на более или менее подходящие условия работы, включая геометрию установки и диапазон параметров. Например, увеличение магнитного поля до нескольких тесл, а кольцевого анода — до нескольких десятков сантиметров при токе порядка 100 А приведет к движущей силе, которая при соответствующем выборе других параметров дуги вызовет очень высокую скорость вращения. Это обеспечит эффективное разделение около 100 кг ЕРР/год на разделительный элемент при удельном расходе эиергни в несколько сот киловатт-часов па килограммовую единицу работы разделения. Не решены пока технические проблемы, связанные с использованием урановых соединений в плазменной фазе. [c.297]
В газообразных системах количественное измерение числа существующих или образованных ионов относительно легко выполняется. В этом случае можно практически полностью разделить ионы, прежде чем произойдет рекомбинация, прилагая достаточно мощнее электрическое поле. В газах при нормальных условиях рекомбинация происходит за время порядка секунды, если концентрация ионов не очень высока. В воздушном конденсаторе, к пластинам которого приложено напряжение и в котором воздух ионизируется посредством излучения, протекает ионизационный ток. Этот измеряемый ток будет током насыщения, если напряженность поля в воздушном зазоре конденсатора достаточна для того, чтсбы разделить все ноны, прежде чем они рекомбинируют, и доставить их к электродам. Следовательно, ток насыщения определяется числом ионов, образованных с помощью излучения в 1 сек, и пропорционален мощности излучения (мощности дозы). Если, например, при облучении воздуха в 1 сж образуется в единицу времени п однозарядных ионов каждого знака, то при заземлении одной обкладки конденсатора происходит перенос зарядов и соответствующая сила ионизационного тока равна [c.109]
Заканчивая описание электроннолучевой труики, необходимо остановиться на способах измерения в ней электрических величин и на особенностях терминологии. Энергия возбуждающих электронов определяется потенциалом второго анода это удовлетворительно по точности в пределах напряжения от нескольких сот вольт (300—400 V) до нескольких киловольт (б—10 кУ), когда коэффициент вторичной эмиссии экрана остаётся равным или большим единицы. Ток пучка измеряется обычно в цепи катод — второй анод, и точное определение его связано со значительными ошибками. Степень точности зависит от конструкции электронной оптики и наличия па пути луча дополнительных экранирующих электродов. При работе с раз-вёрнутьш лучом особенно трудно оценить плотность и мощность возбуждения. Числители обеих величин ( 2) могут быть отнесены к площади светящегося пятна или ко всему растру. Одинаковое количество энергии возбуждения в обоих случаях будет выражаться совершенно различными цифрами. Например, на экране телевизионной трубки с растром около 100 см- при токе пучка 200 лА и напряжении второго анода 5 кУ нагрузка на экран, отнесённая к растру, будет около [c.35]
Для измерения различных электрических величин (тока, напряжения, мощности и т. д.) существуют различные приборы. Все они основаны на том принципе, что электрическая сила преобразуется в механическую силу — во вращающий момент стержня, к которому прикреплена стрелка. Последняя движется снаружи прибора по шкале и указывает измеряемую электрическую величину в избранных единицах. Для преобразования электрической энергии в механическую во всяком приборе есть подвижная часть и еподвижная. Как известно, электрический ток, проходя по проводнику, создает магнитное поле (притягивает и отталкивает, как магнит). Если в приборе есть неподвижный магнит, то катушка с намотанным проводником, по которому пропущен ток, должна быть подвижной, и ее движение при помощи механической системы будет передаваться стрелке прибора. Ток можно пропускать и по двум катушкам, из которых одна должна быть неподвижной, а другая подвижной. Словом, чтобы получить движение в приборе под действием тока, какая-либо деталь прибора должна быть неподвижной, а другая, взаимодействующая с ней, подвижной. Электроизмерительные приборы по принципу действия бывают различных систем электродинамической, электро- [c.38]
Мощность электрического тока
04 Апреля 2017
5856
Привет друзья, продолжаем!
Часто, в быту используется понятие мощность источника питания, мощность потребления бытовых приборов и прочих электрических устройств. Особенно, это многим хорошо знакомо по обычной лампочке (лампа накаливания). Эти лампочки отличаются друг от друга мощностью (50 Вт, 100 Вт, 150 Вт и т. д.) и соответственно освещением.
Для того, чтобы разобраться с мощностью источника питания или потребляемого устройства, мы разберем, что такое — мощность электрического тока.
Мощность электрического тока
Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.
Давайте, теперь разберем это определение. Соберем простую электрическую цепь.
наведите или кликните мышкой, для анимации
Как нам уже известно, по цепи за единицу времени протекают определенное количество заряженных частиц — это показатель силы тока, также расходуется сила для движения частиц — это напряжение тока, но помимо этого при движении совершается «работа».
Вот тут необходимо обратить внимание, «работа» в данном случае может быть разной. В проводнике — это нагревание, то есть электрическая энергия перешла в тепловую. В потребляемых устройствах, то есть в нагрузке — это может быть освещение, нагревание, вращение двигателей и т.д.
Исходя из определения мощности тока, запишем формулу: P = W/t
P — мощность электрического тока (Вт)
W — работа электрического тока (Дж)
t — время протекания тока (с)
Единица измерения мощности Ватт (Вт), 1 Вт это совершение «работы» в 1 джоуль за 1 секунду времени.
Ну эта формула, не совсем нам интересна. Нам нужно понять, как связана мощность с известными нам величинами — силой тока, напряжением тока и сопротивлением нагрузки.
Формула для определения мощности тока в замкнутой цепи: P = UI
Таким образом, чем больше напряжение и сила тока в цепи, тем больше мощность тока. Я думаю это понятно, так как при большом токе, через поперечное сечение проводника и нагрузки, проходит больше частиц, тем самым совершатся больше «работы». Так же с напряжением, больше силы для движения частиц, больше совершается «работа.
