Формула силы тока: расчет по мощности и напряжению

Формулы силы тока

Определение и формула силы тока

Электрический ток называется упорядоченным движением носителей заряда. В металлах это электроны, отрицательно заряженные частицы с зарядом, равным заряду элемента. Направление тока – это направление движения положительно заряженных частиц.

Интенсивностью тока (тока) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:

$$I=frac{dq}{dt}$ (1)$

где q — заряд, прошедший через поверхность S, t — время прохождения заряда. Выражение (1) определяет значение силы тока в момент времени t (мгновенное значение силы тока).

Некоторые виды силы тока

Ток называется постоянным, если его сила и направление не меняются со временем, то:

$$I=frac{q}{t}(2)$

Формула (2) показывает, что постоянный ток равен заряду, проходящему через поверхность S в единицу времени.

Если ток переменный, различают мгновенную силу тока (1), амплитудную силу тока и эффективную силу тока. Действующее значение переменного тока (Iэфф) – это постоянный ток, который совершит работу, равную работе переменного тока, за период (Т):

$$I_{eff}=sqrt{frac{1}{T} int_{0}^{T} I^{2} dt}(3)$

Если переменный ток можно представить как синусоиду:

$$I=I_{m} sinomega t$

тогда Im – амплитуда тока ($omega$ – частота переменного тока).

Плотность тока

Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуется вектором плотности тока ($bar{j}$). Где:

$$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 вектор плотности тока в направлении нормали ($bar{n}$).

Сила тока в проводнике определяется по формуле:

$$I=int_{S} jd S(6)$

где интегрирование в выражении (6) производится по всему 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) рассчитывается как сумма токов в каждом проводнике (Ii):

$$I=sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$

Пример применения закона Ома

В этом примере лампочка накаливания подключена к источнику постоянного напряжения с U=12 В. Цель состоит в том, чтобы определить сопротивление лампочки. Также имеется амперметр для измерения силы тока.

Первая часть задания заключается в определении силы тока с помощью амперметра. Для этого его нужно правильно вставить в строку. Поскольку мы будем рассчитывать электрический ток, протекающий через лампочку, амперметр необходимо подключить последовательно с ней.

Сразу после включения источника напряжения измеряют ток I, равный 1А. Сопротивление лампочки можно рассчитать по закону Ома:

R = U/I = 12В/1А = 12 Ом.

Через некоторое время вы снова смотрите на амперметр и замечаете, что ток упал до 200 мА.

Сопротивление лампочки изменилось. Почему это произошло? Это происходит из-за разных температур при включении питания и при нормальной работе, когда лампочка нагревается. Поэтому сопротивление холодной лампы меньше, чем у теплой. Вот почему лампочку часто называют термистором.

Как выяснить свою схему

Узнать количество фаз в своем доме или квартире несложно, для этого нужно вскрыть распределительный щит и посчитать провода, по которым ток поступает в квартиру.

При однофазной сети количество проводов будет 2: фаза, ноль.

Иногда бывает 3 провода заземления. В трехфазной системе электропроводки 4: 3 фазы, ноль. Также можно добавить заземляющий провод.

2 популярных способа подключения трехфазной системы:

• треугольник;
• звезда.

Схема “Треугольник”

Каждая фаза связана со своими соседями. Сила тока источника фазная, линейная между собой.

Схема “Звезда”

Фазы соединяются в одной точке. В этот момент общее напряжение будет равно 0. Сила тока только фазная, а напряжение может изменяться от линейного к фазному. Что это дает пользователю? Линейное напряжение в квартире 380 В, фазное 220 В.

Большинство бытовых приборов работают от 220 В, но некоторым бытовым приборам требуется большее напряжение: старые электроплиты, мощные обогреватели и котлы, промышленные электроинструменты.

Благодаря этой схеме любое устройство будет работать без проблем.

Расчет тока по мощности и напряжению

Текущий	PermanentVariable — однофазная сетьVariable — трехфазная сеть
Энергия	mWWkWMW
почему фи
Напряжение	мВВкВМВ

Разделитель тысяч

Расчет тока по мощности и сопротивлению

Энергия	mWWkWMW
Выносливость	мООм Ом Ом

Разделитель тысяч

Расчет тока по напряжению и сопротивлению

Напряжение	мВВкВМВ
Выносливость	мООм Ом Ом

Разделитель тысяч
Выберите рейтинг12345Нет голосов Сообщить об ошибке

Расчёт мощности по току и напряжению

Этот расчет осуществляется по факту мощности, его необходимо сделать еще до того, как начнется проектирование вашего жилища (дома, квартиры).

