Jaký vzorec se používá pro výpočet výkonu elektrického proudu. Ještě jednou o výkonu: činný, jalový, zdánlivý (P, Q, S), stejně jako účiník (PF)

Připojení k domácímu nebo průmyslovému elektrické sítě spotřebitel, jehož výkon je větší než výkon, pro který je kabel nebo drát navržen, je zatížen nejnepříjemnějšími a někdy katastrofickými důsledky. Při správné organizaci elektrického vedení uvnitř obydlí budou neustále fungovat jističe nebo vyhoří pojistky (zástrčky).

Pokud není ochrana provedena správně nebo vůbec, může to vést k:

• k přepálení napájecího vodiče nebo kabelu;
• natavení izolace a zkrat mezi dráty;
• přehřátí měděných nebo hliníkových kabelových jader a požár.

Proto je před připojením spotřebitele k elektrické síti žádoucí znát nejen jeho štítkovou elektrickou energii, ale také proud odebíraný ze sítě.

Výpočet spotřeby energie

Vzorec pro výpočet výkonu podle proudu a napětí je známý ze školního kurzu fyziky. Výpočet výkonu elektrický proud(ve wattech) za jednofázová síť se provádí podle výrazu:

• kde U je napětí ve voltech
• I - proud v ampérech;
• Cosφ - účiník, v závislosti na charakteru zátěže.

Může vyvstat otázka - proč potřebujeme vzorec pro výpočet výkonu podle proudu, když jej lze zjistit z pasu připojeného zařízení? Definice elektrické parametry, včetně příkonu a odběru proudu je nutné ve fázi návrhu elektroinstalace. Průřez vodiče nebo kabelu je určen maximálním proudem protékajícím sítí. Chcete-li vypočítat proud podle výkonu, můžete použít převedený vzorec:

Účiník závisí na typu zátěže (aktivní nebo jalová). Pro výpočty pro domácnost se doporučuje, aby se jeho hodnota rovnala 0,90 ... 0,95. Při připojení elektrických sporáků, ohřívačů, žárovek, jejichž zatížení je považováno za aktivní, lze tento koeficient považovat za rovný 1.

Výše uvedené vzorce pro výpočet výkonu podle proudu a napětí lze použít pro jednofázovou síť s napětím 220,0 voltů. Pro třífázová síť mají mírně upravený vzhled.

Výpočet výkonu třífázových spotřebičů

Stanovení příkonu pro třífázovou síť má svá specifika. Vzorec pro výpočet výkonu elektrického proudu třífázových domácích spotřebitelů je:

P=3,00,5×U×I×Cosφ nebo 1,73×U×I×Cosφ,

Vlastnosti výpočtu

Výše uvedené vzorce jsou pro zjednodušené výpočty domácnosti. Při stanovení efektivních parametrů je nutné vzít v úvahu skutečné spojení. Typickým příkladem je výpočet spotřeby energie z baterie. Vzhledem k tomu, že proud v obvodu teče konstantní, není zohledněn účiník, protože povaha zátěže neovlivňuje spotřebu energie. A pro aktivní a reaktivní spotřebitele se jeho hodnota rovná 1,0.

Druhou nuancí, kterou je třeba vzít v úvahu při provádění výpočtů elektřiny pro domácnost, je skutečná hodnota napětí. Není žádným tajemstvím, že ve venkovských oblastech může síťové napětí kolísat v poměrně širokém rozmezí. Proto je při použití výpočtových vzorců nutné dosadit skutečné hodnoty parametrů v nich.

Úkol výpočtu třífázových spotřebitelů je ještě obtížnější. Při stanovení protékajícího proudu v síti je nutné dodatečně zohlednit typ zapojení - "hvězda" nebo "trojúhelník".

