Как найти рабочую силу тока - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Выберите подписку для получения дополнительных возможностей Kalk.Pro

Любая активная подписка отключает

рекламу на сайте

- Доступ к скрытым чертежам
- Безлимитные сохранения расчетов
- Доступ к скрытым чертежам
- Безлимитные сохранения расчетов
- Доступ к скрытым чертежам
- Безлимитные сохранения расчетов
- Доступ к скрытым чертежам
- Безлимитные сохранения расчетов

Более 10 000 пользователей уже воспользовались расширенным доступом для успешного создания своего проекта. Подробные чертежи и смета проекта экономят до 70% времени на подготовку элементов конструкции, а также предотвращают лишний расход материалов.

Подробнее с подписками можно ознакомиться здесь.

Источник

Как определить ток электродвигателя по мощности?

Для новых электродвигателей в измерении тока нет необходимости – вся информация о токах, номинальной мощности, оборотах и напряжении питания указана на бирке. Без бирки номинальный пусковой ток рассчитывают по формуле. После снятия рабочей нагрузки с вала электродвигатель переходит в режим холостого хода. При такой работе можно узнать исправность устройства, мощность, намагничивающий ток и коэффициент потерь в конструкциях привода.

Номинальный ток электродвигателя – это необходимый параметр при настройке защитной автоматики и подборе питающего провода. Однако, стоит учитывать, что чем выше температура окружающей среды, тем меньшего значения будет максимальный ток отключающего реле.

Формула расчета номинального тока электродвигателя по мощности

Силу тока маломощных асинхронных двигателей Аир до 30 кВт можно определить экстренным методом, с незначительной погрешностью, умножив мощность электродвигателя на 2. Таким образом получаем формулу. При полном отсутствии данных, прочтите статью как определить мощность и обороты электродвигателя без бирки?

Если трехфазный двигатель имеет мощность более 30 кВт, то следует воспользоваться формулой точного расчета номинального тока электродвигателя.

Формула определения рабочего тока по мощности электродвигателя:

где Pн – мощность;

Uн – номинальное напряжение, подающееся на электродвигатель;

η – коэффициент полезного действия (КПД);

cosφ – коэффициент мощности двигателя.

Данная формула поможет рассчитать максимальный допустимый ток, при котором асинхронный трехфазный двигатель сможет работать долгий срок.

Для примера возьмем электродвигатель АИР250S6, из бирки можно понять, что:

Pн = 45кВт, Uн = 380В, cosφ = 0,85, n = 92% (в расчетах будет 0,92).

Iн = 45000/√3(380*0,85*0,92) = 45000/514,696 = 87,43А.

Как измерить пусковой ток электродвигателя

Произвести расчеты пускового тока двигателя можно по формуле:

где Iн – номинальный ток, который вы узнали ранее.

K – кратность пускового тока (можно найти в паспорте двигателя).

Таблицы значений номинального тока двигателей АИР

Если вы знаете маркировку своего электродвигателя, то можете узнать ток из таблиц ниже:

Таблица потребляемых токов электродвигателей АИР 750 об/мин

Двигатель АИР	Ток Iн, А	Iп/Iн	Электродвигатель	Iн, А	Отношение Iп/Iн
АИР71В8	1,1	3,3	АИР180М8	34,1	6,6
АИР80А8	1,49	4	АИР200М8	41,1	6,6
АИР80В8	2,17	4	АИР200L8	48,9	6,6
АИР90LА8	2,43	4	АИР225М8	60	6,5
АИР90LВ8	3,36	5	АИР250S8	78	6,6
АИР100L8	4,4	5	АИР250М8	92	6,6
АИР112МА8	6	6	АИР280S8	111	7,1
АИР112МВ8	7,8	6	АИР280М8	150	6,2
АИР132S8	10,3	6	АИР315S8	178	6,4
АИР132М8	13,6	6	АИР315М8	217	6,4
АИР160S8	17,8	6	АИР355S8	261	6,4
АИР160М8	25,5	6,5	–	–	–

