Az ipari és háztartási elektromos készülékek üzemeltetése során a biztonság biztosítása érdekében helyesen kell kiszámítani a kábel tápkábelének keresztmetszetét. A kábelmagok keresztmetszetének helytelen megválasztása a vezetékek meggyulladásához és rövidzárlat miatti tüzet okozhat az épületben.
Mekkora az elektromos áram teljesítménye (P).
Az elektromos teljesítmény olyan fizikai mennyiség, amely az elektromos energia átalakulásának vagy átvitelének sebességét jellemzi. A mértékegység a Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) szerint a watt, nálunk W-vel, a nemzetközi jelöléssel W-vel jelöljük.
Mi befolyásolja az áramerősséget
A teljesítményt (P) befolyásolja az áram nagysága és a rákapcsolt feszültség nagysága. A villamosenergia-paraméterek kiszámítása az objektum elektromos hálózatainak tervezésének szakaszában történik. A kapott adatok lehetővé teszik, hogy helyesen válassza ki a tápkábelt, amelyhez a fogyasztókat csatlakoztatni fogják. Az elektromos áram teljesítményének kiszámításához a hálózati feszültség értéke és az elektromos készülékek teljes terhelése szolgál. Az elektromos áram nagyságától függően a kábelek és vezetékek magjainak keresztmetszete kerül kiválasztásra.
Teljesítménykülönbségek állandó és váltakozó feszültség mellett
Itt vannak az országunkban elfogadott elektromos mennyiségek megnevezései:
- R? a wattban mért aktív teljesítményt W jelöli;
- K? A meddőteljesítményt, amelyet meddő volt-amperben mérnek, VAr jelöli;
- S? A volt-amperben mért összteljesítményt VA jelöli;
- U? a voltban mért feszültséget VA jelöli;
- ÉN? az amperben mért áramot A jelöli;
- R? Ohmban mért ellenállást Ohm-nak jelöljük.
Nevezzük meg a fő különbségeket az egyenáramú P és a váltóáramú Q között.A P kiszámítása állandó elektromos áramon a legegyszerűbb. Az Ohm törvénye érvényes az elektromos áramkör szakaszaira. Ebben a törvényben csak az alkalmazott U (feszültség) és az R ellenállás értéke szerepel.
Az S (teljes teljesítmény) számítása váltakozó áramon kicsit bonyolultabb. A P mellett van Q és bevezetik a teljesítménytényező fogalmát. Algebrailag összeadva az aktív P-t és a reaktív Q-t, megkapjuk a teljes S-t.
Milyen képlettel számítják ki
Az áramerősség számítása teljesítmény és feszültség alapján egyenáramú hálózatban
Az I erő (áram) kiszámításához el kell osztani az U értéket (feszültség) az ellenállás értékével.
Az áramerősség számítása teljesítmény és feszültség alapján:
I = U? R
Amperben mérve.
Ilyen esetben az elektromos P (aktív teljesítmény) az elektromos I erő szorzataként számítható ki az U értékkel.
A teljesítmény áram és feszültség alapján történő kiszámításának képlete:
P = U ? én
Ebben a két képletben minden komponens egyenáramra jellemző, és aktívnak nevezik.
E két képlet alapján további két képlet is származtatható, amelyek segítségével megtudhatjuk P:
P = I2? R
P = U2? R
Egyfázisú terhelések
Egyfázisú váltóáramú hálózatokban a P és Q terhelésre külön kell számításokat végezni, majd vektorszámítással össze kell adni.
S = P + Q
Skaláris formában ez így nézne ki:
S = P2 + Q2
Ennek eredményeként a P, Q, S számítása derékszögű háromszög alakú. Ennek a háromszögnek a két szára P és Q komponens, a hipotenusz pedig az algebrai összegük.
Az S-t volt-amperben (VA), a Q-t volt-amper-reaktívban (VAr), a P-t wattban (W) mérik.
