Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить силу тока в цепи

Как определить силу тока в цепи?

Как определить силу тока в цепи?

Определение электрической цепи подразумевает набор некоторых объектов и устройств, между собой соединенных определенным образом, которые являются путем для протекания электрического тока. Физическая величина, характеризующаяся отношением заряда, который сечение проводника за время, к значению этого временного промежутка – это сила тока в цепи.

Применение розеток с разной мощностью

Мультиметр для измерения постоянного тока

Так как на производстве и в быту используется техника с различными показателями и характеристиками, то для них обычно используются электророзетки с соответствующей мощностью. Современные бытовые устройства обычно имеют более высокий уровень мощности, чем более старые образцы. Еще 10-15 лет назад бытовая розетка с напряжением в 220 вольт могла быть ограничена 6 амперами. На сегодняшний день это значение обычно составляет 16 ампер.

При очень высоких нагрузках на сеть используют трехфазный кабель, который рассчитан на стабильное напряжение в 380 вольт. Тут же применяют трехфазные электророзетки под 32 А. Такие разъемы чаще всего прокладывают в специальных мастерских, используют при строительстве, на заводах, на объектах общественного пользования. Если в частных или многоэтажных домах электросеть также подвергается высоким нагрузкам, тогда для мощной проводки нужна будет розетка на 380 вольт. Большая часть современных розеток рассчитаны на нагрузку в 16 или 25 ампер, что отражается на мощности подключаемого оборудования к электрической сети.

Метод расчета по законам Ома и Кирхгофа

До изучения технологий вычислений необходимо уточнить особенности типовых элементов при подключении к разным источникам питания. При постоянном токе сопротивлением индуктивности можно пренебречь. Конденсатор эквивалентен разрыву цепи. Также следует учитывать следующие различия разных видов соединений резисторов:

  • последовательное – увеличивает общее сопротивление;
  • параллельное – распределяет токи по нескольким ветвям, что улучшает проводимость.

Закон Ома для участка цепи

Типовая аккумуляторная батарея легкового автомобиля вырабатывает напряжение U = 12 V. Бортовой или внешний амперметр покажет соответствующее значение при измерении. Соединение клемм проводом недопустимо, так как это провоцирует короткое замыкание. Если жила тонкая (< 1 мм), высокая плотность тока в соответствующем поперечном сечении быстро увеличит температуру вплоть до теплового разрушения материала с разрывом цепи. Этот пример демонстрирует функциональность обычного плавкого предохранителя.

Читайте так же:
Автоматический выключатель для защиты двигателя siemens

Подключив нагрузку, можно мультиметром проверить напряжение. Значение этого параметра остается неизменным. Если известно сопротивление (пример – R = 50 Ом), применение закона Ома (I = U/ R) поможет рассчитать ток:

I = 12/ 50 = 0,24 А.

По вычисленному значению с использованием формулы быстро определяется мощность:

P = I2 *R = U2/ R = 0,0576 * 50 = 2,88 Вт.

К сведению. Результат показанного расчета пригодится для поиска подходящего резистора. Следует делать запас в сторону увеличения. По стандарту серийных изделий подойдет элемент с паспортной номинальной мощностью 5 Вт.

На практике приходится решать более сложные задачи. Так, при значительной длине линии нужно учесть влияние соединительных ветвей цепи. Через стальной проводник ток будет протекать хуже, по сравнению с медным аналогом. Следовательно, надо в расчете учитывать удельное сопротивление материала. Короткий провод можно исключить из расчета. Однако в нагрузке может быть два элемента. В любом случае общий показатель эквивалентен определенному сопротивлению цепи. При последовательном соединении Rэкв = R1 + R2 +…+ Rn. Данный метод пригоден, если применяется постоянный ток.

Закон Ома для полной цепи

Для вычисления такой схемы следует добавить внутреннее сопротивление (Rвн) источника. Как найти ток, показывает следующая формула:

Вместо напряжения (U) при расчетах часто используют типовое обозначение электродвижущей силы (ЭДС) – E.

