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=3U_фI_ф

А зная Uлинейное:

S=1,73*U_лI_л

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

Тогда по аналогии чтобы найти P активную:

P=3U_фI_ф*cosФ=1,73*U_лI_л*cosФ

Определить реактивную мощность можно:

Q=3U_фI_ф*sinФ=1,73*U_лI_л*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. P_{на 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=P_{на 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:

P_{на 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:

P_R1=12*6=72 Ватта

P_R2=12*12=144 Ватта

Выделяется всего:

P=UI=12*(6+12)=216 Ватт

Или через общее сопротивление, тогда:

R_общее=(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:

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

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.

1 Ампер сколько Ватт (формула)

Одной из самых важных характеристик любого электроприбора является потребляемая мощность. Именно он определяет количество аппаратов, которые допускается подключать к кабелю, и параметры автоматических выключателей и других защитных устройств.

Единицей измерения этой характеристики является 1Вт (ватт), но во многих случаях используется более крупная величина — 1кВт (киловатт). Как показывает приставка «кило» в 1кВт=1000Вт.

Мощность электроприбора указывается на его корпусе или инструкции, но главным параметром автоматических выключателей и проводов является номинальный ток. Для определения необходимого сечения питающего кабеля и выбора устройств защиты нужно перевести амперы в ватты.

Этот пересчёт выполняется с учётом напряжения питания по формулам, которые были открыты в XIX веке, а сейчас входят в курс ТОЭ (Теоретические Основы Электротехники).

Какие величины измеряются в Амперах и в Ваттах?

Основными величинами, необходимыми для перевода ампер в ватты являются ток, единицей измерения которого является 1А (ампер) и напряжение, единицей которого является 1В (вольт).

Важно! Мощность для расчётов измеряется в ваттах (Вт), иначе результат будет занижен в 1000 раз.

Если условно сравнить электроприбор с водяной мельницей, то напряжение — это высота плотины, ток — количество воды протекающей через мельничное колесо, а мощность — количество перемолотого зерна. Чем выше уровень плотины или сильнее поток, тем больше выполненная работа (количество муки).

Напрямую перевести эти величины друг в друга, используя определённые коэффициенты, нельзя. Узнать в 1 ампер сколько ватт возможно только в отдельных случаях, для которых эти коэффициенты уже рассчитаны и позволяют сделать приблизительный пересчёт.

Для более точных вычислений необходимы все три параметра, а в некоторых случаях и дополнительные данные, такие, как число фаз, cos(φ) и КПД.

Формула для перевода Ватт в Амперы

С формулами, объединяющими эти три параметра и позволяющие перевести ватты в амперы, большинство людей познакомились в школе на уроках физики, а потом благополучно забыли. В данной статье рассматривается формула для определения тока и её варианты для различных ситуаций.

Формула для постоянного тока

Для определения мощности при постоянном напряжении используется следующее выражение — Р=U•I, где:

• Р (Вт) — мощность электроприбора;
• U (B) — напряжение сети;
• I (A) — сила потребляемого тока.

Используя правила математики, известные из младших классов, можно выполнить преобразование для определения напряжения и силы тока. Эти формулы имеют следующий вид, позволяющий вычислить один неизвестный параметр при известных двух других:

• ток — I=Р/U;
• мощность — Р=U•I;
• напряжение — U=Р/I.

В этом виде они применяются, прежде всего, в сетях постоянного тока. В домашних условиях такое напряжение используется в автопроводке, а так же при подключении светодиодных лент и модулей.

Для однофазной и трёхфазной сетей нужна более сложная формула. В ней необходимо учитывать дополнительные параметры.

Формула для однофазной сети

В электрике есть такое понятие как активная и реактивная нагрузка. Реактивная нагрузка характеризуется потреблением реактивной мощности и выражается коэффициентом cos(φ) (косинус «фи»). С учетом коэффициента cos(φ) формула, по которой можно перевести Амперы в Ватты будет выглядеть:

В квартирных розетках напряжение не постоянное, а переменное. В таких сетях кроме активной есть реактивная мощность. Она появляется при наличии индуктивной или ёмкостной нагрузки. Сумма этих мощностей называется полной. Параметр, определяющий составляющую активной нагрузки, называется cosφ (косинус фи).

Справка! Электроприборами, потребляющими индуктивную мощность, являются электродвигатели и трансформаторы. Емкостная нагрузка встречается только в электронных схемах и компенсаторах реактивной мощности.

Для того чтобы узнать, сколько ватт в ампере, расчёт необходимо производить по следующим формулам — P=U*I*cosφ, а ток, соответственно, I=Р/(U*cosφ). В быту косинус фи обычно не учитывается.

Для «бытовых нагрузок» cos(φ) равен единице — cos(φ) = 1.

Он также не используется при расчётах устройств, потребляющих только активную мощность — электрический обогрев, электропечь с ТЭНами, водонагреватель, электрочайник, электроплиты, лампы накаливания и другие аналогичные устройства.

Чтобы понять как перевести Амперы в Ватты используя формулу, можно рассмотреть пример:

• 11,36 Ампер = 2500Вт/220В
• 6,81 Ампер = 1500Вт/220В
• 4.54 Ампер = 1000Вт/220В
• 2.27 Ампер = 500Вт/220В
• 1.81 Ампер = 400Вт/220В
• 1 Ампер = 220Вт/220В
• 0,45 Ампер = 100Вт/220В
• 0,27 Ампер = 60Вт/220В

Если взять для примера автомобильный аккумулятор напряжением 12 Вольт, нагрузка в 1 Ампер будет соответствовать мощности 12 Ватт. Для бытовой сети напряжением 220 Вольт ток 12 Ампер соответствует 2640 Ватт или 2.64 кВт.

Формула для трехфазной сети

В некоторые частные дома, оборудованные электроотоплением и электроплитами, выполнен подвод трёхфазной линии 380В. Есть две ситуации, требующие расчёта в этой сети:

Все нагрузки однофазные, разделённые по отдельным группам. Расчёт выполняется для каждой фазы в отдельности аналогично однофазной сети.

Кроме однофазных приборов и нагревателей есть трёхфазные электродвигатели. Для этих устройств перевод мощности в ток производится по специальным формулам:

а ток, соответственно:

Информация! Для грубых подсчётов тока трёхфазного электродвигателя допускается использовать формулу I (A) = 2Р (кВт).

Таблица как перевести Амперы в Ватты для расчета автоматических выключателей:

Ток Автомата, Ампер	Напряжение
	220 Вольт	380 Вольт
1	0,22 кВт	0,38 кВт
2	0,44 кВт	1,31 кВт
3	0,66 кВт	1,97 кВт
4	0,88 кВт	2,63 кВт
5	1,1 кВт	3,29 кВт
6	1,32 кВт	3,94 кВт
8	1,76 кВт	5,26 кВт
10	2,2 кВт	6,57 кВт
13	2,86 кВт	8,55 кВт
16	3,52 кВт	10,52 кВт
20	4,4 кВт	13,15 кВт
25	5,5 кВт	16,44 кВт
32	7,04 кВт	21,04 кВт
40	8,8 кВт	26,30 кВт
50	11 кВт	32,87 кВт
63	13,86 кВт	41,42 кВт
80	17,6 кВт	52,59 кВт
100	22 кВт	65,74 кВт

Расчет мощности в сети постоянного тока

Проще всего перевести амперы в ватты для устройств постоянного тока. В этих аппаратах она применяется в самом простом варианте. В быту такой расчёт чаще всего производится при ремонте автомобильной электропроводки и подключении светодиодных лент.

