1. Що таке потужність електричного струму
2. За якою формулою обчислюється потужність електричного струму
3. Від чого залежить потужність струму

Перш ніж розглядати електричну потужність, слід визначитися, що ж являє собою потужність взагалі, як фізичне поняття. Зазвичай, говорячи про цю величині, мається на увазі певна внутрішня енергія або сила, якою володіє будь-який об'єкт. Це може бути потужність пристрою, наприклад, двигуна або дії (вибух). Її не слід плутати з силою, оскільки це різні поняття, хоча і знаходяться в певній залежності між собою. Будь-які фізичні дії відбуваються під впливом сили. З її допомогою проробляється певний шлях, тобто виконується робота. У свою чергу, робота А, виконана протягом певного часу t, складе значення потужності, виражене формулою: N = A / t (Вт = Дж / с).

Інше поняття потужності пов'язане зі швидкістю перетворення енергії тієї чи іншої системи. Одним з таких перетворень є потужність електричного струму, за допомогою якої також виконується безліч різних робіт. В першу чергу вона пов'язана з електродвигунами і іншими пристроями, які виконують корисні дії.

Що таке потужність електричного струму

Потужність струму пов'язана відразу з декількома фізичними величинами. Напруга (U) являє собою роботу, затрачену на переміщення 1 кулона. Сила струму (I) відповідає кількості кулонів, що проходять за 1 секунду. Таким чином, струм, помножений на напругу (I x U), відповідає повній роботі, виконаній за 1 секунду. Отримане значення і буде потужністю електричного струму.

Наведена формула потужності струму показує, що потужність знаходиться в однаковій залежності від сили струму і напруги. Звідси випливає, що одне і те ж значення цього параметра можна отримати за рахунок великого струму і малого напруги і, навпаки, при високій напрузі і малому струмі. Це властивість дозволяє передавати електроенергію на далекі відстані від джерела до споживачів. В процесі передачі струм перетвориться за допомогою трансформаторів, встановлених на підвищувальних і понижувальних підстанціях.

Існує два основних види електричної потужності - активна і реактивна . У першому випадку відбувається безповоротне перетворення потужності електричного струму в механічну, світлову, теплову та інші види енергії. Для неї застосовується одиниця виміру - ват. 1Вт = 1В х 1А. На виробництві і в побуті використовуються більші значення - кіловати і мегавати.

До реактивної потужності відноситься така електричне навантаження, яка створюється в пристроях за рахунок індуктивних і ємнісних коливань енергії електромагнітного поля. У змінному струмі ця величина являє собою твір, виражене наступною формулою: Q = U х I х sin (кута). Синус кута означає зсув фаз між робочим струмом і падінням напруги. Q є реактивною потужністю, яка вимірюється в Вар - вольт-ампер реактивний. Дані розрахунки допомагають ефективно вирішити питання, як знайти потужність електричного струму, а формула, яка існує для цього, дозволяє швидко виконати обчислення.

Обидві потужності можна наочно розглянути на простому прикладі. Будь-яке електротехнічний пристрій обладнано нагрівальними елементами - ТЕНами і електродвигуном. Для виготовлення ТЕНів використовується матеріал, що володіє високим опором, тому при проходженні по ньому струму, вся електрична енергія перетворюється в теплову. Даний приклад дуже точно характеризує активну електричну потужність.

Що стосується електродвигуна, то всередині нього розташована мідна обмотка, що володіє індуктивністю, яка, в свою чергу, має ефект самоіндукції. Завдяки цьому ефекту, відбувається часткове повернення електрики назад в мережу. Повертається енергія характеризується невеликим зсувом в параметрах напруги і струму, негативно впливаючи на електричну мережу у вигляді додаткових перевантажень.