Первый закон Кирхгофа

По классической формулировке этого постулата алгебраическая сумма токов, которые входят и выходят из одного узла, равна нулю:

I1 + I2 + … + In = 0.

Это правило действительно для любой точки соединения ветвей электрической схемы. Следует подчеркнуть, что в данном случае не учитывают характеристики отдельных элементов (пассивные, реактивные). Можно не обращать внимания на полярность источников питания, включенных в отдельные контуры.

Чтобы исключить путаницу при работе с крупными схемами, предполагается следующее использование знаков отдельных токов:

  • входящие – положительные (+I);
  • выходящие – отрицательные (-I).
Читайте так же:
Как поменять коробку выключателя

Второй закон Кирхгофа

Этим правилом установлено суммарное равенство источников тока (ЭДС), которые включены в рассматриваемый контур. Для наглядности можно посмотреть, как происходит распределение контрольных параметров при последовательном подключении двух резисторов (R1 = 50 Ом, R2 = 10 Ом) к аккумуляторной батарее (Uакб = 12 V). Для проверки измеряют разницу потенциалов на выводах пассивных элементов:

  • UR1 = 10 V;
  • UR1 = 2 V;
  • Uакб = 12 V = UR1 + UR2 = 10 + 2;
  • ток в цепи определяют по закону Ома: I = 12/(50+10) = 0,2 А;
  • при необходимости вычисляют мощность: P = I2 *R = 0,04 * (50+10) = 2,4 Вт.

Второе правило Кирхгофа действительно для любых комбинаций пассивных компонентов в отдельных ветвях. Его часто применяют для итоговой проверки. Чтобы уточнить корректность выполненных действий, складывают падения напряжений на отдельных элементах. Следует не забывать о том, что дополнительные источники ЭДС делают результат отличным от нуля.

Как измерить силу тока мультиметром: основные моменты

Измерение всех типов тока проводится разными методами внутри измерительного устройства. Поэтому на тестере всегда имеется элемент, с помощью которого выставляется нужный режим и диапазон. В более продвинутых моделях диапазон определяется автоматически.

Для выбора режима обычно нужно только повернуть ручку, поставив её к одному из следующих значений:

  1. Постоянный ток: A -, DCA, I -;
  2. Переменный: A

Настоятельно советуем прочитать инструкцию к мультиметру, в котором приводятся имеющиеся на тестере обозначения. Они могут быть разными в зависимости от модели. Полезной будет и статья о том, как пользоваться мультиметром.

Учтите, что для замера силы тока мультиметром придётся создать разрыв цепи! Это главная разница данной проверки от измерения, к примеру, напряжения, когда мультиметр следует подключать к цепи по параллельной схеме.

Разрыв тестируемой цепи мастера осуществляют по-разному. Для включения в цепь ограничительного сопротивления применяются также резисторы, но чаще всего обычные лампочки.

Учтите, что разрыв электроцепи нужно сделать до начала замеров при отключенном напряжении!

Для чего нужен расчет тока

Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Такие потребители смещают вектор тока на 90° вперед (назад) по отношению к напряжению при емкостных (индуктивных) характеристиках, соответственно.

Расчет тока для однофазной сети

Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений. Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла.

Ток, напряжение и мощность в однофазной сети с подключением активного, индуктивного, емкостного сопротивления

Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно. Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу.

Расчет тока для трехфазной сети

Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. В представлении векторами на комплексной плоскости будет виден фазовый сдвиг на 120°.

Трехфазная сеть

Рисунки демонстрируют напряжения 220 V в каждой фазе и линейное значение 380 V. Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике (I0), который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок.

Как рассчитать мощность тока

Для коррекции индуктивных (емкостных) составляющих применяют расширенную формулу расчета:

При отсутствии таких нагрузок принимают дополнительный множитель равным единице.

Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат (предохранитель) с учетом параметров подключенного оборудования.

Зависимость тока от мощности потребления

Номинальный ток защитного устройства, АМощность потребления (кВт) для сети
Одна фазаТри фазы
20,41,3
61,33,9
163,510,5
255,516,4

Как пересчитать ватты в амперы

Для подключения электродвигателя нужно взять значение cos ϕ из сопроводительной документации. Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:

Онлайн калькулятор расчета силы тока в цепи

Осуществляя расчет силы тока цепи, следует помнить, что эта величина физического типа, демонстрирующая определенный заряд. Он протекает за некоторую временную единицу по проводнику. Базовая схема вычисления следующая:

I=q/t, где:

  • I – сила электричества в Амперах (А) или Кл/с;
  • q – заряд, перемещающийся в рамках проводника в Кулонах (Кл);
  • t – время, затраченное на перемещение заряда, с.

В соответствии с положениями закона Ома для отдельной части цепи при вычислении силы тока применяется схема, показывающая:

  • прямую зависимость силы тока от напряжения;
  • взаимосвязь обратного типа с сопротивлением.

I=U/R, где:

  • U – выраженное в вольтах напряжение, В;
  • R – показатель сопротивления, Ом.

Отсюда будет следовать такая зависимость:

I = E/ R+r, где:

  • Е – ЭДС, В;
  • R – сопротивление внешнего типа, Ом
  • r – сопротивление внутреннее, Ом

Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами:

Сколько Ватт в 1 Ампере

Прямого ответа на это вопрос не существует, как нельзя сказать сколько метров в килограмме. Это разные физические величины. Но задающих этот вопрос можно понять и объяснить ситуацию.

Электрическая сеть, имеющая стабильное напряжение, например, 12 или 220 Вольт, при нагружении её определённым током отдаст чётко известную мощность. Так что ответ всё же имеется.

P=U*I=12*1=12 Вт

Например, если к автомобилю подключить лампочку, потребляющую 1 Ампер, то она будет выделять в виде света и тепла мощность в 12 Ватт.

Рассчитать это можно с помощью калькулятора или таблицы, в которые заложены известные из физики формулы.

Таблица для перевода Ватт/Амперы

Таблица имеет форму, в которой по вертикали расположены значения мощности, а по горизонтали – напряжение электросети. На пересечении строк и столбцов находятся числа, имеющие размерность силы тока в Амперах.

12В24В220В380В
5 Вт0,83А0,42А0,21А0,02А0,008А
6 Вт1,00А0,5А0,25А0,03А0,009А
7 Вт1,17А0,58А0,29А0,03А0,01А
8 Вт1,33А0,66А0,33А0,04А0,01А
9 Вт1,5А0,75А0,38А0,04А0,01А
10 Вт1,66А0,84А0,42А0,05А0,015А
20 Вт3,34А1,68А0,83А0,09А0,03А
30 Вт5,00А2,5А1,25А0,14А0,045А
40 Вт6,67А3,33А1,67А0,13А0,06А
50 Вт8,33А4,17А2,03А0,23А0,076А
60 Вт10,00А5,00А2,50А0,27А0,09А
70 Вт11,67А5,83А2,92А0,32А0,1А
80 Вт13,33А6,67А3,33А0,36А0,12А
90 Вт15,00А7,50А3,75А0,41А0,14А
100 Вт16,67А3,33А4,17А0,45А0,15А
200 Вт33,33А16,66А8,33А0,91А0,3А
300 Вт50,00А25,00А12,50А1,36А0,46А
400 Вт66,66А33,33А16,7А1,82А0,6А
500 Вт83,34А41,67А20,83А2,27А0,76А
600 Вт100,00А50,00А25,00А2,73А0,91А
700 Вт116,67А58,34А29,17А3,18А1,06А
800 Вт133,33А66,68А33,33А3,64А1,22А
900 Вт150,00А75,00А37,50А4,09А1,37А
1000 Вт166,67А83,33А41,67А4,55А1,52А

Например, требуется узнать, какой ток потечёт через стартер автомобиля при максимальной его нагрузке, если заявленная мощность составляет 1 килоВатт или 1000 Ватт.

На пересечении строки «1000 Вт» и столбца «12 В» находится значение 83,33 Ампера. Это поможет при выборе проводов, они должны без особых потерь выдерживать такой ток.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector