Формула нахождения силы тока – Формула напряжение ток мощность – Формула сопротивления тока. Как найти, вычислить электрическое сопротивление по закону Ома. Как найти сопротивление формула через мощность и силу тока

Содержание

Формула мощности тока

   

– мощность тока, – сила тока, – напряжение в цепи.

Единица измерения мощности – Ватт (Вт).

Мощность – величина, обозначающая интенсивность передачи электрической энергии. Можно определить мощность как работу по перемещению электрических зарядов за единицу времени:

   

Здесь – работа, – время, в течение которого работа совершалась.

Для измерения мощности применяют ваттметры.

Примеры решения задач по теме «Мощность тока»



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

Как найти мощность, зная силу тока, напряжение и сопротивление

В физике достаточно много внимания уделено энергии и мощности устройств, веществ или тел. В электротехнике эти понятия играют не менее важную роль чем в других разделах физики, ведь от них зависит насколько быстро установка выполнит свою работу и какую нагрузку понесут линии электропередач. Исходя из этих сведений подбираются трансформаторы для подстанций, генераторы для электростанций и сечение проводников передающих линий. В этой статье мы расскажем, как найти мощность электрического прибора или установки, зная силу тока, напряжение и сопротивление.

Определение

Мощность – это скалярная величина. В общем случае она равна отношению выполненной работы ко времени:

P=dA/dt

Простыми словами эта величина определяет, как быстро выполняется работа. Она может обозначаться не только буквой P, но и W или N, измеряется в Ваттах или киловаттах, что сокращенно пишется как Вт и кВт соответственно.

Электрическая мощность равна произведению тока на напряжение или:

P=UI

Как это связано с работой? U – это отношение работы по переносу единичного заряда, а I определяет, какой заряд прошёл через провод за единицу времени. В результате преобразований и получилась такая формула, с помощью которой можно найти мощность, зная силу тока и напряжение.

Формулы для расчётов цепи постоянного тока

Проще всего посчитать мощность для цепи постоянного тока. Если есть сила тока и напряжение, тогда нужно просто по формуле, приведенной выше, выполнить расчет:

P=UI

Но не всегда есть возможность найти мощность по току и напряжению. Если вам они не известны – вы можете определить P, зная сопротивление и напряжение:

P=U2/R

Также можно выполнить расчет, зная ток и сопротивление:

P=I2*R

Последними двумя формулами удобен расчёт мощности участка цепи, если вы знаете R элемента I или U, которое на нём падает.

Для переменного тока

Однако для электрической цепи переменного тока нужно учитывать полную, активную и реактивную, а также коэффициент мощности (соsФ). Подробнее все эти понятия мы рассматривали в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Отметим лишь, что чтобы найти полную мощность в однофазной сети по току и напряжению нужно их перемножить:

S=UI

Результат получится в вольт-амперах, чтобы определить активную мощность (ватты), нужно S умножить на коэффициент cosФ. Его можно найти в технической документации на устройство.

P=UIcosФ

Для определения реактивной мощности (вольт-амперы реактивные) вместо cosФ используют sinФ.

Q=UIsinФ

Или выразить из этого выражения:

И отсюда вычислить искомую величину.

Найти мощность в трёхфазной сети также несложно, для определения S (полной) воспользуйтесь формулой расчета по току и фазному напряжению:

S=3Uф/ф

А зная Uлинейное:

S=1,73*UлIл

1,73 или корень из 3 – эта величина используется для расчётов трёхфазных цепей.

Тогда по аналогии чтобы найти P активную:

P=3Uф/ф*cosФ=1,73*UлIл*cosФ

Определить реактивную мощность можно:

Q=3Uф/ф*sinФ=1,73*UлIл*sinФ

На этом теоретические сведения заканчиваются и мы перейдём к практике.

Пример расчёта полной мощности для электродвигателя

Мощность у электродвигателей бывает полезная или механическая на валу и электрическая. Они отличаются на величину коэффициента полезного действия (КПД), эта информация обычно указана на шильдике электродвигателя.

Отсюда берём данные для расчета подключения в треугольник на Uлинейное 380 Вольт:

  1. Pна валу=160 кВт = 160000 Вт
  2. n=0,94
  3. cosФ=0,9
  4. U=380

Тогда найти активную электрическую мощность можно по формуле:

P=Pна валу/n=160000/0,94=170213 Вт

Теперь можно найти S:

S=P/cosφ=170213/0,9=189126 Вт

Именно её нужно найти и учитывать, подбирая кабель или трансформатор для электродвигателя. На этом расчёты окончены.