Эти ленты подключаются к блоку питания и для его выбора необходимо знать ток потребления светодиодных устройств. Если выбор блока сделан неправильно, то он будет перегруженным и сгорит или наоборот, мощность аппарата окажется избыточной. Такой блок стоит дороже и имеет бОльшие габариты.

На корпусе источников питания, предназначенных специально для светодиодных лент, указывается выходные напряжение, ток и мощность, но на некоторых аппаратах мощность не указывается.

В этом случае её можно вычислить по формуле Р=U*I. Для устройства с выходным напряжением 12В и током 1,4 А Р=12В*1,4А=16,8 Вт. С учётом 20% запаса мощности такого источника питания достаточно для подключения 1 метра ленты LED5050.

Можно сделать по-другому и определить ток потребления светодиодов. При установке полосы с указанным на бирке мощностью 14,4Вт/м ток потребления 1 метра составит I=P/U=14,4Вт/12В=1,2А. При длине ленты L 3 метра общий ток I=1,2 А*3м=3,6 А.

Пример перевода Ампер в Ватты в однофазной сети

Расчёт для однофазной сети производится чаще всего для бытовой электропроводки. Cosφ в этом случае принимается равным 1, но возникают сложности, связанные с неодновременным включением всех электроприборов.

Например, все кухонные розетки подключены к автоматическому выключателю 25А. В эти розетки включены электрочайник 2кВт, электродуховка 1,2кВт, микроволновая печь 0,8кВт, посудомоечная машина 3,5кВт и стиральная машина 3,5кВт. Какие из этих устройств допускается включать одновременно?

Прежде всего, нужно узнать общую мощность аппаратов, которые можно подключать к автомату. Для этого используется формула P=U*I=220В*25А=5500В=5,5кВт. Как видно из расчёта, одновременно допускается включать чайник, духовку и микроволновку без посудомоечной и стиральной машин или один из этих аппаратов и одно из устройств меньшей мощности.

Перевод Ампер в Ватты для трехфазной сети

Допустим у Вас есть частный дом и для его подключения используется трехфазный ввод. В водном щите установлен трехполюсный автомат на 32 Ампера. Сколько это мощности? Для того чтобы в этом случае перевести амперы в ватты и узнать какую максимальную мощность можно подключить в этом случае воспользуемся вышеприведенной формулой (примем что cos(φ) =1):

P=380*32*1.73=21036 Вт ≈ 21 кВт

Еще один пример, при наличии в доме трёхфазного ввода и вводном автоматическом выключателе 25А общая мощность одновременно включённых электроприборов составит.

P=380*25*1.73=16500Вт=16,5кВт.

Важно! Такую мощность получится подключить только при условии одинакового распределения нагрузки по фазам.

Реальная нагрузка в жилом доме состоит из большого количества электроприборов разной мощности и распределена неравномерно.

Еще один пример как можно найти ток для трехфазного двигателя при подключении «звездой»:

Формулы перевода ампер в ватты и наоборот необходимы в первую очередь в домашних условиях, но их знание не будет лишним и для электромонтёров, работающих на промышленных предприятиях.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Закон Ома — физика процесса на примере движения воды. Формулы зависимости сопротивления, напряжения, силы тока и мощности

Существует всего 2 базовых формулы которые помогут вам понять взаимосвязь между силой тока(Амер), напряжением(Вольт), сопротивлением (Ом) и мощностью (Ватт).
Зная хотя бы два из перечисленных параметра вы всегда можете рассчитать два других.
 

ЗАКОН ОМА

Базовая формула	P=I*E	E=I*R
Расчет напряжения	E=P/I	E=I*R	E=SQR(P*R)
Расчет силы тока	I=P/E	I=E/R	I=SQR(P/R)
Расчет мощности	P=I*E	P=E 2 /R	P=I 2 *R
Расчет сопротивления	R=E 2 /P	R=E/I	R=P/I 2

P — Мощность (Ватт)
E — Напряжение (Вольт)
I — Сила тока (Ампер)
R — Электрическое сопротивление (Ом)
SQR — квадратный корень

 

Для справки:

Мы используем переменную E для обозначения напряжения, иногда вы можете встретить  обозначение V для напряжения. Не дайте себя запутать названиям переменных.

Изменение сопротивления:

На следующей схеме вы видите разность сопротивлений между системами изображенными на правой и левой стороне рисунка. Сопротивление давлению воды в кране противодействует задвижка, в зависимости от степени открытия задвижки изменяется сопротивление.

Сопротивление в проводнике изображено в виде сужения проводника, чем более узкий проводник тем больше он противодействует прохождению тока.

Вы можете заметить что на правой и на левой стороне схемы напряжение и давление воды одинаково.

Вам необходимо обратить внимание на самый важный факт.

В зависимости от сопротивления  увеличивается и уменьшается сила тока.

Слева при полностью открытой задвижке мы видим самый большой поток воды. И при самом низком сопротивлении, видим самый большой поток электронов (Ампераж) в проводнике.

Справа задвижка закрыта намного больше и поток воды тоже стал намного больше.

ужение проводника тоже уменьшилось вдвое, я значит вдвое увеличилось сопротивление протеканию тока. Как мы видим через проводник из за выского сопротивления протекает в два раза меньше электронов.

Для справки

Обратите внимание что сужение проводника изображенное на схеме используется только для примера сопротивления протеканию тока. В реальных условиях сужения проводника не сильно влияет на протекающий ток. Значительно большее сопротивление могут оказывать полупроводники и диэлектрики.

Сужающийся проводник на схеме изображен лишь для примера, для понимания сути происходящего процесса.

Формула закона Ома — зависимость сопротивления и силы тока

I = E/R

Как вы видите из формулы, сила тока обратнапропорциональна сопротивлению цепи.

Больше сопротивление = Меньше ток

 

* при условии что напряжение постоянно.
 

Изменение напряжения.

На изображенной схеме во всех системах сопротивление имеет одинаковую величину.
В этот раз на картинке изменяется сопротивление/давление.

Вы можете увидеть что при увеличении напряжения приводит к увеличению протекающего тока даже при постоянном сопротивлении.

Формула закона Ома — зависимость напряжения и силы тока

I = E/R

Обратите внимание что сила тока протекающего в проводнике прямопропорциональна напряжению.

Больше напряжение = Больше сила тока

 

* при условии что сопротивление постоянно.
 

Математический рассчет

Рассмотрим пример.
У нас есть аккумуляторная батарея с напряжением питания 12 Вольт. К ней напрямую подключен резистор (сопротивление) 10 Ом. Для того что бы рассчитать какая мощность приложена к нашему резистору, можно воспользоваться формулой.

P = E2/R
P = 122/10
P = 144/10.
P = 14.4 watts

Мощность рассеиваемая на резисторе состовляет 14,4 Ватта.

