Mehāniskā jauda. Elektriskā jauda Kā jauda tiek izteikta fizikā?

Nodarbības mērķi:

• Iepazīties ar spēku kā jaunu fizisko lielumu;
• Attīstīt spēju atvasināt formulas, izmantojot nepieciešamās zināšanas no iepriekšējām nodarbībām; attīstīt loģisko domāšanu, spēju analizēt, izdarīt secinājumus;
• Lietojiet zināšanas par fiziku apkārtējā pasaulē.

Nodarbību laikā

“Un mūžīgā cīņa! Atpūtieties tikai mūsu sapņos
Caur asinīm un putekļiem...
Stepes ķēve lido, lido
Un spalvu zāle saburzās...
Un gala nav! Jūdzes un stāvi pazib garām...
Beidz! ...nav miera! Stepes ķēve auļo!”

A. Bloks “Uz Kuļikovas lauka” (1908. gada jūnijs). (1. slaids).

Šodien es vēlos sākt nodarbību ar jautājumiem jums. (2. slaids).

1. Vai jūs domājat, ka zirgam ir kāds sakars ar fiziku?

2. Ar kādu fizisko lielumu asociējas zirgs?

Jauda- tieši tā, šī ir mūsu nodarbības tēma. Pierakstīsim to piezīmju grāmatiņā.

Patiešām, automašīnu un transportlīdzekļu dzinēja jauda joprojām tiek mērīta zirgspēkos. Šodien nodarbībā uzzināsim visu par spēku no fizikas viedokļa. Padomāsim kopā un noteiksim, kas mums būtu jāzina par spēku kā fizisku lielumu.

Ir fizikālo lielumu izpētes plāns: (3. slaids).

1. Definīcija;
2. vektors vai skalārs;
3. Burtu apzīmējums;
4. Formula;
5. Mērīšanas ierīce;
6. Lieluma vienība.

Šis plāns būs mūsu nodarbības mērķis.

Sāksim ar reālās dzīves piemēru. Lai laistītu augus, jums ir jāsavāc ūdens muca. Ūdens ir akā. Jums ir izvēle: savākt, izmantojot spaini vai sūkni. Atgādināšu, ka abos gadījumos veiktais mehāniskais darbs būs vienāds. Protams, lielākā daļa no jums izvēlēsies sūkni.

Jautājums: Kāda ir atšķirība, veicot vienu un to pašu darbu?

Atbilde: Sūknis šo darbu paveiks ātrāk, t.i. prasīs mazāk laika.

1) Fizikālo lielumu, kas raksturo darba ātrumu, sauc par jaudu. (4. slaids).

2) Skalārs, jo nav virziena.

5) [N] = [1 J/s] =

Šīs jaudas vienības nosaukums dots par godu angļu tvaika dzinēja izgudrotājam (1784) Džeimsam Vatam. (5. slaids).

6) 1 W = jauda, ​​ar kuru 1 s tiek veikts 1 J darbs (6. slaids).

Lidmašīnas, automašīnas, kuģi un citi transportlīdzekļi bieži pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Piemēram, uz lielceļiem automašīna var pārvietoties ar ātrumu 100 km/h diezgan ilgu laiku (7. slaids).

Jautājums: no kā ir atkarīgs šādu ķermeņu kustības ātrums?

Izrādās, ka tas ir tieši atkarīgs no automašīnas dzinēja jaudas.

Zinot jaudas formulu, mēs atvasināsim citu, taču atcerēsimies mehāniskā darba pamatformulu.

Students dodas pie tāfeles, lai atvasinātu formulu. (8. slaids).

Ļaujiet spēkam sakrist virzienā ar ķermeņa ātrumu. Pierakstīsim šī spēka darba formulu.

1.

2. Ar nemainīgu kustības ātrumu ķermenis veic ceļu, ko nosaka formula

Aizstājiet sākotnējo jaudas formulu: , saņemam - jauda.