Расчет для параллельного и последовательного подключения

При расчете схемы электронного устройства часто нужно найти мощность, которая выделяется на отдельном элементе. Тогда нужно определить, какое напряжение падает на нём, если речь идёт о последовательном подключении, или какая сила тока протекает при параллельном включении, рассмотрим конкретные случаи.

Здесь Iобщий равен:

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6

Общая мощность:

P=UI=12*0,6=7,2 Ватт

На каждом резисторе R1 и R2, так как их сопротивление одинаково, напряжение падает по:

U=IR=0,6*10=6 Вольт

И выделяется по:

Pна резисторе=UI=6*0,6=3,6 Ватта

Тогда при параллельном подключении в такой схеме:

Сначала ищем I в каждой ветви:

I1=U/R1=12/1=12 Ампер

I2=U/R2=12/2=6 Ампер

И выделяется на каждом по:

PR1=12*6=72 Ватта

PR2=12*12=144 Ватта

Выделяется всего:

P=UI=12*(6+12)=216 Ватт

Или через общее сопротивление, тогда:

Rобщее=(R1*R2)/( R1+R2)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 Ом

I=12/0,66=18 Ампер

P=12*18=216 Ватт

Все расчёты совпали, значит найденные значения верны.

Заключение

Как вы могли убедиться найти мощность цепи или её участка совсем несложно, неважно речь идёт о постоянке или переменке. Важнее правильно определить общее сопротивление, ток и напряжение. Кстати этих знаний уже достаточно для правильного определения параметров схемы и подбора элементов – на сколько ватт подбирать резисторы, сечения кабелей и трансформаторов. Также будьте внимательны при расчёте S полной при вычислении подкоренного выражения. Стоит добавить лишь то, что при оплате счетов за коммунальные услуги мы оплачиваем за киловатт-часы или кВт/ч, они равняются количеству мощности, потребленной за промежуток времени. Например, если вы подключили 2 киловаттный обогреватель на пол часа, то счётчик намотает 1 кВт/ч, а за час – 2 кВт/ч и так далее по аналогии.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Также читают:

samelectrik.ru

Сила тока в электричестве. — МикроПрогер

 

Формула силы тока в электричестве следует из Закона Ома — фундаментального, самого основного закона электричества.

 

I=U/R=[1]A

где I- сила тока (Ампер), U — напряжение (Вольт), R — сопротивление (Ом)

 

 

Если Вам известно напряжение на участке цепи, а также сопротивление проводников, находящимся на этом участке, вы без труда сможете найти силу тока, протекающего через этот участок цепи.

 

Формула Силы тока

 

 

 

Для наглядности, поясним самые важные практические моменты при использовании формулы силы тока и нахождении силы тока при известном напряжении и сопротивлении цепи.

В электрической цепи есть несколько основных составляющих:

  • Источник тока
  • Потребитель
  • Ток I, идущий по цепи от плюса источника к минсу
  • Сопротивление R (потребителя, провода, резистора и т.д.)
  • Напряжение U, которое создается между плюсом и минусом источника

 

Формула тока электрической цепи связывает напряжение, создаваемое источником, сопротивление и сам ток.

Когда в цепи создается напряжение, по ней начинает бежать ток. Но, встречая на своем пути сопротивление, ток замедляет свое течение и ограничивается(уменьшается).

 

 

Пример

Имеем цепь с источником питания напряжением 20В, есть потребитель — светодиод, который потребляет 18В и ток 20мА. Если встроть в цепь резистор, то при том же напряжении ток, протекающий через светодиод, будет ограничиваться до 19, 15, 2, да скольких угодно мА(милиАмпер).

 

Важный момент

При последовательном подключении ток, протекающий по цепи, одинаков во всех ее участках. При параллельном же соединении, ток распределяется по всем ветвям в зависимости от нагрузки и сопротивлении на каждой из участков цепи. Посмотрите на рисунок ниже:

ток-в-электрической-цепи

Поясним схему и важный момент

Мы нарисовали участок электрической цепи, в которую встроено 4 амперметра(которые мерят силу тока каждый на своем участке — 250мА, 200мА, 50мА, 250мА), а также встроена нагрузка R в виде сопротивления.

Как мы видим, ток, который втекает в цепь и ток, который вытекает из нее, одинаков, не смотря на сопротивление, которое он преодолевает. Да-да, сила тока не превращается в энергию и никуда не пропадает — сколько тока вошло в цепь, столько и вышло.

