Расчет цепей переменного тока онлайн: Расчет электрических цепей – Онлайн-калькулятор

Программа для расчета электрических цепей онлайн

Расчет электрической цепи необходим для вычисления основных параметров при подборе отдельных компонентов или создании цепи с нуля. К таким параметрам относится напряжение, ток, мощность и сопротивление , и определить их значения можно с помощью калькулятора на странице. Программа позволяет вычислить данные на основе двух любых известных значений: например, если вы знаете силу тока и мощность, то без труда получите данные напряжения и сопротивления. В отличие от таблиц и уравнений, использование калькулятора позволяет узнать точные значения в минимальный срок. В этом случае неизвестными в уравнении считаются токи, созданные в случае условного деления цепи. Как правило, расчет электрической цепи необходим при ремонте или проектировании бытового, измерительного, научно-технического оборудования.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Метод эквивалентных преобразований. Как находить токи и напряжения в цепи

Расчет цепи постоянного тока


Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт. Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт. Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор. Калькулятор справочный портал. Избранные сервисы. Кликните, чтобы добавить в избранные сервисы.

Расчет электрических цепей онлайн калькуляторы помогут вам рассчитать различные параметры электрических цепей постоянного и переменного тока, такие как силу тока, напряжение и сопротивление по закону Ома, сопротивление катушки индуктивности, сопротивление конденсатора, сопротивление при параллельном соединении резисторов, ёмкость при последовательном соединении конденсаторов, резистивный и ёмкостный делитель напряжения, частоту резонанса LC фильтра, частоту среза RC фильтра, компенсацию реактивной мощности, ток в однофазных и трехфазных сетях, ток нагрузки, параметры трансформатора.

Закон Ома для участка цепи Расчет силы тока, напряжения, сопротивления в электрической цепи по закону Ома для участка цепи. Сколько заряжать аккумулятор, онлайн расчет. Мы в соцсетях Присоединяйтесь!

Нашли ошибку? Есть предложения? Сообщите нам. Этот калькулятор можно вставить на сайт, в блог. Создадим калькулятор для вас. Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт Код для вставки:.

Cообщение: Что-то не нашли? Сообщите нам Что-то не нашли? Закон Ома для участка цепи. Расчет силы тока, напряжения, сопротивления в электрической цепи по закону Ома для участка цепи.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности, онлайн расчет. Расчет реактивного сопротивления катушки индуктивности в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление конденсатора, онлайн расчет. Расчет реактивного сопротивления конденсатора в цепи переменного тока. Параллельное соединение резисторов, онлайн расчет.

Расчет полного сопротивления электрической цепи с параллельным соединением двух резисторов. Цветовая маркировка резисторов, калькулятор резисторов онлайн. Найти сопротивление резисторов по их цветовой маркировке в виде 4 или 5 цветных колец.

Последовательное соединение конденсаторов, онлайн расчет. Расчет общей ёмкости последовательно подключенных конденсаторов в электрической цепи. Калькулятор расчета делителя напряжения. Расчет выходного напряжение электрической цепи с резистивным или ёмкостным делителем напряжения.

Частота резонанса в колебательном контуре, онлайн расчет. Расчет частоты резонанса в колебательном контуре. Частота резонанса в LC фильтре, онлайн расчет. Расчет частоты резонанса в LC фильтре.

Расчет постоянной времени и частоты среза фильтра низких и высоких частот. Частота среза RC фильтра, онлайн расчет.

Расчет постоянной времени и частоты среза RC фильтра. Компенсация реактивной мощности, онлайн расчет. Расчет реактивной мощности, реактивного сопротивления, компенсирующей ёмкости, реальной мощности и коэффициента реактивных потерь в цепи синусоидального переменного тока. Калькулятор расчета тока в однофазных и трехфазных сетях. Расчет тока в цепях однофазного или трехфазного тока. Ток нагрузки, онлайн расчет.

Расчет тока нагрузки для однофазных и трехфазных цепей переменного тока. Расчет трансформатора, онлайн калькулятор. Расчет параметров трансформатора, таких как мощность, ток, количество витков и диаметр провода в обмотках.

Мощность электрического тока, онлайн калькулятор. Расчет мощности постоянного электрического тока, по известным параметрам. Расчет тока по мощности, онлайн калькулятор. Расчет силы тока через мощность, напряжение и сопротивление. Рассчитать сколько времени нужно для зарядки аккумулятор. Этот калькулятор можно вставить на сайт, в блог Создадим калькулятор для вас. Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт.

Код для вставки: Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор. Если нужен ответ.


Закон Ома – калькулятор онлайн

В настоящее время немыслима ни одна отрасль народного хозяйства без использования электрической энергии. Широкое применение электрической энергии обусловлено ее замечательными свойствами:. Учебная дисциплина «Электротехника» является общепрофессиональной, формирующей базовые знания для освоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин. Требования к знаниям и умениям по электротехнике, которыми должны обладать студенты, сформулированы в государственных стандартах на специальность. Для специальностей, связанных с радиотехникой, вычислительной техникой знание электротехники является базовым знанием для изучения специальных дисциплин.

Программы для моделирования, проектирования и анализа электрических схем и цепей. Бесплатная программа схемотехнического моделирования, использующая как классические методы расчетов, так и оригинальные.

FoxySim — мой онлайн-симулятор электрических цепей

Цель работы: освоение методов анализа линейных электрических цепей постоянного тока. Номер варианта соответствует номеру в учебном журнале. Формулы, расчёты, диаграммы должны сопровождаться необходимыми пояснениями и выводами. Полученные значения сопротивлений, токов, напряжений и мощностей должны заканчиваться единицами измерения в соответствии с системой СИ. Независимый контур имеющий хотя бы одну новую ветвь. Баланс сходится при условии равенства уравнений мощностей источника и приемника, т. Последовательное соединение , когда ток в каждом элементе один и тот же.

Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований

Адрес: , Москва, ул. В электротехнике рассматривается устройство и принцип действия основных электротехнических устройств, используемых в быту и промышленности. Чтобы электротехническое устройство работало, должна быть создана электрическая цепь, задача которой передать электрическую энергию этому устройству и обеспечить ему требуемый режим работы. Электрической цепью называется совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электрическом токе, ЭДС электродвижущая сила и электрическом напряжении.

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные виды лицензий мы рассмотрим ниже.

Расчет электрической цепи

Студенты, которые проходят курс ТОЭ или практикующие инженеры так или иначе должны знать, как рассчитать электрическую цепь. Это несложный, но кропотливый процесс, который требует повышенной внимательности, ведь нужно учесть множество формул, знаков и размерностей. К тому же метод расчета зависит от рода тока, наличия нелинейных элементов или реактивных мощностей. Давайте рассмотрим, что нужно для самостоятельных вычислений, а также как выполнить расчет электрической цепи, используя онлайн калькулятор. В простейшем случае результатом расчетов является вычисление электрической мощности и её коэффициента cos Ф. Однако иногда необходимо знать эквивалентное сопротивление элементов нагрузки, эти данные вы можете получить онлайн с помощью нашего калькулятора, когда известно напряжение:.

MATLAB. KursRab. Расчёт и моделирование электрической цепи

Предлагаемое вашему вниманию приложение позволяет выполнить полностью готовую к распечатке курсовую работу по ТОЭ по расчету разветвленных цепей постоянного и переменного тока с рисунком расчетной цепи, системами уравнений по методам контурных токов, узловых потенциалов, Кирхгофа, векторными диаграммами и балансом мощностей. Все это программа формирует автоматически в виде Word документа. Скачать программу можно по ссылке ниже. Скриншоты программы: На данном этапе с помощью встроенного в программу графического редактора с готовыми элементами вы рисуете в окне программы свою схему и указываете значения каждого сопротивления и напряжения или токи источников, указываете выбранные вами контуры. На скриншотах ниже после слова «Решение» уже идет текст решение автоматически сгенерированное программой.

В случае расчёта линейных электрических цепей с сосредоточенными электрических цепей постоянного тока, предлагается программа расчёта.