Так же, можно вывести разные формулы:
для определения мощности тока через напряжение и сопротивление
для определения мощности тока через ток и сопротивление
Разобрали, что такое мощность электрического тока. Для того, чтобы еще было понятнее рекомендую ознакомиться следующей статьей. В которой подытожим раздел основы радиотехники.
Единица измерения работы и единица измерения мощности: тема этой статьи
Единица измерения работы измеряется в джоулях, а единица измерения мощности это ватт (обозначение вт), равный мощности генератора, ежесекундно производящего 1 джоуль электрической энергии,
1вт = 1дж / 1 сек
Преобразуя это выражение, находим:
1 дж =1 вт • 1 сек
откуда следует, что джоуль и ватт-секунда представляют собой одну и ту же единицу работы. С другой стороны,
1 дж = 1 в • 1 к,
откуда
1 вт = 1 в • 1 к / 1 сек = 1 в • 1 а.
т.е. 1 вт есть мощность электрического тока в 1 а при напряжении в 1 в.
Более крупными единицами измерения мощности являются:
1 гектоватт = 1 гвт = 10-2 вт, 1 киловатт = 1 квт = 10-3 вт.
Более крупными единицами электрической энергии являются:
1 ватт•час = 1 вт • ч = 3,6 • 10-3 вт • сек, 1 гектоватт • час = 1 гвт • ч = 3,6 • 10-5 вт • сек, 1 киловатт • час = 1 квт • ч = 3,6 •10-6 вт • сек.
Выбор единиц зависит от величины измеряемой мощности. Так, например, мощность электрических ламп измеряется обыкновенно в ваттах, мощность электродвигателей — в киловаттах, а мощность крупных станций — в тысячах киловатт.
Электрическая энергия, расходуемая в мелких установках на освещение и нагревательные приборы, подсчитывается обыкновенно в гектоватт-часах; энергия, потребляемая заводами и фабриками, — в киловатт-часах. В практике, кроме единиц практической системы МКСА, встречаются иные единицы тех же величин. Ниже приведены соотношения между некоторыми единицами основных величин в различных системах единиц.
Известно, что:
1 кГ • м = 9,81 дж = 9,81 вт • сек:
1 дж = 1/9,81 кГ • м = 0,102 кГ • м;
1 кГ • м/сек = 9,81 дж/сек = 9,81 вт.
Есть еще и такая единица мощности, как лошадиная сила. Тогда,
1 лошадиная сила (л. с.) = 75 кГ • м/сек = 736 вт = 0,736 квт;
1 квт = 1 / 0,736 л. с. = 1,36 л. с.
Далее, так как:
1 калория (кал) = 0,427 кГ • м,
то
1 дж = 0,102 / 0,427 кал = 0,24 кал.
Пример 1. Нагревательный прибор, включенный в сеть с напряжением 220 в потребляет ток 5 а. Определить мощность прибора, и расход энергии в течение 3 час.
Р = UI = 120 • 5 = 600 вт.
Энергия, израсходованная прибором в течение 3 час.,
W = Р • t = 600 • 3 = 1800 = 1,8 квт•ч.
Пример 2. Мощность двигателя, включенного в сеть с напряжением 220 в составляет 11 квт. Определить ток двигателя.
Так как
Р = UI,
то
I = P / U = 11000 / 220 = 50 а.
Физика 8 класс. Работа и мощность электрического тока :: Класс!ная физика
Физика 8 класс. РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.
Зная две формулы:
I = q/t ….. и ….. U = A/q
можно вывести формулу для расчета работы электрического тока:
Работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение
и на время протекания тока в цепи.
Единица измерения работы электрического тока в системе СИ:
[ A ] = 1 Дж = 1A. B . c
НАУЧИСЬ, ПРИГОДИТСЯ !
При расчетах работы электрического тока часто применяется
внесистемная кратная единица работы электрического тока:
1 кВт.ч (киловатт-час).
1 кВт.ч = ………..Вт.с = 3 600 000 Дж
В каждой квартире для учета израсходованной электроэнергии устанавливаются специальные
приборы-счетчики электроэнергии, которые показывают работу электрического тока,
совершенную за какой-то отрезок времени при включении различных бытовых электроприборов.
Эти счетчики показывают работу электрического тока ( расход электроэнергии) в «кВт.ч».
Необходимо научиться рассчитывать стоимость израсходованной электроэнергии!
Внимательно разбираемся в решении задачи на странице 122 учебника (параграф 52) !
МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени
и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена.
(мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике — буквой Р)
так как А = IUt, то мощность электрического тока равна:
или
Единица мощности электрического тока в системе СИ:
[ P ] = 1 Вт (ватт) = 1 А . B
КНИЖНАЯ ПОЛКА
ВАУ, ИНТЕРЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ !
Устали? — Отдыхаем!
Электрическая энергия и мощность
Основные понятия и определения электротехникиЭлектрическая энергия — это способность электромагнитного поля производить работу, преобразовываясь в другие виды энергии.
Электроэнергия — наиболее совершенный и универсальный вид, сравнительно легко преобразующийся в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую, химическую и др.
Совершение работы связано с перемещением зарядов через элементы, обладающие сопротивлением. Единица измерения электроэнергии (работы) — джоуль (Дж). Она соответствует работе по перемещению заряда в один кулон между точками цепи с напряжением в один вольт: 1 Дж = 1 В • 1 Кл.
Электрическая мощность — это работа по перемещению электрических зарядов в единицу времени.
Различают активную, реактивную и полную мощности.
Активная мощность — это мощность, связанная с преобразованием электроэнергии в тепловую или механическую энергию.
В цепях постоянного тока активная мощность, Вт,
Р ш UI = Р г, в цепях переменного синусоидального тока
(/„
где U — действующее значение напряжения, В, U » -~;
л/2
I — действующее значение тока, А, I = ~.
