Електрику. Потужність струму
Вивчення електрики як фізичного явища починається ще зі шкільної лави. Багато педагогів, щоб спростити розуміння учнями викладеного матеріалу, вдаються до порівняння електричного струму в провіднику з рухом рідини по трубі. І хоча це порівняння є наближеним, схематично все ж вдається описати процеси, пов`язані з явищем електрики в цілому і протікання електричного струму в провіднику зокрема. Але, як показує практика, набагато простіше освоїти всі тонкощі цього обширного розділу фізики, якщо відразу розглядати реально відбуваються без спроби знайти їм аналог у світі механічних явищ.
Для опису електричних явищ, що відбуваються в провідниках, використовують цілий набір різних величин і параметрів. Звичайно, для практичного застосування електрики нас цікавить потужність струму, але для визначення цього параметра доведеться познайомитися з іншими основними характеристиками протікання електрики в провіднику.
Сила є однією з важливих характеристик дії електричного струму. За своїм фізичним змістом вона показує кількість електрики (величину заряду), яке пропускає електричний ланцюг в одиницю часу. Для цього в розрахунок береться величина електричного заряду, що пройшов через поперечний переріз провідника за одиницю часу. У математичному вигляді ця величина виглядає як кулон (Кл) розділений на секунду (с). За одиницю виміру сили струму взята величина ампер (А).
Наступним параметром, який береться до уваги, коли розраховується потужність струму, є напруга. Враховуючи те, що електричний струм - це впорядковане переміщення частинок, що мають заряд, для створення цього руху необхідна наявність електричного поля. Так, для визначення величини напруги розраховують відношення роботи струму на конкретній ділянці ланцюга до заряду, що протікає по ньому. За одиницю напруги було вирішено взяти вольт (В), який фізично дорівнює відношенню одиниці роботи Дж до одиниці заряду Кл.
Використовуючи амперметр, підключений до ланцюга послідовно, визначаємо величину сили струму, а вольтметром, підключеним паралельно - напруга. Потужність струму визначаємо вже аналітично, множачи силу на напругу. Враховуючи раніше прийняті фізичні визначення параметрів, отримаємо одиницю потужності Дж / з або один ват (Вт). Практично ми розглянули приклад розрахунку в ідеальному випадку, при якому визначили потужність постійного струму.
Ось тільки часто в повсякденній практиці ми маємо справу з трифазним струмом. Визначаємо потужність трифазного струму як суму потужностей кожної окремої фази. Враховуючи те, що кожна з них працює в режимі змінного струму, то в розрахунок потужності додається множником коефіцієнт потужності навантаження cos j.
Порахувавши сумарну потужність струму для різних способів підключення навантаження для трифазного струму (а ми знаємо їх два - трикутником і зіркою) одержуємо, що після нескладних математичних перетворень формула для розрахунку в обох випадках прийняла один і той же вид. До твору напруги на силу лінійного струму і на коефіцієнт потужності навантаження cos j додається множник, рівний квадратному кореню з трьох (або в наближеному обчисленні 1,73).
Вивчивши поняття «потужність струму» варто нагадати про існування двох її основних видів. Для активної електричної потужності характерне перетворення в інші види енергії. Нею може бути світлова, теплова, механічна та інші. Для вимірювання використовуються вати, кіловати, мегавати.
При розгляді реактивної електричної енергії мають на увазі величину, яка характеризується електричним навантаженням, створюється споживачами енергії коливання електромагнітного поля. Найчастіше цей вид енергії характерний для двигунів. В якості одиниці вимірювання приймають вольт - ампер реактивний (Вар).
Активний опір в колі змінного струму Електричний ланцюг передбачає наявність у своєму складі цілого ряду різних компонентів. Конденсатори й елементи індуктивності включаються в ланцюг для отримання найрізноманітнішого ефекту. Активний опір при цьому присутній у вигляді окремих…
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Реактивний опір - що це? Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін.,…
Розрахунок потужності в електричних ланцюгах Будь-який електроприлад характеризується кількома основними параметрами, серед яких номінальна напруга, струм і потужність. Іноді в технічному паспорті вказуються лише потужність і напруга, струм в цьому випадку легко знайти, скориставшись…
Що означає термін 'сила струму' Без розуміння, що таке сила струму, вивчення пов'язаного з електрикою розділу фізики неможливо. Поняття про струмі є основою, на якій, наче будинок на надійному фундаменті, шикуються подальші розрахунки електроланок і наводяться нові і нові…
Робота електричного струму: загальна характеристика, формула, практичне значення З курсу фізики відомо, що однією з характеристик будь-якого тіла є його здатність здійснювати роботу, так як остання представляє не що інше, як перетворення одного виду енергії в інший (наприклад, потенційної в кінетичну). При цьому слід враховувати…
Теплова потужність електричного струму і її практичне застосування Причина нагрівання провідника криється в тому, що енергія рухомих в ньому електронів (іншими словами, енергія струму) при послідовному зіткненні частинок з іонами молекулярної решітки металевого елемента перетворюється в теплий тип енергії, або Q,…
У чому вимірюється напруга? Одиниця потенціалу Можливо, чи уявити своє життя без електрики? Сучасна людина щільно оточив себе побутовими приладами, що допомагають у житті. Ми вже не можемо уявити себе і своє життя без розумних домашніх помічників.У техніці все частіше переходять на використання…
Як розрахувати перетин дроту? Так як в шкільну програму не входить вивчення теми «як розрахувати перетин дроту», то і в дорослому віці багато хто навіть не уявляють, як це можна зробити. Якщо майбутня спеціальність виявляється пов'язаної з електротехнікою, то викладач у…
Джерела харчування, що мають високу напругу У першу чергу необхідно усвідомити, що величина сили струму, перевищує безпечний поріг для життя людини, є високою, і до таких джерел відносяться енергосистеми від одного і більше тисяч вольт. Установки й устаткування, що споживають висока напруга,…
Що таке електрична потужність? Багато людей, коли говорять про таке поняття, як електрична потужність, мають на увазі якусь силу. Однак навіть у шкільному курсі фізики давалися знання про те, що потужність і сила - це поняття різні, хоча і взаємопов'язані.Саме поняття…
Що таке ЕРС джерела струму? Якщо замкнути між собою полюса зарядженого конденсатора, то під впливом електростатичного поля, накопиченого між його обкладками, у зовнішній ланцюга конденсатора в напрямку від позитивного полюса до негативного починається рух носіїв заряду -…
Джерело струму: ідеальний і реальний Джерело струму (ІТ) можна розглядати як електронний пристрій, який подає в зовнішню схему електричний струм, що не залежить від напруги на елементах схеми і на ньому самому.Відмітною властивістю ІТ є його велика (нескінченно велике в ідеалі)…