Определить напряжение на участке. Определение напряжения, используя знание величины мощности. Закон Ома

Определить напряжение на участке. Определение напряжения, используя знание величины мощности. Закон Ома - взаимосвязь трёх величин

Когда электрическая цепь создана, свободные заряды (электроны) получают возможность двигаться. Это движение называется электрическим током, или иначе, потоком электричества. Такое движение подобно движению жидкости внутри полой трубы, но не во всём сохраняется такое подобие, есть и существенные различия.

Сила движения свободных зарядов определяется напряжением, которое является специфическим показателем потенциальной энергии. Напряжение всегда характеризуется двумя точками в электрической цепи, и потому правильнее говорить не о напряжении, а о падении напряжения между двумя точками цепи. Обычно слово падение опускают, подразумевая под обозначением «напряжение» - падение напряжения на определённом участке электрической цепи. Это значит, что употребляя термин «напряжение» всегда подразумеваются две точки участка цепи, начальная и конечная. Для одной точки понятие падения напряжения не имеет смысла, всегда две точки и конкретный участок цепи .

Из того же простого примера, показанного на рисунке 1, представлены два практических метода расчета падения напряжения. В обоих выражениях используется. В первом методе нагрузочные токи и соответствующие коэффициенты мощности считаются постоянными; является наиболее часто используемым методом. Во втором случае мощности и коэффициенты мощности нагрузок считаются постоянными, следовательно, существует изменение токов; является более точным методом. Наконец, используя тот же пример на рисунке 1, представлен третий расчет падения напряжения во время запуска двигателя.

Свободные заряды, а в проводниках первого рода (металлы и сплавы) ими являются электроны, имеют свойство двигаться через проводник с некоторой степенью трения, оказывая сопротивление к своему движению под действие источника тока (ЭДС). Это противостояние так и называется - сопротивление .

Величина тока в цепи зависит от величины напряжения, которое разгоняет свободные электроны, и от величины сопротивления участка цепи. Точно так же как и падение напряжения (напряжение), сопротивление является величиной характеризующей участок цепи, то есть сопротивление - это всегда между двумя точками цепи.

В этом случае первый метод использовался для упрощения. Это, конечно, только по критерию пропускной способности тока. В таблице также приведена ссылка на каталог производителя на сопротивление и реактивность соответствующих драйверов. Предполагая постоянные токи, а также напряжение 220 В во вторичной обмотке трансформатора и помня, что коэффициент выражения, как указано в вышеупомянутом изделии, стоит √3 для расчета падения напряжения в балансном трехфазном контуре, этот расчет будет следующим.

В результате напряжения следующие. Что соответствует 4, 87%. Метод предусматривает корректировку расчетного тока, поскольку у нас не будет номинального напряжения в стержнях, но меньшее значение из-за собственного падения напряжения в цепях. Новое значение тока, в свою очередь, предполагает вычисление нового падения напряжения и, как следствие, нового напряжения, которое мы будем иметь в разных точках установки.

Ток существует в электрической цепи, а падение напряжения и сопротивление - это всегда участок цепи, всегда между двумя точками.

Для того, чтобы работать с этими параметрами электрической цепи, надо иметь возможность описать их количественно, точно так же как описывается масса, объем, длина и другие физические величины.

Вот стандартные единицы измерения для электрического тока, напряжения и сопротивления:

В двигателе, учитывая ранее вычисленные значения. Что соответствует 5, 02%. Падение напряжения во время запуска двигателя. Предполагая, как упоминалось ранее, постоянные токи и, следовательно, напряжение 220 В во вторичной обмотке трансформатора, теперь мы рассчитываем падение напряжения при прямом запуске одного из двигателей.

Следовательно, падение ниже максимального предела. Фактически, в стандарте 4 говорится, что «конструкция двигателей, питающих проводники, должна быть такой, чтобы при запуске двигателя падение напряжения на клеммах стартера не превышало 10% от его номинального напряжения».

«Символ» - это обозначение физической величины в алгебраических уравнениях, на схемах, таблицах, технической документации, в дисциплинах физики и инженерии. Эти обозначения являются общепризнанными на международном уровне.

«Аббревиатура» - представляет собой алфавитный символ, который используется для сокращённой записи количества в единицах измерения. Своеобразная подкова Ω - это греческая буква «омега», именно ей и обозначают в электротехнике сопротивление.

