Gjatë projektimit të ndonjë qarku elektrik, kryhet një llogaritje e fuqisë. Mbi bazën e tij, bëhet zgjedhja e elementeve kryesore dhe llogaritet ngarkesa e lejuar. Nëse llogaritja për një qark DC nuk është e vështirë (në përputhje me ligjin e Ohm-it, është e nevojshme të shumëzoni rrymën me tensionin - P = U * I), atëherë llogaritja e fuqisë AC nuk është aq e thjeshtë. Për një shpjegim, do t'ju duhet të ktheheni në bazat e inxhinierisë elektrike, pa hyrë në detaje, ne do të japim një përmbledhje të tezave kryesore.

Fuqia e plotë dhe përbërësit e saj

Në qarqet AC, fuqia llogaritet duke marrë parasysh ligjet e ndryshimeve sinusoidale në tension dhe rrymë. Në këtë drejtim, është prezantuar koncepti i fuqisë totale (S), i cili përfshin dy komponentë: reaktive (Q) dhe aktive (P). Një përshkrim grafik i këtyre sasive mund të bëhet përmes trekëndëshit të fuqisë (shih Fig. 1).

Komponenti aktiv (P) nënkupton fuqinë e ngarkesës (konvertimi i pakthyeshëm i energjisë elektrike në nxehtësi, dritë, etj.). Kjo vlerë matet në vat (W), në nivel familjar është zakon të llogaritet në kilovat (kW), në sferën industriale - në megavat (MW).

Komponenti reaktiv (Q) përshkruan ngarkesën elektrike kapacitive dhe induktive në qarkun e rrymës alternative, njësia e kësaj vlere është Var.

Oriz. 1. Trekëndëshi i fuqive (A) dhe tensioneve (V)

Në përputhje me paraqitjen grafike, raportet në trekëndëshin e fuqive mund të përshkruhen duke përdorur identitete elementare trigonometrike, gjë që bën të mundur përdorimin formulat e mëposhtme:

• S = √P 2 + Q 2, - për fuqi të plotë;
• dhe Q = U * I * cos⁡ φ, dhe P = U * I * sin φ - për komponentët reaktive dhe aktive.

Këto llogaritje janë të zbatueshme për një rrjet njëfazor (për shembull, një familje 220 V), për të llogaritur fuqinë e një rrjeti trefazor (380 V), duhet të shtoni një shumëzues në formula - √3 (me një ngarkesë simetrike) ose shtoni fuqitë e të gjitha fazave (nëse ngarkesa është e pabalancuar).

Për një kuptim më të mirë të procesit të ndikimit të përbërësve të fuqisë totale, le të shqyrtojmë shfaqjen "e pastër" të ngarkesës në formë aktive, induktive dhe kapacitore.

Ngarkesa aktive

Konsideroni një qark hipotetik që përdor një rezistencë "të pastër" dhe një burim të përshtatshëm të tensionit AC. Një përshkrim grafik i funksionimit të një qarku të tillë është paraqitur në figurën 2, e cila tregon parametrat kryesorë për një interval të caktuar kohor (t).

Figura 2. Fuqia e një ngarkese aktive ideale

Mund të shohim se voltazhi dhe rryma janë të sinkronizuara si në fazë ashtu edhe në frekuencë, ndërsa fuqia është në dyfishin e frekuencës. Vini re se drejtimi i kësaj vlere është pozitiv dhe është vazhdimisht në rritje.

Ngarkesa kapacitive

Siç mund të shihet në figurën 3, grafiku i karakteristikave të ngarkesës kapacitore është paksa i ndryshëm nga ai aktiv.