Elektrická energie. V přírodě a technice nepřetržitě probíhají procesy přeměny energie z jednoho typu na druhý (obr. 30). Ve zdrojích elektrická energie různé druhy energie se přeměňují na elektrickou energii. Například v elektrické generátory 1, poháněné do rotace nějakým mechanismem, se mechanická energie přeměňuje na energii elektrickou, v termogenerátorech 2 - tepelnou, v bateriích 9 při jejich vybíjení a galvanické články 10 - chemické, ve fotočláncích 11 - zářivé.
Přijímače elektrické energie naopak přeměňují elektrickou energii na jiné druhy energie - tepelnou, mechanickou, chemickou, sálavou atd. Například u elektromotorů 3 se elektrická energie přeměňuje na mechanickou energii, u elektrických ohřívačů 5 - na tepelnou energii, v elektrolytických lázních 8 a bateriích 7 při jejich nabíjení - do chemických, v elektrických lampách 6 - na zářivé a tepelné, v anténách 4 rádiových vysílačů - na zářivé.

Měřítkem energie je práce. Práce W vykonaná elektrickým proudem za čas t při známém napětí U a proudu I je rovna součinu napětí krát proudu a času jeho působení:

W=UIt (29)

Za jednotku elektrické energie se bere práce vykonaná elektrickým proudem 1 A při napětí 1 V po dobu 1 s. Tato jednotka se nazývá joule (J). Joule, který se také nazývá wattsekunda (W * s), je velmi malá jednotka měření, proto se v praxi k měření elektrické energie používají větší jednotky - watthodina (1 W * h \u003d 3600 J), kilowatthodina (1 kW * h = 1 000 W * h = 3,6 * 10 6 J), megawatthodina (1 MW * h = 1 000 kW * h = 3,6 * 10 9 J).

Elektrická energie. Energie přijatá přijímačem nebo vydaná zdrojem proudu po dobu 1 s se nazývá výkon. Výkon P při konstantních hodnotách U a I se rovná součinu napětí U a proudu I:

P=UI(30)

Pomocí Ohmova zákona pro určení proudu a napětí v závislosti na odporu R a vodivosti G můžete získat další výrazy pro výkon. Pokud ve vzorci (30) nahradíme napětí U=IR nebo proud I=U/R=UG, dostaneme

P = I2R (31)

P \u003d U 2 /R \u003d U 2 G (32)

Elektrický výkon se tedy rovná součinu druhé mocniny proudu a odporu, nebo elektrické energie druhé mocniny napětí dělené odporem, neboli druhé mocnině napětí krát vodivost.

Výkon, který vznikne proudem 1 A při napětí 1 V, se bere jako jednotka výkonu a nazývá se watt (W). V technologii se výkon měří ve větších jednotkách: kilowatty (1 kW \u003d 1000 W) a megawatty (1 MW \u003d 1 000 000 W).

Energetické ztráty a účinnost. Při přeměně elektrické energie na jiný druh energie nebo naopak není veškerá energie přeměněna na požadovaný druh energie, část se neproduktivně vynakládá (ztrácí) na překonání tření v ložiskách strojů, topných drátech apod. Tyto energetické ztráty jsou nevyhnutelné v každém stroji a zařízení.
Poměr výkonu daného zdrojem nebo přijímačem elektrické energie k výkonu, který přijímá, se nazývá účinnost zdroje nebo přijímače. Efektivita (efektivita)

? \u003d P 2 / P 1 \u003d P 2 / (P 2 +? P) (33)

P 2 - výstupní (užitečný) výkon;
P 1 - přijatý výkon;
?P - ztráta výkonu.

Účinnost je vždy menší než jednota, protože v každém stroji a jakémkoli zařízení dochází ke ztrátám energie. Někdy se účinnost vyjadřuje v procentech. Takže trakční motory elektrických lokomotiv a dieselových lokomotiv mají účinnost 86-92%, výkonné transformátory - 96-98%, trakční rozvodny - 94-96%, kontaktní síť elektrifikovaných železnice- asi 90%, generátory lokomotiv - 92-94%.
Vezměme si jako příklad distribuci energie v elektrický obvod(obr. 31). Generátor 1, který napájí tento okruh, přijímá od primárního motoru 2 (například dieselového motoru) mechanický výkon Р mx = 28,9 kW a vydává elektrický výkon Р el = 26 kW (2,9 kW jsou ztráty výkonu v generátoru) . Má tedy účinnost? gen \u003d P el / P mx \u003d 26 / 28,9 \u003d 0,9.

