Закон Ома для участка цепи постоянного тока.
I
= U/R,
где U
- напряжение, (В), I - сила тока (А), R -
сопротивление участка цепи, (Ом).
Сопротивление проводника R, (Ом):
R
=
r (l /
S)
,
где S - площадь
сечения проводника, (мм²), l - длина
проводника, (м), r
-
удельное сопротивление, (Ом · м). Удельное сопротивление
материала - это сопротивление проводника с
площадью сечения 1 мм² и длиной 1 м.
Если
вместо сечения проводника, S, задан его
диаметр, D, то сечение, (мм²), находим по
формуле:
S = p
D²/4,
где p
= 3,14.
Сопротивление
проводника зависит от температуры.
Сопротивление R, (Ом), при температуре t,
(°C), равно:
Rt =
R0[ l+a
(t - t0)],
где R0,
(Ом), - сопротивление при начальной
температуре t0, (°C);
a
- температурный
коэффициент, значение которого для
некоторых материалов приведено в таблице.
Алюминий |
0,004 |
Медь |
0,004 |
Вольфрам |
0,004 |
Сталь |
0,006 |
Латунь |
0,002 |
Нихром |
0,0002 |
Сопротивление нескольких
проводников зависит от способа их
соединения. При параллельном соединении
двух резисторов общее сопротивление находим по формуле:
Rобщ
= (R1·R2) / (R1+R2).
Для трех параллельно
соединенных резисторов:
Rобщ
= R1·R2·R3/(R1·R2+R2·R3+R3·R1).
При
последовательном соединении общее
сопротивление цепи равно:
Rобщ
= R1+R2+R3.
Постоянный ток.
Мощность постоянного тока P, (Вт):
P
= UI.
P
= U² / R.
В случае параллельного соединения нескольких
проводников с током при одинаковом напряжении:
Iобщ
= I1 + I2 +…+
In;
Uобщ
= U1 = U2 =…=
Un.
При последовательном соединении:
Iобщ
=
Imin ,
где Imin
- ток наименьшего, по мощности, источника.
Uобщ
= U1+ U2 + ... +
Un .
Однофазный переменный ток. Основные параметры цепей.
Однофазный переменный ток промышленной частоты имеет 50 периодов колебаний в секунду,
или 50 Гц. Частота переменного тока F, (Гц), равна:
F
= 1/T = np/60 ,
где n - частота вращения генератора, (мин
-1
), p - число пар полюсов генератора. Активная
мощность однофазного переменного тока Pa, (Вт):
Pа
= UIcosj
;
реактивная мощность однофазного переменного тока
Q, (вар):
Q
= UIsinj
;
кажущаяся мощность однофазного переменного тока
S, (ВА):
.
Если в цепь переменного однофазного тока включено только активное
сопротивление (например, нагревательные элементы или электрические лампы), то
значение силы тока и мощности в каждый момент времени определяем по закону Ома:
I
= U/R
;
Pа
= UI = I²R = U²/R
.
Коэффициент мощности
cosj
в цепи с
индуктивной нагрузкой:
cos&
j
= Pа/UI = Pа/S
.
Трехфазный переменный ток. Основные параметры цепей.
Трехфазный переменный ток используют для питания большинства
промышленных электроприемников. Частота трехфазного переменного тока равна 50 Гц.
В трехфазных системах обмотки генератора и электроприемника соединяют по
схемам "звезда" или "треугольник". При соединении в звезду концы всех трех
обмоток генератора (или электроприемника) объединяют в общую точку, называемую
нулевой или нейтралью (рис. 1).
При соединении в треугольник начало первой обмотки соединяют с концом второй,
начало второй обмотки - с концом третьей и начало третьей - с концом
первой обмотки (рис. 2). Если от генератора отходят только три провода,
то такая система называется трехфазной трехпроводной; если от него
отходит еще и четвертый нулевой провод, то систему называют трехфазной
четырехпроводной. Трехфазные трехпроводные сети используют для питания
трехфазных силовых потребителей, а четырехпроводные сети - для питания
преимущественно осветительных и бытовых нагрузок. В трехфазных системах
различают фазные и линейные токи и напряжения. При соединении фаз звездой,
токи I (линейный) и Iф (фазный) равны. Напряжение равно:
При соединении в треугольник ток I, (А),
равен:
Напряжение U, (В), равно:
U
= Uф
.
Мощность трехфазного переменного тока.
Активная
мощность генератора
Pг, (Вт):
.
Реактивная
мощность генератора
Q, (вар):
.
Кажущаяся
мощность генератора
S, (ВА):
,
где j
- угол сдвига фаз между фазным напряжением генератора и током в той же
фазе приемника, который равен току
линейному при соединении обмоток
генератора звездой.
Активная мощность приемника Pп, (Вт):
.
Реактивная мощность приемника Q, (вар):
,
где j
- угол сдвига фаз между фазным напряжением приемника и током в той же
фазе приемника, который равен току линейному только при соединении обмоток
приемника звездой.
Полная мощность приемника S, (ВА):
.
Теплота, выделяемая при протекании
электрического тока по проводнику.
Количество теплоты Q, (Дж), выделяемой
электрическим током в проводнике, находим по формуле:
Q
= I²Rt
,
где t - время (сек). При определении
теплового действия электрического тока
учитываем, что 1 кВт*ч выделяет 864 ккал (3617
кДж) тепла.
|