Если вы хотите определить величину тока протекающего через проводник, мы используем другую формулу

I = E/R
I = 12/10
I = 1.2 amps

Сила тока протекающего через цепь составляет 1,2 Ампера
—————-
Калькуляторы зависимости напряжения, силы тока и сопротивления.
 

1. Калькулятор рассеиваемой мощности  и протекающей силы тока в зависимости от сопротивления и приложенного напряжения.

 

Демо закона Ома в реальном времени.

Для справки
В данном примере вы можете увеличивать напряжение и сопротивление цепи. Данные изменения в реальном времени будут изменять силу тока протекающего в цепи и мощность рассеиваемую на сопротивлении.

Если рассматривать аудио системы — вы должны помнить что усилитель выдает определенное напряжение на определенную нагрузку (сопротивление). Соотношение двух этих величин определяет мощность.
Усилитель может выдать ограниченную величину напряжения в зависимости от внутреннего блока питания и источника тока. Так же точно ограничена и мощность которую может подать усилитель на определенную нагрузку (к примеру 4 Ома).
Для того что бы получить больше мощности, вы можете подключить к усилителю нагрузку с меньшим сопротивлением (к примеру 2 Ома). Учтите что при использовании нагрузки с меньшим сопротивлением — скажем в два раза (было 4 Ома, стало 2 Ома) — мощность тоже возрастет в два раза.(при условии что данную мощность может обеспечить внутренний блок питания и источник тока).
Если мы возьмем для примера моно усилитель мощностью 100 Ватт на нагрузку 4 Ома, зная что он может выдать напряжение не более 20 Вольт на нагрузку.
Если вы поставите на нашем калькуляторе бегунки
Напряжение 20 Вольт
Сопротивление 4 Ома
Вы получите
Мощность 100 Ватт  
 
Если вы сдвинете бегунок сопротивления на величину 2 Ома, вы увидите как мощность удвоится и составит 200 Ватт.

В общем примере источником тока является аккумуляторная батарея (а не усилитель звука) но зависимости силы тока, напряжения, сопротивления и сопротивления одинаковы во всех цепях.
 

 

Закона Ома для участка цепи

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и непроводящие (диэлектрики). Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока (электронов).

Из токопроводящих материалов (медь, алюминий, графит, и многие другие), делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться.

В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Для того чтобы электроны начали перемещаться в проводнике (по участку цепи пошел ток), им нужно создать условия. Для этого в начале участка цепи должен быть избыток электронов, а в конце – недостаток. Для создания таких условий используют источники напряжения – аккумуляторы, батарейки, электростанции.

Формула Закона Ома

В 1827 году Георг Симон Ом открыл закон силы электрического тока. Его именем назвали Закон и единицу измерения величины сопротивления. Смысл закона в следующем.

Чем толще труба и больше давление воды в водопроводе (с увеличением диаметра трубы уменьшается сопротивление воде) – тем больше потечет воды. Если представить, что вода это электроны (электрический ток), то, чем толще провод и больше напряжение (с увеличением сечения провода уменьшается сопротивление току) – тем больший ток будет протекать по участку цепи.

Сила тока, протекающая по электрической цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна величине сопротивления цепи.

где

I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А;

U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;

R – сопротивление, измеряется в омах и обозначается Oм.

Если известны напряжение питания U и сопротивление электроприбора R, то с помощью вышеприведенной формулы, воспользовавшись онлайн калькулятором, легко определить силу протекающего по цепи тока I.

С помощью закона Ома рассчитываются электрические параметры электропроводки, нагревательных элементов, всех радиоэлементов современной электронной аппаратуры, будь то компьютер, телевизор или сотовый телефон.

Применение закона Ома на практике

На практике часто приходится определять не силу тока I, а величину сопротивления R. Преобразовав формулу Закона Ома, можно рассчитать величину сопротивления R, зная протекающий ток I и величину напряжения U.

Величину сопротивления может понадобится рассчитать, например, при изготовлении блока нагрузок для проверки блока питания компьютера. На корпусе блока питания компьютера обычно есть табличка, в которой приведен максимальный ток нагрузки по каждому напряжению. Достаточно в поля калькулятора ввести данные величины напряжения и максимальный ток нагрузки и в результате вычисления получим величину сопротивления нагрузки для данного напряжения. Например, для напряжения +5 В при максимальной величине тока 20 А, сопротивление нагрузки составит 0,25 Ом.

Формула Закона Джоуля-Ленца

Величину резистора для изготовления блока нагрузки для блока питания компьютера мы рассчитали, но нужно еще определить какой резистор должен быть мощности? Тут поможет другой закон физики, который, независимо друг от друга открыли одновременно два ученых физика. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля-Ленца.

Потребляемая нагрузкой мощность прямо пропорциональна приложенной величине напряжения и протекающей силе тока. Другими словами, при изменении величины напряжения и тока будет пропорционально будет изменяться и потребляемая мощность.

где

P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;

U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;

I – сила ток, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Зная напряжения питания и силу тока, потребляемую электроприбором, можно по формуле определить, какую он потребляет мощность. Достаточно ввести данные в окошки ниже приведенного онлайн калькулятора.

Закон Джоуля-Ленца позволяет также узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания. Величина потребляемого тока необходима, например, для выбора сечения провода при прокладке электропроводки или для расчета номинала.

Например, рассчитаем потребляемый ток стиральной машины. По паспорту потребляемая мощность составляет 2200 Вт, напряжение в бытовой электросети составляет 220 В. Подставляем данные в окошки калькулятора, получаем, что стиральная машина потребляет ток величиной 10 А.

Еще один пример, Вы решили в автомобиле установить дополнительную фару или усилитель звука. Зная потребляемую мощность устанавливаемого электроприбора легко рассчитать потребляемый ток и правильно подобрать сечение провода для подключения к электропроводке автомобиля. Допустим, дополнительная фара потребляет мощность 100 Вт (мощность установленной в фару лампочки), бортовое напряжение сети автомобиля 12 В. Подставляем значения мощности и напряжения в окошки калькулятора, получаем, что величина потребляемого тока составит 8,33 А.

Разобравшись всего в двух простейших формулах, Вы легко сможете рассчитать текущие по проводам токи, потребляемую мощность любых электроприборов – практически начнете разбираться в основах электротехники.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой не связанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети. По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U.

А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.

Андрей 14.12.2021

Добрый день Александр Николаевич.
Подскажите такой вопрос. Допустим есть электроприбор на 220 В и мощностью 2000 Вт. В этом случае потребляемый ток составит порядка 10 А. Но как известно, современные бытовые электроприборы рассчитаны на работу при напряжении от 210 до 240 В. В связи с этим меня интересует, будет ли изменяться потребляемый ток при изменении напряжения в сети?

