Обозначенные выше формулы снаружи могут припоминать закон Ома на участке цепи неизменного тока, но стоит увидеть, что в данном случае заместо величин неизменных токов и напряжений на участке цепи, в них входят амплитудные значения напряжений и переменных токов.
Формулы, обозначенные выше, выражают собой закон Ома для переменного тока, который содержит один из частей R , L и C .
R – активное сопротивление резистора.
1 ω С – емкостное сопротивление конденсатора.
ω L – индуктивное сопротивление катушки в цепи переменного тока.
Движение переменного тока по участку цепи провоцирует электромагнитное поле делать работу, по этому выделяется джоулево тепло.
Моментальной мощностью в цепи именуется произведение моментальных значений тока и напряжения: p = J · u .
Прикладной энтузиазм у нас вызывает среднее значение мощности за некоторый период переменного тока:
P = P c α = I 0 U 0 cos ω t cos ω t + φ .
В приведенной выше формуле I 0 и U 0 являются амплитудными значениями тока и напряжения на избранном участке цепи, а φ – фазовым сдвигом между током и напряжением. Черта же представляет собой знак усреднения. В случае, когда цепь содержит только резистор с сопротивлением R , то фазовый сдвиг φ будет равен нулю:
P R = I R U R cos 2 ω t = I R U R 2 = I R 2 R 2 .
Действующие значения силы тока и напряжения
Из-за необходимости совпадения с уравнением для мощности неизменного тока, нам приходится ввести определения действующих значений силы тока и напряжения:
I Д = l 0 2 ; U Д = U 0 2 .
Мощность переменного тока на участке цепи
Средняя величина мощности переменного тока на участке цепи, включающем в себя резистор, приравнивается:
Если в цепи содержится только конденсатор емкости C , то φ = π 2 . Отсюда, справедливо следующее выражение:
P C = I C U C cos ω t cos ω t + π 2 = I C U C cos ω t — sin ω t = 0.
Таким же методом можно проиллюстрировать, что P L = 0 .
Исходя из описанного чуть повыше получим следующие определение.
Мощность в цепи переменного тока выделяется лишь на активном сопротивлении, а среднее значение мощности переменного тока на конденсаторе и катушке индуктивности приравнивается нулю.
Нужна помощь педагога?
Опиши задание — и наши специалисты для тебя посодействуют!
Обрисовать задание
Сейчас стоит разглядеть электрическую цепь, включающую последовательно соединенные резистор, конденсатор и катушки, и присоединенную к источнику переменного тока некой частоты ω . Следует выделить, что на всех участках цепи, соединенных последовательно, проходит один и тот же ток. Между напряжением наружного источника e ( t ) и током J ( t ) проявляется фазовый сдвиг на определенный угол φ .
Исходя из приведенных выше фактов, мы можем записать:
J ( t ) = I 0 cos ω t ; e ( t ) = δ 0 cos ω t + φ .
Данные формулы моментальных значений тока и напряжения подходят к построениям, выполненным на векторной диаграмме (рис. 2 . 3 . 2 ).
Набросок 2 . 3 . 2 . Гармонические колебания A cos ( ω t + φ 1 ) , B cos ( ω t + φ 2 ) и их суммы C cos ( ω t + φ ) на векторной диаграмме.
Средняя величина мощности, развиваемой источником переменного тока, может быть найдена из следующего выражения:
P = I 0 δ 0 cos ω t cos ω t + φ = I 0 δ 0 2 cos φ = I Д δ Д cos φ .
Исходя из данных векторной диаграммы можно заявить, что U R = δ 0 · cos φ , поэтому,
P = I 0 U R 2 , а вся мощность, которую развивает источник питания, пропадает в виде джоулева тепла на резисторе.
В прошедших темах нами было получено выражение, являющееся соотношением амплитуд тока I 0 и напряжений δ 0 в критериях последовательной R L C -цепи:
I 0 = δ 0 R 2 + ω L — 1 ω C 2
Z = R 2 + ω L — 1 ω C 2 – это величина, имеющая название полное сопротивление цепи переменного тока.
Связь между амплитудными значениями тока и напряжения в цепи имеет вид:
Данное выражение представляет собой закон Ома для цепи переменного тока.
Закон Ома в критериях параллельной R L C -цепи
В разных расчетах, связанных с работой над цепями переменного тока, очень принципиальное место занимает понятие полного сопротивления. Для его определения в цепи в большей части случаев удобно применять способ векторных диаграмм. В качестве примера, приведем параллельный присоединенный к наружному источнику переменного тока (рис. 2 . 4 . 1 ) R L C -контур:
Набросок 2 . 4 . 1 . Параллельный R L C -контур.
