Люди часто испытывают трудности с объяснением различных электрических величин. Расчетные формулы знакомы из школьной физики, но поскольку в реальной жизни они встречаются нечасто, умение оперировать ими обычно утрачивается.
Можно ли вычислить амперы зная мощность и напряжение
Большинство электрических величин связаны друг с другом, поэтому, если вы знаете некоторые из них, вы можете довольно точно рассчитать остальные, используя простые формулы.
Учебник по физике 8 класса
Основным законом электротехники является закон Ома, который связывает величину тока в цепи с напряжением и сопротивлением в простом выражении:
Где I — сила тока, амперы;
U — напряжение, вольт;
R — сопротивление, Ом.
Георг Симон Ом
Зная любые две величины, легко найти третью, просто преобразовав формулу. Другая формула связывает ток, напряжение и потребляемую мощность:
Где P — мощность, в ваттах.
Приведенные выше формулы справедливы как для постоянного, так и для переменного тока.
Что такое амперы
Определение силы тока, которая выражается в амперах, нуждается в обновлении. Из физики известно, что сила тока — это количество заряда, переносимое данным объемом за определенное время. Это не очевидно и не всегда легко понять.
Проще считать, что ток — это количество тепла элементов в электрической цепи. Чем больше ток, тем больше тепла будет выделяться.
Большое количество бытовых и промышленных приборов и устройств используют нагревательные свойства электричества:
- Нагревательные приборы (электроплиты, чайники, утюги).
- Лампы накаливания (они светятся из-за перегрева нити накаливания).
Самый простой электрический чайник
Предохранители, используемые в качестве защиты от короткого замыкания, также используют нагревательные свойства тока. В предохранителях это перегорание тонкой проволоки, в автоматических выключателях — изгиб биметаллической пластины.
Конструкция предохранителя
Зачем нужно рассчитывать ток
На большинстве электроприборов есть табличка с указанием потребляемой силы тока. Это необходимо для обеспечения правильного учета потребления электроэнергии. Но для всего остального значение мощности дает мало информации. Разъединители и плавкие вставки, сечения питающих кабелей, допустимый ток или, как его называют электрики, токоотдача.
Простой пример: какой паяльник больше перегружает проводку — 42-вольтовый 80-ваттный паяльник или 220-ваттный 100-ваттный паяльник? Логичный ответ, что более мощный, неверен. Фактически, второй паяльник потребляет около 0,5 А при включении, и почти 2 А при включении первого. Следовательно, для этих устройств требуются разные номиналы проводки и защитных устройств. При одинаковой толщине силовых линий нагрев будет больше для низковольтных инструментов.
Как проверить мультиметром силу тока зарядного устройства. АКБ
По этой же причине линии электропередач стремятся максимально увеличить передаваемое напряжение. Поскольку мощность нагрузки остается прежней, при более высоком напряжении через проводники протекает меньший ток, поэтому:
- Уменьшаются потери;
- Снижается уровень нагрева;
- Площадь поперечного сечения проводов, а значит, их вес и нагрузка на опоры ЛЭП уменьшаются.
Высоковольтные вышки
Как вычислить напряжение и мощность тока
Выше приведены формулы, по которым можно рассчитать значение по известному значению.
Формула для определения мощности из тока и напряжения известна. Прежде чем найти ампер, формулу необходимо преобразовать следующим образом:
Если на приборе указаны потребляемая мощность и сила тока в цепи, можно определить, на какое напряжение рассчитан прибор:
Также используя закон Ома дополнительно, можно определить значение сопротивления нагрузки. Чтобы не запутаться в формулах, можно использовать мнемонические обозначения, которые облегчают вычисление любого значения, если известны два других.
Мнемонические обозначения для электрических величин
Как правильно рассчитать амперы по мощности и напряжению
Чтобы расчеты были правильными, все используемые величины должны иметь одинаковую размерность, т.е. если мощность выражается в ваттах, то напряжение должно быть выражено в вольтах, а ток — в амперах.
Если мощность выражается в киловаттах, то напряжение должно быть в киловольтах, а ток — в килоамперах.
Обратите внимание, что последний случай характерен только для энергии большой мощности, тогда как в повседневной жизни обычно используются ватты, вольты и амперы.
Лучше всего освежить в памяти правила преобразования кратных чисел:
Сколько ампер в розетке? Измеряем силу тока в розетке!
- Килограмм — это тысяча;
- Киловатт — одна тысяча ватт (1 кВт = 1000 Вт);
- Киловольт — одна тысяча вольт (1кВ = 1000В);
- Килоампер — одна тысяча ампер (1кА = 1000А);
- Милли — одна тысячная часть;
- Милливатт — одна тысячная часть ватта (1 мВт = 0,001 Вт);
- Милливольт — одна тысячная часть вольта (1 мВ = 0,001 В);
- миллиампер — одна тысячная часть ампера (1мА = 0,001А).
В настоящее время большое количество приборов потребляет больше киловатта мощности, поэтому для правильных расчетов это значение необходимо перевести в ватты.
Например: На чайнике указано, что потребляемая мощность составляет 1,8 кВт. Чтобы рассчитать величину тока при подключении к сети 220 В, нужно подставить в формулу 1800 Вт. Выходной ток задается в амперах.
Как перевести ватты в амперы
Теперь самое главное, как найти амперы, зная мощность нагрузки и напряжение питания? Требуется следующее:
- Приведите значения к одному порядку величины (переведите киловатты в ватты);
- Найдите правильную формулу для расчета (в данном случае I=P/U);
- Произведите расчеты.
Все расчеты несложны, но вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором расчетов, чтобы еще больше упростить ситуацию и исключить появление ошибок. В такой программе достаточно ввести существующие значения и получить недостающие.