Александр

Здравствуйте, Андрей!
Будет ли изменяться величина потребляемого тока зависит от принципа работы и устройства электроприбора.
Например, если это простейший обогреватель со спиральным нагревательным элементом, то согласно закону Ома, ток при увеличении напряжения будет пропорционально тоже увеличиваться.
Например, обогреватель или электроплита имеет мощность 2000 Вт. В таком случае сопротивление нагревателя составит 24,2 Ом. Ток потребления при напряжении 220 В составит 9,09 А. Если напряжение в сети достигнет предельно допустимого 242 В, то ток потребления увеличиться до 10 А, выделяемая мощность уже составит 2200 Вт.
А если в электроприборе имеется стабилизатор тока или напряжения, то потребляемый электроприбором ток при увеличении напряжения наоборот будет снижаться, а при уменьшении напряжения наоборот, увеличиваться.
К таким приборам относятся компьютеры, зарядные устройства, телевизоры, радиоприемники и многие другие. Это поведение тока связано с тем, что потребляемая мощность прибора при изменении питающего напряжения не изменяется. Ведь по формуле P=UI. Следовательно, ток будет изменяться обратно пропорционально изменению величины напряжения.

4. Расчет электрической мощности | 2. Закон Ома | Часть1

4.

Расчет электрической мощности

Расчет электрической мощности

В прошлой статье мы с вами вывели формулу для определения мощности в электрической цепи: умножая напряжение в «вольтах» на силу тока в «амперах», мы получаем мощность в «ваттах». Давайте применим ее к следующей схеме:  

В этой схеме есть две известные нам величины: напряжение батареи составляет 18 вольт, а сопротивление лампы — 3 ома. Используя Закон Ома мы определим третью величину — силу тока:

Теперь, зная силу тока, мы можем умножить ее значение на напряжение и получить мощность:

Это означает что лампа рассеивает 108 ватт энергии в форме сета и тепла.

Давайте в этой же схеме увеличим напряжение батареи и посмотрим что произойдет.  Интуиция подсказывает нам, что при увеличении напряжения и неизменном сопротивлении, сила тока в цепи также увеличится. А это значит, что увеличится и мощность:

В этой схеме напряжение батареи изменено и составляет 36 вольт вместо прежних 18. Сопротивление лампы не изменилось, и равно 3 омам. Сила тока теперь будет равна:

Давайте обсудим полученное значение. Если I=U/R, и мы удваиваем значение напряжения (U), оставляя неизменным сопротивление, то по логике вещей сила тока у нас тоже должна удвоиться. Действительно, сила тока в данной схеме имеет значение 12 ампер вместо прежних 6. А сейчас давайте вычислим мощность:

Обратите внимание, что мощность у нас также увеличилась по сравнению  с предыдущим примером, и увеличилась она значительнее, чем увеличилась сила тока. Почему так получилось? Ответ на этот вопрос прост. Мощность является функцией напряжения умноженного на силу тока, а так как обе эти величины удвоились по сравнению с предыдущими значениями, то мощность увеличилась в 2х2 или в 4 раза. Вы можете проверить эту цифру разделив 432 ватта на 108 ватт и увидев, что соотношение между ними равно 4.

Используя математику мы можем преобразовать формулу мощности применительно к тем случаям, когда нам не известно значение напряжения или силы тока:

Историческая справка: первым математическую связь между рассеиваемой мощностью и силой тока через сопротивление открыл не Георг Симон Ом, а Джеймс Прескотт Джоуль. Это открытие, опубликованное в 1841 году и содержащее формулу P=I²R, стало известно как Закон Джоуля. Однако очень часто эти уравнения причисляются к Закону Ома.

Краткий обзор:

Сколько в ампере ватт, как перевести амперы в ватты и киловатты | Ортеа

Как перевести амперы в ватты

Как перевести амперы в ватты

Как перевести амперы в ватты

Онлайн калькулятор, чтобы перевести силу тока в мощность. Амперы в Ватты.

Не каждая домохозяйка сразу сообразит, как перевести амперы в ватты или в киловатты, либо наоборот — ватты и киловатты в амперы. Для чего это может потребоваться? Например, на розетке или на вилке указаны такие цифры: «220В 6А» — маркировка, отражающая предельно допустимую мощность подключаемой нагрузки. Что это значит? Какой максимальной мощности сетевой прибор можно включить в такую розетку или использовать с данной вилкой?

Чтобы получить значение мощности, достаточно перемножить две эти цифры: 220*6 = 1320 ватт — максимальная мощность для данной вилки или розетки. Скажем, утюг с паром можно будет использовать только на двойке, а масляный обогреватель — только в половину мощности.

Итак, чтобы получить ватты, нужно указанные амперы умножить на вольты: P = I*U – ток умножить на напряжение (в розетке у нас примерно 220-230 вольт). Это главная формула для нахождения мощности в однофазных электрических цепях.

Переводим ватты в амперы

Или случай, когда мощность в ваттах нужно перевести в амперы. С такой задачей сталкивается, например, человек, решивший выбрать защитный автомат для водонагревателя.

На водонагревателе написано, допустим, «2500 Вт» — это номинальная мощность при сетевых 220 вольтах. Следовательно, чтобы получить максимальные амперы водонагревателя, разделим номинальную мощность на номинальное напряжение, и получим: 2500/220 = 11,36 ампер.

Итак, можно выбрать автомат на 16 ампер. 10 амперного автомата будет явно не достаточно, а автомат на 16 ампер сработает сразу, как только ток превысит безопасное значение. Таким образом, чтобы получить амперы, нужно ватты разделить на вольты питания — мощность разделить на напряжение I = P/U (вольт в бытовой сети 220-230).Сколько ампер в киловатте и сколько киловатт в ампере

Бывает часто, что на сетевом электроприборе мощность указана в киловаттах (кВт), тогда может потребоваться перевести киловатты в амперы. Поскольку в одном киловатте 1000 ватт, то для сетевого напряжения в 220 вольт можно принять, что в одном киловатте 4,54 ампера, потому что I = P/U = 1000/220 = 4,54 ампер. Верно для сети и обратное утверждение: в одном ампере 0,22 кВт, потому что P = I*U = 1*220 = 220 Вт = 0,22 кВт.

Для приблизительных расчетов можно учитывать то, что при однофазной нагрузке номинальный ток I ≈ 4,5Р, где Р — потребляемая мощность и киловаттах. Например, при Р = 5 кВт, I = 4,5 х 5 = 22,5 А.

Как быть, если сеть трехфазная

Если выше речь шла об однофазной сети, то для трехфазной сети соотношение между током и мощностью несколько отличается. Для трехфазной сети P = √3*I*U, и чтобы найти ватты в трехфазной сети, необходимо умножить вольты линейного напряжения на амперы в каждой фазе и еще на корень из 3, например: асинхронный двигатель при 380 вольтах потребляет ток 0,83 ампера на каждую фазу.

Чтобы найти полную мощность, перемножим линейное напряжение, ток, и домножим еще на √3. Имеем: P = 380*0,83*1,732 = 546 ватт. Чтобы найти амперы, достаточно мощность прибора в трехфазной сети разделить на величину линейного напряжения и на корень из 3, то есть воспользоваться формулой: I = P/(√3*U).Заключение

Зная, что мощность в однофазной сети равна P = I*U, а напряжение в сети равно 220 вольт, ни для кого не составит труда вычислить соответствующую мощность для того или иного значения тока.

Зная обратную формулу, что ток равен I = P/U, а напряжение в сети равно 220 вольт, каждый легко найдет амперы для своего прибора, зная его номинальную мощность при работе от сети.