Ф — угол сдвига между векторами напряжения и тока, град.
Реактивная (индуктивная) мощность в цепях переменного синусоидального тока в установившихся режимах связана с созданием магнитных полей в элементах цепи и покрытием потерь на так называемые магнитные поля рассеяния этих элементов.
QL = UI sinq> * I2 xL .
Реактивная (емкостная) мощность в цепях переменного синусоидального тока в установившихся режимах направлена на создание электрических полей в диэлектрических средах элементов цепи.
Qc = UI sincp —I2xc .
Единица измерения реактивной мощности — вар.
В цепях постоянного тока в установившихся режимах реактивные мощности равны нулю.
Полная мощность элемента в цепи переменного синусоидального тока определяется как геометрическая сумма активной и реактивной мощностей: •
где z = /Jr2 + (xL—xc)z — полное сопротивление цепи, Ом. Единица измерения полной мощности — В>А
Электрические единицы измерения и описания
Стандартными единицами электрического измерения, используемыми для выражения напряжения, тока и сопротивления, являются Вольт [В], Ампер [А] и Ом [Ом] соответственно.
Эти электрические единицы измерения основаны на Международной (метрической) системе, также известной как система СИ, а другие обычно используемые электрические единицы являются производными от основных единиц СИ.
Иногда в электрических или электронных схемах и системах необходимо использовать кратные или подмножественные (доли) этих стандартных электрических единиц измерения, когда измеряемые величины очень велики или очень малы.
В следующей таблице приведен список некоторых стандартных электрических единиц измерения, используемых в электрических формулах и значениях компонентов.
Стандартные электрические единицы измерения
| Электрооборудование Параметр | Измерительная Единица | Символ | Описание |
| Напряжение | Вольт | В или E | Единица электрического потенциала В = I × R |
| Текущий | Ампер | я или я | Единица электрического тока I = V ÷ R |
| Сопротивление | Ом | R или Ом | Единица сопротивления постоянному току R = V ÷ I |
| Электропроводность | Симен | G или | ℧ Взаимное сопротивление G = 1 ÷ R |
| Емкость | Фарад | С | Единица емкости C = Q ÷ V |
| Заряд | Кулон | Q | Единица электрического заряда Q = C × V |
| Индуктивность | Генри | L или H | Единица индуктивности В L = -L (di / dt) |
| Мощность | Вт | Вт | Единица мощности P = V × I или I 2 × R |
| Импеданс | Ом | Z | Единица сопротивления переменному току Z 2 = R 2 + X 2 |
| Частота | Гц | Гц | Единица частоты ƒ = 1 ÷ T |
Кратные и дольные кратные
В электротехнике и электронной технике встречается огромный диапазон значений между максимальным значением и минимальным значением стандартной электрической единицы.Например, сопротивление может быть ниже 0,01 Ом или выше 1000000 Ом. Используя кратные и частные кратные стандартной единицы, мы можем избежать необходимости писать слишком много нулей для определения положения десятичной точки. В таблице ниже приведены их названия и сокращения.
| Префикс | Символ | Множитель | Сила десяти |
| Терра | т | 1 000 000 000 000 | 10 12 |
| Гига | G | 1 000 000 000 | 10 9 |
| мега | M | 1 000 000 | 10 6 |
| килограмм | к | 1 000 | 10 3 |
| нет | нет | 1 | 10 0 |
| сенти | c | 1/100 | 10 -2 |
| милли | м | 1/1 000 | 10 -3 |
| микро | мк | 1/1 000 000 | 10 -6 |
| нано | n | 1/1 000 000 000 | 10 -9 |
| пик | п. | 1/1 000 000 000 000 | 10 -12 |
Итак, чтобы отобразить единицы или кратные единицы для сопротивления, тока или напряжения, мы будем использовать в качестве примера:
- 1кВ = 1 кВ, что равно 1000 вольт.
- 1 мА = 1 миллиампер, что равно одной тысячной (1/1000) ампера.
- 47кОм = 47 кОм — что равно 47 тыс. Ом.
- 100 мкФ = 100 микрофарад, что равно 100 миллионным (100 / 1,000,000) фарада.
- 1 кВт = 1 киловатт, что равно 1000 Вт.
- 1 МГц = 1 мегагерц, что равно одному миллиону герц.
Для преобразования одного префикса в другой необходимо либо умножить, либо разделить на разницу между двумя значениями.Например, преобразовать 1 МГц в кГц.
Что ж, мы знаем из вышесказанного, что 1 МГц равна одному миллиону (1000000) герц, а 1 кГц равен одной тысяче (1000) герц, поэтому один 1 МГц в тысячу раз больше, чем 1 кГц. Затем, чтобы преобразовать мегагерцы в килогерцы, нам нужно умножить мегагерцы на тысячу, поскольку 1 МГц равна 1000 кГц.
Аналогично, если нам нужно преобразовать килогерцы в мегагерцы, нам нужно будет разделить на тысячу. Намного более простым и быстрым методом было бы перемещение десятичной точки влево или вправо в зависимости от того, нужно ли вам умножать или делить.
Помимо «стандартных» электрических единиц измерения, показанных выше, другие единицы также используются в электротехнике для обозначения других величин и величин, например:
- • Wh — Ватт-час , Количество электроэнергии, потребляемой цепью за период времени. Например, лампочка потребляет сто ватт электроэнергии в течение одного часа. Обычно он используется в форме: Вт · ч, (ватт-часы), кВт · ч, (киловатт-час), что составляет 1000 ватт-часов, или МВт · ч, (мегаватт-час), что составляет 1000000 ватт-часов.
- • дБ — Децибел , Децибел — это одна десятая единица бела (символ B) и используется для обозначения усиления по напряжению, току или мощности. Это логарифмическая единица, выраженная в дБ, и обычно используется для представления отношения входа к выходу в усилителе, аудиосхемах или системах громкоговорителей.