• Это значение зависит от проводных устройств питания, подключенных к сети.
• По формуле можно рассчитать силу тока, для этого нужно взять точное напряжение сети и нагрузку питаемых устройств. Его значение дает нам представление о площади поперечного сечения вен.

Если вы знаете все электроприборы, которые в дальнейшем должны питаться от сети, вы легко сможете произвести расчеты схемы электроснабжения. Те же расчеты могут быть выполнены для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (А — амперы):

Я=П/У

Где Р — полная электрическая нагрузка (ее обозначение должно быть указано в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение сети, В (вольт).

В таблице указаны нормативные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

Электроприбор	Потребляемая мощность, Вт	Сила тока, А
Стиральная машина	2000 — 2500	9,0 — 11,4
Джакузи	2000 — 2500	9,0 — 11,4
Электрический теплый пол	800 — 1400	3,6 — 6,4
Стационарная электрическая плита	4500 — 8500	20,5 — 38,6
Микроволновая печь	900 — 1300	4,1 — 5,9
Посудомоечная машина	2000 — 2500	9,0 — 11,4
Морозильные камеры, холодильники	140 — 300	0,6 — 1,4
Мясорубка с электроприводом	1100 — 1200	5,0 — 5,5
Электрический чайник	1850 — 2000	8,4 — 9,0
Электрическая кофеварка	6з0 — 1200	3,0 — 5,5
Соковыжималка	240 — 360	1,1 — 1,6
Тостер	640 — 1100	2,9 — 5,0
Смеситель	250 — 400	1,1 — 1,8
Фен	400 — 1600	1,8 — 7,3
Железо	900 — 1700	4,1 — 7,7
Пылесос	680 — 1400	3,1 — 6,4
Вентилятор	250 — 400	1,0 — 1,8
ТВ	125 — 180	0,6 — 0,8
Радиоприемник	70 — 100	0,3 — 0,5
Осветительные приборы	20 — 100	0,1 — 0,4

На рисунке вы видите схему устройства электроснабжения дома с однофазным подключением к сети 220 вольт.

Схема устройств на однофазное напряжение

Как показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, затем к обычному автомату, который будет нести общую нагрузку дома. Кабель, по которому будет поступать ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных электроприборов.

В таблице ниже представлена ​​скрытая проводка в однофазной схеме подключения жилого помещения для подбора проводов на напряжение 220 вольт.

Сечение жилы провода, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные жилы	Алюминиевые проводники
Поток, а	Мощность, Вт	Поток, а	Мощность, кВтч
0,50	0,80	6	1300
0,75	0,98	10	2200
1,00	1.13	14	3100
1,50	1,38	пятнадцать	3300	10	2200
2.00	1,60	ночь	4200	14	3100
2,50	1,78	двадцать один	4600	шестнадцать	3500
4.00	2,26	27	5900	двадцать один	4600
6.00	2,76	3. 4	7500	26	5700
10.00	3,57	пятьдесят	11000	38	8400
16.00	4,51	80	17600	55	12100
25.00	5,64	сто	22000	шестьдесят пять	14300

Как показано в таблице, сечение жил также зависит от материала, из которого они изготовлены.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном питании сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = Р/1,73U

P — потребляемая мощность в ваттах;

U — напряжение сети в вольтах.

В фазном питании 380 В формула следующая:

Я = Р/657,4

Если к дому подключена трехфазная сеть 380 В, схема подключения будет выглядеть так.

В таблице ниже приведена схема сечения жил в силовом кабеле при различных нагрузках при трехфазном напряжении 380 В для закладной проводки.

Сечение жилы провода, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные жилы	Алюминиевые проводники
Поток, а	Мощность, Вт	Поток, а	Мощность, кВтч
0,50	0,80	6	2250
0,75	0,98	10	3800
1,00	1.13	14	5300
1,50	1,38	пятнадцать	5700	10	3800
2.00	1,60	ночь	7200	14	5300
2,50	1,78	двадцать один	7900	шестнадцать	6000
4.00	2,26	27	10000	двадцать один	7900
6.00	2,76	3. 4	12000	26	9800
10.00	3,57	пятьдесят	19000	38	14000
16.00	4,51	80	30000	55	20000
25.00	5,64	сто	38000	шестьдесят пять	24000

Для дальнейшего расчета электроснабжения в цепях нагрузки, характеризующихся большой кажущейся реактивной мощностью, что характерно для применения электроснабжения в промышленности:

• электродвигатель;
• индукционные печи;
• дроссели осветительных приборов;
• сварочные трансформаторы.

Это явление необходимо учитывать в последующих расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет значительно дальше, поэтому при расчетах коэффициент мощности принимается равным 0,8.

При расчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности следует принимать равным 5%. Для электрической сети этот процент становится равным 20%.