Як знайти силу струму через потужність, опір і напруга

Однією з основних характеристик електричного кола є сила струму. Вона вимірюється в амперах і визначає навантаження на струмопровідних проводах, шини або доріжки плат. Ця величина відображає кількість електрики, яке протекло в провіднику за одиницю часу. Визначити її можна декількома способами в залежності від відомих вам даних. Відповідно студенти і початківці електрики через це часто стикаються з проблемами при вирішенні навчальних завдань або практичних ситуацій. У цій статті ми і розповімо, як знайти силу струму через потужність і напруга або опір.

Якщо відома потужність і напруга

Припустимо вам потрібно знайти силу струму в ланцюзі, при цьому вам відомі тільки напруга і споживана потужність. Тоді щоб її визначити без опору скористайтеся формулою:

P = UI

Після нескладних ми отримуємо формулу для обчислень

I = P / U

Слід зазначити, що такий вислів справедливо для ланцюгів постійного струму. Але при розрахунках, наприклад, для електродвигуна враховують його повну потужність або косинус Фі. Тоді для трифазного двигуна його можна розрахувати так:

Знаходимо P з урахуванням ККД, зазвичай він лежить в межах 0, 75-0, 88:

Р1 = Р2 / η

Тут P2 – активна корисна потужність на валу, η – ККД, обидва цих параметра зазвичай вказують на етикетці.

Знаходимо повну потужність з урахуванням cosФ (він також вказується на табличці):

S = P1 / cosφ

Визначаємо струм за формулою:

Iном = S / (1, 73 · U)

Тут 1, 73 – корінь з 3 (використовується для розрахунків трифазного ланцюга), U – напруга, залежить від включення двигуна (трикутник або зірка) і кількості вольт в мережі (220, 380, 660 і т.д.). Хоча в нашій країні найчастіше зустрічається 380В.

Якщо відомо напруга або потужність і опір

Але зустрічаються завдання, коли вам відомо напруга на ділянці кола і величина навантаження, тоді щоб знайти силу струму без потужності скористайтеся законом Ома, з його допомогою проводимо розрахунок сили струму через опір і напруга.

I = U / R

Але іноді трапляється так, що потрібно визначити силу струму без напруги, тобто коли вам відома тільки потужність ланцюга і її опір. В цьому випадку:

P = UI

При цьому згідно з тим же законом Ома:

U = IR

P = I 2 * R

Значить розрахунок проводимо за формулою:

I 2 = P / R

Або візьмемо вираз в правій частині виразу під корінь:

I = (P / R) 1/2

Якщо відомо ЕРС, внутрішній опір і навантаження

До студентським завданням із секретом можна віднести випадки, коли вам дають величину ЕРС і внутрішній опір джерела живлення. В цьому випадку ви можете визначити силу струму в схемі згідно із законом Ома для повного кола:

I = E / (R + r)

Тут E – ЕРС, r – внутрішній опір джерела живлення, R – навантаження.

Закон Джоуля-Ленца

Ще одним завданням, яке може ввести в ступор навіть більш-менш досвідченого студента – це визначити силу струму, якщо відомо час, опір і кількість виділеного тепла провідником. Для цього згадаємо закон Джоуля-Ленца.

Його формула виглядає так:

Q = I 2 Rt

Тоді розрахунок проводите так:

I 2 = QRt

Або внесіть праву частину рівняння під корінь:

I = (Q / Rt) 1/2

кілька прикладів

В якості висновку пропонуємо закріпити отриману інформацію на декількох прикладах завдань, в яких потрібно знайти силу струму.

1 завдання: Розрахувати I в ланцюзі з двох резисторів при послідовному з’єднанні і при паралельному з’єднанні. R резисторів 1 і 2 Ома, джерело живлення на 12 Вольт.

З умови ясно, що потрібно привести два варіанти відповіді для кожного з варіантів з’єднань. Тоді щоб знайти струм при послідовному з’єднанні, спочатку складають опору схеми, щоб отримати загальне.

Тоді розрахувати силу струму можна за законом Ома:

I = U / R = 12/3 = 4 Ампера

При паралельному з’єднанні двох елементів Rобщ можна розрахувати так:

Rобщ = (R1 * R2) / (R1 + R2) = 1 * 2/3 = 2/3 = 0, 67

Тоді подальші обчислення можна проводити так:

I = 12 * 0, 67 = 18А

2 завдання: розрахувати струм при змішаному сполученні елементів. На виході джерела живлення 24В, а резистори на: R1 = 1 Ом, R2 = 3 Ома, R3 = 3 Ома.

В першу чергу потрібно знайти R загальне паралельно з’єднаних R2 і R3, по тій же формулі, що ми використовували вище.

Rпрів = (R2 * R3) / (R2 + R3) = (3 * 3) | (3 + 3) = 9/6 = 3/2 = 1, 5 Ома

Тепер схема набуде вигляду:

Далі знаходимо струм за тим же законом Ома:

I = U / (R1 + Rпрів) = 24 / (1 + 1, 5) = 24 / 2, 5 = 9, 6 Ампер

Тепер ви знаєте, як знайти силу струму, знаючи потужність, опір і напруга. Сподіваємося, надані формули і приклади розрахунків допомогли вам засвоїти матеріал!