Номинальный и пусковой ток электродвигателей 1000 об/мин

Мотор АИР	Iн, А	Iп/Iн	Электромотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР 63А6	0,8	4,1	АИР160M6	31,6	7
АИР 63В6	1,1	4	АИР180М6	38,6	7
АИР71А6	1,3	4,7	АИР200М6	44,7	7
АИР71В6	1,8	4,7	АИР200L6	59,3	7
АИР80А6	2,3	5,3	АИР225М6	71	7
АИР80В6	3,2	5,5	АИР250S6	86	7
АИР90L6	4	5,5	АИР250М6	104	7
АИР100L6	5,6	6,5	АИР280S6	142	6,7
АИР112МА6	7,4	6,5	АИР280М6	169	6,7
АИР112МВ6	9,75	6,5	АИР315S6	207	6,7
АИР132S6	12,9	6,5	АИР315М6	245	6,7
АИР132М6	17,2	6,5	АИР355S6	292	6,7
АИР160S6	24,5	6,5	АИР355М6	365	6,7

Рабочий ток трехфазного двигателя 1500 об/мин

Электродвигатель АИР	Iн, А	Iп/Iн	Двигатель 1500 об/мин	Iн, А	Iп/Iн
АИР 56А4	0,5	4,6	АИР160S4	30	7,5
АИР 56В4	0,7	4,9	АИР160М4	36,3	7,5
АИР 63А4	0,82	5,1	АИР180S4	43,2	7,5
АИР 63В4	2,05	5,1	АИР180M4	57,6	7,2
АИР71А4	1,17	5,2	АИР200M4	70,2	7,2
АИР71В4	2,05	6	АИР225М4	103	7,2
АИР80А4	2,85	6	АИР250S4	138,3	6,8
АИР80В4	3,72	6	АИР250М4	165,5	6,8
АИР90L4	5,1	7	АИР280S4	201	6,9
АИР100S4	6,8	7	АИР280М4	240	6,9
АИР100L4	8,8	7	АИР315S4	288	6,9
АИР112М4	11,7	7	АИР315М4	360	6,9
АИР132S4	15,6	7	АИР355S4	360	6,9
АИР132М4	22,5	7	АИР355М4	559	6,9

Таблица номинального тока электродвигателей 3000 об/мин

Электромотор	Iн, А	Iп/Iн	Электродвигатель	Iн, А	Iп/Iн
АИР 56А2	0,5	5,3	АИР180S2	41	7,5
АИР 56В2	0,73	5,3	АИР180M2	55,4	7,5
АИР 63А2	1	5,7	АИР200М2	67,9	7,5
АИР 63В2	2,05	5,7	АИР200L2	82,1	7,5
АИР71А2	1,17	6,1	АИР200L4	84,9	7,2
АИР71В2	2,6	6,9	АИР225М2	100	7,5
АИР80А2	3,46	7	АИР250S2	135	7
АИР80В2	4,85	7	АИР250М2	160	7,1
АИР90L2	6,34	7,5	АИР280S2	195	6,6
АИР100S2	8,2	7,5	АИР280М2	233	7,1
АИР100L2	11,1	7,5	АИР315S2	277	7,1
АИР112М2	14,9	7,5	АИР315М2	348	7,1
АИР132М2	21,2	7,5	АИР355S2	433	7,1
АИР160S2	28,6	7,5	АИР355М2	545	7,1
АИР160М2	34,7	7,5	–	–	–

Если не получилось узнать значение тока

Номинальный ток – необходимый параметр для настройки защитной автоматики (тепловое реле, мотор-автоматы, релейная защита) и подбора питающего кабеля

При некорректном определении тока, настройка защитной автоматики и подбор провода становятся невозможными, что может привести к сгоранию кабеля и поломке двигателя.

Если у вас не получилось рассчитать силу тока или нет на это времени, позвоните и наши специалисты ответят на все ваши вопросы.

Источник

Как разными способами найти силу тока

Содержание

1 Зачем нужно находить силу тока
2 Вычисление тока, если известны мощность и напряжение
3 Определение мощности прибора
4 Вычисление тока при известных значениях напряжения и сопротивления
5 Использование мощности и сопротивления
6 Непосредственное измерение силы тока
7 Видео по теме

Знание силы тока в электрической цепи является в некоторых случаях необходимым. Ее определяют не только с помощью непосредственного измерения, но и расчетов. В последнем случае нужную информацию можно получить на основе технических характеристик оборудования.

