Obsah:

Elektrický prúd sa generuje za účelom jeho ďalšieho využitia na určité účely, na vykonávanie akejkoľvek práce. Vďaka elektrine fungujú všetky zariadenia, prístroje a zariadenia. Práca samotná je určitým úsilím vynaloženým na presunutie elektrického náboja na určitú vzdialenosť. Obvykle sa takáto práca v rámci časti obvodu bude rovnať číselnej hodnote napätia v tejto časti.

Na vykonanie potrebných výpočtov je potrebné vedieť, ako sa meria práca prúdu. Všetky výpočty sa vykonávajú na základe počiatočných údajov získaných pomocou meracích prístrojov. Čím väčší je náboj, tým väčšie úsilie je potrebné na jeho pohyb veľká práca bude urobené.

To, čomu sa hovorí práca prúdu

Elektrický prúd ako fyzikálna veličina sama o sebe nemá praktický význam. Väčšina dôležitým faktorom je pôsobenie prúdu, charakterizované prácou, ktorú vykonáva. Samotná práca je určitá činnosť, v ktorej sa jeden druh energie premieňa na iný. Napríklad elektrická energia sa pomocou otáčania hriadeľa motora premieňa na mechanická energia. Práca z elektrický prúd je pohyb nábojov vo vodiči pod vplyvom elektrického poľa. V skutočnosti všetku prácu pohybu nabitých častíc vykonáva elektrické pole.

Na vykonanie výpočtov je potrebné odvodiť vzorec pre prácu elektrického prúdu. Na zostavenie vzorcov budete potrebovať parametre, ako je sila prúdu a. Keďže práca elektrického prúdu a práca elektrického poľa sú to isté, vyjadríme ju ako súčin napätia a náboja prúdiaceho vo vodiči. To znamená: A = Uq. Tento vzorec bol odvodený z pomeru, ktorý určuje napätie vo vodiči: U = A/q. Z toho vyplýva, že napätie je prácou elektrického poľa A pri prenose nabitej častice q.

Samotná nabitá častica alebo náboj sa zobrazuje ako súčin sily prúdu a času stráveného pohybom tohto náboja pozdĺž vodiča: q \u003d It. V tomto vzorci sa použil pomer sily prúdu vo vodiči: I \u003d q / t. To znamená, že ide o pomer náboja k časovému intervalu, za ktorý náboj prechádza prierezom vodiča. Vo svojej konečnej podobe bude vzorec pre prácu elektrického prúdu vyzerať ako produkt známych množstiev: A \u003d UIt.

V akých jednotkách sa meria práca elektrického prúdu?

Pred priamym riešením otázky, v čom sa meria práca elektrického prúdu, je potrebné zhromaždiť jednotky merania všetkých fyzikálnych veličín, s ktorými sa tento parameter počíta. Akákoľvek práca preto bude jednotkou merania tejto veličiny 1 Joule (1 J). Napätie sa meria vo voltoch, prúd sa meria v ampéroch a čas sa meria v sekundách. Takže jednotka merania bude vyzerať takto: 1 J = 1V x 1A x 1s.

Na základe získaných meracích jednotiek sa určí práca elektrického prúdu ako súčin sily prúdu v úseku obvodu, napätia na koncoch úseku a časového intervalu, počas ktorého prúd preteká vodičom.

Meranie sa vykonáva pomocou voltmetra a hodiniek. Tieto zariadenia umožňujú efektívne riešiť problém, ako zistiť presnú hodnotu daného parametra. Keď zapnete ampérmeter a voltmeter v obvode, je potrebné sledovať ich hodnoty počas stanoveného časového obdobia. Výsledné údaje sa vložia do vzorca, po ktorom sa zobrazí konečný výsledok.

Funkcie všetkých troch zariadení sú kombinované v elektromeroch, ktoré zohľadňujú spotrebovanú energiu a v skutočnosti prácu vykonanú elektrickým prúdom. Tu sa používa ďalšia jednotka - 1 kWh, čo tiež znamená, koľko práce sa vykonalo za jednotku času.

Atď. Na tento účel sú v každom byte položené elektrické siete, ktorých napätie je podporované zdrojmi prúd.

Dá sa definovať práca prúd v pomere k jeho sile. Náboj teda prechádza úsekom obvodu po určitú dobu rovnajúcu sa t. Jeho hodnotu zistíte výpočtom súčinu sily prúd na tomto parametri: q = I t.