Výkon Р el = 26 kW, daný generátorem, se vynakládá na napájení elektrických lamp (6 kW), vytápění elektrických kamen (7,2 kW) a napájení elektromotoru (10,8 kW). Část výkonu? P pr \u003d 2 kW se ztratí kvůli zbytečnému zahřívání vodičů spojujících generátor se spotřebiteli.

V každém přijímači elektrické energie dochází také ke ztrátám výkonu. V elektromotoru 3 je ztrátový výkon 0,8 kW (ze sítě přijímá výkon 10,8 kW a dává pouze 10 kW), takže účinnost ?dv = 10/10,8 = 0,925. Z 6 kW výkonu, který lampy přijmou, jde jen malá část na Vytváření zářivé energie, většina se zbytečně rozptýlí ve formě tepla. V elektrickém sporáku není veškerý přijatý výkon 7,2 kW vynaložen na ohřev jídla, protože část tepla, které vytváří, se odvádí do okolního prostoru. Při zvažování elektrických obvodů spolu s definicí působících proudů a napětí samostatné sekce, je nutné určit výkon jimi přenášený. V tomto případě je třeba dodržet tzv. energetickou bilanci kapacit. To znamená, že výkon přijímaný jakýmkoli zařízením (zdrojem proudu nebo spotřebičem) nebo částí elektrického obvodu se musí rovnat součtu výkonu, který poskytují, a výkonových ztrát, ke kterým dochází v toto zařízení nebo část řetězce.

To znamená odlišné typy energie. V tomto článku budeme zvažovat a studovat takové fyzikální pojmy, jako je síla elektrického proudu.

Aktuální výkonové vzorce

Pod aktuálním výkonem, stejně jako v mechanice, rozumí práci, která je vykonána za jednotku času. Pro výpočet výkonu se znalostí práce, kterou elektrický proud vykonává po určitou dobu, pomůže fyzikální vzorec.

Proud, napětí, výkon v elektrostatice souvisí rovností, kterou lze odvodit ze vzorce A=UIt. Určuje práci, kterou elektrický proud vykoná:

P=A/t=UI/t=UI
Vzorec pro výkon stejnosměrného proudu v jakékoli části obvodu je tedy vyjádřen jako součin síly proudu a napětí mezi konci části.

Pohonné jednotky

1 W (watt) - proudový výkon 1 A (ampér) ve vodiči, mezi jehož konci je udržováno napětí 1 V (volt).

Zařízení pro měření výkonu elektrického proudu se nazývá wattmetr. Také vzorec aktuálního výkonu umožňuje určit výkon pomocí voltmetru a ampérmetru.

Mimosystémovou jednotkou výkonu je kW (kilowatt), GW (gigawatt), mW (miliwatt) atd. S tím jsou spojeny i některé mimosystémové jednotky práce, které se často používají v každodenním životě, např. (kilowatthodina ). Protože 1 kW = 10 3 W a 1 h = 3600 s, Že

1 kW · h \u003d 10 3 W 3600 s \u003d 3,6 10 6 W s \u003d 3,6 10 6 J.

Ohmův zákon a moc

Pomocí Ohmova zákona, aktuální výkonový vzorec P=UI se píše v tomto tvaru:

P \u003d UI \u003d U 2 / R \u003d I 2 / R
Výkon uvolněný na vodičích je tedy přímo úměrný síle proudu procházejícího vodičem a napětí na jeho koncích.

Skutečný a jmenovitý výkon

Při měření výkonu ve spotřebiči vám vzorec aktuálního výkonu umožňuje určit jeho skutečnou hodnotu, tedy tu, která je skutečně uvolněna v tento momentčas na spotřebiteli.

