За да се гарантира безопасността при работа с промишлени и битови електрически уреди, е необходимо правилно да се изчисли напречното сечение на захранващото окабеляване на кабела. Неправилният избор на напречното сечение на кабелните жила може да доведе до запалване на окабеляването и пожар в сградата поради късо съединение.
Каква е мощността (P) на електрически ток
Електрическата мощност е физична величина, която характеризира скоростта на преобразуване или предаване на електрическа енергия. Мерната единица според Международната система единици (SI) е ватът, у нас се означава с W, международното обозначение е W.
Какво влияе върху силата на тока
Мощността (P) се влияе от големината на тока и големината на приложеното напрежение. Изчисляването на параметрите на електроенергията се извършва на етапа на проектиране на електрическите мрежи на обекта. Получените данни ви позволяват да изберете правилно захранващия кабел, към който ще бъдат свързани консуматорите. Стойността на мрежовото напрежение и пълното натоварване на електрическите устройства се използват за изчисляване на мощността на електрическия ток. В съответствие с големината на електрическия ток се избира напречното сечение на жилата на кабелите и проводниците.
Разлики в мощността при постоянно и променливо напрежение
Ето обозначенията на електрическите величини, които са приети у нас:
- R? активната мощност, измерена във ватове, се означава с W;
- Q? реактивната мощност, измерена в реактивни волт-ампери, се означава с VAr;
- С? общата мощност, която се измерва във волт-ампери, се обозначава с VA;
- U? напрежението, измерено във волтове, се обозначава с VA;
- аз? токът, измерен в ампери, се обозначава с А;
- R? съпротивлението, измерено в ома, се обозначава като ом.
Нека назовем основните разлики между P при постоянен ток и Q при променлив електрически ток.Изчисляването на P при постоянен електрически ток е най-простото. Законът на Ом е валиден за участъци от електрическа верига. Само стойността на приложеното U (напрежение) и стойността на съпротивлението R са включени в този закон.
Изчисляването на S (пълна мощност) при променлив ток е малко по-сложно. В допълнение към P има Q и се въвежда понятието фактор на мощността. Алгебрично добавяйки активно P и реактивно Q, получаваме общото S.
По каква формула се изчислява
Изчисляване на силата на тока по мощност и напрежение в мрежа с постоянен ток
За да се изчисли силата I (ток), е необходимо да се раздели стойността U (напрежение) на стойността на съпротивлението.
Изчисляване на силата на тока по мощност и напрежение:
аз = U? Р
Измерва се в ампери.
За такъв случай електрическата P (активна мощност) може да се изчисли като произведение на електрическата I сила по U стойността.
Формулата за изчисляване на мощността по ток и напрежение:
P = U? аз
Всички компоненти в тези две формули са характерни за постоянен ток и се наричат активни.
Въз основа на тези две формули могат да се изведат още две формули, които могат да се използват за намиране на P:
P = I2? Р
P = U2? Р
Еднофазни товари
В еднофазни мрежи с променлив ток изчисленията трябва да се правят отделно за P и Q натоварване, след което те трябва да се добавят чрез векторно изчисление.
S = P + Q
В скаларна форма ще изглежда така:
S = ?P2 + Q2
В резултат на това изчислението на P, Q, S има формата на правоъгълен триъгълник. Двата катета на този триъгълник са P и Q компоненти, а хипотенузата е тяхната алгебрична сума.
S се измерва във волт-ампери (VA), Q се измерва във волт-ампери-реактивни (VAr), P се измерва във ватове (W).
Познавайки стойностите на краката за триъгълници, можете да изчислите фактора на мощността (cos?). Как да направите това е показано на изображението на триъгълника.
Изчисляване в трифазна мрежа
Променлива I (ток) се различава от константата във всички параметри, особено наличието на няколко фази. Изчисляването на P за трифазен товар е необходимо за правилното определяне на характеристиките на свързания товар. Трифазните мрежи са широко използвани поради лекотата на работа и ниските разходи за материали.
Трифазните вериги могат да бъдат свързани по два начина - звезда и триъгълник. Във всички диаграми фазите са обозначени със символите A, B, C. Нулевият проводник е маркиран със символа N.
При свързване със звезда се разграничават два вида U (напрежение) - фазово и линейно. Фаза U се определя като U между фазовия и нулевия проводник. Линейното U се определя като U между две фази.
Тези две U са свързани с връзката:
UL = UV? ?3
Линейните и фазовите електрически токове, когато са свързани със звезда, са равни един на друг: IL = IF
Формата на изчисляване на S, когато е свързана със звезда:
S = SA + SB + SC = 3? U? аз
Активен P:
P = 3? уф? Ако? cos ?
Реактивен Q:
Q = ?3 ? уф? Ако? грях ?.
Когато са свързани с триъгълник, фазата и линейната U са равни една на друга: UL = UF
Линеен I, когато е свързан с триъгълник, се определя по формулата:
IL = АКО? ?3
Формули за мощност на електрически ток, когато са свързани с триъгълник:
- S = 3? Ѕф = ?3 ? уф? Ако;
- Р = ?3 ? уф? Ако? защото?;
- Q = ?3 ? уф? Ако? син?
Средно P активно натоварване
В електрическите мрежи P се измерва с помощта на специално устройство - ватметър. Схемите на свързване зависят от методатоварна връзка.
При симетрично натоварване P се измерва в една фаза и полученият резултат се умножава по три. В случай на асиметрично натоварване са необходими три устройства за измерване.
Параметрите P на електрическата мрежа или инсталация са важни данни за електрическото устройство. Данните за потреблението на P от активния тип се предават за определен период от време, т.е. предава се средният консумиран P за прогнозния период от време.
Избор на мощност на автоматичния прекъсвач
Автоматичните превключватели предпазват електрическите устройства от токове на късо съединение и претоварване.
В авариен режим те дезактивират защитната верига с помощта на термичен или електромагнитен механизъм за освобождаване.
Термичният разделител се състои от биметална плоча с различни коефициенти на топлинно разширение. Ако номиналният ток бъде превишен, плочата се огъва и активира разединителния механизъм.
Електромагнитното освобождаване има соленоид с подвижна сърцевина. Когато определеното I е превишено, електромагнитното поле в намотката се увеличава, сърцевината се изтегля в намотката на соленоида, в резултат на което се задейства механизмът за разединяване.
Минимумът I, при който термичното освобождаване трябва да работи, се настройва с помощта на регулиращия винт.
Токът на изключване на електромагнитното освобождаване при късо съединение е равен на произведението на зададеното изключване с номиналния електрически ток на освобождаването.
Видео за законите на електротехниката
От следващото видео можете да научите какво е електричество, силата на електрическия ток. Дадени са примери за практическо приложение на законите на електротехниката.