Например, отношение дБ входного напряжения (V IN ) к выходному напряжению (V OUT ) выражается как 20log 10 (Vout / Vin).Значение в дБ может быть либо положительным (20 дБ), представляющим усиление, либо отрицательным (-20 дБ), представляющим потери с единицей, то есть вход = выход, выраженный как 0 дБ.
- • θ — Фазовый угол , Фазовый угол — это разница в градусах между формой волны напряжения и формой волны тока, имеющей одинаковое периодическое время. Это разница во времени или сдвиг во времени, и в зависимости от элемента схемы может иметь «опережающее» или «запаздывающее» значение. Фазовый угол сигнала измеряется в градусах или радианах.
- • ω — Угловая частота , Другой блок, который в основном используется в переменном токе. Цепи, представляющие взаимосвязь фазовых сигналов между двумя или более сигналами, называются угловой частотой, символ ω . Это единица вращения с угловой частотой 2πƒ с единицами измерения радиан в секунду , рад / с . Полный оборот за один цикл равен 360 градусам или 2π, поэтому половина оборота дается как 180 градусов или π рад.
- • τ — Постоянная времени , Постоянная времени цепи импеданса или линейной системы первого порядка — это время, необходимое выходному сигналу для достижения 63.7% от максимального или минимального выходного значения при воздействии на него ступенчатого отклика. Это мера времени реакции.
В следующем уроке по теории цепей постоянного тока мы рассмотрим Закон Кирхгофа, который вместе с Законом Ома позволяет нам вычислять различные напряжения и токи, циркулирующие в сложной цепи.
Электроэнергия, мощность и заряд
Электрическая энергия — это способность электрической цепи производить работу, создавая действие.Это действие может принимать различные формы, такие как тепловое, электромагнитное, механическое, электрическое и т. Д. Электроэнергия может вырабатываться как батареями, генераторами, динамо, фотоэлектрическими устройствами и т. Д., Либо храниться для будущего использования с использованием топливных элементов, батарей и т. Д. конденсаторы или магнитные поля и т. д. Таким образом, электрическая энергия может быть создана или сохранена.
Мы помним из школьных уроков естествознания, что « Закон сохранения энергии » гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована.Но для того, чтобы энергия выполняла какую-либо полезную работу, ее нужно преобразовать из одной формы в другую. Например, двигатель преобразует электрическую энергию в механическую или кинетическую (вращательную) энергию, а генератор преобразует кинетическую энергию обратно в электрическую для питания цепи.
То есть электрические машины преобразуют или меняют энергию из одной формы в другую, выполняя работу. Другой пример — лампа, электрическая лампочка или светодиод (светоизлучающий диод), которые преобразуют электрическую энергию в световую энергию и тепловую (тепловую) энергию.Тогда электрическая энергия очень универсальна, поскольку ее можно легко преобразовать во многие другие формы энергии.
Для того, чтобы электрическая энергия перемещала электроны и создавала поток тока по цепи, должна выполняться работа, то есть электроны должны перемещаться на некоторое расстояние по проводу или проводнику. Проделанная работа сохраняется в потоке электронов в виде энергии. Таким образом, «Работа» — это название, которое мы даем процессу энергии.
Таким образом, мы можем сказать, что Work и Energy фактически то же самое, что энергия может быть определена как «способность выполнять некоторую работу».Обратите внимание, что выполненная работа или переданная энергия одинаково применимы к механической или тепловой системе, как и к электрической системе. Это потому, что механическая, тепловая и электрическая энергии взаимозаменяемы.
Электрическая энергия: вольт
Как мы теперь знаем, энергия — это способность выполнять работу, при этом стандартной единицей, используемой для энергии (и работы), является Джоуль . Джоуль энергии определяется как энергия, расходуемая одним ампером на один вольт за одну секунду.Электрический ток возникает в результате движения электрического заряда (электронов) по цепи, но для перемещения заряда от одного узла к другому необходима сила, создающая работу по перемещению заряда, а именно: напряжение .
Мы склонны думать о напряжении (В) как о существовании между двумя разными клеммами, точками или узлами в цепи или источнике питания от батареи. Но напряжение важно, поскольку оно обеспечивает работу, необходимую для перемещения заряда из одной точки в другую, в прямом или обратном направлении.Напряжение или разность потенциалов между двумя выводами или точками определяется как имеющее значение в один вольт, когда один джоуль энергии используется для перемещения одного кулона электрического заряда между этими двумя выводами.
Другими словами, разница Напряжение между двумя точками или выводами — это работа, необходимая в Джоулях для перемещения одного кулонов заряда от А к В. Следовательно, напряжение можно выразить как:
Блок напряжения
Где: напряжение в вольтах, J — работа или энергия в джоулях, а C — заряд в кулонах.Таким образом, если J = 1 джоуль, C = 1 кулон, то V будет равно 1 вольт.
Пример электроэнергии №1
Каково напряжение на клеммах аккумулятора, который расходует 135 джоулей энергии на перемещение 15 кулонов заряда по электрической цепи.
В этом примере мы видим, что каждый кулон заряда обладает энергией в 9 джоулей.
Электрическая энергия: ампер
Мы видели, что единицей электрического заряда является кулон и что поток электрического заряда по цепи используется для представления потока тока.Однако, поскольку символом кулона является буква «C», его можно спутать с символом емкости, который также является буквой «C».
Чтобы избежать этой путаницы, обычно для обозначения электрического заряда используется заглавная буква «Q» или строчная буква «q», обозначающая количество. Таким образом, Q = 1 кулон заряда или Q = 1Кл. Обратите внимание, что заряд Q может быть либо положительным, + Q, либо отрицательным, -Q, то есть избытком электронов или дырок.
