Электричество Основные формулы. Мощность формула электричество

Электричество - Основные формулы

1. Электростатика

1.1 Закон Кулона

q1, q2 — величины точечных зарядов,r — расстояние между зарядами.

1.2 Напряженность поля уединенного точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда,r — расстояние от заряда.

1.3 Потенциал точки в поле точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда,r — расстояние от заряда.

1.4 Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле

φ — потенциал,q1 — величина заряда.

1.5 Потенциальная энергия заряда q1 в поле точечного заряда

q — величина уединенного точечного заряда, который создает поле,r — расстояние между зарядами.

1.6 Теорема Гаусса

N — поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность,q — полный заряд, находящийся внутри замкнутой поверхности.

1.7 Напряженность электрического поля вблизи от поверхности проводника

σ — поверхностная плотность заряда.

1.8 Емкость плоского кондесатора

q — заряд конденсатора,U — модуль разности потенциалов между обкладками.

1.9 Энергия плоского кондесатора

q — заряд конденсатора,U — модуль разности потенциалов между обкладками.

2. Постоянный электрический ток

2.1 Закон Ома для участка однородной цепи

U — напряжение на концах участка,R — сопротивление участка цепи.

2.2 Закон Ома для замкнутой цепи с источником тока

 — ЭДС (электродвижущая сила),r — внутреннее сопротивление источника ЭДС.

2.3 Работа постоянного тока

U — напряжение на концах участка цепи,t — время, за которое совершается работа.

2.4 Закон Джоуля-Ленца

Q — теплота,R — сопротивление проводника,t — время, за которое выделяется теплота.

2.5 Полная мощность, развиваемая источником тока

 — ЭДС источника тока,R — сопротивление цепи,r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.6 Полезная мощность

 — ЭДС источника тока,R — сопротивление цепи,r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.7 Коэффициент полезного действия источника тока

R — сопротивление цепи,r — внутреннее сопротивление источника тока.

2.8 Первое правило Кирхгофа

n — число проводников, сходящихся в узле;Ik — сила тока в k-м проводнике.

2.9 Второе правило Кирхгофа

n — число неразветвленных участков в контуре;m — число ЭДС в контуре.

fizikazadachi.ru

Основные электрические законы. Базовые формулы и расчеты

В предыдущей статье мы познакомились с основными электрическими понятиями, такими как электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность. Настал черед основных электрических законов, так сказать, базиса, без знания и понимания которых невозможно изучение и понимание электронных схем и устройств.

Закон Ома

Электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность, безусловно, между собой связаны. А взаимосвязь между ними описывается, без сомнения, самым главным электрическим законом – законом Ома. В упрощенном виде этот закон называется: закон Ома для участка цепи. И звучит этот закон следующем образом:

«Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».

Для практического применения формулу закона Ома можно представить в виде вот такого треугольника, который помимо основного представления формулы, поможет определить и остальные величины.

Работает треугольник следующим образом. Чтобы вычислить одну из величин, достаточно закрыть ее пальцем. Например:

В предыдущей статье мы проводили аналогию между электричеством и водой, и выявили взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Также хорошей интерпретацией закона Ома может послужить следующий рисунок, наглядно отображающий сущность закона:

На нем мы видим, что человечек «Вольт» (напряжение) проталкивает человечка «Ампера» (ток) через проводник, который стягивает человечек «Ом» (сопротивление). Вот и получается, что чем сильнее сопротивление сжимает проводник, тем тяжелее току через него проходить («сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи» – или чем больше сопротивление, тем хуже приходится току и тем он меньше). Но напряжение не спит и толкает ток изо всех сил (чем выше напряжение, тем больше ток или – «сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению»).

Когда фонарик начинает слабо светить, мы говорим – «разрядилась батарейка». Что с ней произошло, что значит разрядилась? А значит это, что напряжение батарейки снизилось и оно больше не в состоянии «помогать» току преодолевать сопротивление цепей фонарика и лампочки. Вот и получается, что чем больше напряжение – тем больше ток.

Последовательное подключение – последовательная цепь

При последовательном подключении потребителей, например обычных лампочек, сила тока в каждом потребителе одинаковая, а вот напряжение будет отличаться. На каждом из потребителей напряжение будет падать (снижаться).

А закон Ома в последовательной цепи будет иметь вид:

При последовательном соединении сопротивления потребителей складываются. Формула для расчета общего сопротивления:

Параллельное подключение – параллельная цепь

При параллельном подключении, к каждому потребителю прикладывается одинаковое напряжение, а вот ток через каждый из потребителей, в случае, если их сопротивление отличается – будет отличаться.