Аналогично ведутся вычисления и для трехфазной сети, добавляется лишь коэффициент 1,732 (корень из трех — √3). Ну и удобное правило для сетевых однофазных приборов: «в одном киловатте 4,54 ампера, а в одном ампере 220 ватт или 0,22 кВт» — это прямое следствие из приведенных формул для сетевого напряжения в 220 вольт.

Если у вас остались вопросы, можете задать их нашим инженерам.

Что такое амперы, ватты, вольты и омы?

В электрической системе увеличение тока или напряжения приводит к увеличению мощности. Допустим, у вас есть система с 6-вольтовой лампочкой, подключенной к 6-вольтовой батарее. Выходная мощность лампочки составляет 100 Вт. Используя уравнение I = P/V , мы можем рассчитать, какой ток в амперах потребуется, чтобы получить 100 Вт от этой 6-вольтовой лампочки.

Вы знаете, что P = 100 Вт, а V = 6 В. Итак, вы можете изменить уравнение, чтобы найти I и подставить числа.

I = 100 Вт/6 В = 16,67 ампер

Что произойдет, если вы используете 12-вольтовую батарею и 12-вольтовую лампочку, чтобы получить мощность 100 Вт?

I = 100 Вт/12 В = 8,33 А

Таким образом, эта последняя система производит ту же мощность, но с вдвое меньшим током. Преимущество заключается в использовании меньшего тока для получения того же количества энергии. Сопротивление в электрических проводах потребляет мощность, и потребляемая мощность увеличивается по мере увеличения тока, проходящего через провода. Вы можете увидеть, как это происходит, немного переставив два уравнения. Что вам нужно, так это уравнение для мощности с точки зрения сопротивления и тока. Давайте переформулируем первое уравнение:

I = V/R можно переформулировать как V = I*R

Теперь вы можете подставить уравнение для V в другое уравнение:

P = V*I подставив V, мы получим P = I*R*I, или P = I ² *R

Это уравнение говорит вам о том, что мощность, потребляемая проводами, увеличивается, если увеличивается сопротивление проводов (например, если провода становятся меньше или из менее проводящего материала).Но она резко возрастает, если ток, проходящий по проводам, увеличивается. Таким образом, использование более высокого напряжения для снижения тока может сделать электрические системы более эффективными. КПД электродвигателей также улучшается при более высоких напряжениях.

Это повышение эффективности заставило автомобильную промышленность задуматься о переходе с 12-вольтовых электрических систем на 42-вольтовые системы в 1990-х годах. По мере того, как все больше автомобилей поставлялось с электрическими удобствами — видеодисплеями, подогревом сидений, «умным» климат-контролем — им требовались толстые пучки проводов для подачи достаточного тока.Переход на систему с более высоким напряжением обеспечит большую мощность при использовании более тонкой проводки.

Переключение так и не произошло, потому что автопроизводители смогли повысить эффективность с помощью цифровых технологий и более эффективных электрических насосов на 12 вольт. Но в некоторых новых моделях используются гибридные системы с отдельным 48-вольтовым генератором для питания расширенных функций, таких как отключение на холостом ходу, при одновременном повышении общей эффективности системы.

Чтобы узнать больше об электричестве и смежных темах, перейдите по ссылкам на следующей странице.

Первоначально опубликовано: 31 октября 2000 г.

Расчет мощности по закону Ома

В четырех таблицах ниже вы можете ввести два из четырех факторов закона Ома. Это Мощность (P) или (Вт), измеренная в ваттах, напряжение (В) или (E), измеренное в вольтах , ток или сила тока (I), измеренная в амперах ( амперах ), и сопротивление (R), измеренное в Ом . Необходимый коэффициент будет рассчитан для вас, когда вы нажмете кнопку «Рассчитать» для этой таблицы. Хотя это и не было частью первоначальной теории, в более поздние годы мы также приписали коэффициент мощности Ому. Мощность обычно обозначается (Вт) и измеряется в Вт . Формула, обычно приводимая для мощности: . W = V x I или W = I 2 x R или W = V 2 / R. Другими основными формулами, включающими мощность, являются: I = W / V или I = (W / R) 2 V = (W x R) 2 или V = W / I R = V 2 / W или R = W / I 2 Для исходных расчетов по закону Ома, нажмите здесь .Чтобы проверить цветовые коды резисторов, используйте нашу таблицу цветовых кодов резисторов и калькулятор . Этот преобразователь требует использования браузеров с поддержкой Javascript и поддержкой. Факторы закона Ома с мощностью Рассчитать мощность Рассчитать ампер Расчет вольт Вычислить Ом Удельное сопротивление (Вт-см) для обычных металлов при комнатной температуре Алюминий 2. 828 x 10 -6 Медь 1,676 x 10 -6 Серебро 1,586 x 10 -6 Золото 2,214 x 10 -6 Вольфрам 5,510 x 10 -6 Например, провод 10 калибра равен 2.Диаметр 588 мм. Сопротивление на см медной проволоки такой толщины составляет Ом. 3,186 x 10 -5 Вт/см. Миля этого провода имеет сопротивление 5,13 Вт.

Что такое закон Ома? | Fluke

Закон Ома — это формула, используемая для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.

Для студентов, изучающих электронику, закон Ома (E = IR) так же важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков.

E = I x R

При расшифровке это означает напряжение = ток x сопротивление , или вольт = ампер x ом , или В = A x Ω .

Названный в честь немецкого физика Георга Ома (1789-1854), закон Ома касается ключевых величин, действующих в цепях: Circuits В случае, если вам интересно:

4 Напряжение E Вольт (V) Вольт, что триггеры электронного потока E = Электромологическая сила (Срок староходов) Текущий I Ampere, AMP (A) Скорость электронного поток I = интенсивность I = интенсивность

4 Сопротивление R Ом (Ω) ингибитор потока ω = греческая буква омега

Если два из этих значений известны, технические специалисты могут изменить закон Ома для расчета третьего. Просто измените пирамиду следующим образом:

Если вы знаете напряжение (E) и силу тока (I) и хотите знать сопротивление (R), уменьшите X R в пирамиде и рассчитайте оставшееся уравнение (см. первое или последнее уравнение). слева, пирамида вверху).

Примечание: Сопротивление нельзя измерить в работающей цепи, поэтому закон Ома особенно полезен, когда его необходимо рассчитать. Вместо того, чтобы отключать цепь для измерения сопротивления, технический специалист может определить R, используя приведенный выше вариант закона Ома.

Теперь, если вы знаете напряжение (E) и сопротивление (R) и хотите узнать ток (I), вычеркните X из I и вычислите оставшиеся два символа (см. среднюю пирамиду выше).

А если вы знаете ток (I) и сопротивление (R) и хотите узнать напряжение (E), умножьте нижние половины пирамиды (см. третью, или крайнюю правую, пирамиду выше).

Попробуйте выполнить несколько расчетов на основе простой последовательной цепи, включающей только один источник напряжения (батарея) и сопротивление (свет). В каждом примере известны два значения. Используйте закон Ома, чтобы вычислить третий.

Пример 1: Напряжение (E) и сопротивление (R) известны.

Какой ток в цепи?

I = E/R = 12 В/6 Ом = 2 А

Пример 2: Напряжение (E) и ток (I) известны.