Зависимости между основными электрическими величинами

Зачем нужно находить силу тока

Любое вещество состоит из атомов, которые включают в себя положительно заряженное ядро и вращающиеся вокруг него электроны. При отсутствии электрического поля движение этих частиц является хаотичным. Но как только проводник становится частью электрической цепи, подключённой к источнику питания, электроны начинают двигаться по направлению к положительному полюсу.

Ток проявляется через заряд. Каждый электрон несёт в себе элементарный отрицательный электрический заряд. Сила тока — это количество электронов, проходящих через поперечное сечение проводника за какой-то отрезок времени. Следовательно, можно сделать вывод, что рассматриваемый параметр определяют заряд и время.

Электроток, выраженный через заряд и время

Найти силу тока в проводнике можно только в том случае, когда электрическая цепь подключена к источнику питания. Например, это может быть включение бытового прибора в электросеть с переменным напряжением, равным 220 В. Разным приборам для работы нужна разная мощность. В некоторых случаях даже выключенное оборудование может потреблять небольшое количество электричества, если оставить его вилку в розетке. Поэтому рассчитать силу тока в цепи можно через мощность и напряжение.

Слишком интенсивный электроток способен создавать проблемы. Он может, например, привести к перегреву деталей или к их разрушению. Если большой ток пройдёт через человека, то это нанесет серьёзный вред его здоровью или даже станет опасным для жизни. Для нормального и безопасного функционирования оборудования важно, чтобы электроток соответствовал установленным нормативам. Определение силы тока по мощности и напряжению позволяет проверить, насколько она соответствует требованиям.

Вычисление тока, если известны мощность и напряжение

Есть простой способ, как узнать ток, зная мощность и напряжение. В данном случае рассчитать постоянный ток можно по формуле:

Расчет для переменного тока через мощность усложняется, поскольку его величина и направление постоянно меняются. Это обстоятельство нужно учитывать при расчетах. Если питание однофазное, то используется такая формула:

Чтобы определить силу переменного тока в трехфазной сети, следует воспользоваться формулой:

При рассмотрении переменного тока нужно учитывать не только активную, но и реактивную мощность. Первая связана с активным сопротивлением, а вторая — с реактивным (ёмкостным и индуктивным). Соотношение между различными видами отражается с помощью cos φ.

Косинус угла «фи» обычно указывают в технической документации прибора. Если эту информацию нельзя получить из документации, то в расчетах очень мощных устройств принимают значение 0.8. Для большинства обычных бытовых приборов в вычислениях используют 0.95.

Подставив в формулу, применяемую для определения силы тока на участке цепи, значения напряжения U = 220 В для однофазной цепи и 380 В для трехфазной, а также cos φ = 0.95, получим следующие выражения:

Как видим, сила тока в трехфазной и однофазной сети при одинаковой нагрузке будет разной. В однофазной она втрое больше, чем в трехфазной.

Определение мощности прибора

Перед тем как найти силу электрического тока, нужно определить величину используемой мощности:

Ее значение должно указываться в технической документации. Однако она не всегда доступна. В частности, документация может быть утеряна.
На задней панели приборов часто имеется наклейка, на которой приведены важнейшие характеристики устройства. В числе прочих обычно указывают мощность.

Задняя панель прибора с указанием основных данных

Можно воспользоваться таблицей с указанием средних значений мощности для различных видов устройств.

Мощность разных приборов

При вычислениях необходимо помнить, что пусковая мощность может превышать рабочую. Расчёт силы тока должен учитывать обе этих величины. Когда пусковая мощность вызывает резкое мгновенное увеличение силы тока, оно не должно превышать допустимой величины. Для бытовой техники пусковую мощность указывают редко. Поэтому перед тем как рассчитать силу тока, необходимо обратиться к соответствующим справочникам, чтобы найти определенное значение мощности. Для получения ее точной величины следует провести измерение ваттметром.

Вычисление тока при известных значениях напряжения и сопротивления

Если известно напряжение и сопротивление, то сила тока вычисляется по формуле, вытекающей из закона Ома:

Если известны значения ЭДС, внутреннего сопротивления и нагрузки, то можно найти силу тока, используя закон Ома для полной цепи:

Использование мощности и сопротивления

Как известно, мощность можно находить по формуле.