Сопротивление затрудняет движение тока. Поэтому на нижнем участке цепи амперметр показывает 50 мА, в то время как на верхнем участке 200. Току легче идти по верхнему участку, поэтому большая (но не вся) его часть направляется именно туда.

Если бы Нагрузка R отсутствовала, то ток разделился бы поровну — по 125 мА.

 

Внимание!

Данная схема нарисована для наглядности. На самом деле, если плюс подсоединить к минусу, то произойдет короткое замыкание. Поэтому следует учитывать, что и на верхнем и на нижнем участке стоит повесить по нагрузке, только на нижнем с большим сопротивлением, на верхнем с меньшим.

 

 

В заключение

Итак, мы изучили что представляет из себя формула силы тока. Для большего погружения в тему, рекомендуем прочитать статьи «Что такое электричество» и  «Что такое резистор«. Это не займет у вас много времени, однако поможет понять суть многих вещей, происходящих на участке элементарной электрической цепи.

 

Остались вопросы? Напишите комментарий. Мы ответим и поможем разобраться =)

Автор публикации

не в сети 3 месяца


wandrys

877

Комментарии: 1Публикации: 31Регистрация: 17-03-2016

micro-proger.ru

Как определить силу тока. Как узнать, вычислить какой ток в схеме, цепи.

 

 

 

Тема: по какой формуле можно найти силу тока, как правильно измерить ток.

 

Известно, что электрический ток заряженных частиц лежит в основе работы всей электротехники. Знание его величины дает понимание о режиме работы той или иной цепи, схемы. Если для специалиста электрика, электронщика не составит особого труда определить силу тока, то для новичка это может оказаться проблемой. В этой теме давайте с вами рассмотрим, какими именно способами можно узнать, вычислить, найти электрический ток используя как непосредственные измерения так и формулы.

 

Основными электрическими величинами являются напряжение, ток, сопротивление, мощность. Пожалуй главной формулой электрика является формула закона Ома. Она имеет вид I=U/R (ток равен напряжение деленное на сопротивление). Данную формулу приходится использовать повсеместно. Из нее можно вывести две другие: R=U/I и U=I*R. Зная любые две величины всегда можно вычислить третью. Напомню, что при использовании формул нужно пользоваться основными единицами измерения. Для тока это амперы, для напряжения это вольты и для сопротивления это омы.

 

К примеру, вам нужно быстро определить силу тока, которую потребляем электрочайник. Напряжение нам известно, это 220 вольт. Берем в руки мультиметр, электронный тестер, меряем сопротивление в омах. Далее мы просто напряжение перемножаем на это сопротивление. В итоге мы получаем искомую силу тока в амперах. Хочу уточнить, что данная форума работает только для цепей с активной нагрузкой (обычные нагреватели, лампы накаливания, светодиоды и т.д.). Для реактивной нагрузки формула имеет иной вид, где уже используется такие величины как индуктивность, емкость, частота.

 

 

Силу тока можно определить и по другой формуле, которая в себе содержит напряжение и мощность. Она имеет вид: I=P/U (сила тока равна электрическая мощность деленная на напряжение). То есть, 1 ампер равен 1 ватт деленный на 1 вольт. Две других формулы, выходящие из этой, имеют такой вид: P=U*I и U=P/I. Если вам известны любые две величины из тока, напряжения и мощности, всегда можно вычислить третью.

 

Помимо формул силу тока можно определить и практическим путем, через обычное измерение тестером, мультиметром. Для новичков сообщаю, что силу тока нужно измерять в разрыв электрической цепи. То есть, к примеру, у нас схема, прибор, с него выходит кабель с двумя проводами питания. Берем измеритель, выставляем на нем нужный диапазон измерения. Далее, один щуп измерителя мы прикладываем к одному из проводов питания устройства, а другой щуп измерителя к одному из контактов самого электропитания. Ну, и оставшийся провод, идущий от устройства мы также подсоединяем ко второму контакту питания. После включения самого устройства на измерителе появится величина тока, которую он потребляет при своей работе.

 

При измерении силы тока нужно помнить, что имеет значение какой вид тока течет по цепи (переменный или постоянный). Допустим, на большинство электротехники подается переменное напряжение, следовательно и измерять на входе ток нужно переменного типа. Внутри устройств обычно стоят блоки питания, которые снижают сетевое напряжение до меньших величин и делают его постоянным. Значит ту часть электрической цепи, что стоит после выпрямляющего диодного моста (делающая из переменного тока постоянный) уже нужно измерять как постоянный ток. Если вы попытаетесь измерить силу тока не своего типа, то и показания вы получите неверные.

