Способ расчета показателя силы тока при выборе нужного сечения проводов
Наша компания предоставляет услуги по разработке электропроекта в квартирах. Мы подготовили для Вас эту статью с полезной информацией. Надеемся, что Вам она пригодится.
В течение реализации электропроекта, чтобы вычислить возможную потерю напряжения, необходимо обязательно знать такие величины, как нагрузка и длина всех отдельных участков в сети. Только после этого можно будет непосредственно начинать проектирование расположения электрической сети. С имеющимися показателями составляется расчетная схема. Она различна для 3-фазных сетей и 1-фазных.
В первом случае вычисленная нагрузка сети делится на три части, которые распределяются одинаково по 3-м фазам. Однако на практике не всегда получается распределить нагрузку равномерно. Точнее всего это можно сделать с сетями, в которых работают 3-фазные двигатели. Если же в них применяются 1-фазные потребители, то сделать это намного сложнее. Такие сети с 3-фазными двигателями устанавливаются в городских системах снабжения электричеством потребителей.
Кроме всего этого во время проектирования электрической сети нужно обязательно учитывать особенность плана здания и разреза его помещений. Это необходимо потому, что в некоторых помещениях ранее уже была установлена электропроводка. На ней обычно указываются электротоки и мощность подключаемых приборов, в число которых входят розетки, осветительные приборы и т.п.
Способ расчета силы тока во время составления проекта базируется на уже существующем плане жилого населенного пункта или производственного предприятия.
На нем обозначаются все точки включения разных групп электроприемников. Это могут быть отдельные дома, или просто знания производственного предприятия. При отсутствии такого плана невозможно сделать точный проект проектирования электросети. От этого в последующем зависит качество проведения электромонтажных работ.
На схеме длина отдельного участка электросети помечается согласно выбранному масштабу плана в целом. Если же чертежа нет, то тогда длины отдельных участков сети помечаются в реальном размере. Только в таком случае можно составить проект электросети без погрешностей.
Когда записывается расчетная схема электросети, соблюдать масштабирование, при нанесении на нее участков сети, не обязательно. Главное, чтобы верно были нанесены участки соединения отрезков электросети.
Рисунок A
На рисунке А показан пример схемы электрической линии наружного монтажа. По ней доставляется ток в населенный пункт силой в 380/220В. На ней начерчены участки сети, которые измеряются в метрах.
Они располагаются, как слева, так и сверху. Показана и нагрузка с помощью стрелок вправо и вниз. На них указаны расчетные мощности. Их измеряют в киловаттах. На приведенном примере схемы главной, магистральной линией является отрезок АБВ. От него идут ответвления. Это отрезки ВЕ, БД, ВГ.
Вычисление расчетных мощностей электросети
Вычисление расчетных мощностей электросети (нагрузок) достаточно сложная работа. Она выполняется, как при создании проекта «с нуля», так и во время реконструкции объекта и его сетей. Каждый из подключенных приборов (люстра, телевизор, холодильник и т.д.) берут от сети определенное номинальное число мощности при заданном номинальном значении напряжения на зажимах. Данная мощность берется за расчетную величину для конкретного приемника электричества. Потом осуществляется определение значения расчетной мощности для электродвигателя сети. Данная работа намного сложнее, чем предыдущая. Полученный верный результат зависит от крутящегося момента.
Вычисление расчетной мощности двигателя является трудной задачей еще и потому, что в ходе работы следует принимать во внимание количество возможно подсоединенных приемников электричества. А это играет важную роль в ходе проведения электромонтажных работ.
Примером тому выступает высчитывание нагрузки для электросети, которая предназначена для обеспечения энергией мастерской. Там функционируют тридцать электрических двигателей. Часть из них всегда работают без остановки. К ним относят двигатели вентиляторов. А вот двигатели станков работают в режиме с определенными перерывами.
Часть из них вообще функционируют с неполной нагрузкой. Поэтому расчетная мощность сети в этой ситуации признается за переменную величину. Всегда берется данное значение с запасом, т.е. максимальный показатель. После определяется максимальный средний показатель за промежуток времени, равный тридцати минутам.
Формула расчета мощности электрических приемников, определяемой в кВт.
Р = Кс х Ру
Кc – коэффициент, показывающий величину спроса при максимально возможной нагрузке. Данный показатель рассчитывается при максимальном числе приемников. Если определяется коэффициент двигателя, то необходимо обязательно рассчитывать нагрузку приемников каждого в отдельности.
Py – мощность определенной группы электрических приемников, которая узнается путем сложения номинальной мощности всех приемников. Рассчитывается в кВт.
Вычисление показателя расчетного тока электрической линии, как для одного приемника, так и для группы.
Когда предстоит задача отобрать диаметр сечения электрического прибора, тогда нужно обязательно выяснить и размер расчетного тока. Определяется два показателя. Один базируется на показателе плотности, а другой на условиях нагревания.
Формула вычисления расчетного тока 3-х фазного электрического приемника.
Где Р – нагрузка приемника, рассчитываемая в кВт.
Un- величина номинального напряжения приемника в комплекте с зажимами. Определяется, как величина линейного, межфазного напряжения в сети
Cos ? — константная величина мощности приемника.
Выше представленная формула используется для расчета мощности тока из группы однофазных или 3-х фазных приемников. Ко всему этому прилагается условие того, все имеющиеся приемники подсоединяются в одинаковых размерах к каждой отдельной фазе из трех возможных. Есть же специальная формула расчета мощности для 1-фазного приемника или нескольких, образующих группу, подсоединенных только к одной фазе 3-фазной сети.
Uнф – значение номинального напряжения каждого отдельного приемника, которое равно показателю фазного напряжения сети. В этом месте и осуществляется подсоединение приемников. Вычисляется значение в ваттах.