Výsledný výraz dosaďte do hlavného vzorca: A = U I t.

Merná jednotka pre prácu prúd v sústave SI je 1 Joule, pomenovaný po britskom fyzikovi, ktorý odvodil spojenie tepelnej energie s mechanickou prácou. 1 Joule je ekvivalentom jednotky energie generovanej v stacionárnom elektrickom poli silou prúd v 1 ampér, napätie 1 watt na 1 sekundu času.

Existuje aj takzvaná mimosystémová jednotka práce prúd, ktorá je vyjadrená v kWh (kilowatthodina). Je to ona, ktorá sa používa pri výpočte elektriny v domácich a kancelárskych priestoroch a je uvedená v dokumentoch na platenie účtov za energie. 1 kWh sa rovná 3 600 000 joulom alebo 3 600 kJ.

Elektrina je dielom sily prúd, ktorá prebieha v určitom časovom intervale a je spotrebovaná domácimi spotrebičmi. Aby spotrebovali jeho minimálne množstvo, a teda ušetrili rozpočet, je potrebné pri nákupe venovať pozornosť ďalšej vlastnosti prúd- moc. Táto hodnota sa rovná práci prúd vykonaných za jednotku času.

Najjednoduchší transformátor prúd(TT) pozostáva z dvoch medených vinutí, navzájom izolovaných a navinutých na oceľovom jadre. Každé z vinutí má určitý počet závitov, ktorých pomer určuje transformačný pomer prúd. Chyby, ktoré vznikajú pri konverzii primárneho prúd do sekundárnej nám umožňujú priradiť CT jednej z tried presnosti.

Inštrukcia

V súčasnosti existuje široká škála TT. Existuje niekoľko klasifikácií: podľa miesta inštalácie, podľa dizajnu, podľa typu izolácie atď. Pre človeka nepripraveného v tejto oblasti bude dosť ťažké okamžite určiť, ku ktorému typu patrí ten či onen TT. Najjednoduchší spôsob, ako určiť typ TT, je rozlúštiť symbol uvedený na štítku pripevnenom k ​​samotnému TT (pozri obr. 1).

Veľmi často však z nejakého dôvodu na puzdre CT nie je štítok s výrobnými údajmi. V tomto prípade môžete použiť továrenskú dokumentáciu. Nájdite pasový protokol pre tento typ zariadenia. Typ TT bude uvedený na jeho prvej strane. Okrem toho sú požadované informácie často uvedené v príkazcovi elektrické schémy dané spojenie (reťaz).

V prípade, že táto metóda neprinesie požadovaný výsledok, môžete sa pokúsiť načítať tento CT, to znamená odstrániť z neho charakteristiku prúdového napätia. Vyžaduje si to špeciálne vybavenie: nakladaciu jednotku, prúdové svorky, voltampérmeter-fázový merač (VAF), AC voltmeter prúd.

Pre správne odčítanie je potrebné priviesť prúd buď na svorky primárneho vinutia (vysoký prúd) a odobrať hodnoty prúd a napätie zo sekundárneho vinutia, alebo naopak aplikujte malý prúd na svorky sekundárneho vinutia CT a odstráňte veľké hodnoty z primárneho prúd a napätie. Potom podľa získaných údajov budete musieť zostaviť krivky, ktoré určia závislosť napätí od primárnych a sekundárnych prúdov, ako aj určiť transformačný pomer prúd a absolútna chyba tohto CT.

Autor: vzhľad a prijatých údajov pomocou referenčných materiálov môžete približne určiť typ daného CT, jeho stav (správny / chybný), ako aj triedu presnosti. Aby ste sa však vyhli chybám, je stále lepšie kontaktovať kvalifikovaného odborníka. Ušetrí vám nielen čas, ale aj poradí, ako toto zariadenie používať, ako ho pripojiť a udržiavať.

Veľmi často nastáva situácia, keď je potrebné upraviť činnosť zariadenia. Majster požadovaného profilu nemusí byť vždy nablízku, takže s opravami sa musíte vyrovnať sami. Ale aby zariadenie fungovalo a nezranili ste sa, musíte vedieť, s čím máte do činenia. To znamená, že musíte určiť aktuálne parametre a predovšetkým - Napätie.

