Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Расчет мощности трехфазной сети

Мощность ток напряжение, расчёты для однофазной сети 220 В

Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт)

U – напряжение электрической сети, В (вольт)

Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

ЭлектроприборПотребляемая мощность, ВтСила тока, А
Стиральная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Джакузи2000 – 25009,0 – 11,4
Электроподогрев пола800 – 14003,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита4500 – 850020,5 – 38,6
СВЧ печь900 – 13004,1 – 5,9
Посудомоечная машина2000 — 25009,0 – 11,4
Морозильники, холодильники140 — 3000,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом1100 — 12005,0 — 5,5
Электрочайник1850 – 20008,4 – 9,0
Электрическая кофеварка6з0 — 12003,0 – 5,5
Соковыжималка240 — 3601,1 – 1,6
Тостер640 — 11002,9 — 5,0
Миксер250 — 4001,1 – 1,8
Фен400 — 16001,8 – 7,3
Утюг900 — 17004,1 – 7,7
Пылесос680 — 14003,1 – 6,4
Вентилятор250 — 4001,0 – 1,8
Телевизор125 — 1800,6 – 0,8
Радиоаппаратура70 — 1000,3 – 0,5
Приборы освещения20 — 1000,1 – 0,4

Различные потребители электроэнергии подключаются через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

Марка бетона

Самая важная характеристика бетона – это его способность выдерживать нагрузки на сжатие. Этот параметр обозначают буквой М, а стоящий за ней индекс говорит о том, какую нагрузку может выдерживать каждый квадратный сантиметр бетона. Точное значение определяют в лабораторных условиях, испытывая бетон, твердевший в течение 28 дней, а в маркировку записывают округленное значение. Например, бетон, который выдерживает 98 кгс/м2, обозначается как М100, а бетон, выдерживающий 196 кгс/см2, — М200. Проще говоря, цифровой индекс говорит о том количестве килограмм, которое может давить на 1 см2 бетона, не разрушая его.

На сегодняшний день производятся бетоны от М50 до М1000, но наибольшим спросом стабильно пользуются бетоны марок М100-М500. Разный уровень прочности бетона объясняется отличиями в составе: влияют пропорции используемых компонентов и их качество. В состав бетона входит песок, цемент, щебень или гравий. Песок вместе с щебнем (так называемый скелет) отвечают за несущую способность будущей конструкции, а цемент, соединяясь с водой, отвечает за прочность молекулярных связей. Чем выше доля цемента в составе бетона, тем выше прочность самого бетона.

Играет роль и качество компонентов

Песок может быть как речным, так и карьерным – важно, чтобы он был крупным и с минимальным количеством глинистых примесей. Оптимальный размер щебня – 20-25 мм, он должен быть из крепких пород

Марка цемента также влияет на прочность бетона. Как правило, используется цемент М400 и М500, последнего для приготовления бетона заданной прочности понадобится меньше.

Наименее прочные марки бетона используются при возведении самых легких и менее ответственных конструкций. Фундаменты частных и многоэтажных домов, промышленных зданий создают при использовании более прочных составов (М200 и выше). С ростом прочности повышается и цена состава, поэтому использовать излишне прочные составы ни к чему, как и экономить.

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия

Расчет нагрузок на плиту перекрытия делается на ее каждый погонный метр

Расчеты нагрузок на плиты перекрытия – это фактор, который необходимо обязательно учитывать, чтобы исключить последующие разрушения и трещины. Именно поэтому расчет должен производиться обязательно.

Допустимая нагрузка может быть:

  • Статической
  • Динамической

Статические считаются те, которые распределяются горизонтально по отношению к стене, т.е. нагнетаются предметами, висящими, лежащим или прибитыми к стене.

