Esmakordselt mainitakse elektrit katsetes Vana-Kreeka filosoof Thales. Just tema avastas esmakordselt, et esemed tõmbavad hõõrdumisel ligi. Samanimelise termini võttis 17. sajandi alguses kasutusele inglise füüsik Gilbert pärast magnetitega tehtud katseid. Elektriteaduse isaks peetakse prantslast. teadlase ripats- Just pärast tema nime saanud seaduse avastamist alustas elektrotehnika oma võidukat marssi, mis kestab tänaseni. See seadus ütleb, et kaks punktlaengõhuta keskkonnas mõjutavad nad jõudu, mis on otseselt proportsionaalne nende moodulitega ja pöördvõrdeline nendevahelise kaugusega ruudus.
Uurime, mis on elektri mõiste? Lühidalt öeldes on see laetud osakeste voolu suunatud liikumine. Kehasid, mida nad läbivad, nimetatakse juhtideks. Igal juhil on teatud takistus elektrivoolule, mis
Ja enne põhiseaduste juurde asumist paar sõna laetud osakeste kohta: need võivad olla suhteliselt positiivsed ja negatiivsed. Nagu laengud tõrjuvad ja erinevalt laengud tõmbavad.
Liigume nüüd peamise juurde.
Elektriteaduse aluseks on Ohmi seadus.
Selle saksa füüsiku katse viis ta järgmise veendumuseni:
metalljuhet läbiv vool I on võrdeline selle otste pingega või I = U/R
Pinge on siin piltlikult öeldes elektriahela kahe punkti poolt tekitatud “rõhkude” erinevus. Seda mõõdetakse voltides.
Elektrivool on elektronide arv, mida elektriahela osa läbib ja mida mõõdetakse amprites.
Vastupidavus on keti omadus seda liikumist takistada. Eelmainitud füüsiku auks mõõdetakse seda oomides.
Teisisõnu, juhi takistus, mida läbib 1 amprine vool pingel 1 volt, on takistusega 1 oomi.
Kõik muud elektriseadmed “tantsivad” seetõttu.
Ja nüüd - võimust elektrivool
Füüsikas on võimsus töö tegemise kiirus. Pole tähtis, kumb. Mida kiiremini see operatsioon läbi viiakse, seda suuremaks peetakse seda tegija jõudu, olgu selleks siis inimene, mehaaniline seade või midagi muud.
Sama lugu on elektrivooluga: selle võimsus on elektrilaengute liigutamisega tehtud töö ja selle toimumiseks kulunud aja suhe.
Lihtsamalt öeldes selleks, et elektrienergia saamiseks 1 vatt, kui vooluallika pinge on 1 volt, on vaja läbi juhi juhtida 1 amprine vool. Teisisõnu saab võimsust (P) arvutada üksteisega korrutades elektripinge ja praegune:
P = U*I.
Olles seda lihtsat valemit meelde jätnud, saate praktikas võimsuse arvutada. Näiteks kui voolu ja takistuse väärtused on teada, kuid pinge kohta pole teavet, saame kasutada Ohmi seadust, asendades valemis hoopis I*R. Selgub, et võimsus võrdub elektrivoolu ruuduga, mis on korrutatud takistusega.
See seadus tuleb appi ka siis, kui pinge ja takistuse väärtused on teada. Sel juhul asendades vooluväärtuse asemel I = U/R, saame võimsuse väärtuse, mis võrdub pinge ja takistusega jagatud ruuduga.
See on kõik – ei midagi keerulist!
Nagu teate, peab elektripingel olema oma mõõt, mis algselt vastab väärtusele, mis arvutatakse konkreetse elektriseadme toiteks. Selle toitepinge väärtuse ületamine või vähendamine mõjutab negatiivselt elektriseadmed, kuni selle täieliku ebaõnnestumiseni. Mis on pinge? See on erinevus elektrilised potentsiaalid. See tähendab, et kui mõistmise hõlbustamiseks võrdleme seda veega, siis vastab see ligikaudu rõhule. Teaduse järgi on elektripinge füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd teeb vool antud piirkonnas, kui ühiklaeng seda piirkonda läbi liigub.
Kõige tavalisem pinge-voolu valem on selline, milles on kolm peamist elektrilised kogused, nimelt pinge, vool ja takistus ise. Noh, seda valemit tuntakse Ohmi seadusena (elektripinge, potentsiaalide erinevuse leidmine).
See valem kõlab nii – elektripinge võrdub voolu ja takistuse korrutisega. Lubage mul teile meelde tuletada, et elektrotehnikas erinevatele füüsikalised kogused Mõõtühikuid on erinevaid. Pinge mõõtühik on "volt" (selle nähtuse avastanud teadlase Alessandro Volta auks). Voolu ühik on "Amper" ja takistus on "Oom". Selle tulemusena on meil - 1 volti elektripinge võrdub 1 ampriga, mis on korrutatud 1 oomiga.
Lisaks on teine enimkasutatud pingevalem see, milles elektrivõimsust ja voolutugevust teades võib leida sama pinge.