Закон Ома для параллельной цепи, состоящей из трех потребителей, будет иметь вид:

При параллельном соединении общее сопротивление цепи всегда будет меньше значения самого маленького отдельного сопротивления. Или еще говорят, что «сопротивление будет меньше наименьшего».

Общее сопротивление цепи, состоящей из двух потребителей, при параллельном соединении:

Общее сопротивление цепи, состоящей из трех потребителей, при параллельном соединении:

Для большего числа потребителей расчет производится исходя из того, что при параллельном соединении проводимость (величина обратная сопротивлению) рассчитывается как сумма проводимостей каждого потребителя.

Электрическая мощность

Мощность – это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Рассчитывается мощность по следующей формуле:

Таким образом зная, напряжение источника и измерив потребляемый ток, мы можем определить мощность потребляемую электроприбором. И наоборот, зная мощность электроприбора и напряжение сети, можем определить величину потребляемого тока. Такие вычисления порой необходимы. Например, для защиты электроприборов используются предохранители или автоматические выключатели. Чтобы правильно подобрать средство защиты нужно знать потребляемый ток. Предохранители, применяемые в бытовой технике, как правило подлежат ремонту и для их восстановления достаточно подобрать и заменить проволоку.

Применив закон Ома, можно рассчитать мощность и по другой формуле:

При расчетах надо учитывать, что часть потребляемой электроэнергии расходуется на нагрев и преобразуется в тепло. При работе греются не только электрообогреватели, но и телевизоры, и компьютеры и другая бытовая техника.

И в завершение, в качестве бонуса, вот такая шпаргалка, которая поможет определить любой из основных электрических параметров, по уже известным.

imolodec.com

Расчет мощности электрического тока - инструкция + формула

Электричество – очень опасная штука, особенно если неправильно с ним обращаться. Во избежание проблем с электропроводами в процессе эксплуатации, изначально следует правильно производить расчеты, верно выбирать сечение электрокабеля.

Ведь это напрямую влияет на пожаробезопасность всего здания!

А вот что касается выбора сечения, то данный параметр зависит от разных факторов. При этом основным из них была и остается сила тока.

Мощность электротока

Если цепь задействована, силу тока в ней же измеряют специальными приборами. Как же быть в случае с проектированием? Измерить силу тока в цепи, которая не создана, просто невозможно. На самом деле все довольно просто. Здесь необходимо использовать расчетный метод.

Зная мощность, напряжение электричества в сети, а также какого характера нагрузка, можно легко произвести расчет силы тока, применив простую формулу для этого:

• Если сеть 1-но фазная, используется I=P/(U×cos).
• Если сеть трехфазная, расчет делать нужно по правилу: I=P/(1,73×U×cos).
• В обоих случаях Р означает электромощность нагрузки, измеряемую в Ватах.
• U означает то, каково фактическое напряжение в электросети, что также измеряется в Ватах.
• В свою очередь cos является показателем коэфф. мощности.

Мощность можно определить, суммируя мощность потребления всех электроприборов, которые будут подключаться к данной сети. Эти показатели или хотя бы приближенные данные, записаны в паспорте каждого прибора. Мощность необходимо рассчитывать еще на том этапе, когда электропроводка лишь планируется проводиться в жилом помещении.

Что же касается коэфф. мощности, он зависит от того, каков характер загрузки. Если речь идет о нагревательных приборах, осветительных лампах, коэф.

Практически единица. При этом в любой активной загрузке имеются реактивные составляющие, благодаря которым данный коэф. приравнивают к 0,95. Данный фактор следует обязательно учитывать, занимаясь вопросом организации электрических проводов.

Если говорить о достаточно мощных электроприборах и оборудовании, к которым. Например, относятся электрические двигатели, аппараты для сварки и многое иное, реактивная нагрузка будет намного больше.

Именно по этой причине для таких приборов коэф. мощности приравнен к 0,8.

В электросети напряжение принято считать за 220 вольт, если ток однофазный. Когда ток трехфазный, принимается напряжение 380 вольт.  В то же время рекомендуется применять конкретные значения, измеренные специальным приспособлением в каждом отдельном случае.

Это позволит знать данные максимально точно.

Фото

Рекомендуем посмотреть:

neruds.ru

---

• 
  Как определить мощность электродвигателя
• 
  Встраиваемый электрический духовой шкаф мощность
• 
  Единица измерения мощность тока
• 
  Единица измерения мощность тока
• 
  Как узнать мощность
• 
  Как найти мощность в физике
• 
  Как вычислить мощность
• 
  Мощность тока единица измерения
• 
  Как узнать мощность электродвигателя
• 
  Мощность тока это
• 
  Ква мощность