Помимо этого, тип нагрузок зависит от способа их распределения:

  • Равномерные
  • Сосредоточенные
  • Неравномерные

Любые нагрузки рассчитываются в килограмм-силах или Ньютонах на метр (кгс/м), в стандартной конструкции они считаются, равными 400 кг на кв. метр, при этом учитывается масса самой плиты, приблизительно 2,5 центнера и отделочные материалы. В результате расчет сводится к нескольким цифрам:

общая допустимая нагрузка (масса), которая должна распределяться по опорам – 750 кг * К=1,2 (коэффициент прочности) = 900 кг на один кв. метр.

Прежде чем приступать, к каким бы то ни было расчетам, понадобиться грамотный чертеж, выполненный в полном соответствии с нормами и стандартами. Для выполнения строительных работ, рекомендуется обратиться за чертежами к высокопрофессиональным специалистам, которые после могут сделать расчет.

После необходимо рассчитать вес всего, что создаст нагрузку для перекрытия, к примеру, возможные перегородки, материал для утепления полов, стяжки, декоративная отделка. Все дополнительные материалы и отделку также принято считать в килограммах. Полученную цифру необходимо будет разделить на количество плит, которые будут уложены на перекрытие.

Зачастую стараются привести расчеты и выбранные материалы, к «золотой середине», так, чтобы нагрузка всех материалов составляла не более 150 кг на кв. метр. Стоит отметить, что наиболее распространена плита, которую выбирают практически все строительные подрядчики, для возведения жилых домов – это ПК-60-15-8, общая масса, которой, составляет 2850 кг.

Все нормы расчетов и их необходимость для каждого типа перекрытий и построек (зданий) регламентировано специальными документами СПиПами. Расчет по примеру можно без труда найти в справочной литературе.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.

Каждый мастер желает знать… как рассчитать сечение кабеля для той или иной нагрузки. С этим приходится сталкиваться при проведении проводки в доме или гараже, даже при подключении станков — нужно быть уверенным, что выбранный сетевой шнур не задымится при включении станка…

Я решил создать калькулятор расчета сечения кабеля по мощности, т.е. калькулятор считает потребляемый ток, а затем определяет требуемое сечение провода, а также рекомендует ближайший по значению автоматический выключатель.

Силовые кабели ГОСТ 31996—2012

Расчет сечения кабеля по мощности производится в соответствии с таблицами нормативного документа ГОСТ 31996—2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией». При этом сечение указывается с запасом по току во избежания нагрева и возгорания провода, работающего на максимальном токе. А также я ввел коэффициент 10%, т.е. к максимальному току добавляется еще 10% для спокойной работы кабеля

Например, берем мощность нагрузки 7000 Вт при напряжении 250 Вольт, получаем ток 30.8 Ампер (добавив про запас 10%), будем использовать медный одножильный провод с прокладкой по воздуху, в результате получим сечение: 4 кв.мм., т.е. кабель с максимальным током 39 Ампер. Кабель сечением 2.5 кв.мм. на ток 30 Ампер использовать не рекомендуется, т.к. провод будет эксплуатироваться на максимально допустимых значениях силы тока, что может привести к нагреву провода с последующим разрушением электро изоляции.

Таблица сечения кабеля по току и мощности для медного провода

1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033,0
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575,9
5017538,514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066260171,6

Таблица сечения алюминиевого провода по потребляемой мощности и силе тока

2,5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
1050113925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
35100228556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044,0170112,2
12023050,6200132,0

Калькулятор расчета сечения кабеля

Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.

Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.

Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.

Расчет сечения кабеля по мощности:

Требуемая мощность (выберите потребителей из таблицы):

Занимаясь прокладкой электропроводки в новом доме или заменой старой во время ремонта, каждый домашний мастер задается вопросом: а какое сечение провода нужно? И вопрос этот имеет большое значение, поскольку именно от правильного выбора сечения кабеля, а также материала его изготовления во многом зависит не только надежная работа электроприборов, но и безопасность всех членов семьи.

