Como calcular potência, corrente e tensão: princípios e exemplos de cálculo para condições de vida

Cálculo para conexão em paralelo e em série

Ao calcular o circuito de um dispositivo eletrônico, muitas vezes é necessário encontrar a potência liberada em um único elemento. Então você precisa determinar qual tensão cai nele, se estamos falando de uma conexão serial ou qual corrente flui quando conectada em paralelo, consideraremos casos específicos.

Aqui Itotal é igual a:

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6

Potência geral:

P=UI=12*0,6=7,2 Watts

Em cada resistor R1 e R2, como sua resistência é a mesma, a tensão cai ao longo:

U=IR=0,6*10=6 Volt

E se destaca por:

P_{em um resistor}\u003d UI \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 Watts

Então, com uma conexão paralela em tal esquema:

Primeiro, procuramos I em cada branch:

EU₁=U/R₁=12/1=12 Amps

EU₂=U/R₂=12/2=6 Amps

E se destaca em cada um por:

P_R1\u003d 12 * 6 \u003d 72 Watts

P_R2\u003d 12 * 12 \u003d 144 watts

Todos se destacam:

P=UI=12*(6+12)=216 Watts

Ou através da resistência total, então:

R_{em geral}=(R₁*R₂)/(R₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 ohm

I=12/0,66=18 Amps

P=12*18=216 Watts

Todos os cálculos corresponderam, portanto, os valores encontrados estão corretos.

Cálculo atual

A magnitude da corrente é calculada pela potência e é necessária na fase de projeto (planejamento) de uma habitação - um apartamento, uma casa.

• A escolha do cabo de alimentação (fio) através do qual os dispositivos de consumo de energia podem ser conectados à rede depende do valor deste valor.
• Conhecendo a tensão da rede elétrica e a carga total dos aparelhos elétricos, é possível, usando a fórmula, calcular a intensidade da corrente que precisa passar pelo condutor (fio, cabo). De acordo com seu tamanho, a área da seção transversal das veias é selecionada.

Se os consumidores elétricos do apartamento ou da casa forem conhecidos, é necessário realizar cálculos simples para montar corretamente o circuito de alimentação.

Cálculos semelhantes são realizados para fins de produção: determinando a área de seção transversal necessária dos núcleos do cabo ao conectar equipamentos industriais (vários motores e mecanismos elétricos industriais).

EXEMPLOS DE TAREFAS

Parte 1

1. A força da corrente no condutor foi aumentada em 2 vezes. Como a quantidade de calor liberada nele por unidade de tempo mudará, com a resistência do condutor inalterada?

1) aumentará em 4 vezes
2) diminuirá 2 vezes
3) aumentará em 2 vezes
4) diminuir em 4 vezes

2.O comprimento da espiral do fogão elétrico foi reduzido em 2 vezes. Como a quantidade de calor liberada na espiral por unidade de tempo mudará a uma tensão de rede constante?

1) aumentará em 4 vezes
2) diminuirá 2 vezes
3) aumentará em 2 vezes
4) diminuir em 4 vezes

3. A resistência do resistor \(R_1 \)​ é quatro vezes menor que a resistência do resistor \(R_2 \)​. Trabalho de corrente no resistor 2

1) 4 vezes mais do que no resistor 1
2) 16 vezes mais que o resistor 1
3) 4 vezes menos do que no resistor 1
4) 16 vezes menos do que no resistor 1

4. A resistência do resistor \(R_1 \)​ é 3 vezes a resistência do resistor \(R_2 \)​. A quantidade de calor que será liberada no resistor 1

1) 3 vezes mais do que no resistor 2
2) 9 vezes mais que o resistor 2
3) 3 vezes menos do que no resistor 2
4) 9 vezes menos do que no resistor 2

5. O circuito é montado a partir de uma fonte de energia, uma lâmpada e um fio de ferro fino conectado em série. A lâmpada brilhará mais forte se

1) substitua o fio por um ferro mais fino
2) reduza o comprimento do fio
3) troque o fio e a lâmpada
4) substitua o fio de ferro por nicromo

6. A figura mostra um gráfico de barras. Mostra os valores de tensão nas extremidades de dois condutores (1) e (2) da mesma resistência. Compare os valores do trabalho atual \( A_1 \)​ e ​\( A_2 \)​ nesses condutores para o mesmo tempo.