Esam ieguvuši vēl vienu jaudas aprēķināšanas formulu, kuru izmantosim, risinot uzdevumus.

Jauda vienmēr ir norādīta tehniskās ierīces pasē. Un mūsdienu automašīnu tehniskajās pasēs ir kolonna:

Motora jauda: kW/zs

Tāpēc starp šīm spēka vienībām pastāv attiecības.

Jautājums: No kurienes radās šī spēka vienība? (11. slaids).

J. Watt nāca klajā ar ideju mērīt mehānisko jaudu “zirgspēkos”. Viņa piedāvātā jaudas mērvienība bija ļoti populāra, taču 1948. gadā Vispārējā svaru un mēru konference starptautiskajā mērvienību sistēmā ieviesa jaunu jaudas vienību – vatu. (12. slaids).

1 zs = 735,5 W.

1 W = 0,00013596 ZS

Mūsdienu automašīnu jaudas piemēri. (13., 14. slaids).

Dažādiem dzinējiem ir dažādi jaudas rādītāji.

Mācību grāmata, 134. lpp., 5. tabula.

Jautājums: Kāds ir cilvēka spēks?

Mācību grāmatas teksts, § 54. Cilvēka jauda normālos darba apstākļos vidēji ir 70-80 W. Lecot vai skrienot pa kāpnēm, cilvēks var attīstīt jaudu līdz 730 W un dažos gadījumos pat vairāk.

Jautājums: Kā “dzīvie dzinēji” atšķiras no mehāniskajiem? (15. slaids).

Atbilde: Fakts, ka “dzīvie dzinēji” var mainīt savu jaudu vairākas reizes.

Materiāla nostiprināšana.

1. Pastāstiet visu, ko zināt par varu. Atbildiet saskaņā ar fiziskā lieluma izpētes plānu.

Atbilde: N ≈ 2,9 kW.

1. 54.§.
2. Formulu tabulā ierakstiet jaudas formulas.
3. Piem. 29 (2,5) – 1 līmenis.
4. Piem. 29 (1,3) – 2. līmenis.
5. Piem. 29 (1,4) – 3. līmenis.
6. 18.uzdevums – papildu vērtējumam (uz lapiņām).

Literatūra:

1. A.V. Periškins “Fizikas mācību grāmata 7. klasei”, Bustarda, Maskava, 2006.
2. A. Bloks “Kuļikovas laukā”.
3. 1C: Skolas fizika 7. klase

Momentānā jauda ir sprieguma un strāvas momentānās vērtības produkts jebkurā elektriskās ķēdes daļā.

Līdzstrāvas jauda

Tā kā strāvas un sprieguma vērtības ir nemainīgas un vienādas ar momentānām vērtībām jebkurā laikā, jaudu var aprēķināt, izmantojot formulu:

P = I ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .

Pasīvai lineārai ķēdei, kurā tiek ievērots Oma likums, mēs varam rakstīt:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R))), Kur R (\displaystyle R)- elektriskā pretestība.

Ja ķēdē ir EML avots, tad tā izdalītā vai absorbētā elektriskā jauda ir vienāda ar:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E))), Kur E (\displaystyle (\mathcal (E)))- EML.

Ja strāva EML iekšpusē ir pretēja potenciāla gradientam (plūst EML iekšpusē no plusa uz mīnusu), tad jaudu absorbē EML avots no tīkla (piemēram, kad darbojas elektromotors vai lādē akumulators), ja tas ir vienvirziena (plūst EML iekšpusē no mīnusa uz plusu), tad avots to izdala tīklā (teiksim, darbinot galvanisko akumulatoru vai ģeneratoru). Ņemot vērā EML avota iekšējo pretestību, tajā izdalītā jauda p = I 2 ⋅ r (\displaystyle p=I^(2)\cdot r) pievieno tam, kas tiek uzņemts vai atņem no tā, kas tiek dots.