Установленная мощность и расчетная мощность — Оборудование

Для правильного выбора, например, двигателя, нагревательного прибора, лампы, необходимо понимать, что это такое: установленная мощность и расчетная мощность и уметь их рассчитать.

Определения установленной и расчетной мощности

Установленная (номинальная) мощность одного электроприбора — это мощность, с которой электроприбор или электроустановка способны работать без перегрузок и сбоев продолжительное время. Значение этого параметра указывается на фабричной упаковке устройства.

Когда в электроустановках к одному источника тока подключены несколько потребителей энергии (например, двигателей или осветительных приборов), под установленной мощностью (Руст) понимается наибольшая сумма номинальных мощностей потребителей, работающих одновременно.

Параметр расчетная мощность (Рр) определяется, как мощность, соответствующая фактической меняющейся во времени нагрузки по максимально возможному воздействию на элемент системы электроснабжения.

Как правило, расчетная мощность бывает меньше установленной.

Можно рассмотреть, как производится расчет установленной и расчетной мощности на примере осветительных установок.

Расчет установленной мощности

При выборе ламп и в результате светотехнических расчетов определяется установленная мощность (Руст) системы освещения. Чтобы найти Руст, необходимо суммировать мощности ламп накаливая. причем отдельно суммируются мощности ламп разных видов:

Руст = SРлн + SРлл + SРрлвд, где

SРлн — сумма номинальных мощностей ламп накаливания

SРлл — сумма номинальных мощностей люминесцентных ламп низкого давления

SРрлвд — сумма номинальных мощностей дуговых ртутных ламп высокого давления

Определение расчетной мощности, коэффициент спроса

Так как по тем или иным причинам часть ламп, элементов осветительной системы, может быть выключена, для расчета Рр вводится корректирующий коэффициентспроса (Кс). Расчетная мощность ламп накаливания (Рр лн) представляет собой произведение установленной мощности ( Рулн) на коэффициент спроса

Рр лн = Руст лн х Кс

Для осветительных установок с разрядными люминесцентными лампами, кроме коэффициента спроса, учитывается и коэффициент потери мощности в пуско-регулирующей аппаратуре (ПРА).

Рр лл = (1,08 … 1,3) х Руст лл х Кс,

где принимается значение:

1,8 — для ламп с электронными ПРА

1,2 – при стартерных схемах включения ламп

1,3 – при схемах (для быстрого зажигания) с введением трансформатора

Для части осветительной установки с дуговыми ртутными лампами расчетная мощность может быть получена по формуле:

Рр рлвд = 1,1 х Руст лвд х Кс.

Для различных видов устройств-потребителей электроэнергии расчет заданной и расчетной мощностей производится аналогичным образом с учетом особенностей устройства и работы, присущих той или иной электроустановке, и дополнительных факторов.

Что нужно учитывать при расчетах


Приступая к монтажу постройки, необходимо ее начертить. Благодаря такому проекту каркаса, можно проводить определенные расчеты. Для этого нужно проставить точные размеры на чертеже, после чего провести вычисления, учитывая суммарное напряжение. Если все сделать точно, то сооружение будет надежным и безопасным.

Для точности и быстроты расчета нагрузки на профильную трубу можно воспользоваться калькулятором или программой SketchUP. (Скачать торрентом — Официальная русская версия! Разрядность: 64bit, Язык интерфейса: Русский, Таблетка: Присутствует)

Расчет будет правильным при соблюдении таких 3-ех условий:

  1. Если в системе будут опоры и верхняя рама, в которых будут возникать механические (не электрические!) напряжения, то усилия будут распределяться между несколькими стояками, в зависимости от их соединения между собой.
  2. Достаточно большая высота системы способна уменьшить несущую способность отдельных опор. Связано это с появлением крутящего момента в стояках.
  3. Чтобы получить надежную металлоконструкцию большой высоты, нужно добавить дополнительные опоры. Благодаря ребрам жесткости, которыми будут связаны между собой стояки, механическое напряжение сможет распределиться более равномерно.