Применив в данном выражении закон Ома, можно привести его к следующему виду:

Теперь силу тока можно выразить так:

Следовательно, вычислить силу тока можно разными способами.

Непосредственное измерение силы тока

Величину силы тока можно не только рассчитывать, но и измерять, используя такие приборы, как амперметр или мультиметр. Любой из них при измерениях должен стать частью электрической цепи. Поэтому прибор нужно подключать последовательно.

Если нет большой нужды измерять силу тока амперметром, то лучше вычислить этот параметр, используя формулы, даже если для этого придется измерить напряжение. Вольтметром эта процедура осуществляется без разрыва электроцепи, чего нельзя сделать при использовании амперметра.

Также применяется магнитометрический способ. Примером его использования являются токовые клещи. Перед тем как определить силу электротока, их устанавливают так, чтобы они охватывали провод. Поскольку вокруг проводника при протекании тока образуется магнитное поле, которое клещи улавливают, то по его характеристикам прибор определяет силу тока в цепи.

Видео по теме

Источник

Расчет силы тока по мощности, напряжению, сопротивлению

Бесплатный калькулятор расчета силы тока по мощности и напряжению/сопротивлению – рассчитайте силу тока в однофазной или трехфазной сети в ОДИН КЛИК!
Если вы хотите узнать как рассчитать силу тока в цепи по мощности, напряжению или сопротивлению, то предлагаем воспользоваться данным онлайн-калькулятором. Программа выполняет расчет для сетей постоянного и переменного тока (однофазные 220 В, трехфазные 380 В) по закону Ома. Рекомендуем без необходимости не изменять значение коэффициента мощности (cos φ) и оставлять равным 0.95. Знание величины силы тока позволяет подобрать оптимальный материал и диаметр кабеля, установить надежные предохранители и автоматические выключатели, которые способны защитить квартиру от возможных перегрузок. Нажмите на кнопку, чтобы получить результат.

Смежные нормативные документы:

СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений

За максимальный рабочий ток присоединения принимают ток с учетом допустимой перегрузки длительностью не менее 30 минут. Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции ведется в соответствии с формулами, приведенными в таблице 7.

Таблица 7 — Расчет максимальных рабочих токов

Наименование присоединения	Формулы для расчета максимальных рабочих токов	Расчетные параметры
Вводы подстанций опорной и транзитной, перемычка между вводами	I р max= КпрSтп/ Uн	Sтп — максимальная полная мощность подстанции, кВА; Кпр- коэффициент перспективы развития потребителей, равный 1,3; Uн — номинальное напряжение на вводе подстанции

Продолжение таблицы 7

Наименование присоединения	Формулы для расчета максимальных рабочих токов	Расчетные параметры
Вводы отпаечной, тупиковой подстанции	I р max= Кпер ΣSн.тр/ Uн	ΣSн.тр — сумма номинальных мощностей понижающих трансформаторов; Кпер — коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, равный 1,5
Сборные шины опорной подстанции	I р max= КпрКрн1Sтп/ Uн	Крн1- коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного напряжения, равный 0,6-0,8;
Первичная обмотка ВН трехобмоточного понижающего трансформатора	I р max= Кпер Sн.тр/ Uн1	Sн.тр — номинальная мощность понижающего трансформатора; Кпер — коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов, равный 1,5% Uн1- номинальное напряжение первичной обмотки ВН трансформатора
Вторичные обмотки СН и НН трехобмоточного понижающего трансформатора	I р max= Smax2/ Uн2	Smax2- максимальная полная мощность на шинах СН или НН подстанции; Uн2- номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора СН или НН
Сборные шины вторичного напряжения понижающих трансформаторов, цепь секционного выключателя	I р max= КрнII ΣSн.тр/ Uн2	ΣSн.тр — сумма номинальных мощностей понижающих трансформаторов; КрнII — коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0,5-0,7 (0,5- при числе присоединений пять и более; 0,7 – при меньшей числе присоединений)
Сборные шины РУ районной нагрузки тяговой подстанции, присоединенного к трехобмоточному трансформатору	I р max=КрнКпрSmax рн/ Uн2	Smax рн — максимальная полная мощность на шинах районной нагрузки
Линия районного (нетягового) потребителя	I р max=КпрРmax / Uн cosφ	Рmax- активная мощность потребителя; cosφ — коэффициент мощности потребителя; Uн — номинальное напряжение потребителя

В курсовом проекте расчет максимальных рабочих токов присоединений тяговой подстанции необходимо выполнить в таблице.