1) \(A_1=A_2 \)​
2) \(A_1=3A_2\)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. A figura mostra um gráfico de barras. Mostra os valores da intensidade da corrente em dois condutores (1) e (2) de mesma resistência. Compare os valores de trabalho atuais \( A_1 \)​ e \ ( A_2 \) nesses condutores ao mesmo tempo.

1) \(A_1=A_2 \)​
2) \(A_1=3A_2\)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. Se você usar lâmpadas com potência de 60 e 100 W em um candelabro para iluminar a sala, então

A. Uma grande corrente estará em uma lâmpada de 100W.
B. Uma lâmpada de 60 W tem mais resistência.

Verdadeiro(s) é(são) a(s) afirmação(ões)

1) apenas A
2) apenas B
3) A e B
4) nem A nem B

9. Um fogão elétrico conectado a uma fonte de corrente contínua consome 108 kJ de energia em 120 segundos. Qual é a força da corrente na espiral do ladrilho se sua resistência é de 25 ohms?

1) 36A
2) 6A
3) 2,16A
4) 1,5A

10. Um fogão elétrico com corrente de 5 A consome 1.000 kJ de energia. Qual é o tempo para a corrente passar pela espiral do ladrilho se sua resistência for 20 ohms?

1) 10.000 s
2) anos 2000
3) 10 segundos
4) 2 segundos

11. A bobina niquelada do fogão elétrico foi substituída por uma bobina de nicromo de mesmo comprimento e área de seção transversal. Estabeleça uma correspondência entre as grandezas físicas e suas possíveis alterações quando a placa estiver conectada à rede elétrica. Escreva na tabela os números selecionados sob as letras correspondentes. Os números na resposta podem ser repetidos.

QUANTIDADE FÍSICA
A) resistência elétrica da bobina
B) a intensidade da corrente elétrica na espiral
B) corrente elétrica consumida pelas telhas

NATUREZA DA MUDANÇA
1) aumentou
2) diminuiu
3) não mudou

12. Estabelecer uma correspondência entre as grandezas físicas e as fórmulas pelas quais essas grandezas são determinadas. Escreva na tabela os números selecionados sob as letras correspondentes.

QUANTIDADES FÍSICAS
A) corrente de trabalho
B) força atual
b) potência atual

FÓRMULA
1) \( \frac{q}{t} \)​
2) \(qU\)​
3) \( \frac{RS}{L} \)​
4) \(IU \)​
5) \( \frac{U}{I} \)​

Parte 2

13.O aquecedor está conectado em série com um reostato com resistência de 7,5 ohms a uma rede com tensão de 220 V. Qual é a resistência do aquecedor se a potência da corrente elétrica no reostato for 480 W?

Potência total e seus componentes

A energia elétrica é uma quantidade responsável pela taxa de variação ou transmissão da eletricidade. A potência aparente é denotada pela letra S e é encontrada como o produto dos valores efetivos de corrente e tensão. Sua unidade de medida é volt-ampere (VA; VA).

A potência aparente pode ser composta por dois componentes: ativo (P) e reativo (Q).

A potência ativa é medida em watts (W; W), a potência reativa é medida em vars (Var).

Depende de que tipo de carga está incluída na cadeia de consumo de energia.

Carga resistiva

Este tipo de carga é um elemento que resiste à corrente elétrica. Como resultado, a corrente faz o trabalho de aquecer a carga e a eletricidade é convertida em calor. Se um resistor de qualquer resistência estiver conectado em série com a bateria, a corrente que passa pelo circuito fechado o aquecerá até que a bateria seja descarregada.