Cos ? — константная величина мощности приемника. Для лампочек света и нагревательных приборов данное значение равно единице. Это делает процесс расчета быстрее и проще.
Вычисление тока по существующей расчетной схеме электросети
Для примера берем электросеть небольшого жилого поселка. Она изображена на рисунке А. На нем расчетная нагрузка каждого отдельного дома, которая присоединяется к общей линии электросети, изображается с помощью стрелок. В конце стрелки написано значение, высчитанное в киловаттах. Чтобы создать проект проведения электричества в жилой поселок и отобрать необходимый диаметр сечения проводов, нужно вычислить нагрузку на все имеющиеся участки.
Расчет производится на базе первого закона Кирхгофа. Он говорит, что для любой точки электросети общая сумма поступающих токов может быть равна суммарному значению всех выходящих токов.
Пример
Требуется найти наилучший, с точки зрения оптимальности, вариант распределения нагрузки по разным участкам электрической линии. Так на участке, длина которого равна восьмидесяти метров, в самой завершающей точке Г, где происходит вход его в общую сеть, нагрузка равна девяти киловаттам. На ответвлении в сорок метров нагрузка уже рассчитывается путем сложения нагрузок от домов, примыкающих к конечной точке ответвления ВГ. Т.е. 9+6=15 кВт. Чуть далее, на расстоянии в пятьдесят метров, нагрузка в точке В уже равна сумме трех показателей, а именно 15+4+5=24 кВт.
Таким же способом происходит расчет и всех оставшихся участков электросети. Чтобы сделать работу проще и быстрее, все вышеперечисленные значения указываются в строго определенном порядке. На рисунке А величины длины участков электролинии отмечаются в порядке слева и сверху, а нагрузка – справа и снизу. И наконец, любое проектирование электросети обязательно должно учитывать токи в электроустановочных зданиях, где происходит утечка.
Задание
Например, в ситуации с мастерской, 4-хпроводная электролиния, характеризуемая напряжением в 380/220В, осуществляет питание 30 электрических двигателей. Получается, что сумма мощностей равна сорока восьми киловаттам. Т.е. Py1 = 48 кВт. Сумма мощностей лампочек для света равна двум киловаттам. Ру2 = 2 кВт. Константное значение на спрос для осветительной и силовой нагрузки равно соответственно Кс2=0,9 и Кс1=0,35. Среднее константное значение мощности для всей в целом установки равно cos ф=0,75. Вопрос: вычислить расчетный ток электролинии.
Решение
Сначала производим расчет нагрузки электрических двигателей.
P1 = 0,35 х 48 =16,8 кВт
Далее рассчитываем расчетную нагрузку для осветительных приборов.
Р2=0,9 х 2=1,8 кВт.
Теперь считаем конечную сумму мощностей.
Р= 16,8 + 1,8= 18,6 кВт.
Итого, расчетный ток вычисляем по формуле
Вычислив приблизительное значение расчетного тока, можно проверить правильность создания проекта прокладывания электросети и проведения монтажных работ.
формулы расчета на 220в и 380в
Включение потребителей в бытовые или промышленные электрические сети с использованием кабеля меньшей мощности, чем это необходимо, может вызвать серьезные негативные последствия. В первую очередь это приведет к постоянному срабатыванию автоматических выключателей или перегоранию плавких предохранителей. При отсутствии защиты питающий провод или кабель может перегореть. В результате перегрева изоляция оплавляется, а между проводами возникает короткое замыкание. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо заранее выполнить расчет тока по мощности и напряжению, в зависимости от имеющейся однофазной или трехфазной электрической сети.
Для чего нужен расчет тока
Расчет величины тока по мощности и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов.
В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов.
Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы.
Расчет тока для однофазной сети
Измерение силы тока производится в амперах. Для расчета мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах.
Взаимосвязь силы тока и напряжения хорошо просматривается в таблице:
Электрические приборы и оборудование | Потребляемая мощность (кВт) | Сила тока (А) |
| Стиральные машины | 2,0 – 2,5 | 9,0 – 11,4 |
| Электрические плиты стационарные | 4,5 – 8,5 | 20,5 – 38,6 |
| Микроволновые печи | 0,9 – 1,3 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечные машины | 2,0 – 2,5 | 9,0 – 11,4 |
| Холодильники, морозильные камеры | 0,14 – 0,3 | 0,6 – 1,4 |
| Электрический подогрев полов | 0,8 – 1,4 | 3,6 – 6,4 |
| Мясорубка электрическая | 1,1 – 1,2 | 5,0 – 5,5 |
| Чайник электрический | 1,8 – 2,0 | 8,4 – 9,0 |
Таким образом, взаимосвязь мощности и силы тока дает возможность выполнить предварительные расчеты нагрузок в однофазной сети.
Таблица расчета поможет подобрать необходимое сечение провода, в зависимости от параметров.
Диаметры жил проводников (мм) | Сечение жил проводников (мм2) | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
Сила тока (А) | Мощность (кВт) | Сила (А) | Мощность (кВт) | ||
0,8 | 0,5 | 6 | 1,3 | ||
0,98 | 0,75 | 10 | 2,2 | ||
1,13 | 1,0 | 14 | 3,1 | ||
1,38 | 1,5 | 15 | 3,3 | 10 | 2,2 |
1,6 | 2,0 | 19 | 4,2 | 14 | 3,1 |
1,78 | 2,5 | 21 | 4. | 16 | 3,5 |
2,26 | 4,0 | 27 | 5,9 | 21 | 4,6 |
2,76 | 6,0 | 34 | 7,5 | 26 | 5,7 |
3,57 | 10,0 | 50 | 11,0 | 38 | 8,4 |
4,51 | 16,0 | 80 | 17,6 | 55 | 12,1 |
5,64 | 25,0 | 100 | 22,0 | 65 | 14,3 |
6Расчет тока для трехфазной сети
В случае использования трехфазного электроснабжения вычисление силы тока производится по формуле: I = P/1,73U, в которой P означает потребляемую мощность, а U – напряжение в трехфазной сети.