Пример 2.

Рассчитать максимальные рабочие токи присоединений транзитной тяговой подстанции переменного тока с напряжениями 110/27,5/10 кВ. SТП = 120 000 кВА; S н.тр = 40 000 кВА; S max т = 46 500 кВА; максимальный рабочий ток фидеров контактной сети I р.max = 350А; S max ДПР = 600 кВА; S н.ТСН = 400 кВА; S max рн = 5900 кВА.

Характеристика потребителя 10 кВ: Р max = 3000 кВт; cos φ = 0,93.

Расчет. Вычисление максимальных рабочих токов присоединений подстанции приведено в табл. 8.

Таблица 8 — Расчет максимальных рабочих токов

Формулы расчета силы тока

Электрический ток — это направленное упорядоченное движение заряженных частиц. Сила тока (I) — это, количество тока, прошедшего за единицу времени сквозь поперечное сечение проводника. Международная единица измерения — Ампер (А / A).

— Сила тока через мощность и напряжение (постоянный ток): I = P / U — Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток однофазный): I = P / (U × cosφ) — Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток трехфазный): I = P / (U × cosφ × √3) — Сила тока через мощность и сопротивление: I = √(P / R) — Сила тока через напряжение и сопротивление: I = U / R

P – мощность, Вт;
U – напряжение, В;
R – сопротивление, Ом;
cos φ – коэффициент мощности.

Коэффициент мощности cos φ – относительная скалярная величина, которая характеризует насколько эффективно расходуется электрическая энергия. У бытовых приборов данный коэффициент практически всегда находится в диапазоне от 0.90 до 1.00.

Источник

Закон Ома для участка цепи:

Определение: Cила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

I — сила тока (в системе СИ измеряется — Ампер)
Формула: I=frac
U — напряжение (в системе СИ измеряется — Вольт) Падение напряжения на участке проводника равно произведению силы тока в проводнике на сопротивление этого участка.
Формула: U=IR
R— электрическое сопротивление (в системе СИ измеряется — Ом).
Формула R=frac

Определение единицы сопротивления — Ом

1 Ом представляет собой электрическое сопротивление участка проводника, по которому при напряжении 1 (Вольт) протекает ток 1 (Ампер).

Закон Ома для полной цепи

Определение: Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника

Формула I=frac

varepsilon — ЭДС источника напряжения, В;
I — сила тока в цепи, А;
R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

Как запомнить формулы закона Ома

Треугольник Ома поможет запомнить закон. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления.

U — электрическое напряжение;
I — сила тока;
P — электрическая мощность;
R — электрическое сопротивление

Смотри также:

Для закрепления своих знаний решай задания и варианты ЕГЭ по физике с ответами и пояснениями.

Источник

Основные понятия закона Ома

Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.

Сила тока I

Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10 -19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.

Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.

Напряжение U, или разность потенциалов

Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.

Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.

Сопротивление R

Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах.

Памятник Георгу Симону Ому

Как вычислять с помощью законов

Поскольку q и Q являются скалярными единицами, вычислить их с помощью законов можно через точные формулы, выведенные известными учеными-физиками. К примеру, в соответствии с законом Кулона, можно найти величину и силовое направление взаимодействия заряженных частиц между несколькими неподвижными телами.

Вам это будет интересно Особенности расчёта токов КЗ

Закон сохранения

Все элементарные частицы подразделяются на нейтральные или заряженные. Они вступают во взаимодействие друг с другом внутри электромагнитного поля. Частицы, которые имеют одноименный электрон, отталкиваются, а разноименный – притягиваются. В первом случае наблюдается избыток электронов, а во втором – их недостаток. Оба типа частиц заряжаются посредством электризации. На практике, при возникновении данного явления, заряженные частицы равны по модулю, несмотря на противоположность знаков. Когда разные частицы притягиваются, то между ними происходит электризация и сохранение электрона. При этом, сумма всех изолированных системных частиц не изменяется, то есть, q + q + q…= const.

