Elektrik devresi formülünün çalışması. Akımın işi nasıl ölçülür?

Vesaire. Bunu yapmak için, her daireye voltajın kaynaklar tarafından desteklendiği elektrik şebekeleri döşenir. akım.

Tanımlanabilir akım gücüyle doğru orantılıdır. Böylece yük, t'ye eşit belirli bir süre boyunca devrenin bir bölümünden geçer. Kuvvetin çarpımını hesaplayarak değerini bulabilirsiniz. akım bu parametreye: q = ben t.

Ortaya çıkan ifadeyi ana formülde değiştirin: A = U ben t.

iş birimi akım SI sisteminde 1 Joule'dür, adını termal enerjinin mekanik iş ile bağlantısını bulan İngiliz fizikçiden alır. 1 Joule, sabit bir elektrik alanında bir kuvvet tarafından üretilen bir enerji birimine eşdeğerdir. akım 1 amperde, voltaj 1 saniye için 1 watt.

Sistem dışı denilen bir çalışma birimi de vardır. akım, kWh (kilovat saat) olarak ifade edilir. Ev ve ofis binalarında elektrik hesaplamasında kullanılan ve fatura ödeme belgelerinde belirtilen kişidir. 1 kWh, 3.600.000 Joule veya 3.600 kJ'ye eşittir.

Elektrik gücün işidir akım belirli bir zaman aralığında gerçekleşen ve ev aletleri tarafından tüketilen. Minimum miktarını tüketmeleri ve dolayısıyla bütçeden tasarruf etmeleri için, satın alırken başka bir özelliğe dikkat etmek gerekir. akım- güç. Bu değer işe eşittir akım birim zamanda gerçekleştirilir.

En basit dönüştürücü akım(TT), birbirinden izole edilmiş ve çelik bir çekirdek üzerine sarılmış iki bakır sargıdan oluşur. Sargıların her biri, oranı dönüşüm oranını belirleyen belirli bir dönüş sayısına sahiptir. akım. Birincil dönüştürülürken ortaya çıkan hatalar akım ikincil olana, CT'yi doğruluk sınıflarından birine atfetmemize izin verin.

Talimat

Şu anda, çok çeşitli TT var. Birkaç sınıflandırma vardır: kurulum yerine göre, tasarıma göre, yalıtım türüne göre vb. Bu alanda hazırlıksız bir kişinin bunun veya bu TT'nin hangi tipe ait olduğunu hemen belirlemesi oldukça zor olacaktır. TT tipini belirlemenin en kolay yolu, TT'nin kendisine iliştirilmiş plakada belirtilen sembolü deşifre etmektir (bkz. Şekil 1).



Bununla birlikte, çoğu zaman, bir nedenden ötürü, CT kutusu üzerinde fabrika verilerini içeren bir isim levhası yoktur. İÇİNDE bu durum fabrika belgelerini kullanabilirsiniz. Bu tür ekipman için bir pasaport protokolü bulun. CT tipi ilk sayfasında belirtilecektir. Ek olarak, gerekli bilgiler genellikle anaparada belirtilir. elektrik şemaları verilen bağlantı (zincir).

Bu yöntemin istenen sonucu vermemesi durumunda, bu CT'yi yüklemeyi, yani akım-gerilim özelliğini ondan çıkarmayı deneyebilirsiniz. Bu, özel ekipman gerektirecektir: bir yükleme ünitesi, akım pensleri, bir voltametre-faz ölçer (VAF), bir AC voltmetre akım.

Doğru okumalar için akımı birincil sargının terminallerine (büyük akım) uygulamak ve değerleri almak gerekir. akım ve sekonder sargıdan gelen voltaj veya tersine, CT'nin sekonder sargısının terminallerine küçük bir akım uygulayın ve primerden büyük değerleri çıkarın akım ve gerilim. Ardından, elde edilen verilere göre, gerilimlerin birincil ve ikincil akımlara bağımlılığını belirleyen ve ayrıca dönüşüm oranını belirleyen eğriler oluşturmanız gerekecektir. akım ve bu CT'nin mutlak hatası.