Atenção! Um exemplo de aquecedor elétrico térmico (TENA) pode ser dado como carga ativa em redes CA. A dissipação de calor nele é o resultado do trabalho da eletricidade

Esses consumidores também incluem bobinas de lâmpadas, fogões elétricos, fornos, ferros, caldeiras.

carga capacitiva

Tais cargas são dispositivos que podem acumular energia em campos elétricos e criar um movimento (oscilação) de energia da fonte para a carga e vice-versa.Cargas capacitivas são capacitores, linhas de cabos (capacitância entre os núcleos), capacitores e indutores conectados em série e em paralelo no circuito. Amplificadores de potência de áudio, motores elétricos síncronos em modo superexcitado também carregam as linhas do componente capacitivo.

Carga indutiva

Quando o consumidor de energia elétrica for um determinado equipamento, que inclui:

• transformadores;
• motores assíncronos trifásicos, bombas.

Nas placas anexadas ao equipamento, você pode ver uma característica como cos ϕ. Este é o fator de deslocamento de fase entre corrente e tensão na rede CA na qual o equipamento será conectado. Também é chamado de fator de potência, quanto mais próximo cos ϕ da unidade, melhor.

Importante! Quando o dispositivo contém componentes indutivos ou capacitivos: transformadores, bobinas, enrolamentos, capacitores, a corrente senoidal fica atrás da tensão em algum ângulo. Idealmente, a capacitância fornece uma mudança de fase de -900 e a indutância - + 900

Valores de cos ϕ dependendo do tipo de carga

Componentes capacitivos e indutivos juntos formam potência reativa. Então a fórmula da potência total é:

S = √ (P2 + Q2),

Onde:

• S é a potência aparente (VA);
• P é a parte ativa (W);
• Q é a parte reativa (Var).

Se você plotar isso graficamente, poderá ver que a adição vetorial de P e Q será o valor total de S - a hipotenusa do triângulo das potências.

Explicação gráfica da essência do poder total

Circuitos elétricos e suas variedades

Um circuito elétrico é um complexo de dispositivos e objetos individuais que estão conectados de uma determinada maneira. Eles fornecem um caminho para a passagem de eletricidade.Para caracterizar a razão entre a carga que flui dentro de cada condutor individual por algum tempo e a duração desse tempo, uma certa quantidade física é usada. E esta é a corrente no circuito elétrico.

A composição de tal cadeia inclui uma fonte de energia, consumidores de energia, ou seja, carga e fios. Eles são divididos em duas variedades:

• Não ramificado - a corrente que se desloca do gerador para o consumidor de energia não muda de valor. Por exemplo, esta é a iluminação, que inclui apenas uma lâmpada.
• Ramificado - cadeias que possuem algumas ramificações. A corrente, movendo-se da fonte, é dividida e vai para a carga ao longo de vários ramos. No entanto, seu significado muda.

Um exemplo é a iluminação que inclui um candelabro de vários braços.

Um ramo é um ou mais componentes conectados em série. O movimento da corrente vai de um nó com alta tensão para um nó com valor mínimo. Neste caso, a corrente de entrada no nó coincide com a corrente de saída.

Os circuitos podem ser não lineares e lineares. Se no primeiro houver um ou mais elementos onde há uma dependência de valores de corrente e tensão, no segundo as características dos elementos não têm tal dependência. Além disso, em circuitos caracterizados por corrente contínua, sua direção não muda, mas na condição de corrente alternada, muda levando em consideração o parâmetro de tempo.

Características

A corrente alternada flui através de um circuito e muda sua direção com a magnitude. Cria um campo magnético. Portanto, muitas vezes é chamado de corrente elétrica alternada senoidal periódica. De acordo com a lei de uma linha curva, seu valor muda após um determinado período de tempo. Por isso é chamado de senoidal. Tem suas próprias configurações.Dos importantes, vale especificar o período com frequência, amplitude e valor instantâneo.