1,73 является специальным коэффициентом, применяемым для трехфазных сетей.
Так как напряжение в этом случае составляет 380 вольт, то вся формула будет иметь вид: I = P/657,4.
Точно так же, как и в однофазной сети, диаметр и сечение проводников можно определить с помощью таблицы, отражающей зависимости этих параметров от различных нагрузок.
Диаметры жил проводников (мм) | Сечение жил проводников (мм2) | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
Сила тока (А) | Мощность (кВт) | Сила (А) | Мощность (кВт) | ||
0,8 | 0,5 | 6 | 2,25 | ||
0,98 | 0,75 | 10 | 3,8 | ||
1,13 | 1,0 | 14 | 5,3 | ||
1,38 | 1,5 | 15 | 5,7 | 10 | 3,8 |
1,6 | 2,0 | 19 | 7,2 | 14 | 5,3 |
1,78 | 2,5 | 21 | 7,9 | 16 | 6,0 |
2,26 | 4,0 | 27 | 10,0 | 21 | 7,9 |
2,76 | 6,0 | 34 | 12,0 | 26 | 9,8 |
3,57 | 10,0 | 50 | 19,0 | 38 | 14,0 |
4,51 | 16,0 | 80 | 30,0 | 55 | 20,0 |
5,64 | 25,0 | 100 | 38,0 | 65 | 24,0 |
В некоторых случаях расчет тока по напряжению и мощности следует проводить с учетом полной реактивной мощности, присутствующей в электродвигателях, сварочном и другом оборудовании.
Для таких устройств коэффициент мощности будет равен 0,8.
Как рассчитать мощность тока
Как рассчитать необходимую мощность электрического щита
Зачем это нужно?
Расчёт мощности щитка необходимо выполнить для:
- оптимального распределения нагрузки в существующих однофазных сетях с учётом сечения кабеля;
- равномерного распределения нагрузки по фазам в трехфазной сети;
- обнаружения «узких мест» сети для последующей модернизации;
- подбора кабеля нужного диаметра для прокладки новой проводки;
- подбора защитного оборудования;
- определения уровня затрат на электроэнергию.
Как видно из перечня, расчёт мощности является основополагающим при построении электросети и сборке электрощита.
Теоретическая основа расчётов
Номинальная мощность электроприборов обычно указывается на шильдике на приборе или же в паспорте к нему. Если же мощность не указана, но есть показатель тока, то для расчёта применяется следующая формула:
P=I∙U, Вт
где I – сила тока, А
U – напряжение в сети, В
Для определения суммарной мощности группы потребителей на одной линии применяется следующая формула:
Ррасч=Кс(Р1+Р2+Р3+…+Рn), Вт
Где с — коэффициент спроса,
Р1, Р2, Р3, Рn— номинальные мощности отдельных приборов, Вт
Коэффициент спроса указывает на возможность одновременного включения всех приборов линии. При одновременном включении всех устройств Кс=1. На практике это происходит редко, поэтому для жилых помещений коэффициент спроса принят на уровне 0,8 для 2х потребителей, 0,75 для 3х и 0,7 – 5 и более.
Также при расчётах мощности нужно учитывать соотношение реактивной и активной составляющих сопротивления нагрузки (cos φ, Вт / ВА).
Поэтому формула полной расчетной мощности будет выглядеть так:
Sp=Ррасч / cos φ , ВА
Где cos φ — коэффициент мощности.
При расчёте мощности для жилого помещения этот коэффициент принимают равным 0,95 – 0,98. Если же планируется подключение приборов с большим индуктивным сопротивлением (например, компрессор, насос, электродрель, перфоратор), то в расчет нужно закладывать cos φ равный 0,8.
Именно этот показатель нужно использовать при построении сети, распределении нагрузки на фазы. Также на основании полученных данных производится вычисление расчётной величины силы тока:
Iрасч=SР / U, А
На основании этого показателя происходит подбор сечения кабеля для проводки, а также защитной автоматики для установки в щиток.
Пример расчёта мощности электрощита
Разберём подробнее расчёт на следующем примере.
Допустим, нужно подключить к щиту кухню, на которой предполагается использовать следующие приборы:
- электропечь с духовкой, 8800 Вт;
- микроволновка, 2200 Вт;
- чайник, 2000 Вт;
- мультиварка, 1000 Вт;
- тостер, 750 Вт;
- вытяжка, 400 Вт;
- холодильник, 250 Вт.
Произведём расчёт общей мощности помещения. Для этого складываем показатели мощности всех приборов:
Робщ=8800+2200+2000+1000+750+400+250=15400 (Вт)
К линии планируется подключать все приборы, поэтому коэффициент спроса примем Кс=0,7. Расчётная мощность составит:
Ррасч=15400∙0,7=10780 (Вт)
Из перечня электроприборов видно, что в их числе нет устройств с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому cos φ можно взять одинаковый для всех – 0,98. Уточнить этот показатель для каждого прибора можно по справочным таблицам. Полная расчётная мощность с учётом cos φ составит:
SР=10780 / 0,98=11000 (ВА)
Также необходимо сделать вычисление силы тока:
Iрасч=11000 / 220=50 (А)
Вычисленные показатели используются для определения входящей мощности электрического щита, а также для определения параметров для вводного автомата и защитных устройств на вводе.