При построении диаграммы принципиально учитывать, что в критериях параллельного соединения напряжение на всех элементах R , C и L идентично и приравнивается напряжению наружного источника питания. Ток, текущий в различных ветвях цепи, различается не только лишь по значениям амплитуд, но и по фазовым сдвигам относительно приложенного напряжения. Поэтому, полное сопротивление цепи нереально вычислить делая упор на законы параллельного соединения цепей неизменного тока. Векторную диаграмму для параллельного R L C -контура можно узреть на рис. 2 . 4 . 2 .
Набросок 2 . 4 . 2 . Векторная диаграмма для параллельного R L C -контур.
Исходя из вида диаграммы, следует:
I 0 = δ 0 1 R 2 + ω L — 1 ω C 2 .
Соответственно, полное сопротивление параллельного R L C -контура выражается в виде следующего соотношения:
Z = 1 1 R 2 + ω L — 1 ω C 2 .
При параллельном резонансе ( ω 2 = 1 L C ) полное сопротивление цепи воспринимает свое наибольшее значение, которое эквивалентно активному сопротивлению резистора:
А значение фазового сдвига φ между током и напряжением при параллельном резонансе приравнивается нулю.
Термическая мощность на резисторе — что же все-таки это такое и как рассчитывается
Составляющие электрической цепи
Создатель Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 653 Размещено 27.07.2021
Фактически все электроприборы содержат в собственных схемах резисторы. Это разъясняется тем, что для каждого устройства либо проводника избирается своя сила тока для функционирования. Для того дабы восполнить значение между напряжением и движением заряженных частиц, в схемы вводят сопротивление. Основной параметр – это его мощность.
Что такое термическая мощность резистора
Другое название – рассеивание. Этим понятием именуют наибольшие токи, которые без вреда могут протекать через него для воплощения работы и образования ЭДС в контактах и т.п.
Принципиально! Для каждой электрической схемы характеристики рассеивания подбираются персонально.
Рассчитывается по физической формуле с алгебраическими значениями: P = I * R.
- I – сила тока, Ампер.
- R – сопротивление, Ом.
- Р – мощность, Вт.
В физическом плане рассеивание – это способность проводника отдавать тепло в окружающую среду в том количестве, которое не вредит составным частям самого элемента. Это очень принципиальный параметр, так как от него зависит исправность и долговечность электроприбора.
Принципиально! Все составляющие работают, подчиняясь закону Ома, но сам нагрев происходит из-за разности величин напряжения на входе и выходе. Это и является главным условием движения заряженных частиц через проводник.
Как найти и подобрать мощность
Данный параметр избирается от наибольшего значения силы заряженных частиц, которые будут протекать через проводник.
Для того дабы подбирать термическое рассеивание участков сопротивления для определенных электроприборов, нужно изучить характеристики входного и выходного напряжения, также силу электроцепи.
Принципиально! Нужно осознавать, что городские и промышленные цепи различаются по нагрузке и напряжению. Для бытовых применяется 220V, для промышленных нередко применяется значение в 380V.
Дальше будет представлен стандартный ряд с графическим изображением мощностного отбора резистантов. Абсолютное большая часть фабричных электроприборов оснащаются схемами, где указан определенный спектр частей. Такие схемы неподменны при ремонте и позволяют стремительно подбирать нужное.
Стандартный ряд мощностей и их обозначение на схемах
| Вт | Условное обозначение на электросхемах |
| 0,05 Вт | |
| 0,125 Вт | |
| 0,025 Вт | |
| 0,5 Вт | |
| 1 Вт | |
| 2 Вт | |
| 5 Вт |
В качестве графических обозначений применяются римские числа и черточки, раскрывающие спектр от 0,05 до 25
Принципиально! Очень принципиально уяснить то, что слабенькие устройства обозначается косыми линиями.
Формула для расчета мощности тока в активном сопротивлении, как выяснить сколько ватт
Как уже было упомянуто, традиционная формула для расчета формируется так: квадрат силы перемещающихся заряженных частиц, помноженный на величину резистента.
Читайте также: Реостат – это управляющий устройство, способный изменять силу тока и напряжение
Так характеристики работоспособности впрямую зависят от напряжения. При работе и появлении ЭДС частички протекают через элемент, «осаживаясь» сопротивлением, и происходит нагрев элемента. Нагрев – это выделение тепла, который может быть измерен в Вт.
Принципиально! Что будет, если некорректно подобрать изделие? Если величина рассеивания очень малая, то сопротивление перегорит, а если установить очень «сильный» резистант, то движение заряженных частиц не начнется, и произойдет замыкание. Если из строя вышел элемент в 0,5 Вт, то он заменяется четким аналогом с надлежащими параметрами.