Такі ж властивості мають і конденсатори через свою електричної ємності, коли накопичений заряд віддається назад. Тут також зміщуються значення струму і напруги, тільки в протилежному напрямку. Дана енергія індуктивності і ємності, зі зміщенням по фазі щодо значень діючої електромережі, якраз і є реактивна електрична потужність. Завдяки протилежного ефекту індуктивності і ємності щодо зсуву фази, стає можливим виконати компенсацію реактивної потужності, підвищуючи, тим самим, ефективність і якість електропостачання.

За якою формулою обчислюється потужність електричного струму

Правильне і точне вирішення питання чому дорівнює потужність електричного струму, відіграє вирішальну роль у справі забезпечення безпечної експлуатації електропроводки, попередження загорянь через неправильно вибраного перерізу проводів і кабелів. Потужність струму в активній ланцюга залежить від сили струму і напруги. Для вимірювання сили струму існує прилад - амперметр. Однак не завжди можливо скористатися цим приладом, особливо коли проект будівлі ще тільки складається, а електричного кола просто не існує. Для таких випадків передбачена спеціальна методика проведення розрахунків. Силу струму можна визначити за формулою при наявності значень потужності, напруги мережі і характеру навантаження.

Існує формула потужності струму, стосовно до постійних значень сили струму і напруги: P = U x I. При наявності зсуву фаз між силою струму і напругою, для розрахунків використовується вже інша формула: P = U x I х cos φ. Крім того, потужність можна визначити заздалегідь шляхом підсумовування потужності всіх приладів, які заплановані до введення в експлуатацію та підключення до мережі. Ці дані є в технічних паспортах та інструкціях по експлуатації приладів та обладнання.

Таким чином, формула визначення потужності електричного струму дозволяє обчислити силу струму для однофазної мережі: I = P / (U x cos φ), де cos φ є коефіцієнт потужності. При наявності трифазної електричної мережі сила струму обчислюється за такою ж формулою, тільки до неї додається фазний коефіцієнт 1,73: I = P / (1,73 х U x cos φ). Коефіцієнт потужності повністю залежить від характеру планованої навантаження. Якщо передбачається використовувати лише лампи освітлення або нагрівальні прилади, то він буде складати одиницю.

При наявності реактивних складових в активних навантаженнях, коефіцієнт потужності вже вважається як 0,95. Даний фактор обов'язково враховується в залежності від того, який тип електропроводки використовується. Якщо прилади та обладнання мають досить високою потужністю, то коефіцієнт складе 0,8. Це стосується зварювальних апаратів, електродвигунів та інших аналогічних пристроїв.

Для розрахунків при наявності однофазного струму значення напруги приймається 220 вольт. якщо присутній трифазний струм , Розрахункове напруження складе 380 вольт. Однак з метою отримання максимально точних результатів, необхідно використовувати в розрахунках фактичне значення напруги, виміряний спеціальними приладами.

Від чого залежить потужність струму

Потужність струму, різних приладів і обладнання залежить відразу від двох основних величин - сили струму і напруги . Чим вище струм, тим більше значення потужності, відповідно, при підвищенні напруги, потужність також зростає. Якщо напруга і сила струму збільшуються одночасно, то потужність електричного струму буде зростати як твір тієї та іншої величини: N = I x U.

Дуже часто виникає питання, в чому вимірюється потужність струму? Основною одиницею виміру цієї величини є 1 ват (Вт). Таким чином, 1 ват є потужністю пристрою, яке споживає струм силою в 1 ампер, при напрузі 1 вольт. Подібної потужністю володіє, наприклад, лампочка від звичайного кишенькового ліхтарика.

Розрахункове значення потужності дозволяє точно визначити витрати електричної енергії. Для цього необхідно взяти твір потужності і часу. Сама формула виглядає так: W = IUt де W є витратою електроенергії, твір IU - потужністю, а t - кількістю відпрацьованого часу. Наприклад, чим більше триває робота електричного двигуна, тим більша робота їм чиниться. Відповідно зростає і споживання електроенергії.