Maiņstrāva

Maiņstrāvas ķēdēs līdzstrāvas jaudas formulu var izmantot tikai, lai aprēķinātu momentāno jaudu, kas laika gaitā ievērojami mainās un nav īpaši noderīga lielākajai daļai vienkāršu praktisku aprēķinu. Tiešs vidējās jaudas aprēķins prasa integrāciju laika gaitā. Lai aprēķinātu jaudu ķēdēs, kurās spriegums un strāva periodiski mainās, vidējo jaudu var aprēķināt, integrējot momentāno jaudu attiecīgajā periodā. Praksē vislielākā nozīme ir jaudas aprēķināšanai ķēdēs ar mainīgu sinusoidālu spriegumu un strāvu.

Lai savienotu kopējās, aktīvās, reaktīvās jaudas un jaudas koeficienta jēdzienus, ir ērti pievērsties komplekso skaitļu teorijai. Var pieņemt, ka jaudu maiņstrāvas ķēdē izsaka ar kompleksu skaitli tā, ka aktīvā jauda ir tās reālā daļa, reaktīvā jauda ir tās iedomātā daļa, kopējā jauda ir tās modulis un leņķis (fāzes nobīde) ir tā arguments. Šādam modelim visas zemāk rakstītās attiecības izrādās derīgas.

Aktīvā jauda

SI mērvienība ir vats.

Perioda vidējais rādītājs T (\displaystyle T) momentānās jaudas vērtību sauc par aktīvo elektrisko jaudu vai elektrisko jaudu: P = 1 T ∫ 0 T p (t) d t (\displaystyle P=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)p(t)dt). Vienfāzes sinusoidālās strāvas ķēdēs P = U ⋅ I ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=U\cdot I\cdot \cos \varphi), Kur U (\displaystyle U) Un Es (\displaystyle I)- sprieguma un strāvas efektīvās vērtības, φ (\displaystyle \varphi)- fāzes nobīdes leņķis starp tiem. Nesinusoidālās strāvas ķēdēm elektriskā jauda ir vienāda ar atsevišķo harmoniku atbilstošo vidējo jaudu summu. Aktīvā jauda raksturo elektroenerģijas neatgriezeniskas pārvēršanas ātrumu cita veida enerģijā (termiskā un elektromagnētiskā). Aktīvo jaudu var izteikt arī kā strāvu, spriegumu un ķēdes pretestības aktīvo komponentu r (\displaystyle r) vai tā vadītspēja g (\displaystyle g) saskaņā ar formulu P = I 2 ⋅ r = U 2 ⋅ g (\displeja stils P=I^(2)\cdot r=U^(2)\cdot g). Jebkurā sinusoidālās un nesinusoidālās strāvas elektriskajā ķēdē visas ķēdes aktīvā jauda ir vienāda ar atsevišķu ķēdes daļu aktīvo jaudu summu; trīsfāzu ķēdēm elektriskā jauda tiek definēta kā atsevišķu fāžu jaudu summa. Ar pilnu jaudu S (\displaystyle S) aktīvs ir saistīts ar attiecību P = S ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi).

.

Var ir definēts kā ķēdes reaktīvā jauda ar sinusoidālu maiņstrāvu pie efektīvajām vērtībām spriegumam 1 V un strāvai 1 A, ja fāzes nobīde starp strāvu un spriegumu π 2 (\displaystyle (\frac (\pi )(2))) .

Reaktīvā jauda ir lielums, kas raksturo slodzes, ko rada elektromagnētiskā lauka enerģijas svārstības elektriskajās ierīcēs sinusoidālā maiņstrāvas ķēdē, kas vienāds ar efektīvā sprieguma vērtību reizinājumu. U (\displaystyle U) un pašreizējais Es (\displaystyle I), reizināts ar fāzes leņķa sinusu φ (\displaystyle \varphi) starp viņiem: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi)(ja strāva atpaliek no sprieguma, fāzes nobīde tiek uzskatīta par pozitīvu, ja tā noved, tā ir negatīva). Reaktīvā jauda ir saistīta ar šķietamo jaudu S (\displaystyle S) un aktīvā jauda P (\displaystyle P) attiecība: | Q | = S 2 − P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))).

