So finden Sie die Leistung: Formel, Berechnung von Strom, Spannung und Widerstand

Der störungsfreie Betrieb des Geräts hängt von der Übereinstimmung der technischen Eigenschaften des Geräts mit den Normen des Versorgungsnetzes ab. Wenn ein Elektriker die Spannung, den Widerstand und die Stromstärke in einem Stromkreis kennt, wird er verstehen, wie er die Leistung findet. Die Formel zur Berechnung eines wichtigen Parameters hängt von den Eigenschaften des Netzes ab, an das der Verbraucher angeschlossen ist.

Die Arbeit der Elektrizität

Mechanische Geräte und elektrische Geräte sind darauf ausgelegt, die Arbeit zu erledigen. Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz führt kinetische Energie, die für eine bestimmte Zeit auf einen materiellen Punkt einwirkt, eine nützliche Aktion aus. In der Elektrodynamik überträgt ein durch eine Potenzialdifferenz erzeugtes Feld Ladungen entlang eines Abschnitts eines elektrischen Stromkreises.

Die vom Strom erzeugte Arbeit hängt von der Intensität des Stroms ab. Mitte des 19. Jahrhunderts hat D. NS. Joule und E. NS. Lenz hat das gleiche Problem gelöst. Bei den durchgeführten Experimenten wurde ein Stück hochohmigen Drahtes erhitzt, wenn ein Strom durch ihn geleitet wurde. Wissenschaftler interessierten sich für die Frage, wie man die Kardinalität einer Kette berechnet.

Um den im Dirigenten ablaufenden Prozess zu verstehen, sollten folgende Definitionen eingeführt werden:

• P - Macht.
• A ist die von der Ladung im Stromkreis geleistete Arbeit.
• U ist der Spannungsabfall im Leiter.
• Ich ist die aktuelle Stärke.
• Q ist die Menge der pro Zeiteinheit übertragenen elektrischen Ladungen.

Leistung ist die Arbeit, die der Strom in einem Leiter über einen bestimmten Zeitraum verrichtet. Die Aussage wird durch die Formel beschrieben: P = A ∕ ∆t.

Auf dem Schaltungsabschnitt verrichtet die Potenzialdifferenz an den Punkten a und b Arbeit zum Bewegen elektrischer Ladungen, die durch die Gleichung bestimmt wird: A = U ∙ Q. Der Strom ist die pro Zeiteinheit im Leiter durchgelassene Gesamtladung, die mathematisch durch das Verhältnis ausgedrückt wird: U ∙ I = Q ∕ ∆t. Nach den Transformationen erhält man die Formel für die Leistung des elektrischen Stroms: P = A ∕ ∆t = U ∙ Q ∕ ∆t = U ∙ I. Es kann argumentiert werden, dass im Stromkreis Arbeit verrichtet wird, die von der Leistung abhängt, die durch den Strom und die Spannung an den Kontakten des angeschlossenen elektrischen Geräts bestimmt wird.

Gleichstromleistung

In einer linearen Schaltung ohne Kondensatoren und Induktivitäten wird das Ohmsche Gesetz beachtet. Ein deutscher Wissenschaftler entdeckte den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung und dem Widerstand eines Stromkreises. Die Öffnung wird durch die Gleichung ausgedrückt: I = U ∕ R. Bei bekanntem Wert des Lastwiderstandes wird die Leistung auf zwei Arten berechnet: P = I ² ∙ R oder P = U ² ∕ R.

Fließt der Strom im Stromkreis von Plus nach Minus, wird die Netzenergie vom Verbraucher aufgenommen. Dieser Vorgang findet beim Laden des Akkus statt. Wenn sich der Strom in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wird die Leistung an den Stromkreis abgegeben. Dies geschieht bei Netzversorgung durch einen laufenden Generator.

Variable Netzleistung

Die Berechnung variabler Stromkreise unterscheidet sich von der Berechnung des Leistungsparameters im DC-Netz. Dies liegt daran, dass Spannungs- und Stromänderung in Zeit und Richtung.