Какое сопротивление создает лампа?

R = E/I = 24 В/6 А = 4 Ом

Пример 3: Ток (I) и сопротивление (R) известны. Какое напряжение?

Какое напряжение в цепи?

E = I x R = (5A)(8Ω) = 40 В

Когда Ом опубликовал свою формулу в 1827 году, его ключевым выводом было то, что количество электрического тока, протекающего через проводник, прямо пропорционально приложенному напряжению в теме.Другими словами, требуется один вольт давления, чтобы протолкнуть один ампер тока через сопротивление в один ом.

Что проверять с помощью закона Ома

Закон Ома можно использовать для проверки статических значений компонентов схемы, уровней тока, источников напряжения и падения напряжения. Если, например, контрольно-измерительный прибор обнаруживает измеренный ток выше нормального, это может означать, что сопротивление уменьшилось или напряжение увеличилось, что привело к возникновению ситуации с высоким напряжением. Это может указывать на проблему с питанием или цепью.

В цепях постоянного тока (постоянного тока) измерение тока ниже нормального может означать, что напряжение уменьшилось или сопротивление цепи увеличилось. Возможными причинами повышенного сопротивления являются плохие или ослабленные соединения, коррозия и/или поврежденные компоненты.

Нагрузки в цепи потребляют электрический ток. Нагрузками могут быть любые компоненты: небольшие электрические устройства, компьютеры, бытовая техника или большой двигатель. К большинству этих компонентов (нагрузок) прикреплена заводская табличка или информационная наклейка.Эти паспортные таблички содержат сертификаты безопасности и несколько идентификационных номеров.

Технические специалисты обращаются к паспортным табличкам на компонентах, чтобы узнать стандартные значения напряжения и силы тока. Если во время тестирования технические специалисты обнаруживают, что обычные значения не регистрируются на их цифровых мультиметрах или токоизмерительных клещах, они могут использовать закон Ома, чтобы определить, какая часть цепи дает сбой, и исходя из этого определить, в чем может заключаться проблема.

Основы науки о цепях

Цепи, как и вся материя, состоят из атомов.Атомы состоят из субатомных частиц:

• Протоны (с положительным электрическим зарядом)
• Нейтроны (без заряда)
• Электроны (отрицательно заряженные)

Атомы остаются связанными силами притяжения между ядром атома и электронами в его внешняя оболочка. Под влиянием напряжения атомы в цепи начинают реформироваться, и их компоненты проявляют потенциал притяжения, известный как разность потенциалов. Взаимно притягивающиеся свободные электроны движутся навстречу протонам, создавая поток электронов (ток).Любой материал в цепи, который ограничивает этот поток, считается сопротивлением.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

Статьи по теме

Закон Ома: определение и взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением — видео и расшифровка урока

Закон Ома

Связь между напряжением, током и сопротивлением описывается Законом Ома . Это уравнение, i = v / r , говорит нам, что ток, i , протекающий через цепь, прямо пропорционален напряжению, v , и обратно пропорционален сопротивлению, r . .Другими словами, если мы увеличим напряжение, то увеличится и ток. Но, если мы увеличим сопротивление, то ток уменьшится. Мы видели эти концепции в действии с садовым шлангом. Увеличение давления вызвало увеличение потока, но изгиб шланга увеличил сопротивление, что привело к уменьшению потока.

Использование этой диаграммы — простой способ решения уравнений.

То, как здесь написано уравнение, было бы легко использовать закон Ома, чтобы вычислить силу тока, если бы мы знали напряжение и сопротивление. Но что, если бы вместо этого мы захотели найти напряжение или сопротивление? Один из способов сделать это — переставить члены уравнения для решения других параметров, но есть и более простой способ. Приведенная выше диаграмма даст нам соответствующее уравнение для решения любого неизвестного параметра без использования какой-либо алгебры. Чтобы использовать эту диаграмму, мы просто скрываем параметр, который пытаемся найти, чтобы получить правильное уравнение. Это будет иметь больше смысла, как только мы начнем его использовать, поэтому давайте сделаем несколько примеров.

Закон Ома в действии

Ниже приведена простая электрическая цепь, которую мы будем использовать в наших примерах. Наш источник напряжения — это батарея, которая подключена к лампочке, которая обеспечивает сопротивление электрическому току. Для начала предположим, что наша батарея имеет напряжение 10 вольт, лампочка имеет сопротивление 20 Ом, и нам нужно вычислить ток, протекающий по цепи. Используя нашу диаграмму, мы скрываем параметр, который пытаемся найти, то есть ток, или х , и остается напряжение х на сопротивлении х . Другими словами, чтобы найти ток, нам нужно напряжение разделить на сопротивление. Делая математику, 10 вольт, деленные на 20 Ом, дают полампера тока, протекающего в цепи.

Чтобы найти силу тока, разделите напряжение (20 вольт) на сопротивление (20 Ом).

Теперь давайте увеличим напряжение, чтобы посмотреть, что произойдет с током. Мы будем использовать ту же лампочку, но переключимся на 20-вольтовую батарею.Используя то же уравнение, что и раньше, мы делим 20 вольт на 20 Ом и получаем 1 ампер тока. Как мы видим, удвоение напряжения привело к удвоению тока. Это имеет смысл, когда мы думаем о садовом шланге. Если мы увеличим давление в шланге, мы ожидаем, что поток воды также увеличится. Всегда полезно перепроверить свою работу, спросив, соответствуют ли результаты ожидаемому результату.

Если мы увеличим сопротивление лампочки, что, по вашему мнению, произойдет с током? Чтобы выяснить это, давайте заменим нашу существующую лампочку на другую с сопротивлением 40 Ом. Поскольку мы все еще ищем ток, мы используем то же уравнение, что и раньше. Разделив 20 вольт на 40 Ом, мы получим полампера тока. Этот результат говорит нам о том, что удвоение сопротивления уменьшило ток вдвое. Это то, что вы ожидали? Возвращаясь к нашему шлангу, становится понятно, что изгиб шланга уменьшит поток воды, точно так же, как увеличение сопротивления в цепи уменьшит ток.

До сих пор мы вычисляли только ток в цепи, но что, если бы кто-то заменил нашу лампочку, пока мы не видели, и нам нужно было бы вычислить сопротивление новой? Что ж, мы знаем, что напряжение нашей батареи составляет 20 вольт, и мы можем измерить ток в цепи с помощью инструмента, называемого амперметром, поэтому все, что осталось, — это выполнить некоторые математические расчеты.Используя нашу диаграмму, мы скрываем параметр, который пытаемся найти, а именно сопротивление, r . Диаграмма теперь показывает нам, что нам нужно разделить напряжение на ток. Если наш амперметр измерил ток 5 ампер, протекающий по цепи, то сопротивление равно 20 вольтам, деленным на 5 ампер, что равно 4 омам

Чтобы определить напряжение, умножьте силу тока (3 ампера) на сопротивление (4 Ом).

