Vzorce. Blog technické podpory – Komunikace a rádiová navigace

V elektrickém obvodu připojeném ke zdroji vznikají elektrické síly, které působí na nosiče náboje a uvádějí je do pohybu. Nechť se pod vlivem elektrické síly „F“ částice nesoucí náboj „q“ pohybuje podél vodiče z bodu „1“ do bodu „2“ a síla „F“ působí „A_(12)“ na nabité částici. Poměr práce `A_(12)` elektrické síly na náboj `q` při jeho přesunu z bodu `1` do bodu `2` k samotnému náboji $$ q$$ se nazývá elektrické napětí mezi body „1“ a „2“:

Jednotkou SI napětí je volt (PROTI).

Jeden volt je napětí na koncích vodiče, při kterém je práce vykonaná silami elektrického pole pro přesun náboje jednoho coulombu tímto vodičem rovna jednomu joulu.

Tato jednotka je pojmenována po italském fyzikovi A. Voltovi, který v roce 1800 vynalezl elektrickou baterii a poprvé s její pomocí získal stejnosměrný proud, který byl stabilně udržován v elektrickém obvodu. Tento objev znamenal začátek nové éry, která zcela změnila naši civilizaci: moderní život je nemyslitelný bez použití elektrického proudu.

Ve vztahu (3) lze indexy „1“ a „2“ vynechat, pokud si pamatujete, že „1“ je „počáteční“ bod, „2“ je „koncový“ bod.

Když známe napětí `U` na koncích vodiče a sílu proudu `I` protékající vodičem během času `t` stejnosměrného proudu, vypočítáme náboj `q=I*t`, který proteče. vodiče během stanovené doby. Pak během této doby budou působit síly elektrického pole ve vodiči

To nám umožňuje posoudit rychlost práce vykonávané elektrickými silami, tzn. Napájení, vyvinuté silami elektrického pole. Z (4) vyplývá, že ve vodiči, jehož napětí na koncích je rovno „U“ a proudová síla „I“, síly elektrického pole vykonají práci za jednotku času.

Připomeňme, že jednotka síly SI je watt (W).

Velmi často se práce a síla elektrických sil nazývá práce a síla elektrického proudu, čímž se zdůrazňuje, že se jedná o práci na udržení elektrického proudu v obvodu.

Vodičem protéká stejnosměrný proud o síle `I=1` A po dobu `T=0,2` minuty Napětí na vodiči je `U=1,5` V. Jakou práci `A` vykonají elektrické síly ve vodiči. ve stanovené době? Najděte výkon `P` elektrického proudu ve vodiči.

Během doby `T` projde vodičem náboj `Q=I*T`. Práce vykonaná silami elektrického pole na tento náboj podle (4) je rovna

K zodpovězení druhé otázky problému použijeme vztah (5):

Všimněte si, že v každodenním životě, když platíme „za elektřinu“, platíme za spotřebu elektřiny – práci elektrických sil, nikoli energie. A zde je obvyklé vyjadřovat práci elektrických sil v nesystémových jednotkách – kilowatthodiny:

Práce elektrického proudu může být využita ke změně mechanické a vnitřní energie vodiče. Například v důsledku toku elektrického proudu elektromotorem se jeho rotor (pohyblivá část, která se může otáčet, na rozdíl od statoru) roztočí. V tomto případě jde většina práce elektrických sil na zvýšení mechanické energie rotoru, stejně jako dalších těles, se kterými je rotor spojen určitými mechanismy. Další část práce elektrického proudu (u moderních elektromotorů jedno až dvě procenta) jde na změnu vnitřní energie vinutí motoru, což vede k jejich zahřívání (vinutí elektromotoru je cívka, obvykle měděná, s velký počet zatáček).

Přečtěte si více

Co jedli lidé v Rusku před bramborami? — Živý žurnál

Pojďme diskutovat tepelný účinek elektrického proudu podrobněji. Ze zkušenosti je známo, že elektrický proud ohřívá vodič. Tento jev se vysvětluje skutečností, že volné elektrony v kovech, pohybující se pod vlivem sil elektrického pole, interagují s ionty látky a přenášejí na ně svou energii. V důsledku toho se energie kmitání iontů ve vodiči zvyšuje, jeho teplota stoupá a ve vodiči se prý po nějakou dobu `t` uvolňuje množství tepla `Q_(„teplo“)`. Pokud je vodič s proudem nehybný a hodnota proudu je konstantní, pak práce elektrických sil změní vnitřní energii vodiče. Podle zákona zachování energie toto množství se rovná práci sil elektrického pole (4) ve vodiči za stejnou dobu, tzn.

Proto je výkon generování tepla „P“, tj. množství tepla uvolněného za jednotku času v části obvodu, kde je napětí „U“ a proud „I“,

Stejnosměrný proud o síle `I=120` A protéká spirálou elektrické dlaždice připojené ke zdroji o napětí `U=5` V po dobu `T=1` hodiny Kolik tepla `Q_(„teplo“). )“ je vypuštěna dlaždicí do prostředí?

Množství tepla, které se uvolní ve spirále topného tělesa obkladu za stanovenou dobu, se předá do okolí. Pomocí vzorce (6) zjistíme:

`Q_(«тепл») =I*T*U=5*3600*120=2,16*10^6` Дж.