Задача 1 Расчет и определение сопротивления цепи постоянного тока

Лента новостей:. Ссылки на мои проекты:. При разработке симулятора я ставил цель создать симулятор, пригодный для использования студентами при изучении таких курсов:. Ввод информации о схеме моделируемой цепи производится в текстовом виде, а вся обработка выполняется на сервере, что позволяет использовать симулятор FoxySim на любом устройстве, имеющем доступ в Интернет и оснащенном браузером.

Программное обеспечение Quite Universal Circuit Simulator является редактором с графическим интерфейсом с комплексом технических возможностей для конструирования схем. Для управления сложными схемами включена возможность разворачивания подсхем и формирования блоков. Софт включает встроенный текстовый редактор, приложения для расчета фильтров и согласованных цепей, калькуляторы линий и синтеза аттенюаторов. Чертеж можно оформить с обрамлением рамки и стандартного штампа.

С каждым годом и так не малые мощности современных планшетов стремительно увеличиваются, а система Андроид, с каждым днем стает все более популярной. Не удивительно, что разработчики уделяют внимания различного рода симуляторам процессов для андроид устройств.

В сети Интернет имеется множество специальных сайтов, которые предлагают автоматизировать подсчёты различных физических величин. Для электриков, студентов и тех, кому необходимо часто решать задачи на расчёты закона Ома, созданы специальные калькуляторы онлайн, которые предназначены именно для этих целей. Согласно Ому, его можно записать так. Сила тока I на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению R. Благодаря выполнению вычислений непосредственно на сайте, можно быстро получить значение одного из параметров электрической цепи по двум другим известным характеристикам, связанным между собой законом Ома.

Решение задач ТОЭ. Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований. Осуществляют замену источника тока эквивалентным источником ЭДС. Решение задач Расчет электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований.


Онлайн калькулятор закона Ома для участка цепи

Рад приветствовать тебя, дорогой читатель, в этой первой статье моего блога! Ее я посвятил самому основному закону, который должен хорошо понимать современный человек, работающий с электричеством.

Мой онлайн калькулятор закона Ома создан для участка цепи. Он значительно облегчает электротехнические расчеты в домашней проводке, подходит для цепей переменного и постоянного тока.

Им просто пользоваться: прочти правила ввода данных и работай!

Содержание статьи

Правила работы на калькуляторе

В быту нас интересуют, как правило, четыре взаимосвязанных характеристики электричества:

  1. напряжение;
  2. ток;
  3. сопротивление;
  4. или мощность.

Если тебе известны две величины, входящие в закон Ома (U, R, I), то вводи их в соответствующие строки, а оставшийся параметр и мощность будут вычислены автоматически.

Будь внимательным, чтобы не допустить ошибки.

Все значения надо заполнять в одной размерности: амперы, вольты, омы, ватты без использования обозначений дольности или кратности.

Осуществить переход к ним тебе поможет наглядная таблица.

Онлайн калькулятор закона Ома

Простые примеры расчета

Бытовая сеть переменного тока

Пример №1. Проверка ТЭНа.

В стиральную машину встроен трубчатый электронагреватель 1,25 кВт на 220 вольт. Требуется проверить его исправность замером сопротивления.
По мощности рассчитываем ток и сопротивление.

I = 1250 / 220 = 5,68 А; R = 220 / 5,68 = 38,7 Ом.

Проверяем расчет сопротивления калькулятором по току и напряжению. Данные совпали. Можно приступать к электрическим замерам.

Пример №2. Проверка сопротивления двигателя

Допустим, что мы купили моющий пылесос на 1,6 киловатта для уборки помещений. Нас интересует ток его потребления и сопротивление электрического двигателя в рабочем состоянии. Считаем ток:

I = 1600 / 220 = 7,3 А.

Вводим в графы калькулятора напряжение 220 вольт и ток 7,3 ампера. Запускаем расчет. Автоматически получим данные:

  • сопротивление двигателя — 30,1 Ома;
  • мощность 1600 ватт.

Цепи постоянного тока

Рассчитаем сопротивление нити накала галогенной лампочки на 55 ватт, установленной в фаре автомобиля на 12 вольт.

Считаем ток:

I = 55 / 12 = 4,6 А.

Вводим в калькулятор 12 вольт и 4,6 ампера. Он вычисляет:

  • сопротивление 2,6 ома.
  • мощность 5 ватт.

Здесь обращаю внимание на то, что если замерить сопротивление в холодном состоянии мультиметром, то оно будет значительно ниже.

Это свойство металлов позволяет создавать простые и относительно дешевые лампы накаливания без сложной пускорегулирующей аппаратуры, необходимой для светодиодных и люминесцентных светильников.

Другими словами: изменение сопротивления вольфрама при нагреве до раскаленного состояния ограничивает возрастание тока через него. Но в холодном состоянии металла происходит бросок тока. От него нить может перегореть.

Для продления ресурса работы подобных лампочек используют схему постепенной, плавной подачи напряжения от нуля до номинальной величины.

В качестве простых, но надежных устройств для автомобиля часто используется релейная схема ограничения тока, работающая ступенчато.

При включении выключателя SA сопротивление резистора R ограничивает бросок тока через холодную нить накала. Когда же она разогреется, то за счет изменения падения напряжения на лампе HL1 электромагнит с обмоткой реле KL1 поставит свой контакт на удержание.

Он зашунтирует резистор, чем выведет его из работы. Через нить накала станет протекать номинальный ток схемы.

Полезная информация для начинающего электрика

Как использовать закон Ома на практике

Почти два столетия назад в далеком 1827 году своими экспериментами Георг Ом выявил закономерность между основными характеристиками электричества.

Он изучил и опубликовал влияние сопротивления участка цепи на величину тока, возникающего под действием напряжения. Ее удобно представлять наглядной картинкой.

Любую работу всегда создает трудяга электрический ток. Он вращает ротор электрического двигателя, вызывает свечение электрической лампочки, сваривает или режет металлы, выполняет другие действия.

Поэтому ему необходимо создать оптимальные условия: величина электрического тока должна поддерживаться на номинальном уровне. Она зависит от:

  1. значения приложенного к цепи напряжения;
  2. сопротивления среды, по которой движется ток.

Здесь напряжение, как разность потенциалов приложенной энергии, является той силой, которая создает электрический ток.

Если напряжения не будет, то никакой полезной работы от подключённой электрической схемы не произойдёт из-за отсутствия тока. Эта ситуация часто встречается при обрыве, обломе или отгорании питающего провода.

Сопротивление же решает обратную для напряжения задачу. При очень большой величине оно так ограничивает ток, что он не способен совершить никакой работы. Этот режим применяется у хороших диэлектриков.

Примеры из жизни

№1: выключатель освещения разрывает цепь электрических проводов, по которым напряжение добирается до лампочки.

Между контактами образуется воздушный зазор. Он отличный изолятор, исключающий движение тока по осветительному прибору.

№2: клеммы розетки, как источника напряжения, замкнули между собой без сопротивления короткой проволокой. В этой ситуации создается короткое замыкание.

Ток КЗ способен сжечь электропроводку, вызвать пожар в квартире. Поэтому от таких ситуаций существует только одно спасение: использование защит, способных максимально быстро отключить питающее напряжение.

Для бытовой сети это функция автоматических выключателей или предохранителей, о работе которых я буду рассказывать в других статьях.

Используя сопротивление, следует понимать, что оно, само по себе, не вечно: обладая резервом противостояния приложенной энергии, оно может его израсходовать, не справиться со своей задачей и сгореть.

Поэтому для сопротивления вводится понятие мощности рассеивания, которая надежно отводится во внешнюю среду. Если тепловая энергия, развиваемая прохождением тока, превышает эту величину, то сопротивление сгорает.

Напряжение и сопротивление в комплексе формируют электрические процессы. Онлайн калькулятор закона Ома позволяет оптимально рассчитать величину тока, необходимую для совершения полезной работы.

Что такое участок цепи

Рассмотрим самую простую электрическую схему, состоящую из батарейки, лампочки и проводов. В ней циркулирует электрический ток.