Какая информация еще важна

Выполняя непосредственные вычисления, необходимо владеть информацией о:

1. Типах возможных нагрузок.

Они могут быть:

  • стабильными, при которых учитывается вес деталей конструкции, масса грунта, давление кровли и т.п.;
  • долговременными, которые будут действовать на протяжении большого периода, но могут измениться в любой момент: масса котла, лестничного марша, стен из кирпича;
  • кратковременными, действующие на протяжении малого промежутка (атмосферные осадки, масса посетителей, транспортных средств);
  • особыми, что вызываются непредвиденными обстоятельствами: ливнями, землетрясениями, извержениями вулканов, взрывами и пр…

2. Размерах профильных труб, формы сечений.

3. Суммарном напряжении строения.

4. Прочностных характеристиках стали.

Что это такое

При капитальном строительстве времен СССР, например в хрущевках, т.е. в большей части жилых помещений эксплуатируемых и по сей день еще на этапе проектировки выделенная мощность была по норме 1,5 кВт на 1 квартиру. Позже установленная норма электроэнергии выросла до 3 кВт, поскольку возникла необходимость её увеличить в связи с возросшей «прожорливостью» потребителей. Практика показывает, что в электрощитах и счетчиках обычно устанавливались пробки по 10-16 Ампер, так чтобы максимальный ток потребляемой квартирой был ограничен общей мощностью электроэнергии в 3 кВт для квартир с газовой плитой. Для квартир, где установлена электроплита, выделяется 7 кВт. В новостройках выделенная мощность может доходить и до 15 кВт. Такой разброс вызван тем, что во времена строительства старых домов (60-е, 70-е) просто не было таких мощных потребителей и такого количества бытовой техники как сейчас.

Выделенная мощность – это максимальное количество потребляемой электроэнергии в один момент времени.

Кроме того, чтобы войти в установленный лимит, иногда нужно сделать ввод не 1 фазы, как зачастую и бывает, а целых 3 фазы. Это необходимо для подключения современной бытовой техники, например мощных элетрокотлов и электроплит. Особенно актуально это в коммерческих помещениях и производствах любого масштаба, где нужно много электроэнергии (до 30 кВт и выше).

Пример. Для отопления загородного дома не оборудованого газовым оборудованием устанавливают твердотопливные и электрокотлы, последние безопаснее и удобнее. Для отопления дома площадью в 100 кв.м. нужен котел мощностью около 7-10 кВт, электроплита потребляет еще порядка 3-5 кВт. Итого необходимо увеличить установленный предел электроэнергии до 15 кВт минимум и ввод электроэнергии по трём фазам.

Чтобы узнать выделенную мощность на частный дом или квартиру, нужно обратиться в эксплуатирующую организацию (в Москве и области – это ОАО «Мосэнергосбыт»). Справка содержит информацию о выделенной и средней потребляемой мощности электроэнергии. Она будет нужна, если вы оформляете документы на увеличение, об этом будет подробно ниже.

Виды электрической мощности в электроэнергетике

Активная мощность – это среднее значение мощности за полный период. Активная мощностью называют полезную мощность, которая расходуется на совершение работы – преобразование электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в Ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в

Мгновенная мощность – мощность в данный момент времени. В общем случае это скорость потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный промежуток времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике под понятием мощность понимается средняя мощность.

Полная мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности (см. Треугольник мощностей). Измеряется в Вольт-Амперах (ВА).

Присоединенная мощность – это совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе и опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Расчетная мощность – величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, поскольку исходя из неё выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в которой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, которая обусловлена наличием в электрической сети устройств, которые создают магнитное поле (емкости и индуктивности). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения по таким элементам переменного тока, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, таких как (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях в большинстве случаев индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в большей степени только активную мощность, а реактивную «сгенерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр).

Трансформаторная мощность – это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в МВт.