 

Напряжение измеряют по другому. Измерительные щупы уже прикладываются не в разрыв цепи, как это делается у тока, а параллельно контактам питания. И в этом случае тип напряжения имеет значение (переменное или постоянное). Так что будьте внимательны, когда выставляете тип тока (напряжения) и их предел на тестере.

 

P.S. Именно сила тока в электротехнике делает всю работу, что мы воспринимаем как свет, тепло, звук, движение и т.д. Для облегчения понимания, что такое ток, а что такое напряжение можно привести аналогию с обычной водой. Так вот давление в воды в водопроводе будет соответствовать примерно электрическому напряжению, а движение самой воды это будет ток.

 

electrohobby.ru

Сила тока: природа, формула, измерение амперметром

 

Наверное, каждый хотя бы раз в жизни ощущал на себе действие тока. Обыкновенная батарейка едва ощутимо пощипывает, если приложить ее к языку. Ток в квартирной розетке довольно сильно бьет, если коснуться оголенных проводов. А вот электрический стул и линии электропередач могут лишить жизни.

Во всех случаях мы говорим о действии электрического тока. Чем же так отличается один ток от другого, что разница в его воздействии столь существенна? Очевидно, есть некая количественная характеристика, которой можно объяснить такое различие. Ток, как известно, это передвигающиеся по проводнику электроны. Можно предположить, что чем больше через сечение проводника пробежит электронов, тем большее действие произведет ток.

Формула силы тока

Для того, чтобы охарактеризовать заряд, проходящий через проводник, ввели физическую величину, называемую силой электрического тока. Сила тока в проводнике – это количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Сила тока равна отношению электрического заряда ко времени его прохождения. Для расчета силы тока применяют формулу:

I=q/t,

где I- сила тока,
q — электрический заряд,
t — время.

За единицу силы тока в цепи принят 1 Ампер (1 А) в честь французского ученого Андре Ампера. На практике часто применяют кратные единицы: миллиамперы, микроамперы и килоамперы.

Измерение силы тока амперметром

Для измерения силы тока применяют амперметры. Амперметры бывают различными в зависимости от того, для каких измерений они рассчитаны. Соответственно, шкалу прибора градуируют в требуемых величинах. Амперметр подключается в любом месте сети последовательно. Место подключения амперметра не имеет значения, так как количество электричества, проходящее через цепь, в любом месте будет одинаково. Электроны не могут скапливаться в каких-либо местах цепи, они текут равномерно по всем проводам и элементам. При подключении амперметра до и после нагрузки он покажет одинаковые значения.

Первые ученые, исследовавшие электричество, не имели приборов дл измерения силы тока и величины заряда. Они проверяли наличие тока собственными ощущениями, пропуская его через свое тело. Довольно неприятный способ. На то время силы токов, с которыми они работали, были не очень велики, поэтому большинство исследователей отделывались лишь неприятными ощущениями. Однако, в наше время даже в быту, не говоря уже про промышленность, используются токи очень больших значений.

Следует знать, что для человеческого организма безопасной признана величина силы тока до 1 мА. Величина тока больше 100 мА может привести к серьезным повреждениям организма. Величина тока в несколько ампер может убить человека. При этом еще нужно учитывать индивидуальную восприимчивость организма, которая различна у каждого человека. Поэтому следует помнить о главном требовании при эксплуатации электроприборов – безопасность.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Ток в металлах: действия тока и направление тока
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspЭлектрическое напряжение: определение, формула, вольтметр

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Как найти силу тока?

Ослепительная вспышка молнии, раскатистые удары грома. Давно человечество наблюдало за этими грозными явлениями природы и не понимая их испытывало перед ними страх. И всего чуть более ста лет назад, люди научили электрические силы природы служить себе.

Экспресс-физика

В природе существуют мельчайшие заряжённые частицы. Есть частицы, которые заряжены и имеют заряд со знаком плюс, а есть частицы имеющий отрицательный заряд со знаком минус. Частицы, имеющие отрицательный заряд называют электроны. Они могут бегать по металлическим проводникам. И вот этот поток заряжённых частиц учёные назвали электрическим током.

Какими же характеристиками обладает ток? Во-первых, это сила тока и его плотность, а во-вторых это мощность тока. Плотность и мощность тока мы рассмотрим в другой статье, сейчас обратим внимание на силу тока. Рассмотрим что это такое, какие определение и значение в физике выполняет эта величина. Какие обозначения применяются для силы тока? Как найти силу тока? Узнаем интересные и познавательные факты о силе тока.