Reaktīvās jaudas fiziskā nozīme ir enerģija, kas tiek sūknēta no avota uz uztvērēja reaktīvajiem elementiem (induktoriem, kondensatoriem, motora tinumiem), un pēc tam šie elementi tiek atgriezti atpakaļ avotā vienā svārstību periodā, kas minēts šajā periodā.

Jāņem vērā, ka vērtība vērtībām φ (\displaystyle \varphi) No 0 līdz plus 90° ir pozitīva vērtība. Lielums sin ⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi) vērtībām φ (\displaystyle \varphi) No 0 līdz –90° ir negatīva vērtība. Pēc formulas Q = U I sin ⁡ φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi), reaktīvā jauda var būt vai nu pozitīva vērtība (ja slodzei ir aktīvs-induktīvs raksturs), vai negatīva (ja slodzei ir aktīvs-kapacitatīvs raksturs). Šis apstāklis ​​uzsver faktu, ka reaktīvā jauda nepiedalās elektriskās strāvas darbībā. Ja ierīcei ir pozitīva reaktīvā jauda, ​​ir pieņemts teikt, ka tā to patērē, un, kad tā rada negatīvu jaudu, tā ražo, taču tā ir tikai vienošanās, jo lielākā daļa jaudu patērē ierīču (piemēram, asinhronie motori) ), kā arī tīri aktīvās slodzes, ir savienotas caur transformatoru, ir aktīvas-induktīvas.

Elektrostacijās uzstādītie sinhronie ģeneratori var gan ražot, gan patērēt reaktīvo jaudu atkarībā no ģeneratora rotora tinumā plūstošās ierosmes strāvas lieluma. Pateicoties šai sinhrono elektrisko mašīnu iezīmei, tiek regulēts norādītais tīkla sprieguma līmenis. Lai novērstu pārslodzes un palielinātu elektroietaišu jaudas koeficientu, tiek veikta reaktīvās jaudas kompensācija.

Mūsdienīgu, uz mikroprocesoru tehnoloģiju balstītu elektrisko mērpārveidotāju izmantošana ļauj precīzāk novērtēt enerģijas daudzumu, kas atgriežas no induktīvās un kapacitatīvās slodzes uz maiņstrāvas avotu.

Pilna jauda

SI mērvienība ir vats. Turklāt tiek izmantota ārpussistēmas vienība volts-ampērs(krievu apzīmējums: VA; starptautiskā: V·A). Krievijas Federācijā šī iekārta ir apstiprināta lietošanai kā nesistēmas vienība bez laika ierobežojuma ar pielietojuma jomu “elektrotehnika”.

Kopējā jauda ir vērtība, kas vienāda ar periodiskas elektriskās strāvas efektīvo vērtību reizinājumu Es (\displaystyle I)ķēdē un spriegumā U (\displaystyle U) uz tā skavām: S = U ⋅ I (\displaystyle S=U\cdot I); ir saistīts ar aktīvo un reaktīvo jaudu ar attiecību: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2))),) Kur P (\displaystyle P)- aktīvā jauda, Q (\displaystyle Q)- reaktīvā jauda (ar induktīvo slodzi Q > 0 (\displaystyle Q>0), un ar kapacitatīvu J< 0 {\displaystyle Q<0} ).

Vektoru attiecību starp kopējo, aktīvo un reaktīvo jaudu izsaka ar formulu: S⟶ = P⟶ + Q⟶. (\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)

Kopējai jaudai ir praktiska nozīme, jo lielumu, kas raksturo slodzes, ko patērētājs faktiski uzliek apgādes tīkla elementiem (vadiem), var uzrakstīt kompleksā formā:

S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , (\displeja stils (\punkts (S))=(\punkts (U))(\punkts (I))^(*)=I^ (2)\mathbb (Z) =(\frac (U^(2))(\mathbb (Z) ^(*))),) Kur U ˙ (\displaystyle (\punkts (U)))- sarežģīts stress, I ˙ (\displaystyle (\dot (I)))- kompleksā strāva, Z (\displaystyle \mathbb (Z) )- pretestība, * - kompleksās konjugācijas operators.