Представленная схема или полная цепь состоит из двух контуров:

  1. Внутреннего источника напряжения.
  2. Внешнего участка: лампочки с подключенными проводами.

Те процессы, которые происходят внутри батарейки, нас интересуют в основном как познавательные. Их мы можем только ухудшить при неправильной эксплуатации.

Например, приходящая в квартиру электрическая энергия от трансформаторной подстанции нам не подвластна. Мы ей просто пользуемся. От неисправностей и аварийных режимов нас защищают автоматические выключатели, УЗО, реле РКН, ограничители перенапряжения или УЗИП, другие современные модули защит.

Внешний же, подключенный к источнику напряжения контур, является участком цепи, в котором мы, используя закон Ома, совершаем полезную для себя работу.

Как использовать треугольник закона Ома

Простое мнемоническое правило представлено тремя составляющими в виде частей треугольника. Оно позволяет легко запомнить взаимосвязи между током, сопротивлением и напряжением.

Вверху всегда стоит напряжение. Ток и сопротивление снизу. Когда вычисляем какую-то одну величину по двум другим, то ее изымаем из треугольника и выполняем арифметическое действие: деление или умножение.

Шпаргалка электрика для новичков

Треугольник закона Ома легко запоминается, но он не позволяет учитывать мощность потребления электроприбора. Этот четвертый параметр, важный для любого домашнего электрика, всегда надо учитывать. .

На всех бытовых электрических приборах указывают мощность потребления электрической энергии в ваттах или киловаттах. Ее формулы, совместно с предыдущими величинами, можно брать со следующей картинки.

Такая шпаргалка электрика позволяет делать простые вычисления в уме или на бумаге. Формулы из нее заложены в алгоритм, по которому работает мой онлайн калькулятор закона Ома.

Предлагаю провести одинаковые вычисления обоими методами и сравнить полученные результаты. Если вдруг найдете расхождения, то укажите в комментариях. Это будет ваша помощь моему проекту.

Я постарался кратко и просто рассказать о принципах работы закона Ома применительно к задачам, решаемым домашним мастером. Считаю, что это достаточно и не рассматриваю закон Ома для полной цепи в обычной форме, комплексных числах, или ином виде.

Если же вы хотите просмотреть видеоурок по этой теме, то воспользуйтесь материалами владельца Физика-Закон Ома.

Возможно, у вас остались вопросы о работе калькулятора? Задавайте. Я на них отвечу. Воспользуйтесь разделом комментариев.

Напоследок напоминаю, что у вас сейчас самое благоприятное время поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях и подписаться на рассылку сайта. Тогда вы сможете своевременно получать информацию о новых публикуемых статьях.

Расчёт электрических цепей онлайн

Расчёт электрических цепей онлайн ☰

Достаточно вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей происходит пересчёт результата.

Расчёт реактивного сопротивления конденсатора C и катушки L

Реактивное сопротивление ёмкости
Xc = 1/(2πƒC)


Реактивное сопротивление индуктивности
XL = 2πƒL


Расчёт параллельного соединения резисторов и последовательного конденсаторов

Параллельное соединение двух сопротивлений
R =R1*R2/(R1+R2)


Последовательное соединение двух ёмкостей
C = C1*C2/(C1+C2)


Расчёт резистивного и ёмкостного делителей

Расчёт резистивного делителя напряжения
U1 = U*R1/(R1+R2)


Расчёт ёмкостного делителя напряжения
U1 = U*C2/(C1+C2)


Расчёт частоты колебательного контура и цепочки RC

Частота резонанса колебательного контура LC
F = 1/(2π√(LC))


Пост. времени τ RC и частота среза RC-фильтра
τ = RC ;   Fср = 1/(2πτ)


Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность Q = √((UI)²-P²)
Реактивное сопротивление X = U²/Q
Компенсирующая ёмкость C = 1/(2πƒX)


Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности

После сброса ввести два любых известных параметра

I=U/R;   U=IR;   R=U/I;   P=UI   P=U²/R;   P=I²R;   R=U²/P;   R=P/I²   U=√(PR)   I= √(P/R)


Теория, расчёты и справочные материалы

Параметры синусоидального тока,   Справочные данные диодов,   Стабилитроны. Справочник,   Маркировка резисторов,   Отключить защиту инвертора,   Замена BU808DFI,   Замена SMR40200,   Колебательный контур и резонансная частота,   Постоянная времени RC,   Реактивное сопротивление L C,   Реактивная мощность. Расчёт,   ESR конденсатора. Теория,   Измерение ESR конденсатора.


Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Расчёт цепей переменного тока — презентация онлайн

1. Расчёт цепей переменного тока

2. I. Цепь переменного тока с активным сопротивлением

Мгновенное значение
мощности
Закон Ома для цепи
U = Umcos t
R
Um
u
i
cos t cos 2 t 1 1 cos 2 t
R
R
2
Диаграмма токов и напряжений
Um
Вывод: напряжение
p i 2 R I m2 R cos 2 t
I m2 R I m2 R
p
cos 2 t
2
2
Средняя мощность, выделяемая за период
переменным гармоническим током равна
Im
I m2 R
P
I д2 R
2
Действующие значение напряжения и
силы тока
и сила
тока в резисторе
совпадают по фазе в любой
момент времени
Im
2
U
m
2


3. II. Цепь переменного тока с ёмкостным сопротивлением

q Cu CU m cos t
С
i
U = Umcos t
i I m cos t
2
I m CU m
Диаграмма токов и напряжений
/
Um
dq
I m sin t;
dt
Im
— амплитуда
силы тока
Um
Im

— Закон Ома
1

С
сопротивление
конденсатора
называют
ёмкостным
сопротивлением
— реактивное
колебания силы тока в цепи
конденсатора опережают по фазе колебания
напряжения на его обкладках по фазе на /
Вывод:

4. III. Цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением

di
Esi L
dt
di
U m cos t
dt
di U m
cos t
dt
L
Um
Um
i
sin t
Im
L
L
U = Umcos t
L
Диаграмма токов и напряжений
XL
Um
/
Im
X L L
— закон Ома
— реактивное
сопротивление катушки
называют
индуктивным
сопротивлением
Вывод: колебания силы тока в катушке отстают
по фазе на / от колебаний напряжения в ней

5. IV. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и ёмкостного сопротивлений

U
I
Z
R
U
R
2
С
Im
колебания силы тока
в цепи опережают по фазе
колебания напряжения по
фазе на
Вывод:
данной цепи
R
UC
C
2
Треугольник
сопротивлений
Диаграмма токов и напряжений
UR
— закон Ома для
1
Z
XC
Z
R 2 X C2
R2
C 2
— полное сопротивление
цепи
Сдвиг фазы
tg
1
XC
1
R
CR

6. V. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивлений

U
U
U
I
R
Z
R X
2
2
L
R 2 L
2
— закон Ома для данной цепи
L
Диаграмма токов и напряжений
Треугольник сопротивлений
Z
UL
Z R 2 X L2 R 2 L
2
U
UR
XL
Im
Вывод: колебания
R
силы тока в цепи
отстают по фазе на от
колебаний напряжения в ней
— полное сопротивление
цепи
Сдвиг фазы
tg
X L L
R
R

7. VI. Цепь переменного тока с последовательным соединением ёмкостного и индуктивного сопротивлений

U
U
U
I
1
Z XL XC
L
С
C
L
— закон Ома для данной цепи
Диаграмма токов и напряжений
1
Z X L X C L
C
UL
U=UL — UC
/
UC
Im
Вывод: колебания
— полное сопротивление
цепи
силы тока в данной цепи отстают
по фазе на / от колебаний напряжения в ней

8. VII. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного, ёмкостного и индуктивного сопротивлений

U
I
Z
R
L
U
1
R L
C
2
С
2
— закон Ома для
данной цепи
Треугольник сопротивлений
Диаграмма токов и напряжений
UL
Z
U
R
2
1
2
2
2
Z R X L X C R L
C
UR
XL — XC
Im
— полное сопротивление цепи
Сдвиг фазы
Uc
Вывод: колебания силы тока в цепи
отстают по фазе на от
колебаний напряжения в ней
tg
XL XC
R
L
R
1
C

Расчет электрических цепей переменного тока – образцы и примеры

Содержание:

  1. Методические указания
  2. Пример с решением № 2

Для электрической цепи, схема которой соответствует варианту задания и изображена на рис. 1.1-1.50, по заданным в табл. 1 параметрам и приложенному к цепи напряжению, определить токи во всех ветвях цепи. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи. Построить в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений.