Экономический аспект проводников. Независимо от того, насколько мало их электрическое сопротивление, силовые кабели рассеивают в виде тепла часть энергии, которую они переносят от источника к нагрузке. Это рассеивание энергии происходит на протяжении всего срока службы кабеля, что представляет значительную финансовую нагрузку в зависимости от характеристик установки.

Можно уменьшить потерю энергии за счет увеличения сечения проводника. Но поскольку более крупный кабель имеет, разумеется, более высокую стоимость приобретения, эта стоимость может быть недостаточно высокой, чтобы свести на нет экономию, достигаемую за счет сокращения потерь с течением времени. Таким образом, необходимо найти компромисс между первоначальной стоимостью и стоимостью потерь с течением времени.

Каждая единица измерения названа в честь известного исследователя электричества. Сила тока в честь француза Андре Мари Ампера, напряжение в честь Алессандро Вольта, и сопротивление в честь немецкого исследователя - Георга Симона Ома.

Закон Ома - взаимосвязь трёх величин

Все три величины: напряжение, ток и сопротивление, взаимосвязаны. Такую взаимосвязь обнаружил Георг Симон Ом и опубликовал в статье в 1827 году. Он математически исследовал гальваническую электрическую цепь.

Они кратко: минимальный разрез, пропускная способность тока, падение напряжения, перегрузка, короткое замыкание и косвенные контакты. В этой игре, техническом измерении, задача состоит в том, чтобы найти минимально возможный участок проводника, который удовлетворяет шести критериям, то есть без риска для безопасности, качества и долговечности электрической установки. Однако чем меньше проводящая секция, тем больше ее электрическое сопротивление и, следовательно, большая потеря энергии вдоль схемы.

Именно в этом контексте возникает критерий экономического измерения, который мы рассмотрим далее. Мы будем иметь дело только с упрощенным методом, поскольку мы понимаем, что в большинстве случаев он применяется с достаточным приближением, с тем преимуществом, что требуется меньшее количество вычислений.

Основным открытием Ома было то, что величина силы тока, проходящего через металлический проводник прямо пропорциональна напряжению, что и выразил он в виде математической записи - уравнения (формулы).

В этом алгебраическом выражении напряжение (V ) равно величине силе тока (I ) умноженной на сопротивление (R ). Используя алгебраические методы, мы можем манипулировать этим уравнением и записать его ещё в двух вариантах, для I и для R соответственно:

Формулы, используемые в упрощенном методе, заключаются в следующем. Пример применения формулы для экономического измерения. Было принято решение, что анализ будет проводиться в течение 10 лет. Что же представляет собой энергетическая секция кабеля для этой схемы?

Рассмотрим здесь, по практическим соображениям, только критерий пропускной способности тока, предполагая, что остальные автоматически будут присутствовать. Теперь у нас есть две секции: калибровка. «Только» и экономическое проектирование, которое указывало нам на 150-миллиметровую секцию. Экономический анализ, который показывает, какой из них действительно представляет лучшие инвестиции, должен учитывать полную стоимость этих вариантов в течение всего срока службы кабеля. Это означает, что еще раз, что помимо первоначальной стоимости покупки и установки, кабель влечет за собой неизбежные «эксплуатационные» издержки, которые являются потерями энергии, присущими его характеристикам и миссии.

Формулировка Закона Ома для участка цепи имеет следующее содержание:

Сила тока, протекающего в участке цепи, прямо пропорциональна падению напряжения на этом участке, и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Важно помнить, что сила тока всегда в участке цепи (ветви), а падение напряжения и сопротивление - это всегда на участке цепи.

В конце концов, каждый кабель рассеивает энергию, благодаря эффекту Джоуля. Наш пример уже включает все ингредиенты выражения, с единственным исключением: электрическое сопротивление проводника. Как известно, электрическое сопротивление, создаваемое проводящим материалом для прохождения электрического тока, зависит от температуры. Итак, при какой температуре будут работать два кабеля?

График на рисунке 1 дает нам эту информацию. На графике показана рабочая температура драйвера в соответствии с применяемым к нему током. Ток, в данном случае, на самом деле является отношением. Вместо однополюсных кабелей конструкция показывает биполярные кабели. Помня, что длина трассы составляет 0, 1 км.