In einer Schaltung mit Phasenverschiebung von Strom und Spannung werden die folgenden Leistungsarten betrachtet:

1. Aktiv.
2. Reaktiv.
3. Vollständig.

Wirkstoff

Der aktive Teil der Nutzleistung berücksichtigt die Rate der irreversiblen Umwandlung von Elektrizität in thermische oder magnetische Energie. In einer Stromlinie mit einer Phase berechnet sich die aktive Komponente nach der Formel: P = U ∙ I ∙ cos ϕ.

Im internationalen Einheitensystem SI wird der Wert der Produktivität in Watt gemessen. Der Winkel ϕ definiert den Offset der Spannung gegenüber dem Strom. Bei einer Drehstromschaltung besteht der Aktivteil aus der Summe der Leistungen jeder einzelnen Phase.

Rückverluste

Für den Betrieb von Kondensatoren, Induktivitäten, Elektromotorwicklungen wird die Leistung des Netzes aufgewendet. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften solcher Geräte wird Energie, die durch Blindleistung bestimmt wird, in den Stromkreis zurückgeführt. Der Rückstoßwert wird mit der Gleichung berechnet: V = U ∙ I ∙ sin ϕ.

Die Maßeinheit ist Watt. Es ist möglich, ein Off-System-Maß für das Zählen von var zu verwenden, dessen Name sich aus den englischen Wörtern Volt, Amper, Reaktion zusammensetzt. Die Übersetzung ins Russische bedeutet jeweils "Volt", "Ampere", "Umkehrung".

Wenn die Spannung dem Strom voraus ist, wird die Phasenverschiebung als größer als Null angesehen. Andernfalls ist die Phasenverschiebung negativ. Abhängig vom Wert von sin ϕ ist der Blindanteil positiv oder negativ. Das Vorhandensein einer induktiven Last im Stromkreis ermöglicht es uns, von einem reversiblen Teil größer als Null zu sprechen, und das angeschlossene Gerät verbraucht Energie. Durch die Verwendung von Kondensatoren wird die Blindleistung negativ und das Gerät fügt dem Netz Energie hinzu.

Um Überlastungen und Änderungen des eingestellten Leistungsfaktors zu vermeiden, werden Kompensatoren in den Stromkreis eingebaut. Solche Maßnahmen reduzieren Leistungsverluste, reduzieren die Verzerrung der Stromwellenform und ermöglichen die Verwendung kleinerer Leiter.

Mit voller Kraft

Die elektrische Gesamtleistung bestimmt die Belastung des Verbrauchers im Netz. Die aktiven und reversiblen Komponenten werden mit der Gesamtleistung durch die Gleichung kombiniert: S = √ (P² + V²).

Bei einer induktiven Last ist V 0 und die Verwendung von Kondensatoren V ˂ 0. Das Fehlen von Kondensatoren und Induktivitäten macht den reaktiven Teil gleich Null, wodurch die Formel in ihre übliche Form zurückkehrt: S = √ (P ² + V ²) = √ (P ² + 0) = √ P ² = P = U ∙ ICH. Die Scheinleistung wird in einer Nicht-SI-Einheit "Volt-Ampere" gemessen. Kurzfassung - B ∙ A.

Nutzenkriterium

Der Leistungsfaktor charakterisiert die Verbraucherlast in Bezug auf das Vorhandensein des reaktiven Teils der Arbeit. Im physikalischen Sinne bestimmt der Parameter die Stromverschiebung von der angelegten Spannung und ist gleich cos. In der Praxis bedeutet dies die an den Anschlussleitungen erzeugte Wärmemenge. Die Heizstufe kann erhebliche Werte erreichen.

In der Energietechnik wird der Leistungsfaktor mit dem griechischen Buchstaben λ bezeichnet. Der Änderungsbereich reicht von null bis eins oder von 0 bis 100 %. Bei λ = 1 wird die dem Verbraucher zugeführte Energie für Arbeit verbraucht, die Blindkomponente fehlt. Werte λ ≤ 0,5 gelten als unbefriedigend.

Der fehlersichere Betrieb von Geräten in der elektrischen Leitung ist auf die korrekte Berechnung der technischen Parameter zurückzuführen. Eine Reihe von Formeln, die aus dem Joule-Lenz- und dem Ohm-Gesetz abgeleitet sind, hilft, die Leistung des Stroms in der Schaltung zu ermitteln. Das unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verwendeten Geräte kompetent erstellte schematische Diagramm erhöht die Leistung des Stromnetzes.