Komplekss barošanas modulis | S˙ | (\displaystyle \left|(\punkts (S))\right|) vienāds ar pilnu jaudu S (\displaystyle S). Īstā daļa R e (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S)))) vienāds ar aktīvo jaudu P (\displaystyle P), un iedomāts Es esmu (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\punkts (S)))) Tabulā parādītas dažu elektrisko patērētāju jaudas vērtības:

Jēdzienam “spēks” fizikā ir īpaša nozīme. Mehānisko darbu var veikt dažādos ātrumos. Un mehāniskā jauda nozīmē, cik ātri šis darbs tiek paveikts. Spēja pareizi izmērīt jaudu ir būtiska enerģijas resursu izmantošanai.

Dažādi jaudas veidi

Mehāniskās jaudas formulai izmanto šādu izteiksmi:

Formulas skaitītājs ir iztērētais darbs, un saucējs ir laika periods tā pabeigšanai. Šo attiecību sauc par jaudu.

Ir trīs lielumi, ko var izmantot, lai izteiktu jaudu: momentāno, vidējo un maksimālo:

1. Momentānā jauda ir jaudas indikators, ko mēra noteiktā laika momentā. Ja ņemam vērā jaudas vienādojumu N = ΔA/Δt, tad momentānā jauda ir tā, kas tiek ņemta ārkārtīgi mazā laika periodā Δt. Ja ir attēlota jaudas grafiskā atkarība no laika, tad momentānā jauda ir vienkārši vērtība, kas nolasīta no grafika jebkurā konkrētā laika brīdī. Vēl viena momentānas jaudas izteiksme:

1. Vidējā jauda ir jaudas vērtība, kas mērīta salīdzinoši ilgā laika periodā Δt;
2. Maksimālā jauda ir maksimālā momentānās jaudas vērtība noteiktā sistēmā noteiktā laika periodā. Stereosistēmas un automašīnu dzinēji ir tādu ierīču piemēri, kas var nodrošināt maksimālo jaudu, kas ievērojami pārsniedz vidējo jaudu. Tomēr šo jaudas līmeni var uzturēt īsu laiku. Lai gan ierīces veiktspējai tas var būt svarīgāks par vidējo jaudu.

Svarīgs! Vienādojuma diferenciālā forma N = dA/dt ir universāla. Ja mehāniskais darbs tiek veikts vienmērīgi laikā t, tad vidējā jauda būs vienāda ar momentāno jaudu.

No vispārējā vienādojuma iegūstam šādu ierakstu:

kur A būs kopējais paveiktais darbs noteiktā laikā t. Tad ar vienmērīgu darbību aprēķinātais rādītājs ir vienāds ar momentāno jaudu, bet ar nevienmērīgu darbību - vidējo jaudu.

Kādās vienībās mēra jaudu?

Standarta mērvienība jaudas mērīšanai ir vats (W), kas nosaukts skotu izgudrotāja un rūpnieka Džeimsa Vata vārdā. Saskaņā ar formulu W = J/s.

Ir vēl viena jaudas vienība, kas joprojām tiek plaši izmantota šodien: zirgspēki (zs).

Interesanti. Jēdziena "zirgspēki" pirmsākumi meklējami 17. gadsimtā, kad zirgus izmantoja kravu celšanai no raktuvēm. Viens l. Ar. vienāds ar jaudu pacelt 75 kg 1 m 1 sekundē. Tas atbilst 735,5 vatiem.

Spēka jauda

Jaudas vienādojums apvieno paveikto darbu un laiku. Tā kā mēs zinām, ka darbu veic spēki un spēki var pārvietot objektus, mēs varam iegūt citu momentānās jaudas izteiksmi:

1. Darbs, kas veikts ar spēku, pārvietojoties:

A = F x S x cos φ.