A háromszögek lábainak ismeretében kiszámíthatja a teljesítménytényezőt (cos ?). Ennek módja a háromszög képén látható.
Számítás háromfázisú hálózatban
Az I változó (áram) minden paraméterben eltér az állandótól, különösen több fázis jelenlétében. A háromfázisú terhelés P kiszámítása szükséges a csatlakoztatott terhelés jellemzőinek helyes meghatározásához. A háromfázisú hálózatokat széles körben használják a könnyű kezelhetőség és az alacsony anyagköltségek miatt.
A háromfázisú áramkörök kétféleképpen csatlakoztathatók - csillag és háromszög. Minden diagramon a fázisokat A, B, C jelekkel jelöljük. A nulla vezetéket N jellel jelöljük.
Csillaggal összekapcsolva kétféle U (feszültség) különböztethető meg - fázis és lineáris. Az U fázis a fázis és a nulla vezeték közötti U. A lineáris U a két fázis közötti U.
Ezt a két U-t a következő összefüggés kapcsolja össze:
UL = UV? ?3
A vonali és fázisáramok csillaggal kapcsolva egyenlőek egymással: IL = IF
Az S kiszámításának formája csillaggal összekapcsolva:
S = SA + SB + SC = 3? U? én
Aktív P:
P = 3? Ugh? Ha? cos ?
Reaktív K:
Q = ?3 ? Ugh? Ha? bűn ?.
Háromszöggel összekötve a fázis és a lineáris U egyenlő egymással: UL = UF
A háromszöggel összekapcsolt lineáris I-t a következő képlet határozza meg:
IL = HA? ?3
Az elektromos áram teljesítményének képlete háromszöggel összekapcsolva:
- S = 3? Ѕф = ?3 ? Ugh? Ha;
- Р = ?3 ? Ugh? Ha? kötözősaláta?;
- Q = ?3 ? Ugh? Ha? fiú?
Átlagos P aktív terhelés
Az elektromos hálózatokban a P-t speciális eszközzel - wattmérővel - mérik. A csatlakozási sémák a módszertől függenekterhelési kapcsolat.
Szimmetrikus terhelés esetén a P-t egy fázisban mérjük, és a kapott eredményt megszorozzuk hárommal. Aszimmetrikus terhelés esetén három eszköz szükséges a méréshez.
Az elektromos hálózat vagy beépítés P paraméterei az elektromos készülék fontos adatai. Az aktív típusú P fogyasztásra vonatkozó adatok egy bizonyos időtartamra kerülnek továbbításra, azaz a becsült időtartamra átlagosan fogyasztott P-t továbbítják.
Az automatikus megszakító teljesítményének kiválasztása
Az automatikus kapcsolók védik az elektromos készülékeket a rövidzárlati áramoktól és a túlterheléstől.
Vészhelyzetben hő- vagy elektromágneses kioldómechanizmussal feszültségmentesítik a védőkört.
A hőleválasztó egy bimetál lemezből áll, különböző hőtágulási együtthatókkal. A névleges áram túllépése esetén a lemez meghajlik és aktiválja a leválasztó mechanizmust.
Az elektromágneses kioldó egy mozgó maggal rendelkező mágnesszeleppel rendelkezik. A megadott I túllépése esetén a tekercsben az elektromágneses tér megnő, a mag a mágnestekercsbe húzódik, aminek eredményeként a leválasztó mechanizmus aktiválódik.
A minimális I értéket, amelyen a hőkioldónak működnie kell, a beállítócsavarral lehet beállítani.
Az elektromágneses kioldó kioldó árama rövidzárlat esetén egyenlő a beállított kioldás szorzatával a kioldó névleges elektromos áramával.
Videó az elektrotechnika törvényeiről
A következő videóból megtudhatja, mi az elektromosság, az elektromos áram ereje. Példákat mutatunk be az elektrotechnika törvényeinek gyakorlati alkalmazására.