Не может быть силы тока на участке цепи, или падения напряжения и сопротивления в участке цепи, потому как это нелогично, абсурдно. Неверное употребление в речи и письме предлогов «в» и «на» говорит об отсутствии понимания сути основных электрических величин: напряжения, тока и сопротивления говорящим или пишущим.

Без правильного понимания сути физических явлений и величин, которые характеризуют электрическую цепь, невозможно профессионально выполнять электротехнические работы, и тем более выполнять инженерные расчёты.

Рис. 1 - Рабочая температура в зависимости от тока, приложенного к проводнику. Рассчитал сумму, потраченную на ежегодные потери энергии, что следующий шаг? Конечно, мы не можем напрямую противостоять этой стоимости, которая распределяется на протяжении всего срока службы объекта, со стоимостью приобретения и установки, которая имеет место в начале строительства.

Для правильной конфронтации необходимо включить в эту операцию стоимость денег. Для этого мы должны использовать концепцию текущей стоимости, которая показывает, как будущие энергетические платежи, производимые в течение срока службы объекта, могут быть выражены в эквивалентных значениях в начале проекта. Преобразуя будущие значения в текущие значения, можно затем добавить их к первоначальным затратам на приобретение и установку, то есть сделать.

Прямая пропорциональность говорит о том, что при увеличении напряжения V в n раз, сила тока I увеличится также в n раз, то же самое касается уменьшения величины напряжения.

Под напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка.

На рис. 13 изображен участок цепи, на котором есть резистор сопротивлением и нет ЭДС. Крайние точки этого участка обозначены буквами a и b . Пусть ток течет от точки a к точке b .

Рис. 13. Участок электрической цепи

На участке без ЭДС ток течет от более высокого потенциала к более низкому. Следовательно, потенциал точки a выше потенциала точки b на величину, равную произведению тока на сопротивление :

В соответствии с определением, напряжение между точками a и b

Другими словами, напряжение на резисторе равно произведению тока, протекающего по резистору, на величину сопротивления этого резистора.

В электротехнике разность потенциалов на концах резистора принято называть либо «напряжением на резисторе», либо «падением напряжения». В литературе встречаются оба этих определения.

Рассмотрим теперь вопрос о напряжении на участке цепи, содержащем не только резистор, но и источник ЭДС.

На рис. 14 а и б показаны участки некоторых цепей, по которым протекает ток . . Найдем напряжение между точками a и c для этих участков.

а) б)

Рис. 14. Участки электрической цепи

По определению

. (9)

Выразим потенциал точки a через потенциал точки c . При перемещении от точки c к точке b (рис. 14,а ) идем встречно ЭДС , поэтому потенциал точки b оказывается меньше, чем потенциал точки c на величину ЭДС , т.е.

. (10)

На рис. 14,б при перемещении от точки c к точке b идем согласно ЭДС и потому потенциал точки b оказывается больше, чем потенциал точки c на величину ЭДС , т.е.

. (11)

Ранее говорилось, что на участке цепи без ЭДС ток течет от более высокого потенциала к более низкому. Поэтому в обеих схемах рис. 14 потенциал точки a выше, чем потенциал точки b на величину падения напряжения на резисторе сопротивлением :

. (12)

Таким образом, для рис. 14,а имеем

, или

. (13)

И для рис. 14, б имеем

, или

. (14)

Положительное направление напряжения указывают на схемах стрелкой. Стрелка должна быть направлена от первой буквы индекса ко второй. Так, положительное направление напряжения изобразится стрелкой, направленной от a к c .

Из самого определения напряжения следует также, что . Поэтому . Другими словами, изменение чередования индексов равносильно изменению знака этого напряжения. Из изложенного ясно, что напряжение может быть и положительной, и отрицательной величиной.

Закон Ома для участка цепи, не содержащего эдс.

Закон Ома устанавливает связь между током и напряжением на некотором участке цепи. Так, применительно к участку цепи, изображенному на рис. 13 имеем

.(15)

Закон Ома для участка цепи, содержащего эдс.

Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС, позволяет найти ток этого участка по известной разности потенциалов на концах этого участка и имеющейся на этом участке ЭДС . Так из уравнения (13) имеем для схемы рис. 14, а

.(16)