Наконец, представьте, что кто-то заменил нашу батарею, и нам нужно выяснить ее напряжение.Процесс почти такой же. Мы знаем, что наша новая лампочка имеет сопротивление 4 Ом, и мы можем измерить ток в цепи с помощью амперметра. Используя диаграмму, мы скрываем напряжение, v , что говорит нам о том, что нам нужно умножить ток на сопротивление. Если бы амперметр измерил ток в 3 ампера, то напряжение было бы 3 ампера, умноженное на 4 Ом, что составляет 12 вольт. Вот и все. Зная любые два из трех параметров, мы всегда можем вычислить третий, используя закон Ома.

Резюме урока

Закон Ома определяет соотношение между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи: i = v / r . Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Это означает, что увеличение напряжения приведет к увеличению тока, а увеличение сопротивления приведет к уменьшению тока. Знание любых двух из трех параметров позволяет вычислить третий, неизвестный параметр.Мы можем сделать это, переставив члены в уравнении закона Ома или используя диаграмму, найденную выше в уроке. Сокрытие параметра, который мы пытаемся найти, показывает нам соответствующее уравнение, использующее два известных параметра.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы сможете:

• Описывать зависимость между напряжением, током и сопротивлением, используя закон Ома
• Напишите уравнение закона Ома
• Объясните, как найти любую из трех переменных в уравнении закона Ома, если известны две другие
• Рассчитайте любую из трех переменных, используя уравнение закона Ома

Расчет сопротивления – Закон Ома – Ток, напряжение и сопротивление – GCSE Physics (Single Science) Revision – Other

Сопротивление электрического компонента можно определить путем измерения электрического тока, протекающего через него, и разности потенциалов на нем.

Это уравнение, называемое Законом Ома , показывает взаимосвязь между разностью потенциалов, током и сопротивлением:

напряжение = ток × сопротивление

В = I × R

где: вольты, В

I — сила тока в амперах (амперах), А

R — сопротивление в омах, Ом

Чтобы найти сопротивление, можно преобразовать уравнение:

Вопрос

1ew7laonphg.0.0.0.1:0.1.0.$0.$1.$10.1″>

3 Через лампу на 240 В протекает ток.Каково сопротивление лампы?

Показать ответ

Сопротивление = 240 ÷ 3 = 80 Ом

разница. Затем сопротивление можно рассчитать по закону Ома.

Закон

Вт: что это такое? Формула, примеры и закон Ома

Что такое закон Уоттса?

Закон Ватта определяет взаимосвязь между мощностью, силой тока и падением напряжения в электрической цепи.Закон Уоттса также гласит, что мощность электрической цепи является произведением ее напряжения и силы тока.

Формула закона Уоттса

Формула закона Уоттса может быть представлена ​​следующим образом. Он дает взаимосвязь между мощностью (Вт), током (Ампер) и напряжением (Вольт)

   

   

   

Примеры закона Ватта

Ниже мы рассмотрим несколько примеров, чтобы лучше объяснить закон Ватта.

Закон ватт, пример 1

Предположим, вы пытаетесь выяснить, сколько 500-ваттных осветительных приборов можно включить в электрическую цепь, не перегорая предохранитель.

Во-первых, вы хотели бы знать, какой ток можно получить из цепи. В большинстве домов есть цепи на 15 А, и в большинстве цепей есть автоматический выключатель на 20 А. Итак, какова будет общая мощность?

Мы знаем, что Вт = Вольт x Ампер. Итак, здесь значения напряжения и тока указаны как 110В и 20А. Теперь расчетная мощность будет 2200 Вт. Таким образом, все, что мы подключаем к нашей схеме, должно быть менее 2200 Вт, поскольку это вся мощность, доступная в этой цепи. Вы можете безопасно подключить к цепи четыре лампы по 500 Вт (или две лампы по 1000 Вт) с запасом мощности 200 Вт в качестве запаса прочности.

Закон ватт, пример 2

Если напряжение на лампочке 120 вольт, а мощность 60 ватт, каков на самом деле ток?

Итак, здесь напряжение и мощность лампы указаны как 120В и 60Вт соответственно. Мы уже знаем, что ток = мощность / напряжение. Итак, при замене значений значение тока будет 0,5 Ампера.

Закон Ватт, пример 3

Рассмотрим 100-ваттную лампочку в вашем доме. Мы знаем, что напряжение, подаваемое на лампочку, обычно составляет 110 В или 220 В, поэтому потребляемый ток можно измерить следующим образом.

I = P/V = 100 Вт / 110 В = 0,91 А или I = P/V = 100 Вт / 220 В = 0,45 А.

Но как видите, проще использовать лампочку на 60 Вт. Ваш поставщик электроэнергии обычно выставляет вам счет за использование в киловатт-часах (кВтч). Один кВтч — это количество энергии, необходимое для производства 1000 Вт энергии в течение одного часа.

Закон Уоттса против. Закон Ома

Закон Ватта устанавливает взаимосвязь между мощностью, напряжением и током.

Мощность: Мощность — это скорость использования энергии.Единица измерения электрической мощности называется ватт в честь Джеймса Ватта. Всякий раз, когда один вольт используется для перемещения ампера по цепи, совершаемая работа равна одному ватту мощности.

   

Когда электроны проходят через сопротивление в электрической цепи, электроны сталкиваются друг с другом и с атомами, составляющими сопротивление. Эти столкновения производят тепло и приводят к потере энергии. Следовательно, изменение закона Ватта задается как

   

Ток: Движение электронов или других частиц через проводник известно как ток.Единицей, используемой для расчета текущего параметра, является Ампер. Символ, используемый для обозначения усилителя, — буква «А». Верхние и нижние регистры используются в зависимости от ситуации. Символ, используемый для обозначения текущего параметра, — это буква «I».

Напряжение: Электрическое давление, которое заставляет электроны или другие частицы двигаться по цепи, называется напряжением. Единицей, используемой для расчета параметра напряжения, является вольт. Символ, используемый для обозначения вольта, — это буква «V.В зависимости от ситуации используется как верхний, так и нижний регистр.

Сопротивление : Это мера сопротивления протеканию тока в электрической цепи. Сопротивление измеряется в омах, что обозначается греческой буквой омега. Сопротивление также хорошо, потому что оно дает нам возможность защитить себя от вредной энергии электричества.

Закон Ома утверждает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.

Закон Ома можно представить следующим образом:

   

   

   

Круговая диаграмма закона Ома

Треугольник закона Ватта

Поскольку оба закона используют одни и те же электрические величины, их можно объединить, чтобы получить некоторые полезные уравнения.Основное уравнение Закона Ома транспонировано для мощности. Это дает нам несколько комбинаций одного и того же уравнения для нахождения различных индивидуальных величин.

Треугольник мощности

Существует три возможных формулы для расчета электрической мощности в цепи. Если расчетная мощность положительна, это означает, что оборудование потребляет или использует мощность. Но если расчетная мощность имеет отрицательное значение, компонент производит или генерирует мощность.