Языком формул

Сила тока — это физическая величина, определяющая не разнообразие частиц, которые прошли через поперечное сечение проводника, а суммарный заряд, который переносится через проводник за единицу времени. Выглядит это так:

Где I – это и есть наша сила тока измеряемая в Амперах (А), q – это заряд, который проходит через проводник, единицы его измерения Кулон (Кл), а t – это время наблюдения измеряемое в секундах(с).

А по закону Ома, определить силу тока можно следующим образом, и для этого нам нужно будет знать напряжение участка цепи U измеряется в вольтах (В), и его сопротивление R измеряемое в Омах (Ом):

А как определить силу тока, если мы не знаем заряд, проходящий через проводник? Как найти силу тока, если это не школьная задача? Для этого существует специальный прибор — амперметр. Для определения силы тока мы должны подключить наш прибор последовательно с тем участком цепи, в которой мы измеряем силу тока. Уметь определять силу тока очень важно и просто необходимо в повседневной жизни. Сила тока в 0,01 Ампер не ощущается или

elhow.ru

Сила тока: формула и расчеты — Основы

Для того, чтобы уразуметь понятие «сила тока», нужно знать что из себя представляет электрический ток. Сила тока — это (соответственно физической формулировке) направленное движение заряженных частиц, которые называются электронами в проводнике. Для движения частиц нужна побуждающая сила — или электрическое поле. Именно оно приводит в движение частицы.

Возникновение тока

Все знают, что мир молекулярен, а молекулы состоят из атомов, в которых имеются электроны. Они движутся по своим орбитам, а при любой химической реакции атомы обмениваются электронами. Это происходит из-за того, что в атомах неравновесное количество заряженных частиц — электронов, те атомы, в которых их не хватает, захватывают из тех, в которых их избыток. Переход электронов из одних атомов в другие по сути и есть электрический ток.

Электрон в переводе с греческого означает янтарь, такое название обусловлено тем, что впервые свойства притягивать предметы были замечены у потёртого о шерсть янтаря, а потом люди убедились в подобной способности других материалов. Их стали считать наэлектризованными.

Электрическая сила, содержащаяся в веществах может быть разной. Её величина находится в зависимости от того, какой величины заряд проходит по электроцепи в единицу времени. Чем большее количество электронов перемещается от полюса к полюсу, или от «плюса» к «минусу», тем большее значение имеет заряд, перенесённый электроном. Весь общий заряд — это и есть количество электричества, которое проводится в проводнике.

Подытоживая сказанное нужно сделать вывод, что для возникновения электрического тока необходимы следующие условия:

  • чтобы в проводнике находились свободные заряженные частицы, если мы говорим о металлических проводниках, то речь идёт о свободных электронах:
  • чтобы в проводнике, который выбран, наличествовало электрическое поле, то есть оно создавалось источниками тока.

Формулы силы электрического тока

Впервые формула силы тока стала доступна человечеству благодаря физику Андре-Мари Амперу (1775-1836). Его определение стало основополагающим и доступной миру.

Сила тока формула

В данной формуле — I –   обозначение величины силы тока;

g- обозначение заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника;                                                

t – величина временного промежутка, за которых проходил ток.

Формулы силы тока применяются для того, чтобы определить величину тока в «амперах» — единице измерения, которая используется в случае, если производится расчёт силы тока.

Величина сила тока формулы имеет и другие, например, чтобы характеризовать силу тока для определённого участка электроцепи используется другое отношение, а именно, отношение напряжения к силе сопротивления проводника:

По другому будет выглядеть формула расчёта силы тока не для конкретного участка, а для полной цепи:

Здесь e — означает источник ЭДС;

R – сопротивление внешнее;

r — сопротивление внутреннее. 

Это более  сложная формула применяется   тогда, когда производится расчёт силы тока по мощности. Значения здесь таковы:

  • — e — заряд электрона;
  • S —  поперечное сечение проводника, через который проходит ток;
  • n — максимальная концентрация заряженных частиц;
  •  — средняя скорость упорядоченного потока электронов.

Измерение силы тока осуществляется приборами, которые носят название амперметр, его подключают в определённому участку цепи и снимают показатели. Для учёта малых величин существуют микроапмерметры, гальванометры, миллиамперметры.

1 ампер — это сила  тока, проходящего  по двум прямолинейным параллельным друг другу проводникам, имеющим бесконечную длину и минимальный диаметр, они располагаются в вакууме на расстоянии 1 метра между собой, вызывающая  силу взаимодействия на длине проводника в один метр, равную показателю 0,0000002 H.

solo-project.com