Установленная мощность – алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование.

 Заявленная мощность – это предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

Перевод ампера в ватты и киловатты

Знать, как посчитать соответствие ампер ваттам, нужно для того, чтобы определить, какое устройство способно выдержать мощность подключаемых потребителей. К таким устройствам относят защитную аппаратуру или коммутационную.

Перед тем как выбрать, какой автоматический выключатель или устройство защитного отключения (УЗО) установить, нужно посчитать мощности потребления всех подключаемых приборов (утюг, лампы, стиральная машина, компьютер и т.д.). Или же наоборот, зная, какой стоит автомат или защитное устройство отключения, определить, какое оборудование выдержит нагрузку, а какое нет.

Для перевода ампера в киловатты и наоборот существует формула: I=P/U, где I — амперы, P — ватты, U — вольты. Вольты — это напряжение сети. В жилых помещениях используется однофазная сеть — 220 В. На производстве для подключения промышленного оборудования работает электрическая трехфазная сеть, значение которой равно 380 В. Исходя из этой формулы, зная амперы, можно посчитать соответствие ваттам и наоборот — перевести ватты в амперы.

Ситуация: имеется автоматический выключатель. Технические параметры: номинальный ток 25 А, 1-полюс. Нужно посчитать, какую ваттность приборов способен выдержать автомат.

Проще всего технические данные внести в калькулятор и рассчитать мощность. А также можно использовать формулу I=P/U, получится: 25 А=х Вт/220 В.

х Вт=5500 Вт.

Чтобы ватты перевести в киловатты,необходимо знать следующие меры мощности в ватт:

  • 1000 Вт = 1 кВт,
  • 1000 000 Вт = 1000 кВт = МВт,
  • 1000 000 000 Вт = 1000 МВт = 1000000 кВт и т.д.

Значит, 5500 Вт =5,5 кВт. Ответ: автомат с номинальным током 25 А может выдержать нагрузку всех приборов общей мощностью 5,5 кВт, не более.

Применяют формулу с данными напряжения и силы тока для того, чтобы подобрать тип кабеля по мощности и силе тока. В таблице приведено соответствие тока сечению провода:

Медные жилы проводов и кабелей
Сечение жилы, мм²Медные жилы проводов, кабелей
Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575,9
5017538,514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066260171,6

Виды и особенности пустотных плит

Многопустотные железобетонные изделия для горизонтальных несущих и ограждающих конструкций выпускаются нескольких типов по технологии производства:

  • ПК – применяется опалубочный метод формования, при котором бетон заливается в специальные формы стандартных размеров.

    Фото 1. ЖБ плиты серии ПК

  • ПБ – используется метод непрерывного безопалубочного формования. В результате получается длинная плита-полуфабрикат, которая разрезается на элементы заданных габаритов после набора бетоном прочности.

    Фото 2. Изделия марки ПБ

ЖБИ выпускаются разных видов по толщине:

  • Стандартные толщиной 220 мм – ПК и ПБ.
  • Облегченные толщиной 160 мм – ПНО (изготовляются по старой опалубочной технологии), а также 3,1ПБ и 1,6ПБ (производятся согласно современному безопалубочному методу).

Между собой плиты ПБ и ПК отличаются такими особенностями:

  • Внутреннее армирование – конструкция армирующего каркаса в изделиях, изготовленных безопалубочным методом, позволяет резать их под любым углом от 0 до 180°. Однако это лучше производить в заводских условиях. ПК резать не допускается – это может привести к нарушению их несущей способности.

    Фото 3. Плиты ПБ, отрезанные под разными углами

  • Конфигурация продольных технологических отверстий – ЖБИ, произведенные по опалубочной технологии, имеют круглые большие пустоты, что обеспечивает возможность прокладки в них инженерных коммуникаций (к примеру, канализационных стояков).
  • Качество бетонной поверхности – благодаря современной технологии изготовления плиты ПБ характеризуются идеальной геометрией и более качественной поверхностью без наплывов и сколов. Это позволяет сэкономить на последующих отделочных работах.