O período é o tempo durante o qual ocorre uma mudança na corrente elétrica e depois se repete novamente. A frequência é um período por segundo. É medido em hertz, kilohertz e milihertz.

Amplitude - valor máximo atual com eficiência de tensão e fluxo durante um período completo. Valor instantâneo - uma corrente ou tensão alternada que ocorre em um tempo específico.

Especificações AC

Para CA

No entanto, para um circuito CA, deve-se levar em consideração o total, ativo e reativo, bem como o fator de potência (cosF). Discutimos todos esses conceitos em mais detalhes neste artigo.

Observamos apenas que, para encontrar a potência total em uma rede monofásica para corrente e tensão, você precisa multiplicá-los:

S=IU

O resultado será obtido em volt-ampères, para determinar a potência ativa (watts), você precisa multiplicar S pelo coeficiente cosФ. Ele pode ser encontrado na documentação técnica do dispositivo.

P=UIcos

Para determinar a potência reativa (volt-amperes reativos), senФ é usado em vez de cosФ.

Q=UIsin

Ou expresse a partir desta expressão:

E a partir daqui calcule o valor desejado.

Também não é difícil encontrar a potência em uma rede trifásica; para determinar S (total), use a fórmula de cálculo para corrente e tensão de fase:

S=3U_f/_f

E conhecendo Ulinear:

S=1,73*U_euEU_eu

1,73 ou a raiz de 3 - este valor é usado para cálculos de circuitos trifásicos.

Então, por analogia, para encontrar P ativo:

P=3U_f/_f*cosФ=1,73*U_euEU_eu*cosФ

A potência reativa pode ser determinada:

Q=3U_f/_f*senФ=1,73*U_euEU_eu*pecado

Isso encerra as informações teóricas e passamos para a prática.

1.Calculadora de dissipação de energia e corrente de fluxo dependendo da resistência e tensão aplicada.

Demonstração em tempo real da lei de Ohm.
Para referência
Neste exemplo, você pode aumentar a tensão e a resistência do circuito. Essas mudanças em tempo real irão alterar a corrente que flui no circuito e a potência dissipada na resistência.
Se considerarmos os sistemas de áudio, você deve lembrar que o amplificador produz uma determinada tensão para uma determinada carga (resistência). A razão dessas duas quantidades determina a potência.
O amplificador pode produzir uma quantidade limitada de tensão dependendo da fonte de alimentação interna e da fonte de corrente. A potência que o amplificador pode fornecer a uma determinada carga (por exemplo, 4 ohms) também é exatamente limitada.
Para obter mais potência, você pode conectar uma carga com uma resistência menor (por exemplo, 2 ohms) ao amplificador. Observe que ao usar uma carga com menos resistência - digamos duas vezes (era 4 ohms, tornou-se 2 ohms) - a potência também dobrará (desde que essa energia possa ser fornecida pela fonte de alimentação interna e fonte de corrente).
Se tomarmos por exemplo um amplificador mono com potência de 100 watts em uma carga de 4 ohms, sabendo que ele pode entregar uma tensão não superior a 20 volts à carga.
Se você colocar controles deslizantes em nossa calculadora
Voltagem 20 Volts
Resistência 4 Ohms
Você terá
Potência 100 watts
 
Se você mover o controle deslizante de resistência em 2 ohms, verá a potência dobrada para 200 watts.
Em um exemplo geral, a fonte de corrente é uma bateria (não um amplificador de som), mas as dependências de corrente, tensão, resistência e resistência são as mesmas em todos os circuitos.
 

Cálculo de circuitos elétricos

Todas as fórmulas usadas para calcular circuitos elétricos seguem umas das outras.

Relações de características elétricas

Assim, por exemplo, de acordo com a fórmula de cálculo de potência, você pode calcular a intensidade da corrente se P e U forem conhecidos.