Методические указания

Для правильного решения поставленной задачи необходимо изучить теорию электрических цепей однофазного синусоидального тока, усвоить основные формулы сопротивлений, проводимостей токов, напряжений; научиться применять для анализа и расчета закон Ома, уравнения Кирхгофа, метод проводимостей.

Все предлагаемые заданием электрические цепи являются смешанными, т.е. содержат последовательную ветвь и две параллельные. В каждой ветви имеются различные сопротивления, величины которых заданы.

Для примера рассмотрим обобщенную цепь, представленную на рис. 1.

Общий ход решения задач подобного типа следующий. Необходимо преобразовать последовательно-параллельную цепь в простую последовательную цепь, заменив разветвленный участок цепи эквивалентной последовательной цепочкой.

Прежде всего, необходимо методом проводимости определить параметры эквивалентной цепочки, которой может быть замещен разветвленный участок цепи.

В эквивалентной цепочке реактивное сопротивление будет индуктивным или емкостным в зависимости от знака эквивалентной реактивной проводимости. Дальнейшее решение сводится к определению активного и реактивного сопротивления цепи, а по ним полного сопротивления цепи.

По каждому сопротивлению цепи и заданному напряжению определяется общий потребляемый ток в цепи . Чтобы определить ток в отдельных ветвях разветвленного участка, находим сначала напряжение между узловыми точками , а затем и токи в ветвях .

После чего находим напряжение на указанном участке, активную, реактивную и полную мощности в цепи. Заканчиваем расчет построением векторной диаграммы токов и напряжений.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Алгоритм расчета

1. Вычисляем величины сопротивлений отдельных элементов цепи:

где — в Генри (Гн), — в Фарадах (Ф).

ВНИМАНИЕ: в задании L дается в мГн, С — в мкФ.

2. Вычисляем полные сопротивления ветвей:

где

3. Вычисляем активные проводимости параллельных ветвей:

4. Вычисляем общую эквивалентную активную проводимость :

5. Вычисляем реактивные проводимости ветвей и общую эквивалентную проводимость :

6. Изобразим эквивалентную схему, на которой сопротивления заменим проводимостями (рис.2).

7. Заменим эквивалентные проводимости эквивалентными сопротивлениями, включенными последовательно (рис.З).

8. Найдем общее сопротивление всей цепи: при сложении (реактивных сопротивлений учитывать знаки).

9. Найдем общий потребляемый ток:

10. Найдем напряжение, приложенное к параллельному участку цепи:

11. Найдем токи в ветвях:

12. Найдем напряжение на сопротивлении :

13. Вычисляем мощности цепи:

где

Строим векторную диаграмму токов и напряжений, предварительно определив масштаб для векторов напряжений и векторов тока (рис.4).

В качестве исходного вектора удобно принимать вектор напряжения, приложенного к параллельным ветвям, вектор .

Относительно вектора откладываем вектора токов ветвей , предварительно определив углы из уравнений:

Ток в неразветвленной части цепи (общий ток), находим векторным сложением токов . При построении векторов учитывать, что опережающий ток откладывается против часовой стрелки относительно вектора напряжения U а отстающий по фазе — по часовой стрелке.

Строим треугольник напряжений (масштабы для векторов токов и напряжений выбираем разные, выбирая их согласно полученных значений).

Так как , необходимо определить угол ( из уравнения:

Для построения вектора из конца вектора проводим пунктирную линию параллельно , под углом к ней откладываем вектор

Если положительная величина, вектор откладывается против часовой стрелки, если отрицательная величина — по часовой стрелке. Соединяем начало вектора с концом вектора и находим вектор , т.е.

Пример с решением № 2

Для электрической цепи, схема которой изображена на рис. 2.1 — 2.17 (СМ. ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ), по заданным в табл. 2 параметрам, определить фазные и линейные токи, ток в нейтральном проводе (для четырехпроводной схемы), активную мощность всей цепи и каждой фазы отдельно. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Прежде чем приступить к расчету задания № 2, необходимо изучить теорию трехфазных цепей при соединении потребителей электрической энергии по схеме «звезда» и «треугольник». При этом надо особо обратить внимание на соотношение фазных и линейных напряжений при соединении потребителей звездой и соотношение фазных и линейных токов при соединении треугольником.

Для соединения звездой:

Для соединения потребителей треугольником:

Рассмотрим примеры расчета трехфазной цепи при соединении потребителей звездой и треугольником.

Электрическая цепь при соединении «звездой».

Алгоритм расчета

1. Находим полное сопротивление фаз:

2. Находим фазные (линейные) токи:

где

3. Находим углы сдвига по фазе из выражений:

4. Находим активные мощности фаз:

5. Находим полную активную мощность цепи:

Строим с учетом масштаба векторную диаграмму токов относительно фазных напряжений (рис.6) и находим графически ток в нейтральном проводе:

Диаграмму строим посредством отметок циркулем, предварительно задавшись масштабом, начав построение с фазных напряжений, например, из точки 0 (угол между направлением векторов 120°). Вычислив фазные токи, задавшись масштабом для токов, откладываем фазные токи под соответствующим углом сдвига по фазе относительно одноименного фазного напряжения.

Проводим сложение векторов токов по правилам силового многоугольника и находим ток в нейтральном проводе , измерив длину вектора в выбранном масштабе.

Пример 2. Электрическая цепь при соединении треугольником.

Алгоритм расчета

1. Находим полное сопротивление каждой фазы:

2. Находим фазные токи:

где

1. Находим значение углов сдвига по фазе из выражений:

4. Находим активные мощности каждой фазы:

5. Находим активную мощность всей цепи:

Вт.

6. Строим векторную диаграмму токов относительно векторов фазных напряжений для этой цепи, используя полученные цифровые данные (рис.8). Откладываем значения вычисленных фазных токов с учетом сдвига по отношению к своим фазным напряжениям.

7. Определяем линейные токи.

Линейные токи определяются графически с учетом масштаба. Каждый из линейных токов равен геометрической разности фазных токов согласно приведенных ранее уравнений для соединения потребителей энергии треугольником.

Вектор линейного тока соединяет концы векторов фазных токов, отложенных из точки О и направленных к уменьшаемому.

Расчет цепей переменного тока | Онлайн журнал электрика

Хоть какой ток изменяющийся по величине является переменным. Но на практике под переменным током понимают таковой ток, закон конфигурации которого во времени есть синусоидальная функция.

Математическое выражение для синусоидального тока можно записать в виде:

где, i — секундное значение тока, показывающее величину тока в определенный момент времени, Im — амплитудное (наибольшее) значение тока, выражение в скобках есть фаза, которая определяет значение тока в момент времени t, f — частота переменного тока, это величина, оборотная периоду конфигурации синусоидальной величины Т, ω — угловая частота, ω = 2πf = 2π / T, α — исходная фаза, указывает значение фазы в момент времени t = 0.

Аналогичное выражение можно записать и для синусоидального переменного напряжения:

Секундные значения тока и напряжения договорились обозначать строчными латинскими знаками i, u, а наибольшие (амплитудные) значения – строчными печатными латинскими знаками I, U с индексом m.

Для измерения величины переменного тока в большинстве случаев употребляют действующее (действенное) значение, которое численно равно такому неизменному току, который за период переменного выделяет в нагрузке такое же количество тепла, что и переменный ток.

Действующее значение переменного тока:

Для обозначения действующих значений тока и напряжения употребляют строчные печатные латинские буковкы I, U без индекса.