Мощность электрического тока

Для того, чтобы это показать что к чему, мы возьмем две лампы на 12 Вольт, но разной мощности. На блоке питания выставляю также 12 Вольт и собираю все это дело по схеме, которая мелькала в начале статьи

Мой блок питания может выдать в нагрузку 150 Ватт, не парясь. Беру лампочку от мопеда и цепляю ее к блоку питания

Смотрим потребление тока. 0,71 Ампер

Высчитываем сопротивление раскаленной нити лампочки из закона Ома I=U/R, отсюда R=U/I=12/0,71=16,9 Ом.

Беру галогенную лампу от фары авто и также цепляю ее к блоку питания

Смотрим потребление. 4,42 Ампера

Аналогично высчитываем сопротивление нити лампы. R=U/I=12/4,42=2,7 Ом.

А теперь давайте посчитаем, какая лампочка больше всех Ватт “отбирает”  у источника питания. Вспоминаем школьную формулу P=UI. Итак, для маленькой лампочки мощность составит P=12×0,71=8,52 Ватта. А для большой лампочки мощность  будет Р=12х4,42=53 Ватта. Ого! У нас получилось, что лампочка, которая обладала меньшим сопротивлением, на самом деле очень даже прожорливая.

Итак, если кто не помнит, что такое мощность, могу напомнить. Мощность – это отношение какой-то полезной работы к времени, в течение которого эта работа совершалась. Например, надо вскопать яму определенных размеров. Вы с лопатой, а ваш друг – на экскаваторе:

Кто быстрее справится  с задачей за  одинаковый промежуток времени? Разумеется экскаватор. В этом случае, можно сказать, что его мощность намного больше, чем мощность человека с лопатой.

А теперь представьте, что нам надо полностью под ноль сточить эту железяку:

Подумайте вот над таким вопросом… У нас есть в запасе 5 мин и нам надо сточить железяку по-максимому. В каком случае железяка сточится быстрее всего: если прижимать ее к абразивному кругу со всей дури, прижимать слегка, либо прижимать в полсилы? Не забывайте, что у нас абразивный круг подцеплен к валу, который крутит поток воды в трубе. И да, труба у нас небольшого диаметра.

Кто ответил, что если прижимать в полсилы, то оказался прав. Железяка в этом случае сточится быстрее.  Если прижимать ее со всей дури, то можно вообще остановить круг. Еще раз, что у нас такое мощность? Полезная работа, совершаемая за какой-то промежуток времени. А в нашем опыте полезная работа это и есть стачивание железяки по максималке. Также не забывайте и  тот момент, что если мы будем слегка прижимать железяку, то мы будем ее стачивать пол дня. Поэтому, золотая середина  – это давить железяку в полсилы.

Ну вот мы и снова переходим к электронике 😉

Поток воды – сила тока, давление в трубе – напряжение, давление железяки на круг – сопротивление.  И что в результате мы получили? А то, что лампочка с меньшим сопротивлением обладает большей мощностью, чем лампочка с большим сопротивлением. Не трудно догадаться, если просто посмотреть на фото, но вживую эффект лучше

Но обязательно ли то, что чем меньше сопротивление, тем больше мощности выделяется на нагрузке? Конечно же нет. Во всем нужен расчет, как  и в прошлом опыте, где мы стачивали железяку за определенное время.

И еще один фактор, конечно, тоже надо учитывать. Это давление в трубе. Прикиньте, точим-точим мы железяку, и вдруг давление в трубе стало повышаться. Может быть переполнилась башня, или кто-то открыл краник на полную катушку. Что станет с наждаком? Его обороты ускорятся,  так как сила потока воды в трубе увеличится,  а следовательно, мы еще быстрее сточим нашу железку.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации