Come trovare la potenza: formula, calcolo dell'intensità di corrente, tensione e resistenza

Il funzionamento senza problemi del dispositivo dipende dalla conformità delle caratteristiche tecniche del dispositivo alle norme della rete di alimentazione. Conoscendo la tensione, la resistenza e l'amperaggio in un circuito, un elettricista capirà come trovare la potenza. La formula per calcolare un parametro importante dipende dalle proprietà della rete a cui è connesso il consumatore.

Il lavoro dell'elettricità

I dispositivi meccanici e gli apparecchi elettrici sono progettati per portare a termine il lavoro. Secondo la seconda legge di Newton, l'energia cinetica che agisce su un punto materiale per un certo periodo di tempo svolge un'azione utile. In elettrodinamica, un campo creato da una differenza di potenziale trasferisce cariche lungo una sezione di un circuito elettrico.

La quantità di lavoro prodotta dalla corrente dipende dall'intensità dell'elettricità. A metà del XIX secolo, D. NS. Joule ed E. NS. Lenz ha risolto lo stesso problema. Negli esperimenti effettuati, un pezzo di filo ad alta resistenza veniva riscaldato quando veniva attraversato da una corrente. Gli scienziati erano interessati alla domanda su come calcolare la cardinalità di una catena.

Per comprendere il processo in atto nel conduttore, occorre introdurre le seguenti definizioni:

• P - potere.
• A è il lavoro svolto dalla carica nel circuito elettrico.
• U è la caduta di tensione nel conduttore.
• Io sono la forza attuale.
• Q è la quantità di cariche elettriche trasferite per unità di tempo.

La potenza è il lavoro svolto dalla corrente in un conduttore in un periodo di tempo. L'affermazione è descritta dalla formula: P = A ∕ ∆t.

Sulla sezione del circuito, la differenza di potenziale nei punti aeb esegue il lavoro per spostare le cariche elettriche, che è determinato dall'equazione: A = U ∙ Q. La corrente è la carica totale passata nel conduttore per unità di tempo, che è espressa matematicamente dal rapporto: U I = Q ∕ ∆t. Dopo le trasformazioni si ottiene la formula per la potenza della corrente elettrica: P = A ∕ ∆t = U ∙ Q ∕ ∆t = U ∙ I. Si può sostenere che il lavoro viene eseguito nel circuito, che dipende dalla potenza determinata dalla corrente e dalla tensione ai contatti del dispositivo elettrico collegato.

Prestazioni CC

In un circuito lineare senza condensatori e induttori, si osserva la legge di Ohm. Uno scienziato tedesco ha scoperto la relazione tra corrente e tensione e la resistenza di un circuito. L'apertura è espressa dall'equazione: I = U ∕ R. Con un valore noto della resistenza di carico, la potenza si calcola in due modi: P = I ² ∙ R oppure P = U ² ∕ R.

Se la corrente nel circuito scorre da più a meno, l'energia di rete viene assorbita dal consumatore. Questo processo avviene durante la ricarica della batteria. Se la corrente si muove nella direzione opposta, l'alimentazione viene ceduta al circuito elettrico. Questo accade nel caso di alimentazione di rete da un generatore in funzione.

Potenza di rete variabile

Il calcolo dei circuiti variabili è diverso dal calcolo del parametro di prestazione nella linea CC. Ciò è dovuto al fatto che variazione di tensione e corrente nel tempo e nella direzione.

In un circuito con uno sfasamento di corrente e tensione, vengono considerati i seguenti tipi di alimentazione:

1. Attivo.
2. Reattivo.
3. Completare.

principio attivo

La parte attiva della potenza utile tiene conto del tasso di conversione irreversibile dell'elettricità in energia termica o magnetica. In uno streamline con una fase, il componente attivo è calcolato dalla formula: P = U ∙ I ∙ cos ϕ.

Nel sistema internazionale di unità, SI, il valore della produttività è misurato in watt. L'angolo definisce l'offset della tensione rispetto alla corrente. In un circuito trifase, la parte attiva è costituita dalla somma delle potenze di ogni singola fase.

Perdite inverse

Per il funzionamento di condensatori, induttori, avvolgimenti di motori elettrici, viene consumata la potenza della rete. A causa delle proprietà fisiche di tali dispositivi, l'energia, che è determinata dalla potenza reattiva, viene restituita al circuito. Il valore di rinculo viene calcolato utilizzando l'equazione: V = U ∙ I ∙ sin ϕ.

L'unità di misura è il watt. È possibile utilizzare una misura fuori sistema di conteggio var, il cui nome è composto dalle parole inglesi volt, amper, reazione. La traduzione in russo, rispettivamente, significa "volt", "ampere", "azione inversa".

Se la tensione è in anticipo rispetto alla corrente, lo sfasamento è considerato maggiore di zero. In caso contrario, lo sfasamento è negativo. A seconda del valore di sin, la componente reattiva è positiva o negativa. La presenza di un carico induttivo nel circuito ci permette di parlare della parte reversibile maggiore di zero, e il dispositivo collegato consuma energia. L'uso di condensatori rende negativa la prestazione reattiva e il dispositivo aggiunge energia alla rete.

Per evitare sovraccarichi e variazioni del fattore di potenza impostato, nel circuito sono installati dei compensatori. Tali misure riducono le perdite di potenza, riducono la distorsione della forma d'onda della corrente e consentono l'uso di conduttori più piccoli.

In pieno vigore

La potenza elettrica totale determina il carico che il consumatore immette sulla rete. I componenti attivo e reversibile sono combinati con la potenza totale dall'equazione: S = √ (P ² + V ²).

Con un carico induttivo, V 0, e l'uso di condensatori rende V 0. L'assenza di condensatori e induttanze rende la parte reattiva uguale a zero, che riporta la formula alla sua forma abituale: S = √ (P ² + V ²) = √ (P ² + 0) = √ P ² = P = U ∙ IO. La potenza apparente viene misurata in un'unità non SI "volt-ampere". Versione abbreviata - B ∙ A.

Criterio di utilità

Il fattore di potenza caratterizza il carico del consumatore in termini di presenza della parte reattiva dell'opera. In senso fisico, il parametro determina lo spostamento di corrente dalla tensione applicata ed è uguale a cos. In pratica, ciò significa la quantità di calore generata sui cavi di collegamento. Il livello di riscaldamento può raggiungere valori significativi.

Nell'ingegneria energetica, il fattore di potenza è indicato dalla lettera greca λ. L'intervallo di variazione va da zero a uno o da 0 a 100%. Quando λ = 1, l'energia fornita al consumatore viene consumata per lavoro, la componente reattiva è assente. I valori λ ≤ 0,5 sono considerati insoddisfacenti.

Il funzionamento in sicurezza dei dispositivi nella linea elettrica è dovuto al corretto calcolo dei parametri tecnici. Un insieme di formule derivate dalle leggi di Joule-Lenz e Ohm aiuta a trovare la potenza della corrente nel circuito. Il diagramma schematico, redatto con competenza tenendo conto delle caratteristiche dei dispositivi utilizzati, aumenta le prestazioni della rete elettrica.