В цепях синусоидального тока меж амплитудным и действующим значениями существует связь:

В цепях переменного тока изменение во времени питающего напряжения влечёт за собой изменение тока, также магнитного и электронного полей, связанных с цепью. Результатом этих конфигураций является появление ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции в цепях с катушками индуктивности, а в цепях с конденсаторами возникают зарядные и разрядные токи, которые делают сдвиг по фазе меж напряжениями и токами в таких цепях.

Отмеченные физические процессы учитывают введением реактивных сопротивлений, в каких, в отличие от активных, не происходит перевоплощение электронной энергии в другие виды энергии. Наличие тока в реактивном элементе разъясняется повторяющимся обменом энергией меж таким элементом и сетью. Все это усложняет расчёт цепей переменного тока, потому что приходится определять не только лишь величину тока, да и его угол сдвига по отношению к напряжению.

Все главные законы цепей неизменного тока справедливы и для цепей переменного тока, но только для моментальных значений либо значений в векторной (всеохватывающей) форме. На базе этих законов можно составить уравнения, дозволяющие выполнить расчёт цепи.

Обычно, целью расчёта цепи переменного тока является определение токов, напряжений, углов сдвига фаз и мощностей на отдельных участках. При составлении уравнений для расчёта таких цепей выбирают условные положительные направления ЭДС, напряжений и токов. Получаемые уравнения для моментальных значений в установившемся режиме и синусоидальном входном напряжении будут содержать синусоидальные функции времени.

Аналитический расчёт тригонометрических уравнений неудобен, просит значимых издержек времени и потому не находит широкого распространения в электротехнике. Упростить анализ цепи переменного тока можно, используя тот факт, что синусоидальную функцию можно условно изобразить вектором, а вектор, в свою очередь, можно записать в виде всеохватывающего числа.

Всеохватывающим числом именуют выражение вида:

где a – вещественная (действительная) часть всеохватывающего числа, j – надуманная единица, b – надуманная часть, A – модуль, α– аргумент, e – основание натурального логарифма.

1-ое выражение представляет собой алгебраическую форму записи всеохватывающего числа, 2-ое – показательную, а третье – тригонометрическую. Для отличия, в всеохватывающей форме записи подчеркивают буковку, обозначающую электронный параметр.

Способ расчёта цепи, основанный на применении всеохватывающих чисел, именуется символическим способом. В символическом способе расчета все реальные характеристики электронной цепи подменяют знаками в всеохватывающей форме записи. После подмены реальных характеристик цепи на их всеохватывающие знаки расчет цепей переменного тока делают способами, которые применяли для расчета цепей неизменного тока. Отличие заключается в том, что все математические операции нужно делать с всеохватывающими числами.

В итоге расчета электронной цепи разыскиваемые токи и напряжения получаются в виде всеохватывающих чисел. Реальные действующие значения тока либо напряжения равны модулю соответственного комплекса, а аргумент всеохватывающего числа указывает угол поворота вектора на всеохватывающей плоскости по отношению к положительному направлению вещественной оси. При положительном аргументе вектор поворачивается против часовой стрелки, а в случае отрицательного аргумента – по часовой.

Завершают расчёт цепи переменного тока, обычно, составлением баланса активных и реактивных мощностей, который позволяет проверить корректность вычислений.

Школа для электрика

Контрольная работа по теме «Расчет сложных электрических цепей переменного тока с применением комплексных чисел»

Контрольная работа №5 

 

Тема: Расчет сложных электрических цепей переменного тока с применением комплексных чисел

 

Цель: Уметь проводить аналогию с электрическими цепями, применять основные законы, лежащие в основе расчёта сложных электрических цепей переменного тока с применением комплексных чисел. 

 

Задание.

Пользуясь символическим методом, определить токи, напряжения и мощности во всех участках схемы, изображенной на рисунке 1. Вычертить схему цепи, учитывая характер нагрузки во всех ее участках (см. таблицу 1)

Составить баланс активных и реактивных мощностей для проверки правильности решения задачи.

В масштабе построить векторную диаграмму токов и напряжений цепи в комплексной системе координат.

Все необходимые данные приведены в таблице 1

Указание:

Перед решением задачи изучите методические указания к решению задачи

 

 

Рисунок 1 — Электрическая схема

 

 

 

Таблица 1 – Исходные данные к задаче

вар

U, В

Z1, Ом

Z2, Ом

Z3, Ом

R1, Ом

X1, Ом

R2, Ом

X2, Ом

R3, Ом

X3,Ом

1

110

3

ωL1= 4

5

ωL2 = 12

6

1/ωC3 = 8

2

120

24

ωL1 =7

10

1/ωC2=24

16

ωL3 = 12

3

130

12

ωL1 = 5

4

ωL2 = 3

7

1/ωC3 =24

4

140

6

1/ωC1 = 8

9

ωL2 = 12

24

ωL3 = 10

5

150

30

ωL1 = 16

5

1/ωC2=12

8

ωL3 = 6

6

160

20

ωL1 = 21

16

ωL2 = 30

24

1/ωC3 =18

7

170

24

1/ωC1 = 18

12

ωL2 = 5

4

1/ωC3 = 3

8

180

6

ωL1 = 8

24

1/ωC2 = 7

12

ωL3 = 16

9

190

8

ωL1 = 15

30

1/ωC2=16

28

ωL3 = 21

10

200

4

1/ωC1 = 3

15

ωL2 = 8

12

1/ωC3 = 9

11

210

5

ωL1 = 12

6

1/ωC2 = 8

15

1/ωC3 = 8

12

220

10

1/ωC1 = 24

16

ωL2 = 12

30

ωL3 = 16

13

230

4

ωL1 = 3

7

1/ωC2=24

24

ωL3 = 7

14

240

9

ωL1 = 12

24

ωL2 = 10

12

1/ωC3 = 5

15

250

5

1/ωC1 = 12

8

ωL2 = 6

16

ωL3 = 30

16

260

16

ωL1 = 30

24

1/ωC2=18

5

1/ωC3 =12

17

270

12

ωL1 = 5

4

1/ωC2 = 3

9

ωL3 = 12

18

280

24

1/ωC1 = 7

12

ωL2 = 16

4

1/ωC3 = 3

19

290

30

1/ωC1 = 16

28

ωL2 = 21

10

ωL3 = 24

20

300

15

ωL1 = 8

12

1/ωC2 = 9

5

ωL3 = 12

21

310

6

1/ωC1 = 8

8

ωL2 = 6

3

ωL3 =4

22

320

16

ωL1 = 12

24

ωL2 = 7

5

1/ωC3 = 12

23

330

15

1/ωC1 = 8

7

ωL2 = 24

12

ωL3 = 5

24

340

24

ωL1 = 10

6

1/ωC2 = 8

4

1/ωC3 = 3

25

350

8

ωL1 = 6

6

ωL2 = 8

30

1/ωC3 =16

26

360

24

1/ωC1 = 18

16

ωL2 = 30

20

ωL3 = 21

27

370

4

1/ωC1 = 3

7

1/ωC2=24

24

ωL3 = 18

28

380

12

ωL1 = 16

16

ωL2 = 30

6

1/ωC3 = 8

29

390

28

ωL1 = 21

21

ωL2 = 20

8

1/ωC3 = 15

30

100

12

1/ωC1 = 9

24

1/ωC2=18

4

ωL3 = 3

 

Методические указания

 

Рекомендуемая последовательность решения и расчетные формулы:

— в соответствии с данными составить расчетную схему

— вычисляют комплексы полных сопротивлений всех участков цепи

 

 

 

где x – индуктивное или емкостное сопротивления, Ом 

— вычисляют комплексное полное сопротивление разветвления

 

— вычисляют комплекс полного сопротивления всей цепи

 

 

— по закону Ома вычисляют комплексный ток в неразветвленной части цепи

 

 

— вычисляют напряжения на отдельных элементах цепи по закону Ома

 

— выполняют проверку

 

 

— вычисляют полную мощность всей цепи и мощность на отдельных элементах цепи

 

 

где  – сопряженный ток, А

— составляют баланс мощности

 

 

— при построении векторной топографической диаграммы задаться масштабами  и . Определяют длины векторов и строят векторную диаграмму на комплексной плоскости, учитывая знак и величину углов напряжений и токов

 

 

Содержание отчета

 

1. Наименование, тема и цель работы. 