Действует очередное правило подбора – оно касается не графических изображений на схеме, а самого типоразмера устройства. Чем больше элемент по габаритам, тем выше черта его характеристик.
Как высчитать рассеивание для сопротивления
Рассеиванием в физике и электромеханике именуется процесс образования термический энергии, при чем это касается не только лишь резисторов, но и иных электрических частей: кабелей, проводов, штекеров и катушек.
Главное не допускать перегрева, так как это кратно понижает долговечность электроприборов и их отдельных частей. Следующий ряд является типовым в отборе черт зависимости производительности от напряжения:
Им соответствует значение для сопротивлений, Ом: 10, 20, 25, 50, 60, 100.
Приведем определенный пример алгебраического вычисления.
Мы имеем изделие с параметром в 10 Ом и пропускаем через него поток заряда в 0,1 А. Используем значения для того, дабы подставить их в известную формулу с переменными. Получаем P = 1
P(Ватт) – теплота, выделяемая на резисторе;
R(Ом) – сопротивление цепочки;
I(А) – движение заряженных частиц.
Как найти по внешнему облику
Если на схеме имеется конкретное обозначение, то термическая мощность на резисторе определяется по символам, но как найти параметр по внешнему облику частей на плате?
Понятно, что чем больше площадь поверхности, тем больше она может всасывать либо отдавать количества теплоты на резисторе.
Не считая того, есть буквенные обозначения для русских и привезенных из других стран устройств.
В – Маломощные от 0,125 до 0,25
W — Маломощные от 0,125 до 0,25
V – Средний спектр.
Принципиально! Есть маленькие устройства, на корпусе которых нереально нанести маркировку. Такие сопротивления окрашиваются в белоснежный, желтоватый либо красный цвет. Цвета в согласовании с спектрами по растущей. А именно, это касается привезенных из других стран изделий.
Как высчитать мощность в схеме
Для схем также неотклонимы познания о силе тока и сопротивлении, без познания этих характеристик расчет будет неосуществим. Теплопотери на резисторе формируются из квадрата силы тока, помноженного на сопротивление: P = I² * R (количество теплоты на резисторе формула). Животрепещуща только при расчетах готовой и известной схемы, во всех случаях подготовительного расчета применяется прямое значение силы тока, а не ее квадрат.
Читайте также: Как выполнить ионистр своими руками
Величина указывается только в Омах, если применяются значения в кило- либо мегаомах, то их нужно округлять до традиционного значения в одну единицу сопротивления – Ом.
Схема с последовательным соединением частей
Последовательное соединение значит тот факт, что через все элементы схемы проходит одно и то же значение силы тока. Это значит, что и рассеивание будет тождественным на всех резистантах. Для подсчета нужно:
- Суммировать значения на всех участках, другими словами: 200 Ом + 100 Ом + 51 Ом + 39 Ом = 390 Ом. Сила тока рассчитывается по закону: I = U/R. Алгебраически значение формируется в следующем виде: I = 100 В / 390 Ом = 0,256 А.
- Высчитать параметр: P = 0,256² * 390 Ом = 25,549
Это ответ на вопрос о том, какая термическая мощность будет выделяться на резисторе r1 в схеме.
Таким макаром становится вероятным подсчитать личное рассеивание на каждом участке, обозначенном в схеме.
Как подобрать резистор на смену
Для замены всегда подбирается вточности такой же элемент. Допускается временное внедрение сопротивлений с параметром на 1 порядок выше, чем у перегоревшего либо вышедшего из строя по другим причинам. Это основное условие замкнутого контура в цепи. Установить неисправный участок цепи – значит разомкнуть цепь.
Найти характеристики можно примерно по маркировке и размерам.
Элементы для замены обустроены выводами с обоих концов – их паяют на плату. Рекомендуется не надрезать выводы, так как они тоже владеют дополнительным сопротивлением.
На резисторе наружной цепи аккума выделяется термическая мощность 10 Вт
Этот параметр и условие являются животрепещущими при последовательном подключении 3-х аккумов. Если к концам подведена наружняя цепь с аккумом, то для каждого следующего аккума значение будет возрастать в 2 раза. Но так как мощность находится в зависимости от напряжения через силу тока, то для третьего аккума возрастание мощности составит значение в 25%. Теплопотери составят 26,9Вт.
Используя сведения, которые были представлены в данной статье, можно без помощи других и стремительно подобрать нужные элементы электроцепи в электроприёмнике для замены. Для этого в текущее время существует огромное количество магазинов электроники, которые удовлетворят запросы самых претенциозных клиентов.
Данную статью можно применять в качестве определенного управления по выбору резисторов не только лишь в бытовые электроприборы, но и в промышленные установки.