Поток заряда в замкнутой цепи в форме электронов называется электрическим током .Однако использование выражения «поток заряда» подразумевает движение, поэтому, чтобы произвести электрический ток, заряд должен двигаться. Это затем приводит к вопросу о том, что заставляет заряд двигаться, и это делает наш старый друг Voltage сверху.
Таким образом, напряжение или разность потенциалов между двумя точками обеспечивает необходимую электрическую энергию для перемещения заряда по цепи в виде электрического тока. Следовательно, работа, выполняемая для перемещения заряда, обеспечивается разностью потенциалов, и если между двумя точками нет разности потенциалов, движение заряда отсутствует и, следовательно, не протекает ток.Фактический заряд без какого-либо потока или движения называется статическим электричеством.
Если движение заряда называется электрическим током, то мы можем правильно сказать, что ток — это скорость движения (или скорость потока) заряда, но сколько заряда представляет собой ток. Если мы выберем точку в цепи, любую точку и измерим количество заряда, которое проходит через эту точку ровно за одну секунду, это даст нам силу электрического тока в Ампер , (А).
Таким образом, один ампер тока равен одному кулону заряда, который проходит через данную точку за одну единицу секунды, и чем больше заряда в секунду проходит через эту точку, тем больше будет ток. Тогда мы можем определить один ампер (А) электрического тока как равный одному кулону заряда в секунду. Итак, 1А = 1Кл / с
Ампер
Где: Q — заряд (в кулонах), а t — интервал во времени (в секундах), на котором движется заряд. Другими словами, электрический ток имеет как величина (величина заряда) и указанное направление, связанное с ней.
Обратите внимание, что обычно используемым символом электрического тока является заглавная буква «I» или маленькая буква «i», обозначающие силу. Это интенсивность или концентрация заряда, создающего поток электронов. Для постоянного постоянного тока обычно используется заглавная буква «I», тогда как для переменного тока, изменяющегося во времени, обычно используется строчная буква «i». Символ i (t) означает мгновенное значение тока в этот точный момент времени.
Иногда легче запомнить эту взаимосвязь с помощью изображения.Здесь три количества Q, I и t, наложенные в треугольник, представляют фактическое положение каждой величины в текущей формуле.
Ампер
Транспонирование стандартной формулы, приведенной выше, дает нам следующие комбинации одного и того же уравнения:
Электроэнергия Пример №2
1. Сколько тока проходит через цепь, если 900 кулонов заряда проходят через заданную точку за 3 минуты.
2.Через резистор протекает электрический ток силой 3 ампера. Сколько кулонов заряда пройдет через резистор за 90 секунд.
Электрическая энергия: ватт
Электрическая мощность является произведением двух величин, Напряжение и Ток , и поэтому может быть определена как скорость, с которой выполняется работа при затрате энергии. Ранее мы говорили, что напряжение обеспечивает работу, необходимую в Джоулях для перемещения одного кулоновского заряда от A к B, и что ток — это скорость движения (или скорость потока) заряда.Итак, как эти два определения связаны друг с другом.
Если напряжение (В) равно Джоулям на кулоны (V = Дж / Кл), а амперы (I) равны заряду ( кулонов, ) в секунду (A = Q / t), то мы можем определить электрическую мощность (P) как являясь совокупностью этих двух величин. Это связано с тем, что электрическая мощность также может быть равна напряжению, умноженному на амперы, то есть: P = V * I.
Ватт
Итак, мы видим, что электрическая мощность — это также скорость, с которой работа выполняется в течение одной секунды.То есть за одну секунду рассеивается один джоуль энергии. Поскольку электрическая мощность измеряется в ваттах (Вт), ее также необходимо измерять в Джоулях в секунду . Итак, мы можем правильно сказать, что: 1 ватт = 1 джоуль в секунду (Дж / с).
Электроэнергетика
1 ватт (Вт) = 1 джоуль в секунду (Дж / с)
Итак, если 1 ватт = 1 джоуль в секунду, отсюда следует, что: 1 джоуль энергии = 1 ватт за одну единицу времени, то есть: работа равна мощности, умноженной на время (V * I * t джоулей).Таким образом, электрическая энергия (проделанная работа) получается путем умножения мощности на время в секундах, в течение которого течет заряд (в форме тока). Таким образом, единицы электрической энергии зависят от единиц, используемых для электроэнергии и времени. Итак, если мы измеряем электрическую мощность в киловаттах (кВт), а время в часах (ч), то потребляемая электрическая энергия равна киловаттам * часам (Втч) или просто: киловатт-час (кВтч).
Пример электроэнергии №3
Лампочка мощностью 100 Вт горит всего один час.Сколько джоулей электрической энергии израсходовано лампой.
Обратите внимание, что при рассмотрении джоуля как единицы электрической энергии удобнее представлять их в килоджоулях. Следовательно, ответ может быть дан как: 360 кДж.
Поскольку джоуль сам по себе является небольшой величиной, килоджоуль (кДж), тысячи джоулей, мегаджоуль (МДж), миллионы джоулей и даже гигаджоуль (ГДж), тысячи миллионов джоулей, — все это практические единицы электрической энергии.Таким образом, одна единица электроэнергии, эквивалентная одному киловатт-часу (кВтч), может быть определена как 3,6 мегаджоулей (МДж).
Аналогичным образом, поскольку ватт — это такое небольшое количество электроэнергии, киловатты (1 кВт = 1000 Вт) и мегаватты (1 МВт = 1 миллион ватт) обычно используются для определения выходной мощности электрического оборудования и приборов. Таким образом, мы можем видеть, что киловатт (или мегаватт) — это единица электроэнергии, а киловатт-час — это единица электрической энергии.
Ампер (А), электрический блок
Определение ампер
Ампер или ампер (символ: A) — это единица измерения электрического тока.
Устройство Ampere названо в честь Андре-Мари Ампера из Франции.
Один ампер определяется как ток, протекающий с электрическими заряд одного кулона в секунду.