2. Расчетная схема и исходные данные. 

3. Формулы, необходимые для расчета. 

4. Решение задачи.   

5. Вывод по работе. 

 

Схема серии RC, онлайн калькулятор


Калькулятор и формулы для расчета напряжения и мощности последовательной цепи RC

RC схема онлайн калькулятор


Эта функция вычисляет напряжения, мощности, токи, импеданс и реактивное сопротивление последовательной цепи, состоящей из резистора и конденсатора.


Калькулятор цепей серии RC

Формула для расчета последовательного включения

Полное сопротивление последовательной цепи RC в цепи переменного тока называется Импеданс З.Закон Ома распространяется на всю цепь.

Ток одинаков во всех точках измерения. Ток и напряжение совпадают по фазе на омическом сопротивлении. Напряжение бросается на емкостное сопротивление конденсатора после течения на −90°.

Полное напряжение U представляет собой сумму геометрически сложенных парциальных напряжений. Для этого оба парциальных напряжения образуют стороны прямоугольного треугольника. Его гипотенуза соответствует полному напряжению U. Полученный треугольник называется треугольником напряжений или векторной диаграммой напряжений.2} \) \(\displaystyle φ=arctan\left(\frac{Q}{P} \right) \)

\(\displaystyle P\) Реальный сила
\(\displaystyle Q\) Реактивная сила
\(\дисплейной стиль S\) Полная мощность

Питание в цепи серии RC

Умножение мгновенных значений напряжения U и тока I дает кривую мощности.2 \)

Leistungsfaktor cos(φ)

Коэффициент мощности показывает, какая часть кажущейся мощности S составляет реальную мощность. генерируется П.

\ (\ displaystyle cos (φ) = \ frac {P} {S} \)

\(\дисплейной стиль S\) Полная мощность
\(\displaystyle P\) Реальный сила
\ (\ Displaystyle φ \) Сдвиг фазы


Полезна ли эта страница? да Нет

Спасибо за ваш отзыв!

Извините за это

Как мы можем улучшить его?

Отправлять

Калькулятор мощности переменного тока для активной, реактивной и полной мощности

Удобный калькулятор для определения активной, реактивной и полной мощности в цепи переменного тока.Объяснение активной, реактивной и полной мощности можно найти чуть ниже калькулятора.

Калькулятор мощности переменного тока для активной, реактивной и полной мощности

 

Полная мощность

Полная мощность является мерой среднеквадратичного значения вольт, умноженного на среднеквадратичное значение ампер. Полная мощность измеряется в вольт-амперах, сокращенно ВА. Это измерение, которое часто неправильно понимается как фактическое значение, обеспечиваемое схемой.

Полная мощность определяется по следующему уравнению:

 Полная мощность = V\times I 

Активная (действительная) мощность

Активная или реальная мощность представляет собой среднее по времени мгновенное произведение напряжения и тока.Активная мощность измеряется в ваттах.

Активная мощность определяется по формуле:

 Активная мощность = V\times I\times \cos{\phi} 

Реактивная мощность

Реактивная мощность представляет собой среднее по времени мгновенное произведение напряжения и тока на фазу ток сместился на 90 градусов. Реактивная мощность измеряется в «реактивных вольт-амперах» или ВАР.

Реактивная мощность определяется по формуле:

 Реактивная мощность = V\times I\times \sin{\phi} 
  1. Полная мощность, которая является произведением среднеквадратичного значения вольт
    и среднеквадратичного значения ампер.(ВА, вольт-ампер)
  2. Активная мощность, которая представляет собой среднее по времени значение мгновенного произведения
    напряжения и тока. (Ватт)
  3. Реактивная мощность, которая представляет собой среднее по времени значение мгновенного произведения
    напряжения и тока , с текущей фазой, сдвинутой на 90 градусов. (вар, вольтампер реактивный)

Фазовый угол в цепях переменного тока

Фазовый угол — это разность фаз между напряжением и током в цепи переменного тока. Фазовый угол возникает из-за индуктивных или емкостных элементов в цепи.

На следующем рисунке показано, как эти элементы в цепи переменного тока влияют на подачу реальной мощности.

Когда напряжение и ток имеют одинаковое направление, подается питание. Однако, когда напряжение и ток противоположны друг другу, мощность не подается. Существует потеря мощности, которая описывается разницей между реальной мощностью и кажущейся мощностью.

Электрический импеданс — калькулятор — fx​Solver

Описание

Электрический импеданс — это мера сопротивления, которое цепь оказывает току при приложении напряжения.Термин комплексный импеданс может использоваться взаимозаменяемо.

Количественно импеданс двухполюсного элемента цепи представляет собой отношение комплексного представления синусоидального напряжения между его выводами к комплексному представлению тока, протекающего через него. В общем, это зависит от частоты синусоидального напряжения.

Полное сопротивление расширяет понятие сопротивления цепей переменного тока и имеет как величину, так и фазу, в отличие от сопротивления, которое имеет только величину.Когда цепь управляется постоянным током (DC), нет разницы между импедансом и сопротивлением; последний можно рассматривать как импеданс с нулевым фазовым углом.

Понятие импеданса полезно для выполнения анализа переменного тока электрических сетей, поскольку оно позволяет связать синусоидальные напряжения и токи простым линейным законом. В сетях с несколькими портами двухполюсное определение импеданса неадекватно, но комплексные напряжения на портах и ​​токи, протекающие через них, по-прежнему линейно связаны матрицей импеданса.

Импеданс — это комплексное число с теми же единицами измерения, что и сопротивление, для которого единицей СИ является ом (Ом). Его символ обычно Z, и его можно представить, написав его величину и фазу в форме | Z | ∠ θ. Однако декартово представление комплексных чисел часто более эффективно для целей анализа цепей.

Величина, обратная полному сопротивлению, равна адмиттансу, единицей СИ которого является сименс, ранее называвшийся мхо.

Термин импеданс был введен Оливером Хевисайдом в июле 1886 года.Артур Кеннелли был первым, кто представил импеданс комплексными числами в 1893 году.

Введение понятия импеданса в цепи переменного тока оправдано тем, что помимо нормального сопротивления цепей постоянного тока необходимо учитывать два дополнительных механизма сопротивления: индукция напряжений в проводниках, самоиндуцируемая магнитными полями токи (индуктивность) и накопление электростатического заряда, индуцированного напряжениями между проводниками (емкость). Импеданс, вызванный этими двумя эффектами, в совокупности называется реактивным сопротивлением и образует мнимую часть комплексного импеданса, тогда как сопротивление образует действительную часть.

Полное сопротивление определяется как отношение напряжения к току в частотной области. Другими словами, это отношение напряжения к току для одной комплексной экспоненты на определенной частоте ω.

Для синусоидального входа тока или напряжения полярная форма комплексного импеданса связывает амплитуду и фазу напряжения и тока. В частности:

Величина комплексного импеданса представляет собой отношение амплитуды напряжения к амплитуде тока;
фаза комплексного импеданса представляет собой фазовый сдвиг, на который ток отстает от напряжения.

Количественно импеданс двухполюсника представлен комплексной величиной Z, определенной в декартовой форме, как показано здесь.

Связанные формулы Калькулятор падения напряжения переменного тока

| Распределительная группа Mangan Power

Что такое падение напряжения? Когда электрический ток проходит по проводу, напряжение (также называемое электрическим потенциалом) проталкивает его. Беда в том, что проволока создает встречное давление, которое, так сказать, «отталкивает».Чтобы ток успешно прошел, он должен превзойти это противоположное давление.