1. Ja mēs ievietojam A universālajā formulā parN, spēka spēku nosaka:

N = (F x S x cos φ)/t = F x V x cos φ, jo V = S/t.

1. Ja spēks ir paralēls daļiņas ātrumam, tad formula iegūst formu:

Rotējošu objektu spēks

Procesus, kas saistīti ar objektu rotāciju, var aprakstīt ar līdzīgiem vienādojumiem. Rotācijas spēka ekvivalents ir griezes moments M, ātruma V ekvivalents ir leņķiskais ātrums ω.

Ja mēs aizstājam atbilstošās vērtības, mēs iegūstam formulu:

M = F x r, kur r ir rotācijas rādiuss.

Lai aprēķinātu jaudu vārpstai, kas griežas pret spēku, tiek izmantota formula:

N = 2π x M x n,

kur n ir ātrums apgr./s (n = ω/2π).

Tas dod to pašu vienkāršotu izteiksmi:

Tādējādi dzinējs var sasniegt lielu jaudu vai nu ar lielu ātrumu, vai ar lielu griezes momentu. Ja leņķiskais ātrums ω ir nulle, tad arī jauda ir nulle neatkarīgi no griezes momenta.

Video

Saturs:

Pirms apsvērt elektrisko jaudu, ir nepieciešams noteikt, kāda jauda vispār ir fiziska jēdziens. Parasti, runājot par šo daudzumu, tas nozīmē noteiktu iekšējo enerģiju vai spēku, kas piemīt objektam. Tas varētu būt ierīces, piemēram, motora, vai darbības (sprādziena) jauda. To nevajadzētu jaukt ar spēku, jo tie ir dažādi jēdzieni, lai gan tie ir savstarpēji noteiktās attiecībās. Jebkura fiziska darbība tiek veikta spēka ietekmē. Ar tās palīdzību tiek iets noteikts ceļš, tas ir, tiek veikts darbs. Savukārt noteikta laika t laikā paveiktais darbs A sastādīs jaudas vērtību, kas izteikta ar formulu: N = A/t (W = J/s).

Cits jaudas jēdziens ir saistīts ar noteiktas sistēmas enerģijas pārveidošanas ātrumu. Viena no šīm pārvērtībām ir elektriskās strāvas jauda, ​​ar kuras palīdzību tiek veikti arī daudzi dažādi darbi. Pirmkārt, tas ir saistīts ar elektromotoriem un citām ierīcēm, kas veic noderīgas darbības.

Kas ir elektriskā jauda

Pašreizējā jauda ir saistīta ar vairākiem fiziskiem lielumiem vienlaikus. Spriegums (U) apzīmē darbu, kas nepieciešams, lai pārvietotu 1 kulonu. Strāvas stiprums (I) atbilst kulonu skaitam, kas iziet 1 sekundē. Tādējādi strāva, kas reizināta ar spriegumu (I x U), atbilst kopējam darbam, kas veikts 1 sekundē. Iegūtā vērtība būs elektriskās strāvas jauda.

Dotā strāvas jaudas formula parāda, ka jauda ir vienlīdz atkarīga no strāvas un sprieguma. No tā izriet, ka vienu un to pašu šī parametra vērtību var iegūt augstas strāvas un zema sprieguma dēļ un, gluži pretēji, ar augstu spriegumu un zemu strāvu. Šis īpašums ļauj pārsūtīt elektroenerģiju lielos attālumos no avotiem līdz patērētājiem. Pārraides procesā strāva tiek pārveidota, izmantojot transformatorus, kas uzstādīti paaugstināšanas un pazemināšanas apakšstacijās.