Напевно ви не знаєте:

• Як розрахувати перетин кабелю
• Як перевести ампери в кіловати
• Як знайти дріт в стіні

Як знайти силу струму через потужність, опір і напруга

Однією з основних характеристик електричного кола є сила струму. Вона вимірюється в амперах і визначає навантаження на струмопровідних проводах, шини або доріжки плат. Ця величина відображає кількість електрики, яке протекло в провіднику за одиницю часу. Визначити її можна декількома способами в залежності від відомих вам даних. Відповідно студенти і початківці електрики через це часто стикаються з проблемами при вирішенні навчальних завдань або практичних ситуацій. У цій статті ми і розповімо, як знайти силу струму через потужність і напруга або опір.

Якщо відома потужність і напруга

Припустимо вам потрібно знайти силу струму в ланцюзі, при цьому вам відомі тільки напруга і споживана потужність. Тоді щоб її визначити без опору скористайтеся формулою:

P = UI

Після нескладних ми отримуємо формулу для обчислень

I = P / U

Слід зазначити, що такий вислів справедливо для ланцюгів постійного струму. Але при розрахунках, наприклад, для електродвигуна враховують його повну потужність або косинус Фі. Тоді для трифазного двигуна його можна розрахувати так:

Знаходимо P з урахуванням ККД, зазвичай він лежить в межах 0, 75-0, 88:

Р1 = Р2 / η

Тут P2 – активна корисна потужність на валу, η – ККД, обидва цих параметра зазвичай вказують на етикетці.

Знаходимо повну потужність з урахуванням cosФ (він також вказується на табличці):

S = P1 / cosφ

Визначаємо струм за формулою:

Iном = S / (1, 73 · U)

Тут 1, 73 – корінь з 3 (використовується для розрахунків трифазного ланцюга), U – напруга, залежить від включення двигуна (трикутник або зірка) і кількості вольт в мережі (220, 380, 660 і т.д.). Хоча в нашій країні найчастіше зустрічається 380В.

Якщо відомо напруга або потужність і опір

Але зустрічаються завдання, коли вам відомо напруга на ділянці кола і величина навантаження, тоді щоб знайти силу струму без потужності скористайтеся законом Ома, з його допомогою проводимо розрахунок сили струму через опір і напруга.

I = U / R

Але іноді трапляється так, що потрібно визначити силу струму без напруги, тобто коли вам відома тільки потужність ланцюга і її опір. В цьому випадку:

P = UI

При цьому згідно з тим же законом Ома:

U = IR

P = I 2 * R

Значить розрахунок проводимо за формулою:

I 2 = P / R

Або візьмемо вираз в правій частині виразу під корінь:

I = (P / R) 1/2

Якщо відомо ЕРС, внутрішній опір і навантаження

До студентським завданням із секретом можна віднести випадки, коли вам дають величину ЕРС і внутрішній опір джерела живлення. В цьому випадку ви можете визначити силу струму в схемі згідно із законом Ома для повного кола:

I = E / (R + r)

Тут E – ЕРС, r – внутрішній опір джерела живлення, R – навантаження.

Закон Джоуля-Ленца

Ще одним завданням, яке може ввести в ступор навіть більш-менш досвідченого студента – це визначити силу струму, якщо відомо час, опір і кількість виділеного тепла провідником. Для цього згадаємо закон Джоуля-Ленца.

Його формула виглядає так:

Q = I 2 Rt

Тоді розрахунок проводите так:

I 2 = QRt

Або внесіть праву частину рівняння під корінь:

I = (Q / Rt) 1/2

кілька прикладів

В якості висновку пропонуємо закріпити отриману інформацію на декількох прикладах завдань, в яких потрібно знайти силу струму.

1 завдання: Розрахувати I в ланцюзі з двох резисторів при послідовному з’єднанні і при паралельному з’єднанні. R резисторів 1 і 2 Ома, джерело живлення на 12 Вольт.

З умови ясно, що потрібно привести два варіанти відповіді для кожного з варіантів з’єднань. Тоді щоб знайти струм при послідовному з’єднанні, спочатку складають опору схеми, щоб отримати загальне.

Тоді розрахувати силу струму можна за законом Ома:

I = U / R = 12/3 = 4 Ампера

При паралельному з’єднанні двох елементів Rобщ можна розрахувати так:

Rобщ = (R1 * R2) / (R1 + R2) = 1 * 2/3 = 2/3 = 0, 67

Тоді подальші обчислення можна проводити так:

I = 12 * 0, 67 = 18А

2 завдання: розрахувати струм при змішаному сполученні елементів. На виході джерела живлення 24В, а резистори на: R1 = 1 Ом, R2 = 3 Ома, R3 = 3 Ома.

В першу чергу потрібно знайти R загальне паралельно з’єднаних R2 і R3, по тій же формулі, що ми використовували вище.

Rпрів = (R2 * R3) / (R2 + R3) = (3 * 3) | (3 + 3) = 9/6 = 3/2 = 1, 5 Ома

Тепер схема набуде вигляду:

Далі знаходимо струм за тим же законом Ома:

I = U / (R1 + Rпрів) = 24 / (1 + 1, 5) = 24 / 2, 5 = 9, 6 Ампер

Тепер ви знаєте, як знайти силу струму, знаючи потужність, опір і напруга. Сподіваємося, надані формули і приклади розрахунків допомогли вам засвоїти матеріал!

Напевно ви не знаєте:

• Як розрахувати перетин кабелю
• Як перевести ампери в кіловати
• Як знайти дріт в стіні