Hogyan számítsuk ki az áramot és a feszültséget
Elektromos áramkörök tervezésénél a teljesítmény számítást végezzük. Ennek alapján kiválasztják a fő elemeket, és kiszámítják a megengedett terhelést. Ha a DC áramkör számítása nem nehéz (az Ohm törvényének megfelelően, az áramot a P = U * I feszültséggel kell szorozni), akkor az AC áram kiszámítása nem egyszerű. A magyarázatot illetően az elektrotechnika alapjaira kell fordulni anélkül, hogy a részletekbe menni, röviden összefoglaljuk a fő téziseket.
Teljesítmény és összetevői
Váltakozóáramú áramköröknél a teljesítmény számítása a szinuszos feszültség és áramváltozások törvényeinek figyelembevételével történik. Ehhez kapcsolódik a teljes teljesítmény (S) koncepciója, amely két komponensből áll: reaktív (Q) és aktív (P). Ezeknek a mennyiségeknek a grafikus ábrázolása egy teljesítmény háromszögen keresztül történhet (lásd az 1. ábrát).
Az aktív komponens (P) a hasznos teljesítményt jelenti (a villamos energia visszavonhatatlan átalakulása hőnek, fénynek stb.). Ezt az értéket wattban (W) mérik, a háztartási szinten kilowattban (kW), a termelési területen - megawattban (mW).
A reaktív komponens (Q) a váltakozó áramkörben lévő kapacitív és induktív elektromos terhelést írja le, ennek a mennyiségnek a mérési egysége Var.
Ábra. 1. A hatalom háromszögét (A) és a feszültségeket (B)
A grafikai ábrázolásnak megfelelően a teljesítmény háromszögben lévő kapcsolatok elemi trigonometrikus azonosságokkal írhatók le, amelyek lehetővé teszik a következő képletek használatát:
- S = √ P 2 + Q 2. - teljes teljesítményhez;
- és Q = U * I * cosφ. és P = U * I * sin φ - a reaktív és aktív komponensek esetében.
Ezek a számítások alkalmazhatók egy egyfázisú hálózat (például, a fogyasztói 220) kiszámítására egy háromfázisú elektromos hálózatra (380) a képletben kell hozzá faktor - √ 3 (szimmetrikus terhelés), vagy a teljesítmény összegét összes fázis (ha a terhelés aszimmetrikus).
Annak érdekében, hogy jobban megértsük a teljes erő összetevőinek való expozíció folyamatát, vegyük fontolóra a terhelés "tiszta" megnyilvánulását az aktív, induktív és kapacitív formában.
Aktív terhelés
Vegyünk egy hipotetikus sémát egy "tiszta" aktív ellenállással és egy megfelelő váltakozó feszültségforrással. Egy ilyen áramkör mûködésének grafikus leírását a 2. ábrán mutatjuk be, ahol egy bizonyos idõtartam (t) fõ paraméterei jelennek meg.
2. ábra: Az ideális aktív terhelés ereje
Láthatjuk, hogy a feszültség és az áram szinkronban van mind a fázisban, mind a frekvencián, míg a teljesítmény kétszeresére csökken. Ne feledje, hogy ez a mennyiség pozitív, és folyamatosan növekszik.
Kapacitív terhelés
Amint a 3. ábrán látható, a kapacitív terhelési jellemzők grafikonja némileg eltér az aktívaktól.
3. ábra. Az ideális kapacitív terhelés diagramja
A kapacitív teljesítmény oszcillációjának gyakorisága kétszerese a feszültség szinuszos frekvenciájának. Ami a paraméter teljes értékét illeti, akkor egy harmonikus periódus alatt nulla. Nincs energia növekedés (ΔW). Ez az eredmény azt jelzi, hogy a mozgása a lánc mindkét irányában megtörténik. Azaz, amikor a feszültség nő, a töltés felhalmozódik a tartályban. Negatív félciklus esetén a felgyülemlett töltés az áramkör áramkörébe kerül.
Az energia felhalmozódása a terhelés és az ezt követő kisülés hatására nem végez semmilyen hasznos munkát.