V pasech různých elektrických spotřebičů je také zaznamenána hodnota výkonu. Říká se tomu nominální. V pasu elektrického zařízení je obvykle uveden nejen jmenovitý výkon, ale také napětí, pro které je navrženo. Napětí v síti se však může mírně lišit od napětí uvedeného v pasu, například zvýšení. S nárůstem napětí se také zvyšuje proudová síla v síti a následně i aktuální výkon ve spotřebiteli. To znamená, že hodnota skutečného a jmenovitého výkonu zařízení se může lišit. Maximální skutečný výkon elektrické zařízení více než nominální. To se provádí za účelem zabránění selhání zařízení s malými změnami napětí v síti.

Pokud se obvod skládá z několika spotřebičů, pak při výpočtu jejich skutečného výkonu je třeba mít na paměti, že pro jakékoli připojení spotřebičů se celkový výkon v celém obvodu rovná součtu kapacit jednotlivých spotřebičů.

Účinnost elektrického spotřebiče

Jak víte, ideální stroje a mechanismy neexistují (tedy takové, které by zcela přeměnily jeden typ energie na jiný nebo energii vytvářely). Při provozu zařízení je část vynaložené energie nutně vynaložena na překonání nežádoucích odporových sil nebo je jednoduše „rozptýlena“ do okolí. Jen část námi vynaložené energie tak jde na výkon užitečné práce, pro kterou bylo zařízení stvořeno.

Jinými slovy, efektivita ukazuje, jak efektivně je vynaložená práce využita, když ji vykonává např. elektrický spotřebič.

Účinnost (označovaná řeckým písmenem η („toto“)) je fyzikální veličina, která charakterizuje účinnost elektrického zařízení a ukazuje, kolik užitečné práce je vynaloženo.

Účinnost je určena (stejně jako v mechanice) vzorcem:

η = A P / A Z 100 %

Pokud je známa síla elektrického proudu, vzorce pro určení CCD budou vypadat takto:

η \u003d P P / P Z 100 %

Před určením účinnosti zařízení je nutné určit, co je užitečná práce(k čemu je zařízení vyrobeno) a jaká je vynaložená práce (práce se dělá nebo kolik energie se vynakládá na užitečnou práci).

Úkol

Běžná elektrická lampa má výkon 60 W a provozní napětí 220 V. Jakou práci vykoná elektrický proud ve svítidle a kolik za elektřinu během měsíce zaplatíte, při tarifu T = 28 rublů, používáte lampu 3 hodiny každý den?
Jaký je proud v lampě a odpor její spirály v provozním stavu?

Řešení:

1. Chcete-li tento problém vyřešit:
a) vypočítat provozní dobu lampy za měsíc;
b) vypočítáme práci síly proudu v lampě;
c) vypočítáme měsíční poplatek ve výši 28 rublů;
d) vypočítat proudovou sílu v lampě;
e) vypočítáme odpor cívky lampy v provozním stavu.

2. Práce síly proudu se vypočítá podle vzorce:

A = Pt

Síla proudu v lampě pomůže vypočítat vzorec aktuálního výkonu:

P=UI;
I = P/U.

Odpor cívky žárovky v provozním stavu podle Ohmova zákona je:

[A] = Wh;

[I] \u003d 1V 1A / 1B \u003d 1A;

[R] = 1V/1A = 1Ω.

4. Výpočty:

t = 30 dnů 3 h = 90 h;
A \u003d 60 90 \u003d 5400 W h \u003d 5,4 kW h;
I \u003d 60/220 \u003d 0,3 A;
R \u003d 220 / 0,3 \u003d 733 ohmů;
V \u003d 5,4 kWh 28 k / kWh \u003d 151 rublů.

Odpověď: A \u003d 5,4 kWh; I \u003d 0,3 A; R = 733 Ohm; B = 151 rublů.