Figura 3. Grafiku i ngarkesës ideale kapacitive

Frekuenca e lëkundjes së fuqisë kapacitore është dyfishi i frekuencës së sinusoidit të ndryshimit të tensionit. Për sa i përket vlerës totale të këtij parametri, gjatë një periudhe harmonike, ajo është e barabartë me zero. Në këtë rast, një rritje e energjisë (∆W) gjithashtu nuk vërehet. Ky rezultat tregon se ai lëviz në të dy drejtimet e zinxhirit. Kjo do të thotë, kur rritet voltazhi, ka një akumulim të ngarkesës në enë. Me fillimin e një gjysmë cikli negativ, ngarkesa e akumuluar shkarkohet në qarkun e qarkut.

Në procesin e akumulimit të energjisë në kapacitetin e ngarkesës dhe shkarkimin pasues, nuk kryhet asnjë punë e dobishme.

Ngarkesa induktive

Grafiku më poshtë tregon natyrën e një ngarkese induktive "të pastër". Siç mund ta shihni, vetëm drejtimi i fuqisë ka ndryshuar, për sa i përket rritjes, është e barabartë me zero.

Ndikimi negativ i ngarkesës reaktive

Në shembujt e mësipërm, u morën parasysh opsionet kur ka një ngarkesë reaktive "të pastër". Faktori i rezistencës aktive nuk u mor parasysh. Në kushte të tilla, efekti reaktiv është zero, që do të thotë se ju mund ta shpërfillni atë. Siç mund ta imagjinoni, kjo është e pamundur në jetën reale. Edhe nëse hipotetikisht do të ekzistonte një ngarkesë e tillë, nuk mund të përjashtohet rezistenca e përçuesve të bakrit ose aluminit të kabllit që kërkohet për ta lidhur atë me burimin e energjisë.

Komponenti reaktiv mund të shfaqet në formën e ngrohjes së përbërësve të qarkut aktiv, për shembull, një motor, një transformator, tela lidhës, një kabllo furnizimi, etj. Një sasi e caktuar energjie shpenzohet për këtë, gjë që çon në një ulje të karakteristikave kryesore.

Fuqia reaktive vepron në qark si më poshtë:

• nuk kryen ndonjë punë të dobishme;
• shkakton humbje serioze dhe ngarkesa jonormale në pajisjet elektrike;
• mund të shkaktojë një aksident të rëndë.

Kjo është arsyeja pse, duke bërë llogaritjet e duhura për qarkun elektrik, është e pamundur të përjashtohet faktori i ndikimit të ngarkesës induktive dhe kapacitore dhe, nëse është e nevojshme, të parashikohet përdorimi i sistemeve teknike për kompensimin e tij.

Llogaritja e konsumit të energjisë

Në jetën e përditshme, shpesh duhet të merreni me llogaritjen e konsumit të energjisë, për shembull, të kontrolloni ngarkesën e lejuar në instalime elektrike përpara se të lidhni një konsumator elektrik me burime intensive (kondicioner, bojler, sobë elektrike, etj.). Gjithashtu, në një llogaritje të tillë ekziston nevoja kur zgjidhni ndërprerësit mbrojtës për centralin përmes të cilit apartamenti është i lidhur me furnizimin me energji elektrike.

Në raste të tilla, nuk është e nevojshme të llogaritet fuqia me rrymë dhe tension, mjafton të përmblidhet energjia e konsumuar e të gjitha pajisjeve që mund të ndizen në të njëjtën kohë. Pa u përfshirë në llogaritje, mund ta zbuloni këtë vlerë për secilën pajisje në tre mënyra:

Gjatë llogaritjes, duhet të kihet parasysh se fuqia fillestare e disa pajisjeve elektrike mund të ndryshojë ndjeshëm nga ajo nominale. Për pajisjet shtëpiake, ky parametër pothuajse nuk tregohet kurrë në dokumentacionin teknik, prandaj, është e nevojshme t'i referoheni tabelës përkatëse, e cila përmban vlerat mesatare të parametrave të fuqisë fillestare për pajisje të ndryshme (këshillohet të zgjidhni maksimumin vlera).