Закон Кулона

Выше было сказано, что электрические заряженные микрочастицы бывают как положительными, так и отрицательными, а их наличие подтверждается силовым взаимодействием, которое с помощью экспериментов на весах описал в 1785 году О. Кулон, создав свой физико-математический закон.

Закон Кулона представляет собой физическую закономерность, которая описывает взаимодействие наэлектризованных частиц между не электризованными, в зависимости от промежутка между ними. В соответствии с этой формулировкой, чем больше электронов имеет частица, тем ближе она расположена к другой элементарной единице заряда, и, соответственно, сила возрастает.

Обратите внимание! При увеличении расстояния между частицами, сал их взаимодействия неизменно убывает. В математической формуле это выглядит так: F1 = F2 = K*(q1*q2/r2), где q1 и q2 считаются модулями заряженных микрочастиц, k является коэффициентом пропорциональности, который зависит от системного выбора единицы, а r — расстоянием.

Формулировка и объяснение закона Ома

Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:

Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря «участок цепи» мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.

Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.

Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.

Закон запишется в следующем виде:

Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.

Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.

От чего зависит сила тока?

Разберем ситуацию на примере садовой лейки. Объем лейки — это ёмкость. Высота лейки над грядкой — это напряжение. А вот струя воды — это и есть сила тока, которая, в первую очередь, зависит от размера дырочек распылителя (сопротивление). Маленькие дырочки — медленно льется вода, большие дырочки — быстрее льется. Если снять распылитель, то вода пойдет мощной струей (короткое замыкание). Напор воды зависит от высоты (напряжения), на которую вы поднимите лейку, а время (площадь) полива зависит от объёма (ёмкости) лейки. Ёмкость аккумулятора расходуется по-разному на разных режимах:

15-20mAh в режиме покоя (спящий режим) телефоны потребляют очень мало электричества.
100-500mAh в режиме манипуляций с программами.
500-1000mAh в режиме мобильного интернета, навигации, игр, просмотра видео.

Аккумулятор будет быстрее разряжаться, чем больше вы используете различных функций и сервисов. Например, аккумулятора с ёмкостью 2000mAh хватит на 100 часов (4 дня) нахождения в режиме ожидания и только на 2 часа в режиме работы навигатора.

Как понять закон Ома?

Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.

Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.

Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)

Сила тока прямо пропорциональна напряжению.

Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.

Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.

Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.

В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.

Ток в проводнике

В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.

Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!

Контрольная работа от 1 дня / от 100 р. Узнать стоимость
Дипломная работа от 7 дней / от 7950 р. Узнать стоимость
Курсовая работа 5 дней / от 1800 р. Узнать стоимость
Реферат от 1 дня / от 700 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Какой ток безопасный?

Кто мы — владельцы телефонов или их арендаторы? Осторожно: высокое напряжение! Больно будет даже от малых токов <10 mA. Токи от 100 mA до 200 mA могут привести к смертельному исходу. На электрическом стуле используется ток 5 ампер. Сопротивление не позволяет току пройти через тело человека. Для преодоления этого сопротивления требуется напряжение более 50V. Поэтому аккумуляторы (4.2V) и зарядные устройства (5V) относятся к низковольтовому оборудованию и считаются безопасными. Но это не значит, что аккумулятор можно пробовать языком. Самым безобидным результатом неосторожного обращения с аккумуляторами может стать короткое замыкание. Не замыкайте положительный и отрицательный контакт металлическими предметами, не разбирайте аккумуляторы и не меняйте полюса. Перед тем как собирать аккумуляторы в сборки изучите матчасть и правила безопасности.

Формулами

Параметры электрического тока всегда взаимосвязаны. Например, изменение величины нагрузки отображается на показателях других величин. Причем эти изменения подчиняются соответствующим законам, которые выражаются через формулы. Поэтому на практике для нахождения силы тока часто используют соответствующие формулы.

Через заряд и время

Вспомним определение (рис.1): электричество – это величина заряда, движимого силами электрического поля, преодолевающего за единицу времени условную плоскость проводника, называемую поперечным сечением проводника.

Рис. 1. Определение понятия сила тока

Таким образом, если известен электрический заряд, прошедший через проводник за определенное время, то не трудно найти величину этого заряда прошедшего за единицу времени, то есть: I = q/t

Через мощность и напряжение

В паспорте электроприбора обычно указывается его номинальная мощность и параметры электрической сети, для работы с которой он предназначен. Имея в распоряжении эти данные, можно вычислить силу тока по формуле: I = P/U.