Para descobrir qual a corrente que um ferro (1100 W) conectado a uma rede de 220 V consumirá, você precisa expressar a intensidade da corrente a partir da fórmula de potência:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Conhecendo a resistência calculada da espiral do fogão elétrico, você pode encontrar o dispositivo P. A potência através da resistência é encontrada pela fórmula:

P = U2/R.

Existem vários métodos que permitem resolver as tarefas definidas calculando vários parâmetros de um determinado circuito.

Métodos para calcular circuitos elétricos

O cálculo de potência para circuitos de vários tipos de corrente ajuda a avaliar corretamente a condição das linhas de energia. Dispositivos domésticos e industriais, selecionados de acordo com os parâmetros especificados Pnom e S, funcionarão de maneira confiável e suportarão cargas máximas por anos.

Como economizar dinheiro

A instalação de um medidor de duas tarifas economiza custos de aquecimento de eletricidade. As tarifas de Moscou para apartamentos e casas equipadas com instalações de aquecimento elétrico fixas distinguem dois custos:

1. 4,65 r das 7:00 às 23:00.
2. 1,26 r das 23:00h às 07:00h.

Então você gastará, sujeito a operação 24 horas, 9 kW de uma caldeira elétrica ligada por um terço da energia:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 rublos

A diferença no consumo diário é de 80 rublos. Em um mês, você economizará 2400 rublos. O que justifica a instalação de um medidor de duas tarifas.

A segunda maneira de economizar dinheiro ao usar um medidor de duas tarifas é usar dispositivos de controle automático para aparelhos elétricos. Consiste em atribuir o pico de consumo de uma caldeira elétrica, caldeira e outras coisas à noite, então a maior parte da eletricidade será cobrada em 1,26 e não em 4,65. Enquanto estiver a trabalhar, a caldeira pode desligar-se completamente ou funcionar em modo de baixo consumo de energia, por exemplo, a 10% da potência. Para automatizar a operação da caldeira elétrica, você pode usar termostatos digitais programáveis ​​ou caldeiras com capacidade de programação.

Em conclusão, gostaria de observar que aquecer uma casa com eletricidade é um método bastante caro, independentemente do método específico, seja uma caldeira elétrica, um convector ou outro aquecedor elétrico. Eles vêm a ele apenas nos casos em que não há como se conectar ao gás. Além dos custos de operação de uma caldeira elétrica, você aguarda os custos iniciais de registrar uma entrada trifásica de eletricidade.

As principais tarefas são:

• registro de pacote de documentos, incluindo especificações técnicas, projeto elétrico, etc.;
• organização de aterramento;
• o custo de um cabo para conectar uma casa e conectar uma nova fiação;
• instalação do contador.

Além disso, pode ser negada uma entrada trifásica e um aumento de potência se não houver essa possibilidade técnica em sua área, quando as subestações de transformação já estiverem operando no limite. A escolha do tipo de caldeira e aquecimento depende não apenas dos seus desejos, mas também das capacidades da infraestrutura.

Isso conclui nosso pequeno artigo. Esperamos que agora tenha ficado claro para você qual é o consumo real de eletricidade por uma caldeira elétrica e como você pode reduzir o custo de aquecimento de uma casa com eletricidade.

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Mudança de resistência:

No diagrama a seguir, você pode ver a diferença de resistência entre os sistemas representados no lado direito e esquerdo da figura. A resistência à pressão da água na torneira é neutralizada pela válvula, dependendo do grau de abertura da válvula, a resistência muda.

A resistência em um condutor é mostrada como um estreitamento do condutor, quanto mais estreito o condutor, mais ele se opõe à passagem da corrente.

Você pode notar que a tensão e a pressão da água são as mesmas no lado direito e esquerdo do circuito.

Você precisa prestar atenção ao fato mais importante. Dependendo da resistência, a corrente aumenta e diminui.

Dependendo da resistência, a corrente aumenta e diminui.

À esquerda, com a válvula totalmente aberta, vemos o maior fluxo de água. E na resistência mais baixa, vemos o maior fluxo de elétrons (amperagem) no condutor.