Ir divi galvenie elektroenerģijas veidi -. Pirmajā gadījumā notiek neatgriezeniska elektriskās strāvas jaudas transformācija mehāniskajā, gaismas, siltuma un cita veida enerģijā. Izmantotā mērvienība ir vats. 1 W = 1 V x 1. A. Ražošanā un sadzīvē tiek izmantotas lielākas vērtības - kilovati un megavati.

Reaktīvā jauda attiecas uz elektrisko slodzi, kas ierīcēs rodas elektromagnētiskā lauka enerģijas induktīvo un kapacitatīvo svārstību dēļ. Maiņstrāvā šis lielums ir reizinājums, kas izteikts ar šādu formulu: Q = U x I x sin(leņķis). Leņķa sinuss nozīmē fāzes nobīdi starp darba strāvu un sprieguma kritumu. Q ir reaktīvā jauda, ​​ko mēra Var - volt-ampērs reaktīvais. Šie aprēķini palīdz efektīvi atrisināt jautājumu par to, kā atrast elektriskās strāvas jaudu, un tam esošā formula ļauj ātri veikt aprēķinus.

Abas pilnvaras var skaidri redzēt, izmantojot vienkāršu piemēru. Jebkura elektriskā ierīce ir aprīkota ar sildelementiem - sildelementiem un elektromotoru. Sildelementu ražošanai tiek izmantots materiāls ar augstu pretestību, tāpēc, kad strāva iet caur to, visa elektriskā enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā. Šis piemērs ļoti precīzi raksturo aktīvo elektrisko jaudu.

Kas attiecas uz elektromotoru, tā iekšpusē ir vara tinums, kam ir induktivitāte, kas savukārt rada pašindukcijas efektu. Pateicoties šim efektam, notiek daļēja elektroenerģijas atgriešana atpakaļ tīklā. Atgrieztajai enerģijai ir raksturīga neliela sprieguma un strāvas parametru nobīde, kas negatīvi ietekmē elektrotīklu papildu pārslodžu veidā.

Kondensatoriem ir tādas pašas īpašības to elektriskās kapacitātes dēļ, kad uzkrātais lādiņš tiek atdots. Šeit arī strāvas un sprieguma vērtības tiek pārvietotas, tikai pretējā virzienā. Šī induktivitātes un kapacitātes enerģija ar fāzes nobīdi attiecībā pret esošā elektrotīkla vērtībām ir tieši reaktīvā elektriskā jauda. Sakarā ar induktivitātes un kapacitātes pretējo ietekmi uz fāzes nobīdi, kļūst iespējams veikt reaktīvās jaudas kompensāciju, tādējādi palielinot barošanas avota efektivitāti un kvalitāti.

Kādu formulu izmanto, lai aprēķinātu elektriskās strāvas jaudu?

Pareizam un precīzam risinājumam jautājumam par to, kāda ir elektriskās strāvas jauda, ​​ir izšķiroša nozīme drošas elektroinstalācijas darbības nodrošināšanā un ugunsgrēku novēršanā nepareizi izvēlētu vadu un kabeļu šķērsgriezumu dēļ. Strāvas jauda aktīvajā ķēdē ir atkarīga no strāvas un sprieguma. Strāvas stipruma mērīšanai ir ierīce - ampērmetrs. Tomēr ne vienmēr ir iespējams izmantot šo ierīci, it īpaši, ja ēkas projekts tikai tiek izstrādāts un elektriskā ķēde vienkārši nepastāv. Šādiem gadījumiem tiek nodrošināta īpaša aprēķinu metodika. Strāvas stiprumu var noteikt pēc formulas, ņemot vērā jaudas vērtības, tīkla spriegumu un slodzes raksturu.

Pastāv formula strāvas jaudai attiecībā pret strāvas un sprieguma nemainīgajām vērtībām: P = U x I. Ja starp strāvu un spriegumu ir fāzes nobīde, aprēķiniem tiek izmantota cita formula: P = U x I x cos. φ. Turklāt jaudu var noteikt iepriekš, summējot visu ierīču jaudu, kuras ir paredzētas nodošanai ekspluatācijā un savienošanai ar tīklu. Šie dati ir pieejami ierīču un aprīkojuma tehnisko datu lapās un lietošanas instrukcijās.