Obsah:

Už dávno se ví, že na světě existují Drobci, kteří se táty ptají nejen na to, co je dobré a co špatné, ale na cokoli. Je proto velmi pravděpodobné, že se starší Miminko může ptát, proč je na topení napsáno 2000 W. Kdo umí číst Miminko, jeho tatínkové a mnoho dalších čtenářů, kteří zapomněli základy fyziky, najdou další informace, které mu osvěží paměť . Zejména si připomeňme, v čem se měří výkon a jak se nazývá jednotka měření výkonu elektřiny.

Síla kolem nás

Nyní všude, kde lidé žijí, jsou elektrické spotřebiče. Každý z nich má jmenovitou spotřebu energie. V technickém pasu nebo návodu k použití jsou objasňující slova - elektrická energie. Tato definice je vnímána jako něco abstraktního a nikoli vitálního, neosobního. Koneckonců, pokud v životě existují nějaké projevy energie a tedy moci, pro které se častěji používá slovo „moc“, je vždy jasné, s kým nebo s čím to vše souvisí.

Například z hor se snesl bahenní proud, který se vší silou snesl na takové a takové město. Okamžitě je jasné, že tok bahna je mocný, má destruktivní sílu a pojem síly je spojen právě s ním, s jeho pohybem, s tím, z čeho se skládá. Ale s kým nebo s čím je spojena elektrická energie? Protože všichni víme o nebezpečí od dětství elektrická zásuvka V první řadě si dejte pozor na napětí. A skutečně: protože provoz elektrických spotřebičů vyžaduje napětí v zásuvce, pak můžeme říci, že síla elektřiny je síla napětí.

Ale pokud je v blízkosti zásuvky ohřívač a jeho zástrčka v něm není, nevydává teplo. Na výstupu je však stále napětí. A nic se neděje. Takže definice "napěťového výkonu" je nesprávná. Tvorba tepla a další projevy elektrická energie jsou vždy spojeny s výskytem mezi body s různými elektrickými potenciály vodiče a proudovými procesy v něm. Jejich intenzita přímo souvisí s uvolňováním tepla a světla, jehož příkladem jsou blesky a hromy.

Elektrický výkon je tedy výkon proudu, nikoli napětí. A z dobrého důvodu byla do elektřiny zavedena taková definice jako elektrický proud. I když to není vidět vzhled elektrický proud, na rozdíl od proudění kapaliny mezi nimi existuje mnoho podobností. Stejně jako proudění bahna existuje síla proudu. Jeho povaha je ale jiná. Tato síla nemá přímý mechanický účinek. Jak však ukazují různé elektrická auta a elektrických spotřebičů je proudová síla schopna mnohé.

Toto „mnoho“ lze popsat třemi hlavními výsledky, které dává síla elektrického proudu:

• teplý;
• světlo;
• elektromagnetická pole.

Pro provádění výpočtů a měření výkonu elektrického proudu byly přijaty jednotky měření výkonu proudu. Byly pojmenovány po anglickém fyzikovi Jamesi Wattovi v roce 1882. Tento vědec studoval procesy, které jsou s implementací spojeny různé druhy pracovat jako fyzikální veličina. Od té doby se používá 1 watt, což je zkratka W a W. Pokud někdo zapomněl, co se ve fyzice k čemu vztahuje, připomínáme: výkon se rovná práci vykonané za jednotku času.

A abyste se nenamáhali psaním velkého počtu nul pro velké hodnoty elektrického výkonu, píší před W:

• kilo, ve zkratce kW - místo tří nul;
• mega, respektive mW - místo šesti nul;
• giga, gW - místo devíti nul.

Taková velká síla...

Za Wattových časů se elektrotechnika teprve začínala rozvíjet a z tohoto důvodu byla fyzika znatelně jednodušší než dnes. Stejnosměrný elektrický proud byl studován v mnohem větší míře než střídavý proud. Pro výpočty s konstantním elektrickým proudem byl vzorec oprávněný:

ve kterém je výkon p, napětí u a elektrický proud i. Existuje ale také střídavý proud. Studie ukázaly, že výkon p ze vzorce pro stejnosměrný proud neodpovídá skutečnosti. Na střídavém proudu se objevují zcela jiné nové vlastnosti proudového výkonu. Jejich výsledek je neviditelný a nepostřehnutelný bez speciálních měření a přístrojů. Při střídavém proudu se objevuje výkon spojený s vytvářením elektromagnetických polí v induktorech a také elektrostatických polí v kondenzátorech.

To byl důvod nesouladu s mocninným výrazem p=u*i. Musel jsem pro to zavést samostatné účtování na střídavý proud. Pro ni byla přijata jednotka - var (pokud byla zkrácena). Analogicky s stejnosměrný proud znamená to volt - ampér reaktivní (celé jméno).

Podrobnější popis střídavý proud přesahuje současný příběh. Ano, a Drobky s největší pravděpodobností už asi polovinu našeho článku spí. Informační přetížení působí jako prášek na spaní. Střídavé napájení je proto úplně jiný příběh...

Napájení. Watt.

Napětí se měří voltmetrem (V) a proud zátěží (R) se měří ampérmetrem (A).

Je zřejmé, že stejný výkon lze získat při různých hodnotách napětí zdroje proudu. Při zdrojovém napětí 1 volt je pro získání výkonu 1 watt nutné propustit zátěží proud 1 ampér (1V x 1A \u003d 1W). Pokud zdroj produkuje napětí 10 voltů, je dosaženo výkonu 1 watt při proudu 0,1 ampéru (10 V x 0,1 A \u003d 1 W).

Ve fyzice je výkon rychlost, s jakou je vykonávána práce.

Čím rychleji je práce hotová, tím větší je síla interpreta.

Silné auto zrychluje rychleji. Silný (silný) člověk je schopen rychle přetáhnout pytel brambor do devátého patra.

1 Watt je výkon, který vám umožní vykonat práci 1 J za jednu sekundu (což joule je popsáno výše).

Pokud jste schopni zrychlit dvoukilogramové těleso na rychlost 1 m/s za jednu sekundu, pak vyvíjíte výkon 1 watt.

Pokud zvednete kilogramové břemeno do výšky 0,1 metru za sekundu, váš výkon je 1 W, protože zátěž získá potenciální energii 1 J za sekundu.

Pokud shodíte jeden talíř ze stejné výšky na betonovou podlahu a druhý na deku, první se jistě rozbije, ale druhý přežije. Jaký je rozdíl? Výchozí a konečné podmínky jsou stejné. Desky padají ze stejné výšky, takže mají stejnou energii. Obě desky se zastaví na úrovni podlahy - vše se zdá být totožné. Jediný rozdíl je skutečnost, že energie, kterou talířek během letu nashromáždil, se v prvním případě uvolní okamžitě (velmi rychle) a při pádu talíře na deku nebo koberec se proces brzdění časově prodlouží.

Padající talíř nechť má kinetickou energii 1J. Proces dopadu na betonovou podlahu trvá řekněme 0,001 sekundy. Ukazuje se, že výkon uvolněný při nárazu je 1/0,001=1000 W!

Pokud se deska pomalu zpomalí během 0,1 sekundy, výkon bude 1/0,1=10 wattů. Šance na přežití už existuje – pokud se na místě talíře objeví živý organismus.

To je důvod, proč jsou v autech deformační zóny a airbagy prodlužte proces uvolňování energie v průběhu času při nehodě, tj. snížit výkon při nárazu. A výdej energie je mimochodem práce. V tento případ, práce trhání vašich vnitřních orgánů a lámání kostí.

Vůbec, práce je proces přeměny jednoho druhu energie na jiný.

Další příklad: obsah propanové nádrže můžete bezpečně spálit v hořáku. Ale pokud smícháte plyn obsažený ve válci se vzduchem a zapálíte, bude exploze.

V obou případech se uvolní stejné množství energie. Ale ve druhém se energie uvolňuje v krátkém časovém úseku. A výkon - poměr množství práce k době, za kterou je vykonána.