Energjia elektrike është përdorur prej kohësh nga njeriu për të kënaqur nevojat e tij, por është e padukshme, nuk perceptohet nga shqisat, prandaj është e vështirë të kuptohet. Për të thjeshtuar shpjegimin e proceseve elektrike, ato shpesh krahasohen me karakteristikat hidraulike të një lëngu në lëvizje.

Për shembull, ai vjen në banesën tonë përmes telave nga gjeneratorët e largët dhe ujit përmes një tubi nga një pompë që krijon presion. Megjithatë, një ndërprerës i shkëputur parandalon ndriçimin e dritave dhe një rubinet i mbyllur parandalon që uji të rrjedhë nga rubineti. Për të kryer punën, duhet të ndizni çelësin dhe të hapni rubinetin.

Një rrjedhë e drejtuar e elektroneve të lira nëpër tela do të nxitojë në filamentin e llambës së dritës (rryma elektrike do të shkojë) që do të lëshojë dritë. Uji që rrjedh nga rubineti do të rrjedhë në lavaman.

Kjo analogji bën të mundur edhe kuptimin e karakteristikave sasiore, lidhjen e fuqisë aktuale me shpejtësinë e lëvizjes së lëngut dhe vlerësimin e parametrave të tjerë.

Tensioni në rrjet krahasohet me potencialin energjetik të burimit të lëngut. Për shembull, një rritje në presionin hidraulik të një pompë në një tub do të krijojë një shpejtësi të lartë të lëvizjes së lëngut, dhe një rritje e tensionit (ose ndryshimi midis potencialeve të fazës - telit hyrës dhe zeroja e punës - dalëse) do të rritet. inkandeshenca e llambës, fuqia e rrezatimit të saj.

Rezistenca e qarkut elektrik krahasohet me forcën e frenimit të rrjedhës hidraulike. Shkalla e rrjedhës ndikohet nga:

viskoziteti i lëngut;

bllokim dhe ndryshim në prerjen tërthore të kanaleve. (Në rastin e një rubineti uji, pozicioni i valvulës së kontrollit.)

Disa faktorë ndikojnë në vlerën e rezistencës elektrike:

struktura e një lënde, e cila përcakton praninë e elektroneve të lira në një përcjellës dhe ndikon;

sipërfaqja e prerjes tërthore dhe gjatësia e plumbit aktual;

temperatura.

Fuqia elektrike krahasohet edhe me aftësitë e rrjedhës së energjisë në hidraulikë dhe vlerësohet nga puna e kryer për njësi të kohës. Fuqia e një pajisjeje elektrike shprehet në termat e rrymës së konsumuar dhe tensionit të aplikuar (për qarqet AC dhe DC).

Të gjitha këto karakteristika të energjisë elektrike janë hulumtuar nga shkencëtarë të njohur të cilët kanë dhënë përkufizime të rrymës, tensionit, fuqisë, rezistencës dhe kanë përshkruar me metoda matematikore lidhjet e ndërsjella ndërmjet tyre.

Tabela e mëposhtme tregon marrëdhëniet e përgjithshme për qarqet AC dhe DC që mund të përdoren për të analizuar performancën e qarqeve specifike.

Le të shohim disa shembuj të përdorimit të tyre.

Le të themi se dëshironi të zgjidhni një rezistencë kufizuese të rrymës për furnizimin me energji të qarkut të ndriçimit. Ne e dimë tensionin e furnizimit të rrjetit në bord "U", i barabartë me 24 volt dhe konsumin aktual "I" prej 0,5 amper, i cili nuk duhet të tejkalohet. Sipas shprehjes (9) të ligjit të Ohm-it, llogarisim rezistencën "R". R = 24 / 0,5 = 48 ohms.

Në shikim të parë, vlera e rezistencës përcaktohet. Megjithatë, kjo nuk mjafton. Për funksionimin e besueshëm të semës, kërkohet llogaritja e fuqisë me konsumin aktual.