Также нужно сделать вычисления по каждому отдельному потребителю. Это потребуется для равномерного распределения всех потребителей по фазам, определения нагрузки на каждую отдельную линию и подбор защитной автоматики для каждой из линий. Это удобно сделать в табличном документе Excel.
Мощных потребителей нужно выводить отдельной линией соответствующего сечения кабеля и установкой на неё специальной силовой розетки и автомата подходящего по номиналу. Обычно для подключения розеток используется кабель сечением 2,5 мм2 и устанавливаются автоматические выключатели на 16 А. Поэтому нагрузку на розеточные линии следует распределить так, чтобы не превышать эти значения. В противном случае будет происходить постоянное срабатывание защитного автомата. При установке автомата большим номиналом будет происходить перегрузка проводки, что приведет к её перегреву и опасно возгоранием.
В таблице цветами выделены отдельные линии, которые нужно предусмотреть при проектировании щита для подключения всех потребителей.
Расчёт мощности щитка должен в обязательном порядке выполняться при проектировании проводки и самого щита. Без этих вычислений высока вероятность неэффективного использования или перегрузки линий электросети.
Оцените новость:Расчет силы тока при сварке
Качественная сварка невозможна без точного и правильного расчета силы тока – важнейшего параметра в технологии сварочных работ. Если этот показатель слишком низкий, стержень будет залипать, и поджига дуги не произойдет. Напротив, если выбраны слишком высокие токи, электродуга зажжется хорошо, но возможно прожигание металла детали. Кроме того, и сам стержень сгорит быстрее, чем положено, особенно, если он небольшого диаметра.
Как же рассчитать необходимую мощность? Каким током варить электродом того или иного диаметра? Давайте посмотрим деально.
Ключевые параметры расчета режима сварки
Правильно выбранный режим работы сварочного оборудования обеспечивает хороший и быстрый поджиг и стабильную электродугу. Помимо силы тока параметрами, которые влияют на настройку режима, являются:
- род тока (постоянный, переменный) и полярность постоянного;
- диаметр электродного стержня;
- марка электродного проводника;
- пространственное положение шва при выполнении работ.
Чем больше перечисленных показателей учитывается в расчетах, тем качественнее будет результат. Рассмотрим, какой ток на какой электрод подается в зависимости от толщины последнего.
Диаметр электрода и сила тока
Толщина электрода напрямую зависит от толщины свариваемых деталей и размера сварного шва. Если ширина последнего не превышает 3–5 мм, то опытный сварщик, как правило, выберет расходник диаметром от 3 до 4 мм. При больших размерах сварочной ванны (5–8 мм) толщина стержня обычно составляет не более 5 мм.
Что же касается величины тока, то работают такие показатели.
- При d 3 мм – от 65 до 100 Ампер. Диапазон значений широк, они зависят от пространственного положения шва и химического состава свариваемого металла (соответственно и металла сердечника). Сварщики-новички и любители не ошибутся, если выберут усредненное значение – 80–85 Ампер.
- При d 4 мм – от 120 до 200 А. Зависимость та же – состав металла, расположение шва в пространстве. Это самый распространенный диаметр стержня, характерный для промышленных работ. Позволяет варить и тонкие, и широкие швы.
- При d 5 мм значение варьируется в диапазоне 169–250 А. Это уже достаточно большой диаметр. Роль играют не только состав сплава и положение шва, но и глубина проварки: чем она больше, тем больше должна быть и сила тока. Если глубина сварочной ванны не менее 5 мм, в режиме должен быть выставлен максимальный показатель – 250 А.
- При d 6–8 мм минимальный показатель мощности те же 250 Ампер. В условиях тяжелых работ с использованием трансформаторов он увеличивается до 300–350 А.
Ниже в таблице приведены рекомендуемые значения, которые известны любому профессиональному сварщику, но которые могут быть полезны для любителей и новичков.
Диаметр электрода, мм | Толщина металла, мм | Сила тока, А |
1,6 | 1… 2 | 25… 50 |
2 | 2… 3 | 40… 80 |
2,5 | 2… 3 | 60… 100 |
3 | 3… 4 | 80… 160 |
4 | 4… 6 | 120… 200 |
5 | 6… 8 | 180… 250 |
5… 6 | 10… 24 | 220… 320 |
6… 8 | 30… 60 | 300… 400 |
Положение шва
Пространственное положение шва также играет большую роль при расчете мощности. Какой ток для сварки электродом выбрать с учетом этого критерия? Здесь важно знать, что наибольшие значения выбираются при заваривании швов в горизонтальном (нижнем) положении. Если шов накладывается вертикально, то сила тока в среднем будет на 10–15% меньше.
Самый низкий показатель – при наложении потолочных швов: ток должен быть ниже в среднем на 20%, чем при работе на горизонтальных поверхностях. Для наглядности укажем значения в таблице (на примере электродов с обмазкой основного типа).
d электрода, мм | Пространственное положение | ||
Нижнее | Вертикальное | Потолочное и полупотолочное | |
3 | 100… 130 А | 100… 130 А | 90… 110 А |
4 | 170… 220 А | 160… 180 А | 150… 180 А |
5 | 210… 250 А | 180… 200 А | Сварка не выполняется |
Полярность
Сварка современными аппаратами производится только постоянным током прямой или обратной полярности. Электроды постоянного тока обеспечивают гораздо большую (на 15-20%) глубину провара, чем при использовании переменного тока от трансформатора.
- На прямой полярности варят чугун, низколегированные, низко- и среднеуглеродистые стали и добиваются глубокого проплавления металла деталей.