Pokud jde o elektřinu, 1 W je výkon uvolněný při zátěži, když je součin procházejícího proudu a napětí na jejích koncích roven jedné. To znamená, že pokud je například proud procházející lampou 1 A a napětí na jejích svorkách je 1 V, je jí přidělený výkon 1 W.

Lampa s proudem 2 A bude mít stejný výkon při napětí 0,5 V - součin těchto hodnot je také roven jedné.

Tak:

P = U*I. Výkon se rovná součinu napětí a proudu.

Můžeme to napsat jinak:

I=P/U Proud se rovná výkonu děleného napětím.

Existuje například žárovka. Na jeho základě jsou parametry: napětí 220 V, výkon 100 wattů. Výkon 100 wattů znamená, že součin napětí aplikovaného na jeho svorku krát proud protékající touto lampou je sto. U*I=100.

Jaký proud jím poteče? Základní Watson: I = P/U, dělit výkon na napětí (100/220), dostaneme 0,454 A. Proud lampou je 0,454 ampér. Nebo jinými slovy 454 miliampérů (mili - tisícina).

Další možnost nahrávání U=P/I. Někde také užitečné.

Nyní jsme vyzbrojeni dvěma vzorci - Ohmovým zákonem a vzorcem pro výkon elektrického proudu. A toto je nástroj.

Chceme znát odpor vlákna stejné 100wattové žárovky.

Ohmův zákon nám říká: R = U/I.

Nemůžete vypočítat proud procházející lampou, abyste jej nahradili později ve vzorci, ale jděte kratší cestou: protože I \u003d P / U, nahradíme P / U místo I ve vzorci R \u003d U / I .

Vlastně proč nenahradit proud (u nás neznámý) napětím a výkonem lampy (které jsou uvedeny na patici).

Takže: R = U/P/U, což se rovná U^2/P. R = U^2/P. 220 (napětí) na druhou a děleno stem (výkon lampy). Dostaneme odpor 484 ohmů.

Můžete zkontrolovat výpočty. Nahoře jsme stále uvažovali o proudu lampou - 0,454 A.

R \u003d U / I \u003d 220 / 0,454 \u003d 484 ohmů. Ať už se dá říci cokoli, existuje pouze jeden správný závěr.

Ještě jednou vzorec výkonu: P = U*I(1), popř I=P/U(2), popř U=P/I (3).

Ohmův zákon: I = U/R(4) popř R = U/I(5) popř U=I*R (6).

P - síla

U - napětí

I - aktuální

R - odpor

V kterémkoli z těchto vzorců můžete místo neznámé hodnoty nahradit známé.

Pokud potřebujete zjistit výkon, který má hodnoty napětí a odporu, vezmeme vzorec 1, místo proudu I nahradíme jeho ekvivalent ze vzorce 4.

Ukazuje se P = U^2/R. Výkon se rovná druhé mocnině napětí dělené odporem. To znamená, že když se změní napětí aplikované na odpor, výkon na něm uvolněný se změní v kvadratické závislosti: napětí se zdvojnásobí, výkon (pro rezistor - ohřev) se zvýšil čtyřikrát! To nám říká matematika.

Hydraulická analogie opět pomůže pochopit, proč se to v praxi děje.Předmět v určité výšce má potenciální energii. A když sestoupí z této výšky, může pracovat. Voda takto vykonává práci při výrobě energie ve vodní elektrárně, která sestupuje přes vodní turbínu z hladiny nádrže do dolní hladiny (dolní hladina).

Potenciální energie předmětu závisí na jeho hmotnosti a na výšce, ve které se nachází (čím větší potíže padající kámen udělá, tím více váží a do větší výšky padá). Důležitá je také gravitační síla v místě jeho pádu. Stejný kámen padající ze stejné výšky je nebezpečnější na zemi než na Měsíci, protože na Měsíci je „gravitační síla“ (síla táhnoucí kámen dolů) 6krát menší než zemská. Máme tedy tři parametry, které ovlivňují potenciální energii – hmotnost, výšku a gravitaci. Jsou obsaženy ve vzorci kinetické energie:

Ek \u003d m * g * h,

Kde m- hmotnost předmětuGje zrychlení volného pádu toto místo("gravitace"),h- výška, ve které se objekt nachází.