Sipas veprimit të ligjit Joule-Lenz, fuqia aktive "P" është drejtpërdrejt proporcionale me rrymën "I" që kalon nëpër përcjellës dhe tensionin e aplikuar "U". Kjo marrëdhënie përshkruhet me formulën (11) në tabelën e mëposhtme.

Ne llogarisim: P = 24x0,5 = 12 W.

Ne marrim të njëjtën vlerë nëse përdorim formulat (10) ose (12).

Llogaritja e fuqisë së rezistencës nga konsumi aktual i saj tregon se në qarkun e zgjedhur është e nevojshme të përdoret një rezistencë prej 48 ohms dhe 12 vat. Një rezistencë me fuqi më të ulët nuk do t'i rezistojë ngarkesave të aplikuara, do të nxehet dhe do të digjet me kalimin e kohës.

Ky shembull tregon varësinë se si rryma e ngarkesës dhe voltazhi në rrjet ndikojnë në fuqinë e konsumatorit.

Për një grup prizash të krijuara për të fuqizuar pajisjet elektrike shtëpiake në kuzhinë, duhet të zgjidhni një ndërprerës mbrojtës. Fuqia e pajisjeve sipas të dhënave të pasaportës është 2.0, 1.5 dhe 0.6 kW.

Zgjidhje: Apartamenti perdor rrjet alternativ njefazor 220 volt. Fuqia totale e të gjitha pajisjeve të lidhura në punë në të njëjtën kohë do të jetë 2.0 + 1.5 + 0.6 = 4.1 kW = 4100 W.

Sipas formulës (2), ne përcaktojmë rrymën totale të grupit të konsumatorëve: 4100/220 = 18.64 A.

Ndërprerësi i qarkut të vlerësuar më të afërt ka një shpejtësi fikjeje prej 20 amper. Ne e zgjedhim atë. Makina me vlerë më të ulët 16 A do të shkëputet vazhdimisht nga mbingarkesa.

Dallimet në parametrat e qarqeve elektrike në rrymë alternative

Rrjetet njëfazore

Kur analizohen parametrat e pajisjeve elektrike, duhet të merren parasysh veçoritë e funksionimit të tyre në qarqet e rrymës alternative, kur, për shkak të ndikimit të frekuencës industriale, shfaqen ngarkesa kondensative në kondensatorë (ato e zhvendosin vektorin aktual me 90 gradë përpara nga vektori i tensionit), dhe në mbështjelljet e spirales - induktive (rryma është 90 gradë prapa tensionit). Në inxhinierinë elektrike, ato quhen. Së bashku, ato krijojnë humbje të fuqisë reaktive "Q", të cilat nuk kryejnë punë të dobishme.

Në ngarkesat aktive, nuk ka zhvendosje fazore midis rrymës dhe tensionit.

Kështu, një komponent reaktiv i shtohet vlerës aktive të fuqisë së një pajisjeje elektrike në qarqet AC, për shkak të së cilës rritet fuqia totale, e cila zakonisht quhet e plotë dhe shënohet me indeksin "S".

Rryma elektrike dhe tensioni i frekuencës së fuqisë ndryshojnë me kalimin e kohës në një mënyrë sinusoidale. Prandaj, ka një ndryshim në pushtet. Përcaktimi i parametrave të tyre në momente të ndryshme të çastit nuk ka shumë kuptim. Prandaj, vlerat totale (integruese) zgjidhen për një periudhë të caktuar kohore, si rregull, periudha e luhatjes T.

Njohja e dallimeve midis parametrave të qarqeve për rrymë alternative dhe rrymë direkte ju lejon të llogaritni saktë fuqinë përmes rrymës dhe tensionit në secilin rast specifik.

Rrjetet trefazore

Në parim, ato përbëhen nga tre qarqe identike njëfazore, të zhvendosur në lidhje me njëri-tjetrin në planin kompleks me 120 gradë. Ato ndryshojnë pak në ngarkesa në secilën fazë, të cilat zhvendosin rrymën nga tensioni me një kënd phi. Për shkak të kësaj pabarazie, krijohet një rrymë I0 në telin neutral.