1 А = 1 К / с
Амперметр
Амперметр или амперметр — это электрический прибор, который используется для измерения электрического тока в амперах.
Когда мы хотим измерить электрический ток на нагрузке, амперметр подключается последовательно к нагрузке.
Сопротивление амперметра близко к нулю, поэтому он не будет влияют на измеряемую цепь.
Таблица префиксов единиц ампер
| наименование | символ | преобразование | пример |
|---|---|---|---|
| микроампер (микроампер) | мкА | 1 мкА = 10 -6 А | I = 50 мкА |
| миллиампер (миллиампер) | мА | 1 мА = 10 -3 А | I = 3 мА |
| ампер (амперы) | А | – | I = 10A |
| килоампер (килоампер) | кА | 1кА = 10 3 А | I = 2кА |
Как преобразовать ампер в микроампер (мкА)
Ток I в микроамперах (мкА) равен току I в амперах (А), деленному на 1000000:
I (мкА) = I (A) /1000000
Как перевести ампер в миллиампер (мА)
Ток I в миллиамперах (мА) равен току I в амперах (А), деленному на 1000:
I (мА) = I (A) /1000
Как перевести ампер в килоампер (кА)
Ток I в килоамперах (мА) равен току I в амперах (А), умноженному на 1000:
I (кА) = I (A) ⋅ 1000
Как преобразовать амперы в ватты (Вт)
Мощность P в ваттах (Вт) равна току I в амперах (A), умноженному на напряжение V в вольтах (В):
P (W) = I (A) ⋅ V (V)
Как перевести ампер в вольты (В)
Напряжение V в вольтах (В) равно мощности P в ваттах (Вт), деленной на ток I в амперах (A):
В (В) = P (Ш) / I (A)
Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (А), умноженному на сопротивление R в омах (Ом):
В (В) = I (A) ⋅ R (Ом)
Как преобразовать амперы в Ом (Ом)
Сопротивление R в омах (Ом) равно напряжению V в вольтах (В), деленному на ток I в амперах (A):
R (Ом) = В (В) / I (A)
Как перевести амперы в киловатты (кВт)
Мощность P в киловаттах (кВт) равна току I в амперах (А), умноженному на напряжение V в вольтах (В), деленному на 1000:
P (кВт) = I (A) ⋅ В (В) /1000
Как перевести ампер в киловольт-ампер (кВА)
Полная мощность S в киловольт-амперах (кВА) равна действующему току I RMS в амперах (A), умноженное на действующее значение напряжения V RMS в вольтах (В), деленное на 1000:
S (кВА) = I RMS (A) ⋅ В СКЗ (В) /1000
Как преобразовать амперы в кулоны (К)
Электрический заряд Q в кулонах (Кл) равен току I в амперах (А), умноженному на время протекания тока t в секундах (с):
Q (C) = I (A) ⋅ т (s)
См. Также
Текущее электричество — Science World
Цели
Опишите компоненты, необходимые для замыкания электрической цепи.
Продемонстрируйте различные способы завершения цепи (параллельной или последовательной).
Определите, как электричество используется в бытовых приборах.
Опишите взаимосвязь между электроном и текущим электричеством.
Материалы
Фон
Электричество используется для работы вашего мобильного телефона, силовых поездов и кораблей, для работы холодильника и двигателей в таких машинах, как кухонные комбайны. Электрическая энергия должна быть заменена на другие формы энергии, такие как тепловая, световая или механическая, чтобы быть полезной.
Все, что мы видим, состоит из крошечных частиц, называемых атомами. Атомы состоят из еще более мелких частей, называемых протонами, электронами и нейтронами.Атом обычно имеет одинаковое количество протонов (имеющих положительный заряд) и электронов (имеющих отрицательный заряд). Иногда электроны можно отодвинуть от своих атомов.
Электрический ток — это движение электронов по проводу. Электрический ток измеряется в ампер, (ампер) и относится к количеству зарядов, которые перемещаются по проводу за секунду.
Для протекания тока цепь должна быть замкнута; Другими словами, должен быть непрерывный путь от источника питания через цепь, а затем обратно к источнику питания.
Параллельная цепь (вверху)
Цепь серии (внизу)
Напряжение иногда называют электрическим потенциалом и измеряется в вольт . Напряжение между двумя точками в цепи — это полная энергия, необходимая для перемещения небольшого электрического заряда из одной точки в другую, деленная на размер заряда.
Сопротивление измеряется в Ом и относится к силам, которые противодействуют потоку электронного тока в проводе.Мы можем использовать сопротивление в своих интересах, преобразовывая электрическую энергию, потерянную в резисторе, в тепловую энергию (например, в электрической плите), световую энергию (лампочка), звуковую энергию (радио), механическую энергию (электрический вентилятор) или магнитную энергию. энергия (электромагнит). Если мы хотим, чтобы ток протекал напрямую из одной точки в другую, мы должны использовать провод с минимально возможным сопротивлением.
Аккуратная аналогия, помогающая понять эти тер мс: система водопроводных труб.
- Напряжение эквивалентно давлению воды, которая выталкивает воду в трубу
- Ток эквивалентен расходу воды
- Сопротивление похоже на ширину трубы — чем тоньше труба, тем выше сопротивление и тем труднее проходит вода.
В этой серии заданий учащиеся будут экспериментировать с проводами, батареями и переключателями, чтобы создать свои собственные электрические цепи, одновременно изучая напряжение, ток и сопротивление.
Интересный факт!