Induktív terhelés
Az alábbi grafikon mutatja a "tiszta" induktív terhelés jellegét. Amint láthatjuk, csak a hatalom iránya változott, a felépítés tekintetében nulla.
Ideális kapacitív terhelés diagramja
A reaktív terhelés negatív hatása
A fenti példákban lehetőségeket vettünk figyelembe, ahol "tiszta" reaktív terhelés volt jelen. Az aktív ellenállás befolyásoló tényezőjét nem vették figyelembe. Ilyen körülmények között a reaktív hatás nulla, ezért nem veheti figyelembe. Mint tudja, valóságos körülmények között ez lehetetlen. Még akkor is, ha hipotetikusan ilyen terhelés létezne, lehetetlen kizárni a kábel réz vagy alumínium vezetőinek ellenállását, amely a tápegységhez való csatlakozáshoz szükséges.
A reaktív komponens az áramkör aktív összetevõinek, például a motor, a transzformátor, az összekötõ vezetékek, a tápkábel stb. Ez egy bizonyos mennyiségű energiát fogyaszt, ami az alapvető jellemzők csökkenéséhez vezet.
A reaktív teljesítmény az áramkörön a következőképpen működik:
- nem eredményez hasznos munkát;
- súlyos veszteségeket és abnormális terhelést okoz az elektromos készülékeken;
- súlyos balesetet okozhat.
Ezért az elektromos áramkör megfelelő számításainak elkészítésekor nem szabad kizárni az induktív és a kapacitív terhelés befolyásoló tényezőjét, és szükség esetén technikai rendszerek használatát kell megfontolni.
Az energiafogyasztás számítása
A mindennapi életben gyakran az energiafogyasztás számításával kell foglalkoznia, például ellenőrizni a vezetékezés megengedett terhelését, mielőtt erőforrás-igényes elektromos fogyasztót (légkondicionáló, kazán, elektromos tűzhely stb.) Csatlakoztatna. Ezenkívül ebben a számításban szükség van a kapcsolóberendezés védőeszközeinek kiválasztására is, amelyeken keresztül a lakás villamos energiához csatlakozik.
Ilyen esetekben nem szükséges kiszámítani az áram és a feszültség teljesítményét, elegendő az összes olyan eszköz fogyasztott energiájának összegezése, amely egyszerre bekapcsolható. Anélkül, hogy kommunikálna a számításokkal, mindegyik eszközre háromféleképpen tudhatja ezt az értéket:
- hivatkozva az eszköz műszaki dokumentációjára;
- nézze meg ezt az értéket a hátlap címkéjén;
A készülék áramfogyasztása gyakran a hátoldalon látható
Az átlagos energiafogyasztási értékek táblázata
A számítás során figyelembe kell venni, hogy egyes elektromos készülékek kiindulási kapacitása jelentősen eltérhet a névleges értéktől. A háztartási készülékeknél ez a paraméter szinte soha nem szerepel a műszaki dokumentációban, ezért a megfelelő táblázatra kell hivatkozni, amely tartalmazza a különböző eszközök indítási paramétereinek átlagértékét (kívánatos a maximális érték kiválasztása).
Ingyenes online számológép: a kábel keresztmetszetének kiszámítása áramellátáshoz és áramhoz. Írja be a kezdeti adatokat és kapja meg a számítás eredményét. Terhelési teljesítmény (W) vagy áram (A)
Az aktív és a reaktív teljesítmény csak váltakozó áramerősségű lehet, mivel a hálózat (áram és feszültség) jellemzői állandóak. Az aktív teljesítmény kiszámítása során figyelembe veszik a fáziseltolás vagy a koefficiens (cos φ) szöget, majd
A kábel keresztmetszetének számítása az áramellátás és az áramerősség tekintetében. Diff Automaton ABB - mi ez? Kapcsolótáblák automatikus gépekhez és elektromos fogyasztásmérőkhöz.
A kábel keresztmetszetének számítása az áramellátás és az áramerősség tekintetében. Diff Automaton ABB - mi ez? Kapcsolótáblák automatikus gépekhez és elektromos fogyasztásmérőkhöz.