Tensioni në këtë sistem përbëhet nga tensionet fazore (220 V) dhe tensionet e linjës (380 V).

Fuqia e një pajisjeje rryme trefazore të lidhur me qarkun është shuma e përbërësve në secilën fazë. Ai matet duke përdorur pajisje speciale: vatmetra (përbërësi aktiv) dhe varmetra (reaktivë). Është e mundur të llogaritet konsumi total i energjisë së një pajisjeje rryme trefazore bazuar në matjet e vatmetrit dhe varmetrit duke përdorur formulën e trekëndëshit.

Ekziston gjithashtu një metodë e matjes indirekte e bazuar në përdorimin e një voltmetri dhe ampermetri me llogaritjet pasuese të vlerave të marra.

Shënoni këtë faqe

Koncepti i fuqisë së rrymës elektrike

Fuqia e rrymës elektrike

Para se të flisni për energjinë elektrike, duhet të përcaktoni konceptin e fuqisë në një kuptim të përgjithshëm. Zakonisht, kur njerëzit flasin për fuqinë, nënkuptojnë një lloj fuqie të zotëruar nga ky apo ai objekt (motor elektrik i fuqishëm), ose një veprim (shpërthim i fuqishëm).

Por, siç e dimë nga fizika e shkollës, forca dhe fuqia janë koncepte të ndryshme, megjithëse ato kanë një varësi.

Fillimisht, fuqia (N) është një karakteristikë e lidhur me një ngjarje (veprim) të caktuar, dhe nëse është e lidhur me një objekt të caktuar, atëherë koncepti i fuqisë gjithashtu lidhet me të. Çdo veprim fizik nënkupton ndikimin e forcës. Forca (F), me ndihmën e së cilës u përshkua një rrugë e caktuar (S), do të jetë e barabartë me punën e përsosur (A). Dhe puna e bërë në një kohë të caktuar (t) do të barazohet me fuqinë.

Fuqia është një sasi fizike që është e barabartë me raportin e punës së përsosur që kryhet gjatë një periudhe të caktuar kohore me të njëjtën periudhë kohore. Meqenëse puna është një masë e ndryshimit të energjisë, mund të themi edhe këtë: fuqia është shpejtësia me të cilën energjia e sistemit konvertohet.

Pasi të keni trajtuar konceptin e fuqisë mekanike, mund të kaloni në marrjen në konsideratë të fuqisë elektrike (fuqia e rrymës elektrike). Siç duhet ta dini, U është puna e bërë kur lëvizni 1 C, dhe rryma I është numri i kulombëve që kalojnë në 1 sekondë. Prandaj, produkti i rrymës dhe tensionit tregon punën totale të kryer në 1 sekondë, domethënë fuqinë elektrike ose fuqinë e rrymës elektrike.

Duke analizuar formulën e mësipërme, mund të nxirret një përfundim shumë i thjeshtë: meqenëse fuqia elektrike P është njëlloj e varur nga rryma I dhe nga tensioni U, atëherë, prandaj, e njëjta fuqi elektrike mund të merret ose në rrymë të lartë dhe në tension të ulët, ose, anasjelltas, në tension të lartë dhe rrymë të ulët (kjo përdoret kur transmetohet energjia elektrike në distanca të largëta nga termocentralet në vendet e konsumit me anë të shndërrimit të transformatorit në nënstacionet e energjisë që rriten dhe zvogëlohen).

Fuqia elektrike aktive (kjo është fuqia që shndërrohet në mënyrë të pakthyeshme në lloje të tjera të energjisë - nxehtësi, dritë, mekanike, etj.) ka njësinë e saj të matjes - W (Watt). Është e barabartë me produktin e 1 V me 1 A. Në jetën e përditshme dhe në prodhim, është më i përshtatshëm për të matur fuqinë në kW (kilovat, 1 kW = 1000 W). Termocentralet tashmë përdorin njësi më të mëdha - MW (megavat, 1 MW = 1,000 kW = 1,000,000 W).