Когда есть переменный ток, противоположное давление, создаваемое проводом, известно как импеданс (подумайте о сопротивлении чему-то). Это двумерная мера, также называемая вектором; импеданс имеет как сопротивление, так и реактивное сопротивление, причем последнее представляет собой реакцию, возникающую, когда нарастающее электрическое поле сталкивается с изменением тока. Когда есть постоянный ток, то мы просто называем обратное сопротивление давлению.

Падение напряжения, таким образом, представляет собой величину потери напряжения, вызванную встречным давлением в проводе, и чрезмерное падение напряжения может привести к определенным проблемам. Например, двигатель может работать горячее, чем обычно, и в конечном итоге сгореть задолго до того, как это должно было произойти. Некоторыми другими примерами проблем, связанных с чрезмерными перепадами напряжения, являются плохая работа нагревателей и мерцание или затемнение света вместо того, чтобы гореть стабильно и ярко.

Эксперты-электрики рекомендуют, чтобы в цепи с полной нагрузкой падение напряжения не превышало 5 %.Это можно сделать, используя правильный провод для работы или поддерживая удлинители и аналогичные предметы в хорошем состоянии. И здесь нам пригодится наш калькулятор падения напряжения переменного тока.

  • Данные NEC: На этой вкладке пользователь может рассчитать предполагаемое падение напряжения, используя данные о сопротивлении и реактивном сопротивлении, взятые прямо из Национального электротехнического кодекса или NEC.
  • Расчетное сопротивление: Используя данные сопротивления, основанные на размере провода, эта вкладка определяет приблизительное падение напряжения.
  • Другое: Иногда источником данных являются альтернативные стандарты или производитель проводов. Когда у пользователя есть такие настраиваемые значения импеданса или сопротивления, эта вкладка помогает найти необходимое расчетное падение напряжения.

ИСКРЫ: расчет импеданса

Расчет импеданса

В цепях переменного тока Закон Ома принимает более общая форма: E = I⋅Z , где E  — напряжение, а  I . актуален, как и прежде.Новый термин, Z , равен импедансу , векторная комбинация:

  • Сопротивление, R (в Ом), при падении напряжения по фазе с электрический ток.
  • Индуктивное сопротивление, X L (в омах), с напряжением опускает опережая ток на 90°.
  • Емкостное реактивное сопротивление, X C (в омах) по напряжению отстает от тока на 90°.

f = 6,4 кГц    R = 120 Ом
L = 3,6 мГн    C = 0,38 мкФ

Рис. 1. Пример RLC-цепи

Рисунок 2. Векторная сумма R и
X L X C дает Z

Из формул для X L и X C можно см., что реактивные сопротивления зависят от обоих значений компонентов L и C , а также частота переменного тока, f :

а также

, где f — частота в Герц (или сек −1 ), л — индуктивность в генри, Кл — индуктивность в генри. емкость в фарадах.Потому что X L и X C различаются по фазе на 180°, общее реактивное сопротивление X последовательной цепи X L X C .

Знакомые варианты применения закона Ома, такие как последовательная и параллельная цепи. расчеты, по-прежнему применяются. Однако теперь вы должны рассмотреть конкурирующий вектор вклады сопротивлений и реактивных сопротивлений.

Фазовые углы и векторы

Найдем полное сопротивление цепи на рисунке 1.Используя формулы выше:

Построение импеданса Z , резистор вносит горизонтальный вклад компонент. Вертикальная составляющая представляет собой разность реактивных сопротивлений: X L X C . Тогда Z является векторной суммой R и X L X C , как показано на рисунке 2.

На рисунке 2, учитывая, что Z является гипотенузой прямоугольного треугольника, мы можем использовать теорему Пифагора и геометрию прямоугольного треугольника, чтобы вычислить Z .

Таким образом, в этой схеме мы наблюдаем эффект импеданса 144 Ом, с отставанием тока от напряжения питания на фазовый угол 33,5°.

Как вы могли догадаться из обсуждения выше, вполне возможно, что индуктивные и емкостные реактивные сопротивления точно компенсируются при правильных сочетаниях из L , C и f значения.Это очень важное условие, известное как резонанс .

 

Занятия в классе: анализ цепей переменного тока — Texas Instruments

Категория Описание Разрешить
Аналитические и эксплуатационные файлы cookie Эти файлы cookie, в том числе файлы cookie из Google Analytics, позволяют нам распознавать и подсчитывать количество посетителей на сайтах TI и видеть, как посетители перемещаются по нашим сайтам.Это помогает нам улучшить работу сайтов TI (например, упрощая поиск информации на сайте).
Рекламные и маркетинговые файлы cookie Эти файлы cookie позволяют размещать рекламу на основе интересов на сайтах TI и сторонних веб-сайтах с использованием информации, которую вы предоставляете нам при взаимодействии с нашими сайтами.Объявления на основе интересов отображаются для вас на основе файлов cookie, связанных с вашими действиями в Интернете, такими как просмотр продуктов на наших сайтах. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам для этих целей. Эти файлы cookie помогают нам адаптировать рекламу, чтобы она лучше соответствовала вашим интересам, управлять частотой, с которой вы видите рекламу, и понимать эффективность нашей рекламы.
Функциональные файлы cookie

Эти файлы cookie помогают определить, кто вы, и хранить информацию о вашей деятельности и учетной записи, чтобы обеспечить расширенные функциональные возможности, включая более персонализированный и актуальный опыт на наших сайтах.Если вы не разрешите использование этих файлов cookie, некоторые или все функции и службы сайта могут работать неправильно.

Если вы не разрешите использование этих файлов cookie, некоторые или все функции и службы сайта могут работать неправильно.

Файлы cookie социальных сетей Эти файлы cookie позволяют идентифицировать пользователей и контент, связанный с онлайн-социальными сетями, такими как Facebook, Twitter и другие платформы социальных сетей, и помогают TI улучшить охват социальных сетей.
Строго необходимо Эти файлы cookie необходимы для работы сайтов TI или для выполнения ваших запросов (например, для отслеживания того, какие товары вы положили в свою корзину на TI.com, для доступа к безопасным областям сайта TI или для управления настроенными настройки файлов cookie). Всегда включен

Калькулятор электрического тока | вольт | Ампер | Ом


Рис. 1.Вода в трубе и электричество в кабеле

Поскольку электричество может быть сложной концепцией для тех, кто не знаком с предметом, мы будем использовать аналогию с трубопроводом для всех электрических свойств, которые, как мы надеемся, помогут вам понять. Представьте себе протекание электричества в виде воды, протекающей по трубе (рис. 1) {аналогии с трубопроводом обычно заключены в фигурные скобки}.

Проводник (электрический)

Это средство, с помощью которого электричество может транспортироваться из одного места в другое {представьте, что это труба}.Мы будем называть проводник «кабелем», хотя он известен как «провод», «шнур» или «проводник». Он может принимать любую форму или форму, но обычно представляет собой один или несколько (многожильных) проводов круглого сечения, покрытых изоляционным материалом. Причина, по которой используются многожильные кабели, а не одножильные провода того же диаметра, которые обеспечивают меньшее сопротивление, заключается в том, что кабели большого диаметра, используемые для передачи сильного тока, очень трудно согнуть.

Хороший проводник позволяет электричеству {или воде} течь по нему очень быстро и без особых усилий.

Плохой проводник очень затрудняет прохождение электричества {или воды}, что делает его хорошим сопротивлением.

Электричество (постоянный/переменный ток)

Электричество — это необычайно интенсивный перенос электронов между соседними атомами в проводнике в одном и том же направлении. Количество электричества, проходящего по проводнику, измеряется в кулонах {представьте себе это как галлоны или литры воды, проходящие по трубе}.

«Электричество постоянного тока» означает постоянный ток.Он является непрерывным и его следует рассматривать как эквивалент потока воды по трубе, создаваемого лопастным или центробежным насосом: т. е. он обеспечивает постоянный поток в одном направлении.