İle dış görünüş ve alınan verilerle, referans malzemeleri kullanarak, belirli bir CT'nin türünü, durumunu (sağlıklı/hatalı) ve ayrıca doğruluk sınıfını yaklaşık olarak belirleyebilirsiniz. Ancak, hatalardan kaçınmak için kalifiye bir uzmana başvurmak yine de daha iyidir. Size yalnızca zaman kazandırmakla kalmayacak, aynı zamanda bu cihazın nasıl kullanılacağı, nasıl bağlanacağı ve bakımının nasıl yapılacağı konusunda size tavsiyelerde bulunacaktır.

Çoğu zaman, bir cihazın çalışmasını ayarlamak gerektiğinde bir durum ortaya çıkar. İstenilen profilin ustası her zaman yakınınızda olmayabilir, bu nedenle onarımları kendiniz yapmanız gerekir. Ancak cihazın çalışması ve yaralanmamanız için neyle uğraştığınızı bilmeniz gerekir. Yani, mevcut parametreleri belirlemeniz gerekir ve her şeyden önce - Gerilim.



İhtiyacın olacak

  • Voltmetre, multimetre, ampermetre

Talimat

Bir sabiti mi yoksa bir değişkeni mi ölçtüğünüzü belirleyin Gerilim. Avometreyi veya multimetreyi DC veya AC moduna geçirin. Çoğu zaman ölçmek gerekir Gerilim güç veya elektromotor kuvveti (EMF). Bu gerilimlerin yaklaşık parametreleri bilinmese bile, ölçümün ilk aşamasında cihaz maksimum gerilim ölçüm moduna geçirilmelidir. Cihazı polariteye göre bağlayın.

Uygulamayı incelemek elektrik akımı, belirli bir eylem için harcanan elektrik miktarını hesaplayabilmeniz gerekir - elektrikli su ısıtıcısında su ısıtmak, asansörü kaldırmak vb. Bu yüzden akımın işinin uygun bir şekilde hesaplanması için bir formül elde ederiz.

Eşitliklerin sol kısımlarında farklı semboller vardır, ancak bunlar aynı fiziksel niceliği - gücü ifade eder. Bu nedenle, formüllerin doğru kısımları şu şekilde eşitlenebilir: ben U = Bir / t . Çalışmayı ifade edelim:

Bu formül hesaplar mevcut iş ya da aynı olan, tüketilen elektrik. Lütfen bu terimlerin eşanlamlı olduğunu unutmayın.
Devrede bir elektrik enerjisi kaynağı göründüğünde, Elektrik alanı iletken içindeki yüklü parçacıkları (elektronlar ve/veya iyonlar) harekete geçirir ve enerjileri artar. Vücudun tüm parçacıklarının enerjilerinin toplamı, vücudun iç enerjisidir (bkz. § 7-e), yani İçinde akım oluştuğu anda iletkenin iç enerjisi artar.. Termodinamiğin birinci yasasına göre (bkz. § 6-h), iç enerji ısı transferi veya yapmak için harcanabilir. mekanik iş. Ancak harcanırken, mevcut kaynağın enerjisi nedeniyle sürekli olarak yenilenir.
Akımın iletkenden geçmesine - akımın işi - her zaman eşlik eder mevcut eylemler(bkz. § 8-h). Aynı zamanda, elektrik mutlaka diğer enerji türlerine dönüştürülür: termal (örneğin, ütü, su ısıtıcısı), mekanik (örneğin, elektrikli süpürge, fan) vb. Bu yüzden "akım iş yapar" ifadesi ile elektriğin diğer enerji biçimlerine dönüştürülmesini kastediyoruz. Bu durumda akım ve harcanan elektriğin yaptığı iş eş anlamlı ifadelerdir.
Tüketilen elektriği ölçmek için özel ölçüm cihazları kullanılır - elektrik sayaçları .
Tüketilen elektriği hesaba katmak için joule yerine daha büyük bir iş birimi kullanılır - Kilovat saat(sembol: 1 kWh). Örneğin şekildeki sayaç 254,7 kWh değerini göstermektedir. Bu, örneğin, tüm muhasebe süresi boyunca 254,7 kW gücündeki bir tüketicinin 1 saat çalıştığı veya 2547 W gücündeki bir tüketicinin 100 saat çalıştığı anlamına gelebilir (ve orantı gözetilerek böyle devam eder). .

