Формула мощности в электрической цепи

В замкнутой электрической цепи источник затрачивает электhическую энергию

ЭДС источника определяется выражением Из этого выражения следует, что энергия, затраченная источником, равна

так как что вытекает из определения величины тока

Энергия источника расходуется на потребителе (нужная энергия)

и на внутреннем сопротивлении источника (утраты)

Энергопотерей в проводах, при малозначительной их длине, можно пренебречь.

Из закона сохранения энергии следует

Во всех элементах электрической цепи происходит преобразование энергии (в источниках разные виды энергии преобразуются в электрическую, в потребителях — электрическая в другие виды энергии).

Скорость такового преобразования энергии определяет электрическую мощность частей электрической цепи

Обозначается электрическая мощность буковкой Р, а единицей электрической мощности является ватт, другими словами, (ватт)

Таким макаром, мощность источника электроэнергии ‘ определяется выражением

Мощность потребителя, т.е. нужная, потребляемая мощность, будет равна

Если пользоваться законом Ома для участка электрической цепи, то полезную мощность можно найти следующим выражением:

Утраты мощности на внутреннем сопротивлении источника

Для хоть какой замкнутой цепи должен сохраняться баланс мощностей

Так как электрическая мощность измеряется в ваттах, то единицей измерения электроэнергии является

Коэффициент полезного деяния электрической цепи л определяется отношением полезной мощности (мощности потребителя) ко всей затраченной мощности (мощности источника)

При копировании всех материалов с веб-сайта evkova.org неотклонима активная ссылка на веб-сайт www.evkova.org

Веб-сайт сотворен коллективом педагогов на некоммерческой базе для дополнительного образования молодежи

Веб-сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом педагогов

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками компании WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный нрав и ни при каких критериях не является общественной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Штатского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Баланс мощностей электрической цепи

Электрическая цепь подразумевает передачу определенной мощности от источника к потребителю. При всем этом, должно сохраняться равновесие, если схема состоит из сопротивлений, индуктивности. Статья раскроет тему, что такое баланс мощностей в обычной цепи переменного тока. Будет описан этот показатель для неизменного напряжения, приведены формулы вычисления.

Определение

Вычисление данного параметра в электрической цепи основано на известном законе сохранения энергии. Из него следует, что секундные характеристики, передаваемые от источника, должны быть равны сумме значений, которую получают потребители.

Баланс для мощностей представляет собой общеизвестный нам закон сохранения энергии. Выражение данного закона в данном случае — сумма всей энергии от источников (генератора либо блока питания) приравнивается сумме, которую получают приемники.

Можно применять другой вариант. Для него формула при всем этом имеет вид как на рисунке ниже:

Стоит принять во внимание, что неважно какая электрическая схема имеет сопротивление. Описываемая величина с сопутствующими значениями рассчитывается с учетом разновидности напряжений. Принимая во внимание закон сохранения энергии, стоит учесть, что по электрической схеме всегда передается энергия.

Предназначение

Составление обычного баланса мощностей применяют для четкого определения расхождений между передаваемой и получаемой энергиями. Также, уравнение баланса мощностей применяется для решения многих электротехнических задач.

Переменный ток

Баланс мощностей в обычной цепи переменного тока рассчитывается по более сложной формуле. Баланс мощностей в обычной цепи синусоидального тока учитывает всеохватывающие, реактивные и активные характеристики.

1. Всеохватывающая. Состоит из мощностей передаваемых и получаемых. Нужно будет выполнить расчет, в каком все слагаемые левой части формулы являются положительными (идут со знаками +), при условии, когда совпадает направление заряженных частиц «Ik» с «ЭДС». Должно соблюдаться правило не совпадения «Jk» с направлением напряжения «Uk». Если условия не соответствуют установленным требованиям, все данные левой части формулы становятся отрицательными. Формула приведена ниже.
2. Активные. Значения, отдающиеся источником равны принимаемым потребителями. Вычисление активной мощности на сто процентов находится в зависимости от представленной всеохватывающей энергии. Активное значение является используемым, невосполнимым, так как уходит на работу устройств. Данный способ вычисления и его формула представлены ниже.
3. Реактивная мощность источника с потребителем равны. Единственное отличие состоит в том, что этот параметр не растрачиваемый. Данный показатель просто циркулирует по схеме. Формула представлена ниже.

Главное отличие рассматриваемой величины — это наличие ненаправленного движения переменного тока по проводникам. Параметр таковой схемы может быть увеличен либо уменьшен (к примеру, генератором), что может воздействовать на конечный итог.

Неизменный ток

В электрической цепи неизменного тока напряжение и мощность всегда 1-го значения. Потому выполнить вычисление намного проще. Можно выполнить расчет на базе довольно обычного примера.

1. В цепи имеется ЭДС «Е» и резистор «R». При расчете должна быть найдена сила тока.
2. I=E/R. Подставляем имеющиеся значения, получаем I=10/10=1 ампер.
3. Так мы отыскали силу тока. Сейчас нам будет нужен параметр мощности приемника «R» и источника.
4. Pист=I×E=1×10=10 Ватт. Это значение для источника.
5. Сейчас для того, дабы отыскать Р для приемника делаем расчет как на рисунке ниже.
6. Сейчас составим общий баланс — 10 ватт=10 ватт. Данный подсчет показал, что для представленной схемы сохраняется равновесие.

При вычислении характеристик этой схемы имеет смысл учитывать расход приемника. Резистор при нагреве выделяет тепло, а означает осуществляется преобразование электричества в тепло. Беря во внимание физический закон сохранения, тепло выделяемое резистором также будет равно 10 Ватт.

Заключение

В статье было приведено описание, метод расчета баланса мощностей для неизменного и переменного тока. Для электротехники данный баланс очень важен, ведь при помощи него можно делать разные расчеты.

МОЩНОСТЬ

Электрическая мощность охарактеризовывает энергетическое состояние электрической цепи. Моментальная мощность определяется как произведение моментального напряжения на секундное значение тока р = ui. Согласно закону сохранения энергии, в хоть какой замкнутой электрической цепи сумма мощностей, развиваемая источниками, равна сумме мощностей, используемых в приемниках. Поэтому, уравнение баланса мощностей можно записать в виде

Считается, что электрическая мощность, затрачиваемая на потребителях энергии, положительна, мощность, выделяемая во внешнюю по отношению к элементу цепь — отрицательна. Поэтому, источниками условно можно именовать любые (даже пассивные) элементы, мощность на которых отрицательна, а потребителями можно условно именовать любые элементы (даже активные), на которых выделяется положительная мощность.

В электрических цепях для источников типично обратное направление напряжения и тока (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Направление напряжения и тока на источниках: а — ЭДС; б — тока

На потребителях направления тока и напряжения совпадают (рис. 6.2).

При неправильном выборе направлений напряжения и тока на элементе цепи, символ мощности изменяется на обратный. Для источника это значит условный переход его в класс потребителей, а для потребителя — в класс источников.

Рис. 6.2. Направление напряжения и тока на резисторе

Пример 6.1. Для схемы (рис. 6.3) высчитать мощность, развиваемую источниками и мощность, используемую на потребителях. Составить баланс мощностей.

Рис. 6.3. Активная разветвленная резистивная цепь

Входные данные: Ех = 150 В; J2 = 1 A; R = 100 Ом; R2 = 200 Ом; R4 = 200 Ом.