Fuqia elektrike reaktive është një sasi që karakterizon këtë lloj ngarkese elektrike, e cila krijohet në pajisje (pajisje elektrike) nga luhatjet e energjisë (induktiv dhe kapacitiv) të fushës elektromagnetike. Për një rrymë alternative konvencionale, është e barabartë me produktin e rrymës së funksionimit I dhe rënies së tensionit U nga sinusi i këndit të fazës ndërmjet tyre: Q = U × I × sin (kënd). Fuqia reaktive ka njësinë e vet matëse të quajtur VAR (volt-amper reaktive). Përcaktohet me shkronjën Q.

Për shembull, fuqia elektrike aktive dhe reaktive mund të shprehet si më poshtë: jepet një pajisje elektrike që ka elemente ngrohëse dhe një motor elektrik. Elementet e ngrohjes janë bërë zakonisht nga materiali me rezistencë të lartë. Kur rryma elektrike kalon nëpër spiralën e elementit të ngrohjes, energjia elektrike shndërrohet plotësisht në nxehtësi. Ky shembull është tipik për energjinë elektrike aktive.

Motori elektrik i kësaj pajisjeje ka një mbështjellje bakri brenda. Ai përfaqëson induktivitetin. Dhe siç e dimë, induktiviteti ka efektin e vetë-induksionit, dhe kjo kontribuon në kthimin e pjesshëm të energjisë elektrike në rrjet. Kjo energji ka disa paragjykime në vlerat e rrymës dhe tensionit, gjë që shkakton një efekt negativ në rrjetin e energjisë (për më tepër duke e mbingarkuar atë).

Kapaciteti (kondensatorët) kanë aftësi të ngjashme. Ajo është në gjendje të grumbullojë ngarkesë dhe ta kthejë atë. Dallimi në kapacitet dhe induktivitet është paragjykimi i kundërt i vlerave të rrymës dhe tensionit në lidhje me njëra-tjetrën. Një energji e tillë e kapacitetit dhe induktivitetit (jashtë fazës në lidhje me vlerën e rrjetit të furnizimit) në fakt do të jetë energji elektrike reaktive.

Me ndihmën e këtij udhëzuesi video, ju mund të studioni në mënyrë të pavarur temën "Fuqia e rrymës elektrike". Duke përdorur këtë video, mund të merrni një ide për një koncept të ri - fuqinë e një rryme elektrike. Mësuesi do të flasë se çfarë është fuqia - puna për njësi të kohës - dhe si të përdoret dhe llogaritet saktë kjo vlerë.

Përkufizimi

Fuqia është puna e bërë për njësi të kohës.

Në dokumentet për secilën pajisje elektrike, si rregull, tregohen dy vlera: tensioni (zakonisht 220 V) dhe fuqia e kësaj pajisjeje.

Për të përcaktuar fuqinë elektrike, duhet të ndani punën e rrymës elektrike me kohën kur kjo rrymë rrjedh nëpër qarkun elektrik.

P - fuqia elektrike (në mekanikë N - fuqia mekanike)

Po puna

Puna matet në Joules (J);

Koha - në sekonda (s);

Fuqia (elektrike dhe mekanike) matet në Watts (W).

Matësi i fuqisë - vatmetër (Fig. 1).

Oriz. 1. Wattmeter

Puna përkufizohet si produkt i fuqisë dhe tensionit aktual dhe kohës së rrymës që rrjedh nëpër një qark elektrik.

Në formulën e llogaritjes së punës, do ta zëvendësojmë në formulën e llogaritjes së fuqisë, koha t do të zvogëlohet. Kjo do të thotë se fuqia nuk varet nga koha kur rryma elektrike rrjedh në qark, por përcaktohet si produkt i tensionit dhe rrymës.