See valem kõlab nii - elektripinge võrdub võimsuse ja voolu suhtega (pinge leidmiseks peate võimsuse vooluga jagama). Võimsus ise leitakse, korrutades voolu pingega. Noh, voolu leidmiseks peate võimsuse pingega jagama. Kõik on äärmiselt lihtne. Elektrienergia mõõtühik on "vatt". Seetõttu võrdub 1 volt 1 vatti jagatuna 1 ampriga.
Noh, nüüd annan elektripinge jaoks teaduslikuma valemi, mis sisaldab "tööd" ja "laenguid".
See valem näitab tehtud töö ja liikumise suhet elektrilaeng. Praktikas pole teil seda valemit tõenäoliselt vaja. Kõige tavalisem on see, mis sisaldab voolu, takistust ja võimsust (st kaks esimest valemit). Kuid ma tahan teid hoiatada, et see kehtib ainult aktiivsete takistuste kasutamise korral. See tähendab, et kui tehakse arvutused elektriahela kohta, millel on takistus tavaliste takistite, küttekehade (nikroomspiraaliga), hõõglampide jms kujul, siis ülaltoodud valem töötab. Reaktsiooni (induktiivsuse või mahtuvuse olemasolu ahelas) kasutamisel on vaja teistsugust voolupinge valemit, mis võtab arvesse ka pinge sagedust, induktiivsust ja mahtuvust.
P.S. Ohmi seaduse valem on fundamentaalne ja selle järgi võib alati leida ühe tundmatu suuruse kahest teadaolevast (vool, pinge, takistus). Praktikas hakatakse Ohmi seadust kasutama väga sageli, nii et iga elektrik ja elektroonikainsener peab seda lihtsalt peast teadma.
Mis tahes projekteerimisel elektriahelad teostatakse võimsuse arvutamine. Selle põhjal valitakse peamised elemendid ja arvutatakse lubatud koormus. Kui arvutus vooluringi jaoks alalisvool ei ole keeruline (vastavalt Ohmi seadusele on vaja voolu korrutada pingega - P = U * I), siis võimsuse arvutamisega vahelduvvoolu- mitte nii lihtne. Selgitamiseks peate viitama elektrotehnika põhitõdedele, ilma detailidesse laskumata, me anname kokkuvõte põhiteesid.
Vahelduvvooluahelates tehakse võimsuse arvutused, võttes arvesse pinge ja voolu sinusoidaalsete muutuste seadusi. Sellega seoses võeti kasutusele koguvõimsuse (S) mõiste, mis sisaldab kahte komponenti: reaktiiv (Q) ja aktiivne (P). Neid suurusi saab graafiliselt kirjeldada jõukolmnurga kaudu (vt joonis 1).
Aktiivne komponent (P) viitab kasuliku koormuse võimsusele (elektri pöördumatu muundamine soojuseks, valguseks jne). Seda väärtust mõõdetakse vattides (W), per leibkonna tasandil Tavaliselt arvutatakse kilovattides (kW), tööstussektoris - megavattides (mW).
Reaktiivkomponent (Q) kirjeldab mahtuvuslikku ja induktiivset elektrilist koormust vahelduvvooluahelas, selle suuruse mõõtühikuks on Var.
Riis. 1. Pingete (A) ja pingete (V) kolmnurk
Vastavalt graafilisele esitusele saab võimsuskolmnurgas seoseid kirjeldada elementaarsete trigonomeetriliste identiteetide abil, mis võimaldab kasutada järgmised valemid:
Need arvutused kehtivad ühefaasiline võrk(näiteks majapidamises 220 V), võimsuse arvutamiseks kolmefaasiline võrk(380 V) on vaja lisada valemitele kordaja - √3 (sümmeetrilise koormusega) või liita kõigi faaside võimsused (kui koormus on asümmeetriline).
Koguvõimsuse komponentide mõjuprotsessi paremaks mõistmiseks vaatleme koormuse "puhast" avaldumist aktiivsel, induktiivsel ja mahtuvuslikul kujul.
Võtame hüpoteetilise vooluringi, mis kasutab "puhast" aktiivtakistust ja sobivat allikat Vahelduvpinge. Sellise vooluahela töö graafiline kirjeldus on näidatud joonisel 2, kus kuvatakse teatud ajavahemiku (t) peamised parameetrid.
Joonis 2. Ideaalne takistuslik koormusvõimsus
Näeme, et pinge ja vool on sünkroniseeritud nii faasis kui ka sageduses, samas kui võimsusel on kahekordne sagedus. Pange tähele, et selle suuruse suund on positiivne ja see kasvab pidevalt.
Nagu on näha jooniselt 3, erineb mahtuvusliku koormuse omaduste graafik veidi aktiivsest.