- На обратной варят более широкий спектр сталей (низколегированные, низкоуглеродистые, средне- и высоколегированные), сваривают тонкостенные конструкции, также ее используют при высокой скорости плавления электродов.
И глубокий провар, и высокая скорость сварки требуют больших величин тока. Таким образом, и при обратной, и при прямой полярности сила тока может быть увеличена в обоих указанных случаях.
Напряжение
Отдельно следует сказать о напряжении. На современных инверторных устройствах этот показатель выставляется автоматически, поэтому в расчетах он не играет существенной роли. Для РДС этот диапазон составляет 16–30 Вольт.
Не влияет данный параметр и на глубину провара. Здесь важен фактор безопасности: в момент замены электрода напряжение дуги резко повышается до 70 В, поэтому сварщик должен быть крайне осторожен.
Формула расчета
Опытные сварщики обычно настраивают электродугу экспериментальным путем, не делая сложных предварительных расчетов. А новичкам пригодятся не только размещенные в статье таблицы, но и формула, по которой рассчитывается, каким электродам какой нужен ток. Она действует в отношении электродов самых востребованных диаметров (3–6 мм).
- I = (20+6d)d, где
- I – сила тока, d – диаметр электрода.
Если толщина стержня менее 3 мм, расчет осуществляется по формуле: I = 30d.
Однако и этими формулами следует пользоваться с учетом пространственного положения сварки: при потолочной варке отнимаем 10–15% от результата, который получаем по формуле.
Все важнейшие параметры режима сварки производитель, как правило, дает на упаковке. Не исключение – продукция Магнитогорского электродного завода. При корректной настройке необходимых показателей режима сварочных работ электроды МЭЗ обеспечат отличный поджиг электродуги, ее устойчивое горение и образцовый результат – ровный сварной шов с необходимыми характеристиками.
Возможно, вас заинтересует
Возможно, вас заинтересует
Возможно, вас заинтересует
Формула силы тока в физике
Содержание:
Определение и формула силы тока
Определение
Электрическим током называют упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах таковыми являются электроны, отрицательно заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. Направлением тока считают направление движения положительно заряженных частиц.
Силой тока (током) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:
$$I=\frac{d q}{d t}$ (1)$где q – заряд, проходящий сквозь поверхность S, t – время прохождения заряда.{2} d t}(3)$$
Если переменный ток можно представить как синусоидальный:
$$I=I_{m} \sin \omega t$$то Im – амплитуда силы тока ($\omega$ – частота силы переменного тока).
Плотность тока
Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуют при помощи вектора плотности тока ($\bar{j}$). При этом:
$$j_{n}=j \cos \alpha=\frac{d I}{d S}(5)$$где $\alpha$ – угол между векторами $\bar{j}$ и $\bar{n}$ ( $\bar{n}$ – нормаль к элементу поверхности dS), jn – проекция вектора плотности тока на направление нормали ($\bar{n}$).
Сила тока в проводнике определяется при помощи формулы:
$$I=\int_{S} j d S(6)$$где интегрирование в выражении (6) проводится по всему поперечному сечению проводника S ($\alpha \equiv 0$)
Для постоянного тока имеем:
$I = jS (7)$Если рассматривать два проводника с сечениями S1 и S2 и постоянными токами, то выполняется соотношение:
$$\frac{j_{1}}{j_{2}}=\frac{S_{2}}{S_{1}}(8)$$Сила тока в соединениях проводников
При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одинакова:
$$I=I_{1}=I_{2}=\cdots=I_{i}(9)$$При параллельном соединении проводников сила тока (I) вычисляется как сумма токов в каждом проводнике (Ii):
$$I=\sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$$Закон Ома
Сила тока входит в один из основных законов постоянного тока – закон Ома (для участка цепи):
$$I=\frac{\varphi_{1}-\varphi_{2}+\varepsilon}{R}(11)$$где $\varphi_{1}$ — $\varphi_{2}$ – разность потенциалов на концах, рассматриваемого участка, $\varepsilon$ — ЭДС источника, который входит в участок цепи, R – сопротивление участка цепи.{6}=(30-6)=24$ (Кл)
Ответ. q=24 Кл
Слишком сложно?
Формула силы тока не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!
Пример
Задание. Плоский конденсатор составлен из двух квадратных пластин со стороной A, находящихся на расстоянии dдруг от друга. Этот конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U. Конденсатор погружают в сосуд с керосином (пластины конденсатора вертикальны) со скоростью v=const. Какова сила тока, которая будет течь по подводящим проводам в описанном выше процессе. Считать, что диэлектрическая проницаемость керосина равна $\varepsilon$.
Решение. Основой для решения задачи станет формул для вычисления силы тока вида:
$$I=\frac{d q}{d t}(2.1)$$При погружении в керосин на глубину xописанной выше системы мы получаем два конденсатора, соединенных параллельно (над керосином и в керосине) рис. 2. Для такой системы конденсаторов напряжение на каждом из них одинаково, поэтому уравнение для изменения заряда при движении удобно искать в виде:
$dq = UdC (2.{2}-A v t\right) \rightarrow C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0}(A v t)}{d}(2.4)$$где $\varepsilon_{0}$ – электрическая постоянная, переменной величиной при погружении системы в керосин является площадь обкладок S:
$$S_{2}=A \cdot v \cdot t ; S_{1}=A \cdot(A-v t)$$Из выражений (2.4), (2.5) и условий задачи имеем:
$$d C=d C_{1}+d C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v d t}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v d t(2.6)$$Тогда подставив dC в формулу для силы тока (2.1) получаем:
$$I=U\left(\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v\right)=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$$Ответ. $I=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$
Читать дальше: Формула силы.