Elektromotor připojený k elektrické síti o napětí `U=24` V vykonal mechanickou práci `A=1` kJ za dobu `T=1680` hodiny provozu. Síla proudu ve vinutí je `I=20` A. Najděte výkon `P` elektrického proudu a účinnost `eta` motoru. Kolik tepla `Q_(„teplo“)` se uvolní ve vinutí?

Výkon elektrického proudu zjistíme pomocí vzorce (5):

Podle definice se koeficient účinnosti (COP) ,eta‘ motoru rovná poměru užitečné mechanické práce ,A‘ k práci elektrických sil ,A_(“el”)`, vynásobené ,100%`. Vezmeme-li v úvahu výraz (4) pro práci elektrických sil, zjistíme účinnost elektromotoru:

Množství tepla `Q_(„teplo“)` uvolněného ve vinutí zjistíme zákonem zachování energie `A_(„el“)=A+Q_(„teplo“)`. Proto `Q_(„teplo“)=A_(„el“)-A=UIT-A=24*20*3600-1680*10^3=48*10^3` J.

Komunikace a rádiová navigace

Vzorec je stručný způsob zobrazování informací pomocí symbolů nebo reprezentujících základní vztahy mezi veličinami. Vzorce se používají k řešení rovnic s proměnnými. Například vzorec, který popisuje proud protékající rezistorem, když je známé napětí a odpor:

kde I – proudová síla v ampérech, A; U– napětí ve voltech, V; R – odpor v ohmech, Ohmech.

V obecném kontextu se vzorec používá k řešení problému reálného světa pomocí matematiky. Vzorce tvoří základ pro všechny výpočty.

Vzorce mají mezinárodní standard, který umožňuje profesionálům na celém světě je správně pochopit a používat.
Níže je uveden výběr vzorců, včetně vzorců použitých v této knize, s vysvětlením jejich účelu. Součástí je také stručné vysvětlení klíčových parametrů.
Některé běžné elektrické jednotky používané ve vzorcích a rovnicích:

V = Volt, jednotka elektrického potenciálu (napětí).

R = Ohm, jednotka odporu.

A = Ampér, jednotka proudu.

W = Watt, jednotka elektrického výkonu.

VA = Volt-Ampér, součin napětí a proudu.

Vysvětlení: V DC systémech jsou voltampéry stejné jako watty dodané energie. Na AC systémech nemusí být volty a ampéry 100% synchronní. Když jsou synchronní, voltampéry se rovnají wattům na wattmetru. Když ne, voltampéry překračují watty.
cosⱷ je účiník, zkráceně poměr wattů k voltampérům nebo poměr činného výkonu (skutečného nebo skutečného) ke zdánlivému výkonu.
Vysvětlení Protože se jedná o důležitou otázku pro sítě střídavého proudu, zvažte typy napájení. Existují tři různé typy napájení:

Přečtěte si více

Schémata a pravidla pro spárovanou výsadbu paprik v jedné díře

Aktivní výkon (P), měřeno ve wattech, je výkon vyrobený elektrickým odporem sítě vykonávající skutečnou práci.
Zdánlivý (celkový) výkon (S), měřeno ve voltampérech, je napětí sítě střídavého proudu vynásobené všemi proudy, které v ní protékají. Toto je vektorový součet činného a jalového výkonu.
Jalový výkon (Q), měřeno ve voltampérech reaktivních (VAR), je výkon akumulovaný a uvolněný během cyklu, například indukčními motory, transformátory, solenoidy. Magnetizuje ocelová jádra, ale neprovádí žádné akce.
Účiník lze vypočítat pomocí vzorce:

kde P – aktivní výkon, S – zdánlivý (celkový) výkon.
Je třeba se vyhnout nízkému účiníku, protože vodiče obvodu musí přenášet vyšší proudy než při normálním účiníku, kolem 0.8.
„Vzorec kola“ níže zobrazuje Ohmův zákon pro výpočet napětí (U), odporu (R), výkonu (P) a proudu (I).

Příklad: Aplikace Ohmova zákona
Baterie 24 V dodává odpor 48 ohmů.

Proud lze vypočítat: I = U/R = 24/48 = 0.5 A
Výkon lze vypočítat: P = U 2 /R = 576/48 = 12 W

Násobky a podnásobky
Pokud je ve vzorcích a výrazech přítomno velké množství, je běžnou praxí používat předpony násobků a dílčích násobků, aby byly snáze čitelné. Některé běžně používané:

mk – mikro, jedna část na milion nebo 0,000001

m – mili, jedna tisícina nebo 0

k – kilo, tisíc nebo 1000

M – mega, jeden milion nebo 1000000 XNUMX XNUMX

příklad: 1000 VA (VA, voltampér) lze zapsat jako 1 kVA, 1000 kVA – 1 MVA (1000 * 1000 = 1000000 VA).

Energie a síla

Elektrická energie E = U × I × t

Aktivní výkon P = U × I × cosϕ

Plná síla S = U × I

Jalový výkon Q = U × I × sinϕ

Výpočet proudu pro generátory a motory