Bu bağlantıyı bulalım iş birimleriölçümü için daha tanıdık bir birim olan joule ile.
1 kWh = 1000 W 60 dak =
\u003d 1000 J / sn 3600 sn \u003d 3 600 000 (J / sn) sn \u003d
= 3.600.000 J = 3,6 MJ
Yani 1 kWh = 3,6 MJ.
formül A = IUt niceliğin fiziksel anlamının ne olduğunu bulmamıza yardımcı olacak" elektrik voltajı". Bunu bir formülden ifade edelim.

Buradan 1 voltun, 1 amperlik bir akımın 1 saniyede 1 joule iş üretebildiği bir voltaj olduğu görülebilir. Başka bir deyişle, elektrik voltajı devrede 1 amperlik bir akımı sürdürmek için elektrik alan kuvvetlerinin her saniye yaptığı işi gösterir.
Ayrıca formülden ben = q / t(bkz. § 9-b) şu şekildedir: q = ben t. Daha sonra:

Bu formüle dayanarak, 1 volt 1 C'lik bir yükü bir iletken boyunca hareket ettirirken elektrik alan kuvvetlerinin yaptığı işin 1 J'ye eşit olacağı bir voltaj olarak da düşünülebilir.
Tüm "çizginin altı" mantığına dayanarak şunu söyleyeceğiz: elektrik voltajı, yükleri bir iletken boyunca hareket ettiren bir elektrik alanının özelliklerinden biridir.

İçerik:

Elektrik akımı, belirli amaçlar için daha fazla kullanmak, herhangi bir iş yapmak için üretilir. Elektrik sayesinde tüm cihazlar, cihazlar ve ekipmanlar çalışır. İşin kendisi, bir elektrik yükünü belirli bir mesafeye taşımak için uygulanan belirli bir çabadır. Geleneksel olarak, devre bölümü içindeki bu tür işler, bu bölümdeki voltajın sayısal değerine eşit olacaktır.

Gerekli hesaplamaları yapmak için akımın işinin nasıl ölçüldüğünü bilmek gerekir. Tüm hesaplamalar, ölçüm cihazları kullanılarak elde edilen ilk verilere dayanarak yapılır. Yük ne kadar büyükse, onu hareket ettirmek için o kadar fazla çaba gerekir, o kadar büyük iş tamamlanacak.

Şu andaki iş denilen şey

Fiziksel bir nicelik olarak elektrik akımının kendi başına pratik bir önemi yoktur. En önemli bir faktör yaptığı iş ile karakterize edilen akımın eylemidir. İşin kendisi, bir tür enerjinin diğerine dönüştürüldüğü süreçte belirli bir eylemdir. Örneğin motor milinin dönmesi yardımıyla elektrik enerjisi enerjiye dönüştürülür. mekanik enerji. Elektrik akımının işi, bir elektrik alanının etkisi altında iletkendeki yüklerin hareketinden oluşur. Aslında, hareket eden yüklü parçacıkların tüm işi bir elektrik alanı tarafından yapılır.

Hesaplamalar yapabilmek için bir elektrik akımının iş formülü türetilmelidir. Formüller oluşturmak için mevcut güç ve gibi parametrelere ihtiyacınız olacak. Bir elektrik akımının işi ve bir elektrik alanının işi aynı şey olduğundan, bir iletkende akan gerilim ve yükün ürünü olarak ifade edilecektir. Yani: A = Uq. Bu formül, iletkendeki voltajı belirleyen orandan türetilmiştir: U = A/q. Bundan, voltajın, yüklü bir parçacığın (q) transferi üzerindeki A elektrik alanının işi olduğu sonucu çıkar.

Yüklü parçacık veya yükün kendisi, mevcut gücün ve bu yükün iletken boyunca hareketi için harcanan sürenin ürünü olarak gösterilir: q \u003d It. Bu formülde, iletkendeki akım gücünün oranı kullanılmıştır: I \u003d q / t. Yani, yükün iletkenin enine kesitinden geçtiği zaman aralığına oranıdır. Son haliyle, bir elektrik akımının çalışması için formül, bilinen miktarların bir ürünü gibi görünecektir: A \u003d UIt.