Расчет номинального тока электродвигателя | Сайт электрика
Привет посетители сайта fazanet.ru, и в сегодняшней статье мы с вами разберём, как же сделать, этот непонятный расчёт тока электродвигателя. Каждый уважающий себя электромонтёр, робота которого связана с обслуживанием электрических, машин просто обязан это знать. Я в своё время тоже помню, что меня это очень сильно интересовало, когда меня перевили с одного цеха в другой. А конкретно именно работать электромонтёром.
Перед этим я уже немного затрагивал темы электродвигателей, когда писал о том как запустить асинхронные двигателей, и когда писал какие бывают номиналы электродвигателей.
Ну а теперь приступим конкретно к самому расчёту. Допустим: у вас есть трёхфазный асинхронный электродвигателей переменного тока, номинальная мощность, которого составляет 25 кВт, и вам хочется узнать какой же у него будет номинальный ток.
Для этого существует специальная формула: Iн = 1000Pн /√3•(ηн • Uн • cosφн),
Где Pн – это мощность электродвигателя; измеряется в кВт
Uн – это напряжение, при котором работает электродвигатель; В
ηн – это коэффициент полезного действия, обычно это значение 0.9
ну и cosφн – это коэффициент мощности двигателя, обычно 0.8.
Последние два значения обычно пишутся на заводской бирке, хотя они у всех двигателей практически одинаковые. Но все же нужно брать данные именно с заводской бирки на двигателе.
Вот как на этой картинке все значения видны, а ток нет. Только если КПД написан 81%, то для расчёта нужно брать 0.81.
Теперь подставим значения Iн = 1000•25/√3 • (0.9 • 380 • 0.8) = 52.81 А
Тем, кто не помнит, сколько будет √3, напоминаю – это будет 1,732
Вот и всё, все расчёты закончены. Всё очень легко и просто. По моему образцу вы можете легко рассчитать номинальный ток электродвигателя, вам всего лишь нужно подставить своих данных.
Как определить ток электродвигателя на практике.
Ещё в заключении, хотел поделиться с вами, тем как я определяю приблизительное значение тока без всяких расчётов. Если реально посмотреть, что у нас с вами получилось при расчёте, то реально вид, что номинальный ток приблизительно в два раза больше чем его мощность. Вот так я определяю ток на практике, мощность умножаю на два. Но это только приблизительное значение.
А ток холостого хода будет обычно в два раза меньше, чем его мощность. Но про то, как определить эти значения, мы поговорим с вами в следующих статьях. Так что подписывайтесь на обновления и не забываете поделиться этой статьёй со своими друзьями в социальных сетях.
На этом у меня всё. Пока.
С уважением Александр!
Читайте также статьи:
Полезные схемы электрических расчетов
Компания Chapman Electric Supply стремится помочь вам выполнять свою работу правильно. Ниже вы найдете различные диаграммы, которые помогут вам рассчитать ваши потребности в широком спектре электрических приложений. Они пригодятся как профессиональным электрикам, так и электрикам-любителям. Вы также можете найти больше статей в нашем разделе ресурсов.
Если у вас остались вопросы, свяжитесь с нами сегодня! Мы готовы помочь вам решить любую проблему. У нас есть ноу-хау и многолетний опыт качественного обслуживания и поставок.
Формулы переменного / постоянного тока
Используйте эти формулы для расчета ампер, киловатт, киловольт и лошадиных сил для разных напряжений и фаз
| Найти | Постоянный ток | AC / 1 фаза 115 В или 120 В | AC / 1 фаза 208,230 или 240 В | 3 фазы переменного тока Все напряжения |
| Ампер при известной мощности | л.с. x 746 E x Eff | л.с. x 746 E x Eff X PF | л.с. x 746 E x Eff x PF | л.с. x 746 1.73 x E x Eff x PF |
| Ампер при известном значении киловатт | кВт x 1000 E | кВт x 1000 E x PF | кВт x 1000 E x PF | кВт x 1000 1,73 x E x PF |
| А, если известно кВА | кВА x 1000 E | кВА x 1000 E | кВА x 1000 1.73 x E | |
| Киловатт | I x E 1000 | I x E x PF 1000 | I x E x PF 1000 | I x E x 1,73 PF 1000 |
| Киловольт-ампер | I x E 1000 | I x E 1000 | I x E x 1,73 1000 | |
| Мощность (выход) | I x E x Eff 746 | I x E x Eff x PF 746 | I x E x Eff x PF 746 | I x E x Eff x 1.73 х ПФ 746 |
| Ключ: | ||
| E = Напряжение | I = Ампер | Вт = | Вт
| PF = коэффициент мощности | Eff = КПД | л.с. = | лошадиных сил
Закон Ома
Закон Ома состоит из математической зависимости между напряжением, током и сопротивлением.Закон Ома гласит, что в электрической цепи ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
Круговая диаграмма закона Ома
| P = ватт I = ампер R = ом E = вольт |
Формулы КПД и коэффициента мощности переменного тока
КПД по переменному току
| Найти | Однофазный | Трехфазный |
| КПД | 746 x HP E x I x PF | 746 x HP E x I x PF x 1.732 |
| Коэффициент мощности | Потребляемая мощность В x A | Потребляемая мощность E x I x 1,732 |
Питание — цепи постоянного тока
| Вт = E xI |
| Ампер = Вт / д |
| Ключ: | ||
| E = Напряжение | I = Ампер | Вт = | Вт
| PF = коэффициент мощности | Eff = КПД | л.с. = | лошадиных сил
Таблица формул падения напряжения
| Однофазный (2 или 3 провода) | VD = | 2 x K x I x L CM | K = Ом на мил-фут (Медь = 12.9 при 75 °) (квасцы = 21,2 при 75 °) I = Ток в проводнике (амперы) CM = круглая площадь в миле кондуктор |
| см = | 2K x L x I VD | ||
| Трехфазный | VD = | 1,73 x K x I x L CM | |
| см = | 1,73 x K x L x I VD |
Примечание: K значение изменяется в зависимости от температуры.