À direita, a válvula está muito mais fechada e o fluxo de água também se tornou muito maior.

O estreitamento do condutor também foi reduzido pela metade, o que significa que a resistência ao fluxo de corrente dobrou. Como podemos ver, duas vezes menos elétrons fluem através do condutor devido à alta resistência.

Para referência

Observe que o estreitamento do condutor mostrado no diagrama é usado apenas como exemplo de resistência ao fluxo de corrente. Em condições reais, o estreitamento do condutor não afeta muito a corrente que flui

Semicondutores e dielétricos podem fornecer resistência muito maior.

O condutor cônico no diagrama é mostrado apenas como um exemplo, para entender a essência do processo em andamento. A fórmula da lei de Ohm é a dependência da resistência e da força da corrente

I=E/R
Como você pode ver na fórmula, a força da corrente é inversamente proporcional à resistência do circuito.

Mais resistência = menos corrente
 

* desde que a tensão seja constante.
 

Usando fórmulas

Este ângulo caracteriza o deslocamento de fase em circuitos U variáveis ​​contendo elementos indutivos e capacitivos. Para calcular os componentes ativos e reativos, são usadas funções trigonométricas, que são usadas em fórmulas. Antes de calcular o resultado usando essas fórmulas, é necessário, usando calculadoras ou tabelas de Bradis, determinar sen φ e cos φ. Depois disso, de acordo com as fórmulas

Vou calcular o parâmetro desejado do circuito elétrico. Mas deve-se levar em conta que cada um dos parâmetros calculados de acordo com essas fórmulas, devido a U, que está constantemente mudando de acordo com as leis das oscilações harmônicas, pode ter um valor instantâneo, ou raiz média quadrada, ou intermediário . As três fórmulas mostradas acima são válidas para valores rms de corrente e U. Cada um dos outros dois valores é resultado de um procedimento de cálculo usando uma fórmula diferente que leva em consideração a passagem do tempo t:

Mas isso não é todas as nuances. Por exemplo, para linhas de energia, são usadas fórmulas que incluem processos de ondas. E eles parecem diferentes. Mas essa é uma história completamente diferente...

Para CA

No entanto, para um circuito CA, deve-se levar em consideração o total, ativo e reativo, bem como o fator de potência (cosF). Discutimos todos esses conceitos em mais detalhes neste artigo.

Observamos apenas que, para encontrar a potência total em uma rede monofásica para corrente e tensão, você precisa multiplicá-los:

S=IU

O resultado será obtido em volt-ampères, para determinar a potência ativa (watts), você precisa multiplicar S pelo coeficiente cosФ.Ele pode ser encontrado na documentação técnica do dispositivo.

P=UIcos

Para determinar a potência reativa (volt-amperes reativos), senФ é usado em vez de cosФ.

Q=UIsin

Ou expresse a partir desta expressão:

E a partir daqui calcule o valor desejado.

Também não é difícil encontrar a potência em uma rede trifásica; para determinar S (total), use a fórmula de cálculo para corrente e tensão de fase:

E conhecendo Ulinear:

1,73 ou a raiz de 3 - este valor é usado para cálculos de circuitos trifásicos.

Então, por analogia, para encontrar P ativo:

A potência reativa pode ser determinada:

Isso encerra as informações teóricas e passamos para a prática.

Dúvidas sobre trabalho e energia elétrica

As questões teóricas para o trabalho e a potência da corrente elétrica podem ser as seguintes:

1. Qual é a quantidade física do trabalho da corrente elétrica? (A resposta é dada em nosso artigo acima).
2. O que é energia elétrica? (Resposta dada acima).
3. Defina a lei de Joule-Lenz. Resposta: O trabalho de uma corrente elétrica que flui através de um condutor fixo com resistência R é convertido em calor no condutor.
4. Como é medido o trabalho da corrente? (Resposta acima).
5. Como a potência é medida? (Resposta acima).