Elektrik akımının işi hangi birimlerde ölçülür?

Elektrik akımının işinin neyle ölçüldüğü sorusunu doğrudan çözmeden önce, bu parametrenin hesaplandığı tüm fiziksel büyüklüklerin ölçü birimlerini toplamak gerekir. Herhangi bir iş, bu nedenle, bu miktarın ölçü birimi 1 Joule (1 J) olacaktır. Voltaj volt olarak ölçülür, akım amper olarak ölçülür ve zaman saniye cinsinden ölçülür. Böylece ölçü birimi şu şekilde görünecektir: 1 J = 1V x 1A x 1s.


Elde edilen ölçüm birimlerine göre, elektrik akımının işi, devre bölümündeki akım gücünün, bölümün uçlarındaki voltajın ve akımın iletken boyunca aktığı zaman aralığının ürünü olarak belirlenecektir.

Ölçüm bir voltmetre ve bir saat kullanılarak gerçekleştirilir. Bu cihazlar, belirli bir parametrenin tam değerini nasıl bulacağınız sorununu etkili bir şekilde çözmenize olanak tanır. Devredeki ampermetre ve voltmetreyi açtığınızda, okumalarını belirli bir süre izlemek gerekir. Elde edilen veriler formüle eklenir ve ardından nihai sonuç görüntülenir.

Üç cihazın da işlevleri, tüketilen enerjiyi ve aslında elektrik akımının yaptığı işi hesaba katan elektrik sayaçlarında birleştirilmiştir. Burada başka bir birim kullanılır - 1 kWh, bu aynı zamanda birim zamanda ne kadar iş yapıldığı anlamına gelir.

Bu, belirli yüklü parçacıkların düzenli hareketidir. Elektriğin tüm potansiyelini yetkin bir şekilde kullanmak için, cihazın tüm ilkelerini ve elektrik akımının çalışmasını açıkça anlamak gerekir. Öyleyse, işin ve mevcut gücün ne olduğunu bulalım.

Elektrik nereden geliyor?

Sorunun görünürdeki basitliğine rağmen, çok azı ona anlaşılır bir yanıt verebilir. Tabii ki, teknolojinin inanılmaz bir hızla geliştiği günümüzde, bir kişi elektrik akımının çalışma prensibi gibi temel şeyleri özellikle düşünmüyor. Elektrik nereden geliyor? Elbette birçoğu "Tabii ki soketten" diye cevap verecek veya sadece omuzlarını silkecek. Bu arada, akımın nasıl çalıştığını anlamak çok önemlidir. Bu, yalnızca bilim adamları tarafından değil, aynı zamanda genel olarak çok yönlü gelişmeleri nedeniyle bilim dünyasıyla hiçbir şekilde bağlantılı olmayan insanlar tarafından da bilinmelidir. Ancak mevcut çalışma prensibini doğru bir şekilde kullanabilmek herkesin harcı değildir.

Bu nedenle, yeni başlayanlar için, elektriğin hiçbir yerden çıkmadığını anlamalısınız: çeşitli elektrik santrallerinde bulunan özel jeneratörler tarafından üretilir. Türbin kanatlarının döndürülmesi sayesinde, suyun kömür veya yağ ile ısıtılması sonucu elde edilen buhar, daha sonra bir jeneratör yardımıyla elektriğe dönüştürülen enerji üretir. Jeneratör çok basit: Cihazın merkezinde, elektrik yüklerinin bakır teller boyunca hareket etmesine neden olan çok büyük ve çok güçlü bir mıknatıs var.

Elektrik evimize nasıl ulaşır?