CS
AC DC Формула для расчета тока полной нагрузки
Расчет тока полной нагрузки машины переменного и постоянного тока:
Ток полной нагрузки используется для разработки системы защиты электрооборудования.
Что такое ток полной нагрузки:Ток полной нагрузки — это не что иное, как максимально допустимый ток. Входной ток к машине превышает ток полной нагрузки, значит, электрическая машина может быть повреждена.Из-за чрезмерного протекания тока машина выделяет дополнительное тепло (из-за P = I 2 * R). Это может привести к повреждению изоляции или обмотки электрооборудования. Следовательно, эксплуатация машины при токе ниже полной нагрузки увеличивает срок службы электрического оборудования.
Нагрузки двигателя переменного тока (переменный ток):
Нагрузки переменного тока состоят из резистивных нагрузок, индуктивных нагрузок. К резистивным нагрузкам относятся водонагреватель, комнатный обогреватель и т. Д. Индуктивными нагрузками являются индукционная печь, однофазный асинхронный двигатель, трехфазный двигатель и т. Д.
Расчет тока полной нагрузки 3-фазный двигатель:
В большинстве трехфазных систем потребление электроэнергии происходит по схеме звезды и треугольника. Входная мощность (P) в системе одинакова, независимо от подключения.
Мощность в кВт (киловаттах)
В = напряжение +/- 10% в вольтах
I = ток полной нагрузки в амперах
Cos pi = коэффициент мощности
Трехфазная мощность P = 3 В * I * Cos pi Следовательно, ток полной нагрузки трехфазного двигателя I = P / (3 * V * Cos pi)
кВт = выходная мощность в ваттах …….Все данные указаны на паспортной табличке.
Посмотрите на приведенную выше формулу, трехфазный ток полной нагрузки равен мощности, деленной на 3 умноженное на произведение линейного напряжения на нейтраль и коэффициента мощности.
Как мы уже говорили, ток полной нагрузки трехфазной системы зависит от типа подключения. Здесь
Iph => Фазный ток
Iline => Линейный ток
Для соединения звездой ток полной нагрузки Iline равен Iph
Iph = Iline
Для соединения треугольником ток полной нагрузки Iline равен 1.732 раза Iph
Iph / 1,732 = Iline
Следовательно, трехфазный ток полной нагрузки I равен
I = P / (1,732 * V * Cos pi)
Здесь трехфазный ток полной нагрузки равен мощности, деленной на 1,732-кратное линейное напряжение и коэффициент мощности.
Расчет тока полной нагрузки Однофазный двигатель:Ток полной нагрузки I однофазного двигателя равен мощности P, деленной на коэффициент мощности, умноженный на напряжение фаза-нейтраль.
P = V * I * Cos pi
Ток полной нагрузки I = P / (В x Cos pi) А
В = напряжение +/- 10% в вольтах
I = ток полной нагрузки в амперах
Cos pi = коэффициент мощности
кВт = выходная мощность в ваттах ……. Все данные указаны на паспортной табличке двигателя.
Расчет тока полной нагрузки Трехфазный змеевик нагревателя:
Для трехфазного тока полный ток нагрузки для резистивной нагрузки равен трехфазной мощности, деленной на 1.732 раза напряжения. Здесь коэффициент мощности для резистивных нагрузок будет равен единице.
Как вы знаете формулу мощности,
P = 1,732 x V x I
Ток полной нагрузки I,
I = P / 1,732 * В Ампер.
В = линейное напряжение
I = ток полной нагрузки в амперах
Если рассматривать среднее линейное напряжение, формула тока полной нагрузки принимает вид
I = P / 3 * В Ампер.
кВт = выходная мощность в ваттах …….Все данные указаны на табличке нагревателя.
Расчет тока полной нагрузки Однофазные нагреватели:
Формула мощности кВт
В = Напряжение
I = ток полной нагрузки в амперах
кВт = выходная мощность в ваттах ……. Все данные указаны на табличке нагревателя.
P = V X I А
Ток полной нагрузки для однофазного нагревателя составит,
I = P / V Ампер
Рассчитать через сопротивление:
- Измерить сопротивление R змеевика нагревателя с помощью мультиметра.2 * руб.
См. Также : Как рассчитать падение напряжения
Расчет тока полной нагрузки Машина постоянного тока (двигатель постоянного тока и генератор постоянного тока):постоянного тока => постоянного тока
P = V X I
V = E ± Ia Ra ± Is Rsh + падение щеток (шунтирующая машина)
V = E ± Ia (Ra + Rsh) + падение щеток (серийная машина)
В = напряжение питания
E = задняя ЭДС
Ia = ток якоря
Ra = сопротивление якоря
Is = ток возбуждения
Rsh = Полевое сопротивление
Обратная ЭДС e = (pi * N * P * Z / 60 A)
Pi = Магнитный поток
N = скорость машины
P = количество полюсов
Z = количество проводов
A = количество параллельных путей
P = A для лабораторной обмотки
А = 2 для волновой обмотки
Мифы о токе полной нагрузки:
- Ток полной нагрузки Для алюминиевого кабеля отсутствует.8 штук за квадратный метр
- Для медного кабеля 1,2 на квадратный метр
- 3 фазы, 415 В, 0,8 пФ, ток полной нагрузки двигателя 1 л.с. = 1,3 А.
- 1 фаза 230 В, 0,8 пФ, ток полной нагрузки двигателя 1 л.с. = 4 А.