Вы можете заметить, что символы для некоторых единиц СИ (Международной системы единиц) в этом плане урока написаны с заглавной буквы, например, вольт (В) и ампер (А), в отличие от тех, к которым вы привыкли. используя (м, кг). При названии единицы в честь человека принято использовать заглавную букву. В этих случаях подразделения были названы в честь Алессандро Вольта и Андре-Мари Ампера. Единица измерения сопротивления также была названа в честь человека (Георг Симон Ома), но использует символ Ω, который представляет греческую букву омега.Эти правила важно соблюдать, поскольку строчные и прописные буквы могут представлять разные единицы, например тонну (т) и тесла (Т). Единственным исключением является то, что для литров допустимо использовать L, поскольку букву «l» часто путают с цифрой «1»!
Словарь
амперметр : прибор для измерения электрического тока в цепи; единица измерения — амперы или амперы (А).
цепь : Путь для прохождения электрического тока.
проводник : Вещество, состоящее из атомов, которые свободно удерживают электроны, что позволяет им легче проходить через него.
электрический ток : непрерывный поток электрического заряда, перемещающийся из одного места в другое по пути; требуется для работы всех электрических устройств; измеряется в амперах или амперах (A).
электрохимическая реакция : Реакция, которая чаще всего включает перенос электронов между двумя веществами, вызванный или сопровождаемый электрическим током.
электрод : проводник, по которому ток входит или выходит из объекта или вещества.
электрон : субатомная частица с отрицательным электрическим зарядом.
изолятор : Вещество, состоящее из атомов, которые очень прочно удерживают электроны, что не позволяет электронам легко проходить сквозь них.
параллельная цепь : Тип схемы, которая позволяет току течь по параллельным путям. Электрический ток распределяется между разными путями.Если лампочки подключены в параллельную цепь, и одна из лампочек удалена, ток все равно будет течь, чтобы зажечь другие лампочки в цепи.
полупроводник : Вещество, состоящее из атомов, которые удерживают электроны с силой между проводником и изолятором.
Последовательная цепь : Схема, в которой все компоненты соединены одним путем, так что одинаковый ток течет через все компоненты. Если вынуть одну из лампочек, цепь разорвется, и ни одна из других лампочек не будет работать.
напряжение : Разность потенциалов между двумя точками в цепи, например положительным и отрицательным полюсами батареи. Его часто называют «толчком» или «силой» электричества. Возможно иметь напряжение без тока (например, если цепь неполная и электроны не могут течь), но невозможно иметь ток без напряжения. Он измеряется в вольтах (В).
вольтметр : прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи.
Другие ресурсы
г. до н.э. Hydro | Power Smart для школ
г. до н.э. Hydro | Изучение простых схем
г. до н.э. Hydro | Изучение последовательных и параллельных цепей
г. до н.э. Hydro | Электробезопасность
Как работает материал | Как работают светодиоды
Для покупки елочных мини-лампочек: Home Depot, Canadian Tire
Для приобретения небольших учебных лампочек (номиналом не более 2 вольт каждая): Boreal Science
единиц СИ — электрический ток
Ампер определяется как фиксированное числовое значение элементарного заряда e равным 1.602176634 × 10 −19 при выражении в единице C, которая равна A s, где вторая определяется в терминах ∆ν Cs .
Единицей измерения разности электрических потенциалов в системе СИ является вольт (В) 1 В = 1 Вт / А.
Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ — Ом (Ом). 1 Ом = 1 В / А.
При полном написании названия единиц обрабатываются как обычные английские существительные. Таким образом, названия всех единиц начинаются с строчной буквы, за исключением начала предложения или в материалах с заглавной буквы, таких как заголовок.В соответствии с этим правилом, символы единиц измерения ампер — это заглавная буква «А», а вольт — буква «V», потому что оба названия единиц основаны на именах ученых.
Андре Мари Ампер (1775 — 1836) Имя переносит в повседневной жизни ампер, прибор для измерения электрического тока. Эти биографические сайты могут помочь вам узнать больше:
Алессандро Вольта (1745 — 1827) Имя переносится в повседневной жизни вольт, производная единица измерения электрического потенциала, а также изобретатель первой батареи.Эти биографические сайты могут помочь вам узнать больше:
Ресурсы для студентов и преподавателейКредит: Дж. Ван и Б. Хейс / NIST
Лига супергероев СИ — мисс Ампер
Эта серия анимационных видео в стиле комиксов была разработана, чтобы помочь учащимся средних школ узнать о 7 основных единицах измерения СИ. Г-жа Ампер обладает потрясающей властью над потоком электронов — электрическим током.На практике ампер — это мера потока электронов через точку — около 6 квинтиллионов электронов (это 6 с 18 нулями!) В секунду.
Перейдите к дополнительной информации о базовом блоке SI:основных единиц простых электрических цепей, Рон Куртус
SfC Home> Физика> Электричество>
, автор: Рон Куртус (от 23 октября 2019 г.)
Основные элементы простой электрической цепи — это ампер, вольт и ом.
Простая схема обычно состоит из источника напряжения, металлических проводов, проводящих электрический ток, и одного или нескольких резисторов, препятствующих прохождению тока. Ток может быть постоянным (DC) или переменным (AC), и не должно быть дополнительных устройств, влияющих на ток.
Единица измерения электрического тока — ампер — является основной единицей международного стандарта (СИ). Единицы измерения напряжения и сопротивления являются производными от ампера и других стандартных единиц.К сожалению, международный комитет ученых сделал определения более сложными, чем они должны быть.
Вопросы, которые могут у вас возникнуть:
- Какое определение для ампера?
- Что за вольт?
- Что такое единица сопротивления?
Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Конвертация единиц
Ампер
Ампер ( A, ) — основная единица измерения электрического тока в системе СИ.Его можно определить как количество электрического заряда или количество электронов, которые проходят точку в цепи за одну секунду. Один ампер равен 6,241 * 10 18 электронов, проходящих точку в секунду или один кулон в секунду. (Кулон ( C ) — единица измерения электрического заряда в системе СИ.)