Nga ligji i Ohmit për një seksion të një zinxhiri

Fuqia elektrike është një sasi që karakterizon performancën e një pajisjeje të caktuar. Në jetën e përditshme, të gjitha pajisjet janë të dizajnuara për të njëjtin tension - 220 V. Nga ekuacioni i parë rrjedh se nëse fuqia rritet, voltazhi është konstant, atëherë rryma gjithashtu do të rritet.

Për shembull, kur uji nxehet në një kazan elektrik, teli që lidh kazanin me qarkun elektrik nxehet. Kjo do të thotë që fuqia e kazanit është mjaft e madhe, voltazhi është 220 V dhe rryma që rrjedh në qarkun e kazanit elektrik të ndezur është gjithashtu mjaft e madhe.

Duke paguar energjinë elektrike, ne paguajmë punën e rrymës elektrike. Kjo pagesë bëhet në bazë kilovat-orë.

1 kW = 1000 W;

1 orë = 3600 s;

(puna përcaktohet si fuqia e shumëzuar me kohën);

1 kWh = 3,600,000 J.

Mori një njësi për llogaritjen e punës së rrymës elektrike - 1 kW ∙ h = 3 600 000 J.

Bazuar në sa më sipër, mund të konkludojmë se është e pamundur të lidhni disa pajisje në të njëjtën prizë menjëherë. Tensioni është një vlerë konstante (220 V), dhe rryma në qark ndryshon. Sa më shumë pajisje të ndizen, aq më shumë rrymë elektrike në qark.

Bibliografi

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizen I.I. Fizikë 8. - M .: Mnemosyne.
2. A.V. Peryshkin Fizikë 8. - M .: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizikë 8. - M .: Edukimi.

1. Electrono.ru ().
2. Electricalschool.info ().
3. Stoom.ru ().

Detyre shtepie

1. F. 51, 52, pyetjet 1-6, f. 121, 1-3, f. 122, detyra 25 (2). A.V. Peryshkin Fizikë 8. - M .: Bustard, 2010.
2. Gjeni fuqinë e rrymës në një llambë elektrike nëse rryma në të është 0.4 A, dhe tensioni në qark është 220 V.
3. Cilat instrumente mund të përdoren për të matur fuqinë e një fushe elektrike?

Çdo pajisje moderne ka energji elektrike. Vlera e saj dixhitale tregohet nga prodhuesi në trupin e tharëses së flokëve ose kazanit elektrik, në kapakun e përpunuesit të ushqimit.

Njësitë

Llogaritja e fuqisë elektrike ju lejon të përcaktoni koston e energjisë elektrike të konsumuar nga pajisje të ndryshme për një periudhë të caktuar kohe. Vatët dhe kilovatët e tepërt çojnë në dështimin e telave, deformimin e kontakteve.

Marrëdhënia midis rrymës elektrike dhe fuqisë së konsumuar nga pajisjet

Energjia elektrike është punë që kryhet gjatë një periudhe kohore. Kur futet në prizë, ai funksionon, i matur në vat (W). Trupi tregon sasinë e energjisë që do të konsumohet nga pajisja për një periudhë të caktuar kohe, domethënë jepet fuqia elektrike e konsumuar.

Konsumi i energjisë

Shpenzohet në mënyrë që elektronet të lëvizin në përcjellës. Në rastin e një elektroni me një ngarkesë njësi, ai është i krahasueshëm me vlerën e tensionit të rrjetit. Energjia totale që kërkohet për të lëvizur të gjitha elektronet do të përcaktohet si produkt i tensionit dhe numri i elektroneve në qark gjatë funksionimit të pajisjes elektrike. Më poshtë është formula për fuqinë elektrike:

Duke marrë parasysh që numri i elektroneve që rrjedhin nëpër seksionin kryq të një përcjellësi gjatë një periudhe kohore është një rrymë elektrike, ajo mund të përfaqësohet në një shprehje për vlerën e dëshiruar. Formula për energjinë elektrike do të duket si kjo:

Në realitet, nuk duhet të llogarisni vetë fuqinë, por madhësinë e rrymës, duke ditur tensionin e rrjetit dhe fuqinë nominale. Pasi të keni përcaktuar rrymën që konsumohet nga një pajisje e caktuar, mund të lidhni vlerësimin e prizës dhe ndërprerësit.