Budete potrebovať

• Voltmeter, multimeter, ampérmeter

Inštrukcia

Zistite, či meriate konštantu alebo premennú Napätie. Prepnite avometer alebo multimeter na konštantnú resp striedavý prúd. Najčastejšie je potrebné merať Napätie výkon alebo elektromotorická sila (EMF). Aj keď sú približné parametre týchto napätí neznáme, potom v počiatočnej fáze merania musí byť zariadenie zapnuté do režimu merania maximálneho napätia. Pripojte zariadenie podľa polarity.

Pri štúdiu použitia elektrického prúdu musíte byť schopní vypočítať množstvo elektriny, ktoré sa spotrebuje na konkrétnu činnosť - ohrev vody v rýchlovarnej kanvici, zdvíhanie výťahu atď. Preto odvodíme vzorec pre pohodlný výpočet práce prúdu.

V ľavých častiach rovníc sú rôzne symboly, ktoré však označujú rovnakú fyzikálnu veličinu – moc. Preto je možné správne časti vzorcov rovnať: I U = A/t . Vyjadrime prácu:

Tento vzorec počíta aktuálna práca alebo, čo je to isté, spotrebovanej elektriny. Upozorňujeme, že tieto výrazy sú synonymá.
Keď sa v obvode objaví zdroj elektrickej energie, to elektrické pole uvádza do pohybu nabité častice vo vnútri vodiča (elektróny a/alebo ióny) a ich energia sa zvyšuje. Súčet energií všetkých častíc telesa je vnútornou energiou telesa (pozri § 7-e), čo znamená, že vnútorná energia vodiča v okamihu výskytu prúdu v ňom sa zvyšuje. Podľa prvého zákona termodynamiky (pozri § 6-h) môže byť vnútorná energia vynaložená na prenos tepla alebo tvorbu tepla mechanická práca. Keď sa však míňa, neustále sa dopĺňa vďaka energii súčasného zdroja.
Prechod prúdu cez vodič - práca prúdu - je vždy sprevádzaná aktuálne akcie(pozri § 8-h). Súčasne sa elektrina nevyhnutne premieňa na iné druhy energie: tepelnú (napríklad žehličku, rýchlovarnú kanvicu), mechanickú (napríklad vysávač, ventilátor) atď. Preto výrazom „prúd funguje“ rozumieme premenu elektriny na iné formy energie. Práca prúdu a spotrebovanej elektriny sú v tomto prípade synonymá.
Na meranie spotrebovanej elektriny sa používajú špeciálne meracie prístroje - elektromery .
Na započítanie spotrebovanej elektriny sa namiesto joulov použije väčšia jednotka práce - kilowatthodina(symbol: 1 kWh). Napríklad merač na obrázku ukazuje hodnotu 254,7 kWh. Môže to napríklad znamenať, že za celú dobu účtovania odpracoval spotrebič s výkonom 254,7 kW 1 hodinu alebo spotrebič s výkonom 2547 W odpracoval 100 hodín (a tak ďalej, pri dodržaní pomeru) .

Poďme nájsť toto spojenie jednotky práce so známejšou jednotkou pre jeho meranie - joule.
1 kW h = 1000 W 60 min =
\u003d 1 000 J / s 3 600 s \u003d 3 600 000 (J / s) s \u003d
= 3 600 000 J = 3,6 MJ
Takže 1 kWh = 3,6 MJ.
Vzorec A = IUt nám pomôže zistiť, aký fyzikálny význam má veličina „elektrické napätie“. Vyjadrime to podľa vzorca.

Z toho je vidieť, že 1 volt je také napätie, pri ktorom je prúd 1 ampér schopný vyprodukovať 1 joule práce za 1 sekundu. Inými slovami, elektrické napätie ukazuje prácu, ktorú sily elektrického poľa vykonajú každú sekundu, aby udržali prúd 1 ampér v obvode.
Navyše zo vzorca I = q/t(pozri § 9-b) vyplýva, že q = I t. potom:

Na základe tohto vzorca, 1 volt možno považovať aj také napätie, pri ktorom sa práca síl elektrického poľa pri pohybe náboja 1 C po vodiči bude rovnať 1 J.
Na základe celej úvahy „pod čiarou“ to povieme elektrické napätie je jednou z charakteristík elektrického poľa, ktoré posúva náboje pozdĺž vodiča.