Официальное определение ампера в системе СИ несколько странно:
«Ампер — это тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с ничтожно малым круглым поперечным сечением и помещать на расстоянии 1 метра в вакууме, создаст между этими проводниками силу, равную 2 * 10 7 ньютон на метр длины.«
Примечание : Я считаю, что требование наличия проводника бесконечной длины и «незначительного» поперечного сечения непрактично и не входит в стандартное определение. Кроме того, существуют неустановленные последствия отношения силы между двумя проводами и током, которые следует выразить.
Поскольку A является базовой единицей СИ, она не выражается в других единицах.
Вольт
Вольт ( В, ) — производная единица измерения электрического потенциала или электродвижущей силы в системе СИ, которая заставляет электроны двигаться.Поскольку источник электричества создает энергию, вольт можно определить как разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи, которая будет передавать один джоуль ( Дж, ) энергии на один кулон ( C ) заряда, который проходит через него.
V = J / C
Напряжение также можно указать как электрический потенциал вдоль провода, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт ( Вт, ) мощности ( Вт = Дж / с ).
V = W / A
Вольт может быть указан в основных единицах СИ как 1 В = 1 кг · м 2 с −3 A −1 (один килограмм-метр в квадрате в секунду в кубе на ампер).
Принимая во внимание официальное определение ампера в системе СИ, вольт также равен разности потенциалов между двумя параллельными бесконечными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга, которые создают электрическое поле в 1 ньютон на кулон.
Ом
Ом ( Ом, ) — это единица электрического сопротивления в цепи.Он определяется как сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт ( В, ), приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в 1,0 ампер ( А, ), при условии, что проводник не источник какой-либо электродвижущей силы, например, в батарее.
Ом = В / А
Обратите внимание на , что это также уравнение закона Ома.
Указание сопротивления в основных единицах СИ:
Ом = кг м 2 с −3 A −2
Электрическое сопротивление также зависит от поперечного сечения провода, а также от его температуры.
Сводка
Ампер ( A ) — это основная единица СИ, состоящая из количества электрического заряда или количества электронов, которые проходят точку в электрической цепи за одну секунду. Вольт ( В, ) — это электрический потенциал, заставляющий электроны двигаться по проводу. Это джоуль энергии на кулон заряда. Ом ( Ом, ) — это единица электрического сопротивления, равная 1 вольту, деленному на 1 ампер.
Excel в том, чем вы занимаетесь
Ресурсы и ссылки
Полномочия Рона Куртуса
Сайты
Единица электрического тока (ампер) — Национальный институт стандартов и технологий (NIST)
Ампер — Википедия
Кулоновская сила — Wolfram Science World
Кулон — Википедия
Напряжение — HyperPhysics
Разность электрических потенциалов — Кабинет физики
Вольт — Википедия
Ом — Википедия
Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока
Физические ресурсы
Книги
Научитесь электричеству и электронике Стэна Гибилиско; Макгроу-Хилл; (2001) 34 доллара.95 — Руководство для профессионалов, любителей и техников, желающих изучить цепи переменного и постоянного тока
Вопросы и комментарии
Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.
Поделиться страницей
Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:
Студенты и исследователи
Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
electric_basic_units.htm
Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или тезисе.
Авторские права © Ограничения
Где ты сейчас?
Школа чемпионов
Физические темы
Основные элементы электрических цепей
Что такое электроэнергия? Определение, единицы и типы
Определение: Скорость, с которой работа выполняется в электрической цепи, называется электрической мощностью.Другими словами, электрическая мощность определяется как скорость передачи энергии. Электроэнергия вырабатывается генератором, а также может поставляться электрическими батареями. Он дает низкоэнтропийную форму энергии, которая переносится на большие расстояния, а также преобразуется в различные другие формы энергии, такие как движение, тепловая энергия и т. Д.
Электроэнергия делится на два типа: мощность переменного тока и мощность постоянного тока. Классификация электроэнергии зависит от характера тока.Электроэнергия продается в джоулях, которые являются произведением мощности в киловаттах и времени работы оборудования в часах. Полезность электроэнергии измеряется электросчетчиком, который регистрирует общую энергию, потребляемую устройствами с питанием. Электрическая мощность определяется уравнением, показанным ниже.
Где В, — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление, обеспечиваемое устройствами с питанием, T — время в секундах, а P — мощность, измеренная в Вт.
Единица электроэнергии
Единица измерения электрической мощности — Ватт.
Если, Таким образом, мощность, потребляемая в электрической цепи, считается равной одному ватту, если через цепь протекает ток в один ампер, когда к ней приложена разность потенциалов в 1 В. Большей единицей электрической мощности является киловатт (кВт), обычно используется в энергосистеме
Виды электроэнергии
Электроэнергия в основном подразделяется на два типа. Это мощность постоянного и переменного тока.
1. Питание постоянного тока
Мощность постоянного тока определяется как произведение напряжения и тока. Его производят топливный элемент, аккумулятор и генератор.
Где P — мощность в ваттах.
В — напряжение в вольтах.
I — ток в амперах.
2. Электропитание переменного тока
Электропитание переменного тока в основном делится на три типа. Это кажущаяся мощность, активная мощность и реальная мощность.
1. Полная мощность — Полная мощность — это бесполезная мощность или мощность холостого хода.Он представлен символом S, а их единица СИ — вольт-ампер.
Где S — полная мощность
В действующее значение — действующее значение напряжения = В пиковое значение √2 в вольт.
I rms — RMS ток = I пик √2 в усилителе.
2. Активная мощность — Активная мощность (P) — это активная мощность, рассеиваемая на сопротивлении цепи.
Где, P — реальная мощность в ваттах.
В среднеквадратичное значение — Среднеквадратичное значение напряжения = В пиковое значение √2 в вольтах.
I rms — RMS ток = I пик √2 в усилителе.
Φ — фазовый угол импеданса между напряжением и током.
3. Реактивная мощность — Мощность, развиваемая в реактивном сопротивлении цепи, называется реактивной мощностью (Q).