Tādējādi elektriskās strāvas jaudas noteikšanas formula ļauj aprēķināt strāvas stiprumu vienfāzes tīklam: I = P / (U x cos φ), kur cos φ ir jaudas koeficients. Ja ir trīsfāzu elektrotīkls, strāvas stiprumu aprēķina pēc tās pašas formulas, tam pievieno tikai fāzes koeficientu 1,73: I = P/(1,73 x U x cos φ). Jaudas koeficients pilnībā ir atkarīgs no plānotās slodzes rakstura. Ja plānojat izmantot tikai apgaismes lampas vai sildīšanas ierīces, tad tas būs viens.

Ja aktīvajās slodzēs ir reaktīvas sastāvdaļas, jaudas koeficients jau tiek uzskatīts par 0,95. Šis faktors ir jāņem vērā atkarībā no tā, kāda veida elektroinstalācija tiek izmantota. Ja ierīcēm un iekārtām ir pietiekami liela jauda, ​​tad koeficients būs 0,8. Tas attiecas uz metināšanas iekārtām, elektromotoriem un citām līdzīgām ierīcēm.

Aprēķiniem vienfāzes strāvas klātbūtnē tiek pieņemts, ka sprieguma vērtība ir 220 volti. Ja tāds ir, aprēķinātais spriegums būs 380 volti. Tomēr, lai iegūtu visprecīzākos rezultātus, aprēķinos ir jāizmanto faktiskā sprieguma vērtība, kas izmērīta ar speciāliem instrumentiem.

No kā ir atkarīga pašreizējā jauda?

Strāvas, dažādu ierīču un aprīkojuma jauda uzreiz ir atkarīga no diviem galvenajiem daudzumiem - un. Jo lielāka strāva, jo lielāka jaudas vērtība; attiecīgi, pieaugot spriegumam, palielinās arī jauda. Ja spriegums un strāva palielinās vienlaikus, tad elektriskās strāvas jauda palielināsies kā abu lielumu reizinājums: N = I x U.

Ļoti bieži rodas jautājums, kā tiek mērīta strāvas jauda? Šī daudzuma pamatmērvienība ir (W). Tādējādi 1 vats ir ierīces jauda, ​​kas patērē 1 ampēru strāvu pie 1 volta. Piemēram, spuldzei no parastā lukturīša ir līdzīga jauda.

Aprēķinātā jaudas vērtība ļauj precīzi noteikt elektroenerģijas patēriņu. Lai to izdarītu, jums ir jāņem jaudas un laika reizinājums. Pati formula izskatās šādi: W = IUt kur W ir elektroenerģijas patēriņš, produkts IU ir jauda un t ir nostrādātais laiks. Piemēram, jo ​​ilgāk elektromotors turpina darboties, jo vairāk darba tas veic. Attiecīgi palielinās arī elektroenerģijas patēriņš.

Elektroierīce	Jauda, ​​V
Luktura spuldze	1
Tīkla maršrutētājs, centrmezgls	10…20
PC sistēmas vienība	100…1700
Servera sistēmas vienība	200…1500
CRT datora monitors	15…200
Monitors PC LCD	2…40
Mājsaimniecības dienasgaismas spuldze	5…30
Mājsaimniecības kvēlspuldze	25…150
Sadzīves ledusskapis	15…700
Elektriskais putekļu sūcējs	100… 3000
Elektriskais gludeklis	300…2 000
Veļas mašīna	350…2 000
Elektriskā plīts	1 000…2 000
Mājsaimniecības metināšanas iekārta	1 000…5 500
Zemas ēkas lifta motors	3 000…15 000
Tramvaja dzinējs	45 000…50 000
Elektriskās lokomotīves dzinējs	650 000
Mīnu celšanas mašīnas elektromotors	1 000 000…5 000 000