Значения, рассчитанные из треугольника мощности

Применение закона Ватта

Некоторые из приложений закона Ватта включают:

• Если у вас есть источник энергии, вы должны использовать эту формулу для измерения фактической мощности, которую может производить источник.Вы можете использовать его для измерения потребляемой мощности только для одного компонента. Когда ток и напряжение источника заданы, значения можно перемножить.
• Энергопотребление здания можно измерить по формуле Ватта. При проектировании проводки здания важно оценить общую потребляемую мощность. Затем вы можете использовать эти знания, чтобы выбрать подходящие размеры проводов для дома. Вы также можете измерить стоимость электроэнергии. Требуемая мощность здания достигается путем измерения и сложения индивидуальной номинальной мощности каждого электрического устройства или части здания.
• Если вам известны мощность и напряжение электрического компонента, вы можете измерить ток, используя формулу Ватта (I = P / V). То же самое верно и для напряжения, когда понимаются только ток и мощность (V = P/I).
• Формулы, полученные из комбинации закона Ватта и закона Ома, можно применять для определения электрического сопротивления компонента.

Калькулятор 3-фазной мощности + формула (кВт в амперы, ампер в кВт)

Довольно легко преобразовать кВт в ампер и ампер в кВт в простой однофазной цепи постоянного тока (по сравнению с расчетом трехфазной мощности).Для этого требуется только основной закон Ома; Вы можете просто использовать наш калькулятор кВт в ампер здесь для конвертации.

В 3-фазной цепи переменного тока (обычно 3-фазный двигатель) преобразование ампер в кВт и кВт в ампер не так просто. Чтобы все упростить, мы создали 2 счетчика трехфазной мощности:

1. Первый трехфазный калькулятор мощности преобразует кВт в ампер . Для этого мы используем формулу 3-фазной мощности с коэффициентом 1,732 и коэффициентом мощности (мы также рассмотрим эту формулу).Вы можете перейти к 3-фазному калькулятору кВт в ампер здесь.
2. Второй Трехфазный калькулятор мощности преобразует ампер в кВт почти таким же образом. Мы применяем классическую формулу расчета тока трехфазного двигателя . Вы можете перейти к формуле 3-фазных ампер в кВт и калькулятору здесь.

Чтобы понять, как работают эти калькуляторы, вот скриншот калькулятора трехфазной мощности:

Пример того, как работает первый калькулятор: 3-фазный двигатель, который потребляет 90 А и работает от сети 240 В с 0.Коэффициент мощности 8 будет производить 29,93 кВт электроэнергии.

Прежде чем мы рассмотрим основы, давайте рассмотрим быстрый пример, чтобы проиллюстрировать, как работает расчет мощности в 1-фазной схеме по сравнению с 3-фазной схемой .

Пример: Допустим, у нас есть кондиционер мощностью 6 кВт в сети 120 В. Вот сколько ампер он потребляет:

• В однофазной цепи 6 кВт потребляет 50 ампер .
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 1,0 ) калькулятор трехфазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 28.87 ампер .
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 0,6 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 48,11 ампер .

Чтобы понять, почему мы получаем разную силу тока в трехфазной цепи, давайте сначала проверим, как эти силы тока рассчитываются по формуле трехфазной мощности:

3-фазная формула мощности

Вот простая формула, которую мы используем для расчета мощности в однофазной цепи постоянного и переменного тока:

P (кВт) = I (Ампер) × V (Вольт) ÷ 1000

По сути, мы просто умножаем амперы на вольты. Коэффициент «1000» предназначен для преобразования Вт в кВт; мы хотим, чтобы результирующая мощность была в киловаттах. 1 кВт = 1000 Вт.

По сравнению с этим, формула трехфазной мощности немного сложнее. Вот уравнение трехфазной мощности:

P (кВт) = ( I (А) × V (В) × PF × 1,732) ÷ 1000

Как мы видим, электрическая мощность в 3-х фазной цепи переменного тока зависит от:

• I (Ампер) : Электрический ток , измеренный в амперах.Чем больше у нас ампер, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• В (Вольты) : Электрический потенциал , измеренный в вольтах. Чем больше у нас вольт, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• PF : Коэффициент мощности , это число от -1 до 1 (на практике от 0 до 1). Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности. Если ток и напряжение совпадают по фазе, коэффициент мощности равен 1. В трехфазной цепи ток и напряжение не совпадают по фазе; таким образом, коэффициент мощности будет где-то между 0 и 1.Это учитывает отношение реальной/кажущейся мощности и иногда выражается в виде среднеквадратичного значения тока. Чем выше PF, тем больше кВт имеет 3-фазная цепь.
• 1,732 коэффициент : Это константа при расчете 3-фазной мощности. Это следует из вывода этого уравнения. Точнее, мы получаем квадратный корень из 3 (√3).
• 1000 фактор : Это еще одна константа. Он преобразует ватты в киловатты, потому что мы обычно предпочитаем иметь дело с киловаттами, а не с ваттами.

Поскольку нам нужно использовать коэффициент мощности для расчета кВт из ампер, эта формула также известна как «формула трехфазного коэффициента мощности».

Мы можем использовать это уравнение для разработки первого вычислителя: вычислителя трехфазной мощности (см. ниже).

Примечание. Позже мы также увидим, как можно использовать формулу трехфазного тока для разработки калькулятора силы тока трехфазного двигателя. Он преобразует кВт в ампер в трехфазных цепях, что очень важно в конструкции электродвигателя.

Калькулятор 3-фазной мощности: Ампер в кВт (1-й калькулятор)

Вы можете свободно использовать этот калькулятор для преобразования ампер в кВт в 3-фазной цепи. Вам необходимо ввести силу тока, напряжение и коэффициент мощности (от 0 до 1, для каждой цепи свой):

 

Как видите, чем больше у вас ампер и вольт, тем мощнее у вас трехфазный электродвигатель.Точно так же более высокий коэффициент мощности пропорционален более высокой выходной мощности.

Вы можете использовать этот пример, чтобы увидеть, как работает калькулятор трехфазной мощности: Двигатель 100 А в трехфазной цепи 240 В с коэффициентом мощности 0,9 производит 37,41 кВт электроэнергии. Вставьте эти 3 величины в калькулятор, и вы должны получить тот же результат.

Теперь о формуле расчета тока трехфазного двигателя:

Формула трехфазного тока

Как мы видели, эта 3-фазная формула мощности вычисляет, сколько кВт электроэнергии двигатель будет потреблять от своего тока:

P (кВт) = ( I (Ампер) × V (Вольт) × PF × 1. 732) ÷ 1000

Чтобы вычислить, сколько ампер имеет двигатель с определенной мощностью в кВт, мы должны немного изменить это уравнение. Получаем формулу трехфазного тока так:

I (Ампер) = P (кВт) × 1000 ÷ (В (В) × PF × 1,732)

Используя эту формулу мощности, мы можем, например, рассчитать 3-фазный двигатель в кВт в амперах. Обратите внимание, что если трехфазный двигатель с более низким напряжением и более низким коэффициентом мощности будет потреблять больше ампер для получения той же выходной мощности.

Вот калькулятор, основанный на формуле трехфазного тока:

Расчет силы тока трехфазного двигателя: кВт в силу тока (2-й калькулятор)

Чтобы рассчитать силу тока в кВт, вам необходимо ввести мощность в кВт, напряжение и коэффициент мощности трехфазного двигателя. Калькулятор будет динамически рассчитывать силу тока (в амперах) на основе введенных вами данных:

.

 

Вы можете использовать этот пример, чтобы проверить, правильно ли вы используете калькулятор трехфазного тока: Допустим, у нас есть двигатель 200 кВт в трехфазной цепи 480 В с 0.