Калькулятор тока полной нагрузки с формулами | jCalc.NET
Калькулятор тока полной нагрузки рассчитывает ток полной нагрузки для нагрузок 1-фазного переменного тока, 3-фазного переменного тока и постоянного тока в кВт, кВА или л.с. Включает пошаговые уравнения.
См. Также
Параметры калькулятора тока полной нагрузки
- Напряжение (В):
- Укажите межфазное напряжение V LL для трехфазного источника переменного тока в вольтах.
- Укажите напряжение между фазой и нейтралью V LN для однофазного источника переменного или постоянного тока.
- Выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока, 3 фазы переменного тока или постоянного тока.
- Нагрузка (S): Укажите нагрузку в кВт, кВА, А или л.с. И укажите коэффициент мощности нагрузки ( pf ) (cosΦ), если нагрузка указана в кВт или л.с.
Расчет тока полной нагрузки для трехфазного источника переменного тока:
Ток полной нагрузки для 3-фазной нагрузки в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kW}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Где:
- S кВт : Номинальная мощность в киловаттах (кВт)
- V LL : Междуфазное напряжение в вольтах.
- cosΦ: Коэффициент мощности нагрузки.
Ток полной нагрузки для трехфазной нагрузки в кВА рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL}} \)
Ток полной нагрузки для трехфазной нагрузки в л.с. рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {745.7 \ cdot S_ {hp}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Расчет тока полной нагрузки для однофазной сети переменного тока:
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kW}} {V_ {LN} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в кВА рассчитывается как:\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в л.с. рассчитывается как:
\ (Я = \ Displaystyle \ гидроразрыва {745.7 \ cdot S_ {hp}} {V_ {LN} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Расчет тока полной нагрузки для источника постоянного тока:
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kW}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в кВА рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в л.с. рассчитывается как:
\ (Я = \ Displaystyle \ гидроразрыва {745.7 \ cdot S_ {hp}} {V_ {LN}} \)
КалькуляторВт | Амперы, Ом, Ватты в Ватты
С помощью нашего ватт-калькулятора вы лучше поймете, что такое закон Ватта и какова единица измерения электрической мощности. Хотите узнать, как найти ватт? А что насчет того, что соединяет вольт, ампер, ватт и ом? Что ж, для этого нам нужно погрузиться в суть уравнения мощности!
Если вы хотите узнать, как тип тока влияет на расчет ватт в цепи, ознакомьтесь с нашим калькулятором ватт в ампер.
Как рассчитать ватт? — Уравнение Ватта
Наш калькулятор основан на двух законах, описывающих простые электрические цепи. Один из них — закон Ватта — гласит, что:
Мощность = Напряжение * Ток— в символах:P = В * I.Это уравнение мощности, как и силовой агрегат, названо в честь Джеймса Ватта — шотландского инженера. Один ватт — это мощность, при которой работа, выполняемая за одну секунду, равна одному джоулю:
1Вт = 1Дж / 1сВ электрических цепях один ватт определяется как скорость работы, когда ток в один ампер протекает через проводник, имеющий разность электрических потенциалов (напряжение) в один вольт. :
1 Вт = 1 В * 1 АТак что же такое сила? Мощность в электрической цепи — это скорость передачи электрической энергии в единицу времени.
Закон Ома: вольт, ампер и ом
В нашем калькуляторе ватт используется вторая формула — закон Ома. В нем говорится, что:
Напряжение = ток * сопротивлениеилиВ = I * RЧто означают эти имена?
Электрический ток — это мера количества заряда (электронов), проходящего через любую точку провода за единицу времени. Это единица СИ — ампер [А].
Сопротивление описывает силу данного провода противодействовать потоку электронов.Единица измерения сопротивления — Ом [Ом].
Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками провода. Единица измерения напряжения в системе СИ — вольт [В].
Мощность, напряжение, сопротивление, ток
С помощью уравнений Ома и Ватта вы можете вычислить четыре переменные — мощность, напряжение, сопротивление и ток. Если вам известны значения двух из этих переменных, вы можете преобразовать приведенные выше уравнения в соответствии с вашими потребностями. Ниже мы перечисляем все эти преобразования:
- Сопротивление:
-
R = V / I -
R = V 2 / P -
R = P / I 2
- Текущий:
-
I = V / R -
I = P / V -
I = √ (P / R)
- Напряжение:
-
V = I * R -
V = P / I -
V = √ (P * R)
- Мощность:
-
P = V * I -
P = V 2 / R -
P = I 2 * R
Продолжайте читать, чтобы увидеть пару примеров, где мы узнаем, как находить ватты и рассчитывать амперы из ватт и вольт!
Примеры преобразования между вольт, ампер, ватт и ом
Чтобы использовать наш калькулятор ватт, все, что вам нужно сделать, это ввести два числа, а все остальные поля будут заполнены самостоятельно.Но, если вы хотите научиться рассчитывать эти вещи самостоятельно, вот несколько примеров, которые могут оказаться вам полезными:
Рассмотрим лампочку мощностью 60 Вт с электрическим потенциалом 120 В. Как рассчитать ампер из ватт и вольт? Найдите правильную формулу и введите числа в правильные места:
I = P / V = 60 Вт / 120 В = 0,5 AВашей лампочке требуется ток 0,5 ампер.
Рассмотрим другой пример. Резистор имеет напряжение 4 вольта и сопротивление 8 Ом.Как найти ватты? Вам нужно объединить закон Ома и Ватта. Тогда вы получите:
P = V 2 / R = (4V) 2 / 8Ω = 2 ВтХотите немного испытать себя? Воспользуйтесь калькулятором коэффициента мощности, чтобы узнать больше об уравнении мощности и мощности!