Sestavíme instalaci: motorem poháněné čerpadlo bude čerpat vodu ze spodní nádrže do horní a voda stékající dolů působením gravitace z horní nádrže bude roztáčet generátor:

Je jasné, že čím vyšší vodní sloupec, tím více energie bude mít voda. Zdvojnásobíme výšku sloupu. Je jasné, že ve dvojnásobné výšce h Voda bude mít dvojnásobnou potenciální energii a zdá se, že výkon generátoru by se měl zdvojnásobit? Ve skutečnosti se jeho síla zvýší čtyřikrát. Proč? Protože díky dvojitému tlaku shora se průtok vody generátorem zdvojnásobí. A zdvojnásobení průtoku vody při dvojnásobném stejném tlaku povede ke čtyřnásobnému zvýšení výkonu přiděleného generátoru: dvakrát tolik a dvakrát silnější.

Totéž se děje na odporu, když se na něj aplikované napětí zdvojnásobí. Pamatujeme si vzorec pro výkon rozptýlený v rezistoru?

P = U*I.

Napájení P rovný součinu napětí U aplikován na rezistor a proud já protékající skrz něj. Zdvojnásobení použitého napětí U, síla, zdá se, že by se měla zdvojnásobit. Ale konec konců, zvýšení napětí také vede k úměrnému zvýšení proudu rezistorem! Proto nejen zdvojnásobení U, ale také já. Proto výkon závisí na použitém napětí v kvadratické závislosti.

Baterie s dvojnásobným napětím „pumpuje“ elektrony do dvojnásobné „výšky“ a to vede k přesně stejnému obrázku jako u hydraulického protějšku.

Potřebujete znát výkon, znát odpor a proud, ale neznáte napětí? Žádný problém. Ve stejném prvním vzorci místo U nahradit ekvivalent U ze vzorce 6. Dostáváme P = I^2*R. Výkon se rovná druhé mocnině proudu krát odpor.

Výše uvedený hydraulický protějšek vám pomůže pochopit proč. Zdvojnásobení proudu přes tento odpor je možné pouze zdvojnásobením napětí, které je na něj přivedeno. A tak vzorec P = U*I, zde bude fungovat i přes absenci ve vzorci P = I^2*R Napětí. Prostě napětí je v tomto případě přítomno „v zákulisí“, skrývá se za jinými proměnnými.

Další zvláštností tohoto vzorce je, že výkon je přímo úměrný odporu. Může to tak být? No, tak tedy přerušme obvod úplně, odpor se zvýší do nekonečna, což znamená, že příslušně vzroste výkon přidělený tomu, co tam není? Brade co.

Ve skutečnosti je vše jednoduché. Zvýšení odporu bude mít za následek odpovídající pokles proudu přes odpor. Pokud ve vzorci

P = I^2*R,

odpor R tedy zdvojnásobil já bude poloviční. A závislost výkonu na proudu v tomto vzorci je kvadratická. Proto se očekává, že výkon rozptýlený v rezistoru klesne na polovinu.

Připomínám ti:

Napětí (U) je "rozdíl v elektrickém tlaku" mezi libovolnými dvěma body v elektrickém obvodu (analogický k rozdílu tlaku kapaliny). jednotka - volt.

Aktuální (já) je počet elektronů procházejících částí obvodu (analogicky k proudění tekutiny).jednotka - ampér. 1 A = 1 C/sec.

Odpor (R) - schopnost části řetězu rušit (vzdorovat) pohybu elektronů(jako úzké hrdlo nebo ucpání potrubí).jednotka - ohm.

Napájení (P) je součin napětí a proudu (jako bychom vynásobili průtok vody kterýmkoli úsekem vodovodního potrubí rozdílem tlaků na koncích tohoto úseku).jednotka - watt.