Enerji (termik veya nükleer) yardımı ile belli bir miktar elektrik akımı elde edildikten sonra insanlara verilebilir. Böyle bir elektrik kaynağı şu şekilde çalışır: elektriğin tüm apartmanlara ve işletmelere başarılı bir şekilde ulaşması için "itilmesi" gerekir. Ve bunun için bunu yapacak kuvveti arttırmanız gerekiyor. Elektrik akımının gerilimi denir. Çalışma prensibi şu şekildedir: akım, voltajını artıran transformatörden geçer. Ayrıca, elektrik akımı yerin derinliklerine veya yüksekliğe döşenen kablolardan geçer (çünkü voltaj bazen 10.000 volta ulaşır ki bu insanlar için ölümcüldür). Akım hedefine ulaştığında, artık voltajını azaltacak olan transformatörden tekrar geçmelidir. Daha sonra kablolardan geçerek kurulu kalkanlara geçer. apartman binaları veya diğer binalar.


Teller aracılığıyla taşınan elektrik, ev aletlerini bunlara bağlayan priz sistemi sayesinde kullanılabilir. Elektrik akımının aktığı duvarlarda ek teller taşınır ve bu sayede aydınlatma ve evdeki tüm cihazlar çalışır.

Mevcut iş nedir?

Bir elektrik akımının kendi içinde taşıdığı enerji zamanla ışığa veya ısıya dönüşür. Örneğin, lambayı yaktığımızda, elektrikli görünüm enerji ışığa dönüşür.

Erişilebilir bir dilde konuşursak, akımın işi, elektriğin kendisinin ürettiği eylemdir. Ayrıca formül ile çok kolay hesaplanabilir. Enerjinin korunumu yasasına dayanarak, elektrik enerjisinin yok olmadığı, tamamen veya kısmen başka bir forma dönüştüğü ve belirli bir miktarda ısı verdiği sonucuna varabiliriz. Bu ısı, akımın iletkenden geçip onu ısıtması (ısı alışverişi meydana gelmesi) sırasındaki işidir. Joule-Lenz formülü şöyle görünür: A \u003d Q \u003d U * I * t (iş, ısı miktarına veya mevcut gücün ürününe ve iletkenden geçtiği süreye eşittir).

doğru akım ne demek?

Elektrik akımı iki tiptir: alternatif ve doğru. İkincisinin yönünü değiştirmemesi, iki kelepçeye sahip olması (pozitif "+" ve negatif "-") olması ve hareketini her zaman "+" dan başlatması bakımından farklılık gösterirler. Ve alternatif akımın iki terminali vardır - faz ve sıfır. İletkenin ucunda bir faz bulunması nedeniyle tek faz olarak da adlandırılır.

Tek fazlı alternatif ve doğru elektrik akımı cihazının ilkeleri tamamen farklıdır: doğrudan akımdan farklı olarak, alternatif akım hem yönünü (hem fazdan sıfıra hem de sıfırdan faza doğru bir akış oluşturur) ve büyüklüğünü değiştirir. . Örneğin, alternatif akım yükünün değerini periyodik olarak değiştirir. 50 Hz (saniyede 50 salınım) frekansında elektronların hareket yönlerini tam olarak 100 kez değiştirdiği ortaya çıktı.


Doğru akım nerede kullanılır?

Doğru elektrik akımının bazı özellikleri vardır. Kesinlikle tek yönde aktığı için onu dönüştürmek daha zordur. Aşağıdaki unsurlar doğru akım kaynakları olarak kabul edilebilir:

  • piller (hem alkali hem de asit);
  • küçük cihazlarda kullanılan geleneksel piller;
  • Ve çeşitli cihazlar dönüştürücü türleri.

DC işlemi

Başlıca özellikleri nelerdir? Bunlar iş ve akım gücüdür ve bu kavramların her ikisi de birbiriyle çok yakından ilişkilidir. Güç, birim zamandaki (1 saniyedeki) iş hızı anlamına gelir. Joule-Lenz yasasına göre, bir doğru elektrik akımının işinin, akımın gücünün ürününe, gerilime ve yükleri aktarmak için elektrik alanının işinin tamamlandığı süreye eşit olduğunu buluyoruz. kondüktör.

İletkenlerde Ohm'un direnç yasasını hesaba katarak akımın işini bulma formülü şu şekilde görünür: A \u003d I 2 * R * t (iş, akım gücünün karesinin değerle çarpımına eşittir) iletkenin direnci ve işin yapıldığı zamanın değeri ile bir kez daha çarpılır).