Joonis 3. Ideaalse mahtuvusliku koormuse graafik
Mahtuvusliku võimsuse võnkumiste sagedus on kaks korda suurem siinuspinge muutuse sagedusest. Mis puutub selle parameetri koguväärtusse, siis ühe harmoonilise perioodi jooksul on see võrdne nulliga. Samal ajal ei täheldata ka energia (∆W) suurenemist. See tulemus näitab, et selle liikumine toimub ahela mõlemas suunas. See tähendab, et kui pinge suureneb, koguneb mahtuvusse laeng. Kui tekib negatiivne pooltsükkel, tühjendatakse kogunenud laeng vooluringi.
Koormusmahtuvuses energia akumuleerumise ja sellele järgneva tühjenemise käigus kasulikku tööd ei tehta.
Allolev graafik näitab "puhta" induktiivse koormuse olemust. Nagu näeme, on muutunud ainult võimsuse suund, mis on võrdne nulliga.
Ülaltoodud näidetes kaaluti valikuid, kus oli "puhas" reaktiivne koormus. Aktiivse resistentsuse mõjutegurit ei võetud arvesse. Sellistes tingimustes on reaktiivne efekt null, mis tähendab, et seda saab ignoreerida. Nagu te mõistate, on see reaalsetes tingimustes võimatu. Isegi kui hüpoteetiliselt selline koormus eksisteeris, ei saa välistada kaabli vasest või alumiiniumist juhtmete takistust, mis on vajalik selle ühendamiseks toiteallikaga.
Reaktiivne komponent võib avalduda vooluringi aktiivsete komponentide, näiteks mootori, trafo, ühendusjuhtmete, toitekaabli jne kuumutamise kujul. Sellele kulub teatud hulk energiat, mis viib põhiomaduste vähenemiseni.
Reaktiivvõimsus mõjutab vooluahelat järgmiselt:
Sellepärast ei saa elektriahela asjakohaste arvutuste tegemisel välistada induktiivsete ja mahtuvuslike koormuste mõju ning vajadusel ette näha nende kasutamine. tehnilised süsteemid selle kompenseerimiseks.
Igapäevaelus tuleb sageli tegeleda energiatarbimise arvutamisega, näiteks enne ressursimahuka elektritarbija (konditsioneer, boiler, juhtmestiku) ühendamist kontrollida juhtmestiku lubatud koormust. elektripliit jne.). Samuti on selline arvutus vajalik jaotuskilbi kaitselülitite valimisel, mille kaudu korter on ühendatud toiteallikaga.
Sellistel juhtudel ei ole vaja võimsust voolu ja pinge järgi arvutada, piisab kõigi samaaegselt sisse lülitatavate seadmete energiatarbimisest. Arvutustes osalemata saate selle väärtuse iga seadme jaoks teada saada kolmel viisil:
Arvutuste tegemisel tuleb arvestada, et mõne elektriseadme käivitusvõimsus võib nominaalsest oluliselt erineda. Sest majapidamisseadmed seda parameetrit pole peaaegu kunagi määratud tehniline dokumentatsioon, seetõttu on vaja viidata vastavale tabelile, mis sisaldab algvõimsuse parameetrite keskmisi väärtusi erinevaid seadmeid(soovitav on valida maksimaalne väärtus).
Iga inimene kasutab seda iga päev kodumasinad millel on elektriahel. Interneti-koormuse arvutamine amprites ja vattides. See on teatud "tee" elektrivoolu jaoks, mis kantakse üle seadmesse ja käivitab selle. Kõik seadmed on tinglikult jagatud kolme rühma: elektrienergia allikad (primaarne ja sekundaarne), muundurid (valgustus- ja kütteseadmed), samuti abielemendid - lülitid, juhtmed, mõõteseadmed, tagades ahela toimimise reaalsetes tingimustes.
Kõik need seadmed on osa üldisest elektromagnetilisest protsessist ja neil on oma elektriahela klass, mis on loodud seadme efektiivse funktsionaalsuse ja vajaliku töörežiimi tagamiseks. Võimsuse arvutamise teenus aitab teil kiiresti teada saada, mitu vatti on Amperes.
See usaldusväärne abiline töötab elektriahela võimsuse arvutamisel, võimaldades teil mõne sekundiga saada 99,9% tulemuse. Kasutaja saab mõne minutiga läbi mõelda palju võimalusi ja valida kõige optimaalsema. Vea tõenäosus on viidud miinimumini.
J = U/R; U = R × J; R = U/J; P=U²/R
Elektriahelate võrgus arvutamiseks peate valmis tabelisse sisestama kaks väärtust: pinge (V) ja vool (A). Seejärel klõpsake nuppu "Arvuta" ja saate kasutaja määratud parameetrite takistuse (Ohm) ja võimsuse (W) andmete kohese tulemuse.
The Interneti-kalkulaator elektriahelate arvutamise võimsus on automaatne, peate olema kõigi indikaatorite sisestamisel ettevaatlik. Kui arv koosneb täisarvust ja murdosast, tuleb need eraldada punktiga, mitte komaga.
Elektriahelate takistuse arvutamiseks saate seda kasutada kõigi jaoks tuntud valem Ohmi seadus
