Новые статьи

Как устроена и работает светодиодная люстра с дистанционным пультом: опыт ремонта своими руками
Как выбрать лампы освещения для дома
Как прозвонить электрическую цепь тестером, мультиметром

Электрическая мощность: связь с электрическим током


Теоретическая электротехника





Каждый электроприбор имеет свою мощность. Информацию о ней можно найти на корпусе электрического чайника и фена, на колбе электрической лампы накаливания и на верхней крышке пылесоса.

”ИзмерениеИзвестно, что эти киловатты и ватты не только напрямую сказываются на показаниях электросчетчика, но и на величине тока в проводниках электропроводки. А чрезмерный ток может вызвать срабатывание автоматического выключателя, или подгорание контактов и повреждение проводов.

Поэтому знать зависимость между мощностью, потребляемой прибором из сети и электрическим током, который он в той же сети вызывает, будет далеко не лишним. Тем более что на корпусе уже упоминавшихся розеток указывается именно предельный ток, а не электрическая мощность.

Определение электрической мощности. Итак, из курса физики известно, что мощность – это работа, совершаемая за единицу времени. То есть, как автомобиль, обладая скоростью, преодолевает какое расстояние за каждый час (км/час), так и любой включенный прибор совершает за тот же час какую-то определенную работу (Дж/час=Вт).

Но цифры, указанные на корпусе электрочайника говорят не о том, сколько воды он способен вскипятить за определенное время, а о том, сколько энергии он при этом потребит из сети за тот же временной промежуток.

Эта энергия тратится на перемещение электронов в проводнике. Поэтому для одного электрона с единичным зарядом она равна напряжению сети:

   A=U;

Ведь напряжение между двумя точками – это и есть работа, необходимая для перемещения единичного заряда из первой во вторую точку. Полная работа (энергия), необходимая для перемещения всей массы электронов является произведением напряжения на количество электронов в цепи нашего чайника:

   А_полн=U*Q;

А поскольку мощность – это работа в единицу времени, то получаем такое для нее выражение:

   Р=(U*Q)/t;

Но количество электронов, “протекающих” через сечение проводника за единицу времени (Q/t) – это хорошо известный нам электрический ток. Получается, что нам не нужно стоять с секундомером и отсчитывать электроны – достаточно знать ток и напряжение, а мощность найдется как их произведение:

   Р=I*U;

На практике же, как написано выше, чаще приходится сталкиваться не с задачей определения мощности, а с проблемой вычисления тока по известной номинальной мощности прибора и напряжению сети. Таким образом, можно определить ток, потребляемый прибором и соотнести его с номиналом розетки и автоматического выключателя.

К примеру, для электрочайника мощностью два киловатта, предназначенного для включения в бытовую электрическую сеть, ток может быть вычислен следующим образом:

   I=P/U=(2*1000)/220=9 ампер;

Очевидно, что для подключения такого чайника нельзя использовать штепсельный разъем на шесть ампер.

Однако необходимо отметить, что эти зависимости между током и мощностью действуют только при совпадении тока и напряжения по фазе. Практически для всех мощных бытовых электроприборов дело так и обстоит, но необходимо держать в уме, что при наличии в цепи большой индуктивности или емкости приведенные формулы будут «врать».

Примером могут быть электродвигатели переменного тока, в которых активная мощность будет выражаться так:

   Р=I*U*cosφ;

где cosφ - коэффициент мощности, обычно равный для электродвигателей 0,6-0,8 единиц.

При определении параметров какого-либо прибора в трехфазной сети 380 вольт можно предположить, что его мощность складывается из мощности трех фаз, в каждой из которых течет фазный ток и приложено фазное напряжение.

Вот пример: трехфазный котел мощностью 3 кВт потребляет по одному киловатту в каждой фазе. Фазный ток при этом будет равен:

   I=P/U_ф =(1*1000)/220=4,5 ампер.






Теоретическая электротехника