Shembuj të llogaritjes

Për një kazan, fuqia elektrike e së cilës është projektuar për dy kilovat, konsumi aktual përcaktohet nga formula:

I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9A

Për të lidhur një pajisje të tillë me një rrjet elektrik të rregullt, një lidhës 6-amp nuk është qartë i përshtatshëm.

Marrëdhëniet e mësipërme midis fuqisë dhe rrymës elektrike janë të rëndësishme vetëm kur vlerat e tensionit dhe rrymës janë plotësisht në fazë. Formula e energjisë elektrike është e përshtatshme për pothuajse të gjitha pajisjet elektrike shtëpiake.

Situata të jashtëzakonshme

Në rast se një kapacitet ose induktivitet i madh është i pranishëm në qark, formulat e përdorura do të jenë jo të besueshme, ato nuk mund të përdoren për të kryer llogaritjet matematikore. Për shembull, fuqia elektrike për një motor AC do të përcaktohet si më poshtë:

cosφ është faktori i fuqisë, i cili për motorët elektrikë është 0,6-0,8 njësi.

Kur përcaktoni parametrat e pajisjes në një rrjet trefazor me një tension prej 380 V, është e nevojshme të përmblidhet fuqia nga vlerat individuale për secilën fazë.

Shembull i llogaritjes

Për shembull, në rastin e një kazani trefazor të projektuar për një fuqi prej 3 kW, 1 kW konsumohet në secilën fazë. Le të llogarisim vlerën e rrymës së fazës sipas formulës:

I = P / U_ph = (1 * 1000) / 220 = 4,5A.

Një person modern karakterizohet nga përdorimi i vazhdueshëm i energjisë elektrike në prodhim dhe në jetën e përditshme. Ai përdor pajisje që konsumojnë rrymë elektrike, përdor pajisje që e prodhojnë atë. Kur punoni me burime të tilla, është e rëndësishme të merren parasysh aftësitë maksimale që supozohen në specifikimet teknike.

Një sasi e tillë fizike si fuqia elektrike është një nga treguesit kryesorë të çdo pajisjeje që funksionon kur një rrymë elektronesh rrjedh nëpër të. Për transportin ose transmetimin e energjisë elektrike në një vëllim të madh të kërkuar në kushte industriale, përdoren linja të transmetimit elektrik të tensionit të lartë.

Shndërrimi i energjisë kryhet në nënstacione të fuqishme transformatorësh. Konvertimi trefazor është tipik për pajisjet industriale dhe shtëpiake në fusha të ndryshme aplikimi. Për shembull, falë këtij transformimi, funksionojnë llambat inkandeshente me emërtime të ndryshme.

Në inxhinierinë elektrike teorike, ekziston një gjë e tillë si energjia elektrike e menjëhershme. Kjo vlerë lidhet me rrjedhën nëpër një sipërfaqe të caktuar për një interval të vogël kohor të një ngarkese të vetme elementare. Puna kryhet nga kjo ngarkesë, e cila shoqërohet me konceptin e fuqisë së menjëhershme.

Duke kryer llogaritje të thjeshta matematikore, mund të përcaktoni sasinë e fuqisë. Duke ditur këtë vlerë, ju mund të zgjidhni tensionin për funksionimin e plotë të një sërë pajisjesh shtëpiake dhe industriale. Në këtë rast, ju mund të shmangni rreziqet që lidhen me djegien e pajisjeve elektrike të shtrenjta, si dhe nevojën për të ndryshuar periodikisht instalimet elektrike në apartament ose zyrë.