Данное выражение вытекает из формулы для расчета мощности: P = IU.

Через напряжение или мощность и сопротивление

Силу электричества на участке цепи определяют по закону Ома. Для этого необходимо знать следующие параметры: сопротивление и напряжение на этом участке. Тогда I = U/R. Если известна мощность нагрузки, то ее можно выразить через квадрат силы тока умноженной на сопротивление участка: P = I 2 R, откуда

Для полной цепи эту величину вычисляют по закону Ома, но с учетом параметров источника питания.

Через ЭДС, внутреннее сопротивление и нагрузку R

Применяя закон Ома, адаптированный для полной цепи, вы можете вычислить максимальный ток по формуле I = ε / (R+r′), если известны параметры:

внешнее сопротивление проводников (R);
ЭДС источника питания (ε);
внутреннее сопротивление источника, обладающего ЭДС (r′).

Закон Джоуля-Ленца

Казалось бы, что расчет силы тока по количеству тепла, выделяющегося в результате нагревания проводника, не имеет практического применения. Однако это не так. Рассмотрим это на примере.

Пусть требуется найти силу тока во время работы электрочайника. Для этого доведите до кипения 1 кг воды и засеките время в секундах. Предположим, начальная температура составляла 10 ºС. Тогда Q = Cm(τ – τ) = 4200 Дж/кг× 1 кг (100 – 10) = 378 000 Дж.

Рис. 2. Закон Джоуля-Ленца

Из закона Джоуля-Ленца (изображение на рис. 2) вытекает формула:

Измерив сопротивление электроприбора и подставив значения в формулу, получим величину потребляемого тока.

Измерительными приборами

Если под руками имеются измерительные приборы, то с их помощью довольно просто найти силу тока. Необходимо лишь соблюдать правила измерений и не забывать о правилах безопасности.

Амперметром

Пользуясь приборами для измерения ампеража, следует помнить, что они подключаются в цепи последовательно. Внутреннее сопротивление амперметра очень маленькое, поэтому прибор легко выводится из строя, если проводить измерения пределами значений, для которых он рассчитан.

Схема подключения амперметра показана на рисунке 3. Обратите внимание на то, что на участке измеряемой электрической цепи обязательно должна быть нагрузка.

Рис. 3. Схема подключения амперметра

Большинство аналоговых амперметров, например, таких, как на рисунке 4, предназначены для измерений параметров в цепях с постоянными токами.

Рис. 4. Аналоговый амперметр

Обратите внимание распределение шкалы амперметра. Цена первого деления 50 А, а всех последующих – 10 А. Максимальная величина, которую можно измерить данным амперметром не должна превышать 300 А. Для измерений электрической величины в меньших либо в больших пределах следует применять соответствующие приборы, предназначенные для таких диапазонов. В этом смысле универсальность амперметра ограничена.

При измерениях постоянных токов необходимо соблюдать полярность щупов при подключении амперметра. Для подключения прибора требуется разрывать цепь. Это не всегда удобно. Иногда вычисление силы тока по формуле является предпочтительней, особенно если приходится проводить измерения в сложных электротехнических схемах.

Мультиметром

Преимущество мультиметра в том, что этот прибор многофункциональный. Современные мультиметры цифровые. У них есть режимы для измерений в цепях постоянных и переменных токов. В режиме измерения силы тока этот измерительный прибор подключается в цепь аналогично амперметру.

Перед включением мультиметра в цепь, всегда проверяйте режим измерений, а пределы измерения выбирайте заведомо большие предполагаемой силы тока. После первого измерения можно перейти в режим с меньшим диапазоном.

Для работы с переменным напряжением переводите прибор в соответствующий режим. Считывайте значения с дисплея после того, как цифры перестанут мелькать.

Источник

Расчет электрических параметров необходим для правильных построений цепей. Поскольку целью использования электричества в электротехнике является задача по выполнению током работы, то встает вопрос о том, как найти силу тока. Данный параметр используют при вычислениях мощности и в расчетах потребления электрической энергии.

Существуют разные способы определения этого важного параметра, которые мы рассмотрим в данной статье.