Esta é uma lista de exemplo de perguntas. A essência das questões teóricas em física é sempre a mesma: verificar o entendimento dos processos físicos, a dependência de uma grandeza da outra, o conhecimento das fórmulas e unidades de medida adotadas no sistema internacional SI.

Informações interessantes sobre o tema

Um esquema de fonte de alimentação trifásica é usado na produção. A tensão total dessa rede é de 380 V. Além disso, essa fiação é instalada em edifícios de vários andares e depois distribuída entre os apartamentos. Mas há uma nuance que afeta a tensão final na rede - conectar o núcleo sob tensão resulta em 220 V.O trifásico, ao contrário do monofásico, não causa distorções ao conectar equipamentos de energia, pois a carga é distribuída na blindagem. Mas para levar uma rede trifásica a uma casa particular, é necessária uma permissão especial, portanto, um esquema com dois núcleos é generalizado, um dos quais é zero.

Normas de alimentação CA

Voltagem e potência são o que toda pessoa que mora em um apartamento ou em uma casa particular precisa saber. A tensão CA padrão em um apartamento e uma casa particular é expressa na quantidade de 220 e 380 watts. Quanto à determinação da medida quantitativa da força da energia elétrica, é necessário adicionar a corrente elétrica à tensão ou medir o indicador necessário com um wattímetro. Ao mesmo tempo, para fazer medições com o último dispositivo, você precisa usar sondas e programas especiais.

O que é alimentação CA

A alimentação CA é determinada pela razão da quantidade de corrente com o tempo, que produz trabalho em um determinado tempo. Um usuário comum usa o indicador de energia transmitido a ele pelo fornecedor de energia elétrica. Como regra, é igual a 5-12 quilowatts. Esses números são suficientes para garantir a operacionalidade do equipamento elétrico doméstico necessário.

Este indicador depende de quais condições externas para o fornecimento de energia à casa, quais dispositivos limitadores de corrente (dispositivos automáticos ou semiautomáticos) estão instalados que regulam o momento em que os tanques de energia chegam à fonte do consumidor. Isso é feito em diferentes níveis, desde o quadro elétrico doméstico até a unidade central de distribuição elétrica.

Normas de energia na rede AC

Método de conversão do circuito elétrico

Como determinar a intensidade da corrente em circuitos individuais de circuitos complexos? Para resolver problemas práticos, nem sempre é necessário esclarecer os parâmetros elétricos de cada elemento. Para simplificar os cálculos, são utilizadas técnicas especiais de conversão.

Cálculo de um circuito com uma fonte de alimentação

Para uma conexão serial, utiliza-se a soma das resistências elétricas consideradas no exemplo:

Req = R1 + R2 + ... + Rn.

A corrente de loop é a mesma em qualquer ponto do circuito. Você pode verificá-lo no intervalo da seção de controle com um multímetro. No entanto, em cada elemento individual (com diferentes classificações), o dispositivo mostrará uma tensão diferente. Por Segunda lei de Kirchhoff você pode refinar o resultado do cálculo:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

Conexão paralela de resistores, circuitos e fórmulas para cálculos

Nesta variante, em plena conformidade com o primeiro postulado de Kirchhoff, as correntes são separadas e combinadas nos nós de entrada e saída. A direção mostrada no diagrama é escolhida levando em consideração a polaridade da bateria conectada. De acordo com os princípios discutidos acima, a definição básica de igualdade de tensão em componentes individuais do circuito é preservada.

O exemplo a seguir demonstra como encontrar a corrente em ramificações individuais. Os seguintes valores iniciais foram tomados para o cálculo:

• R1 = 10 Ohm;
• R2 = 20 ohms;
• R3= 15 ohms;
• U = 12 V.

O algoritmo a seguir determinará as características do circuito:

fórmula básica para três elementos:

Rtot = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

• substituindo os dados, calcule Rtot = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4,615 ohms;
• I \u003d 12 / 4,615 ≈ 2,6 A;
• I1 \u003d 12 / 10 \u003d 1,2 A;
• I2 = 12/20 = 0,6 A;
• I3 = 12/15 = 0,8 A.

Como no exemplo anterior, é recomendável verificar o resultado do cálculo.Ao conectar componentes em paralelo, a igualdade das correntes de entrada e o valor total devem ser observados:

I \u003d 1,2 + 0,6 + 0,8 \u003d 2,6 A.

Se for usado um sinal de fonte senoidal, os cálculos se tornam mais complicados. Quando um transformador é conectado a uma tomada monofásica de 220V, as perdas (vazamento) em modo inativo devem ser levadas em consideração. Neste caso, as características indutivas dos enrolamentos e o coeficiente de acoplamento (transformação) são essenciais. A resistência elétrica (XL) depende dos seguintes parâmetros:

• frequência do sinal (f);
• indutância (L).

Calcule XL pela fórmula:

XL \u003d 2π * f * L.

Para encontrar a resistência de uma carga capacitiva, a expressão é adequada:

Xc \u003d 1 / 2π * f * C.

Não se deve esquecer que em circuitos com componentes reativos, as fases de corrente e tensão são deslocadas.

Cálculo de um circuito elétrico extenso com várias fontes de alimentação

Usando os princípios considerados, as características dos circuitos complexos são calculadas. O seguinte mostra como encontrar a corrente em um circuito quando há duas fontes:

• designar componentes e parâmetros básicos em todos os circuitos;
• faça equações para nós individuais: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• de acordo com o segundo postulado de Kirchhoff, as seguintes expressões para contornos podem ser escritas: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3 , III) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
• verifique: d) I3+I6-I1=0, laço externo E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Diagrama explicativo para cálculo com duas fontes

Cálculo de corrente para uma rede monofásica

A corrente é medida em amperes. Para calcular a potência e a tensão, utiliza-se a fórmula I = P/U, em que P é a potência ou carga elétrica total, medida em watts.Este parâmetro deve ser inserido no passaporte técnico do dispositivo. U - representa a tensão da rede calculada, medida em volts.

A relação entre corrente e tensão é claramente visível na tabela:

Eletrodomésticos e equipamentos	Consumo de energia (kW)	Corrente (A)
Máquinas de lavar roupas	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Fogões elétricos estacionários	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
microondas	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Máquinas de lavar louça	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Frigoríficos, congeladores	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Piso aquecido elétrico	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Moedor de carne elétrico	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Chaleira elétrica	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Assim, a relação entre potência e corrente permite realizar cálculos preliminares de cargas em uma rede monofásica. A tabela de cálculo o ajudará a escolher a seção de fio necessária, dependendo dos parâmetros.

Diâmetros do núcleo do condutor (mm)	Seção transversal do condutor (mm2)	Condutores de cobre	Condutores de alumínio
Corrente (A)	Potência, kWt)	Força (A)	Potência, kWt)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4.6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

Conclusão

Como você pode ver, encontrar a potência de um circuito ou de sua seção não é nada difícil, não importa se estamos falando de uma constante ou de uma mudança. É mais importante determinar corretamente a resistência total, corrente e tensão

A propósito, esse conhecimento já é suficiente para determinar corretamente os parâmetros do circuito e selecionar os elementos - quantos watts para selecionar resistores, seções transversais de cabos e transformadores. Além disso, tenha cuidado ao calcular S total ao calcular a expressão radical. Só vale acrescentar que ao pagar as contas de serviços públicos, pagamos por quilowatts-hora ou kWh, eles são iguais à quantidade de energia consumida em um período de tempo. Por exemplo, se você conectou um aquecedor de 2 quilowatts por meia hora, o medidor terminará 1 kW / he por uma hora - 2 kW / he assim por analogia.

Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tema do artigo:

Leia também:

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• Como calcular seções de cabos
• Resistores de marcação para potência e resistência

Resumo da lição

Nesta lição, consideramos várias tarefas para a resistência mista de condutores, bem como para o cálculo de circuitos elétricos.