В то время как постоянный ток (и напряжение) обычно обеспечивается батареей или другим накопителем энергии, генератор постоянного тока также может создавать несколько иную версию (см. калькулятор MotAtor компании CalQlata). «Постоянный ток» обычно используется для относительно маломощных источников питания (<100 Вт), таких как портативное электрическое и электронное оборудование, например.грамм. мобильные телефоны, компьютеры и т. д. Преимущество аккумуляторного источника питания заключается в том, что это простая система, не требующая генератора (то есть до тех пор, пока ваша батарея не потребует подзарядки).


Рис. 2. Переменный ток

«Электричество переменного тока» означает переменный ток. Он варьируется от положительного до отрицательного {представьте, что вода нагнетается по трубе с помощью поршневого насоса (т. е. толкает-всасывает-толкает и т. д.)}. Переменный ток (и напряжение) обеспечивается вращением сильного магнита в серии проволочных петель.

Хотя напряжение также изменяется с той же частотой, что и ток, обычно это происходит не одновременно, т. е. обычно они не совпадают по фазе (рис. 2). Количество раз, когда это чередование происходит каждую секунду, называется частотой (‘ƒ’) электричества и измеряется в герцах (Гц).

Калькулятор электрического тока ограничен расчетами однофазного источника питания переменного тока (как показано на рис. 2). Трехфазный источник электропитания индуцирует три однофазных источника, каждый из которых сдвинут по фазе на 120°.

Передача электроэнергии по кабелю ограничена его электрическим сопротивлением, которое заранее определяется его; материал⁽²⁾, длина, диаметр и температура. Первый закон Джоуля гласит; «Потери мощности в проводнике пропорциональны квадратам тока (p = I².R)», но поскольку они также пропорциональны вольтам (p = VI), вы должны стараться поддерживать ток как можно ниже. и напряжение соответственно выше при проектировании систем передачи электроэнергии. Вы делаете это с трансформаторами.

Напряжение [Вольт]

Напряжение — это сила, которая создает поток электричества {представьте себе напряжение как перепад давления в трубе}. Она также известна как электродвижущая сила (ЭДС) и разность потенциалов (pd).

Ток [Ампер]

Ток – это скорость (или скорость), с которой некоторое количество электричества протекает через проводник {т.е. галлоны или литры в минуту}. Один Ампер — это прохождение одного кулона электричества в секунду.

Полное сопротивление [Ом]

Полное сопротивление — это полное сопротивление проводника. Он включает статическое сопротивление, постоянно присутствующее в результате удельного сопротивления материала, его размеров и температуры, а также реактивное сопротивление, генерируемое в электросети переменного тока.

Поскольку полное сопротивление² = реактивное сопротивление² + сопротивление², полное сопротивление всегда будет равно сопротивлению в электрических цепях постоянного тока, поскольку реактивное сопротивление равно нулю. Но в источниках переменного тока сопротивление всегда будет в некоторой степени присутствовать и отвечает за сдвиг фазового угла (рис. 2) между напряжением и током.

Сопротивление [Ом]

Возвращаясь к нашей аналогии с «трубой», представьте себе контур без сопротивления как полностью открытую, абсолютно прямую, чистую трубу без трения и слегка увеличивающегося диаметра, в маленький конец которой закачивается вода, а из другого выливается. Это отличное средство транспортировки воды (или электричества) из одного места в другое с минимальными потерями и без какой-либо работы.

Если, однако, вы установите винтовую (или винтовую) лопасть в нашу трубу, которая каким-то образом соединена со свободно вращающимся колесом вне трубы, то колесо будет вращаться вместе с вращением лопасти, тем самым совершая работу, но эта работа потребует; а) достаточное давление (напряжение) для создания расхода и б) достаточный расход (ток) для вращения лопасти.Сопротивление, испытываемое системой при вращении винтовой лопасти, эквивалентно электрическому сопротивлению в проводнике.

Высокое сопротивление проводника может быть полезным;

напр. для нити накала электрической лампочки, где она нагревается достаточно, чтобы светиться

или что-то плохое;

напр. в магистральном носителе электричества, где высокое сопротивление потребует большой мощности для передачи и последующий нагрев проводника приведет к потерям на стороне подачи

Реактивное сопротивление (переменный ток) [Ом]

Реактивное сопротивление — это электрическое сопротивление переменному току, создаваемое индуктивностью или емкостью, обе из которых не зависят от сопротивления.

Индуктивность (переменный ток) [генри]

«Приложенная» ЭДС, создаваемая генератором переменного тока, обеспечивает силу, которая вызывает рост переменного тока во время его цикла (рис. 2). Индуктивность — это сопротивление, создаваемое индуцированной (или «обратной») ЭДС, которая противодействует приложенной ЭДС и, следовательно, замедляет рост тока. Именно это замедление протекания тока «противодействующей» ЭДС создает индуктивное сопротивление.

Ток достигает своего пика после ЭДС индуктивности и, следовательно, считается, что он отстает от напряжения (рис. 2).

Емкость (переменный ток) [фарад]

Емкость можно рассматривать как электрическую диафрагму, накапливающую энергию {давление} по мере увеличения напряжения и предотвращающую протекание тока, но, в отличие от физической диафрагмы, она не останавливает весь поток. Конденсатор собирает электричество по мере того, как переменный ток увеличивается в своем цикле, и высвобождает его, когда ток падает. Именно это предотвращение потока во время цикла создает емкостное сопротивление.

Пик тока перед ЭДС проводимости, поэтому говорят, что он опережает напряжение (рис. 2).

Мощность [Ватт или Джоулей в секунду]

Мощность (‘p’) в цепи — это средство, с помощью которого мы можем определить скорость работы, совершаемой электричеством {или водой} при прохождении через проводник. Для источников питания постоянного тока это просто Вольты x Амперы, но источникам питания переменного тока присваиваются номинальные значения «истинной» и «кажущейся» мощности.


Рис. 3. Расчет истинной мощности

Коэффициент мощности (переменный ток)

Коэффициент мощности — это коэффициент, на который уменьшается кажущаяся мощность для учета фазового сдвига при объединении сопротивления и реактивного сопротивления.Он также равен косинусу фазового угла (Cos(φ)).

Истинная мощность (переменный ток)

Истинная мощность – это максимальный ток (I max ), умноженный на соответствующее напряжение (В), где Вольты – это V max , умноженное на коэффициент мощности (рис. 3).

Полная мощность (переменный ток)

Кажущаяся мощность представляет собой произведение максимального тока на максимальное напряжение без учета коэффициента мощности (см. выше) и обычно обозначается как номинальная мощность в кВА (киловольт-ампер) источника питания

Калькулятор электрического тока — техническая помощь

Разница между параметрами расчета AC-DC и Power Transmission заключается в том, что AC-DC рассчитывает только теоретические взаимосвязи между различными свойствами электрического заряда, тогда как Power Transmission связывает эти свойства с электрическим кабелем (или проводником). .

Пример расчета (фиктивная лампочка накаливания 50 Вт x 240 В, рис. 4 и 5)

1) Выберите вариант расчета: AC/DC
2) Введите 50 [Гц] для частоты (например, внутренняя частота в Великобритании)
3) Введите 220 [В] для напряжения (например, напряжение сети в домах Великобритании)
4) Введите 2,8 [ч] для индуктивности (типично для сети Великобритании)
5) Выберите вариант расчета: Power Transmission
6) Введите диаметр нити 3,5E-05 [м] (около 1,5 см).4 тыс.)
7) Введите длину нити 0,58 [м]
8) Введите свойства для вольфрама; αᴿ; 0,004403 [/°С], ρᴿ; 5,5E-08 [Ом·м], сП; 134 [Дж/кг/К] и ρ; 19293 [кг/м³]
9) Введите 2500 [°C] для температуры, которую необходимо достичь
. 10) Введите 1 для количества нитей (на этом расчет завершен)
11) Скопируйте результат для сопротивления (398.123037)
12) Вернитесь к AC/DC и вставьте значение сопротивления в соответствующие входные данные (‘R’)

.

Вы заметите, что мощность (‘p’) равна 50 в опции расчета «Power Transmission» и 20.67 в варианте расчета «AC/DC». Это связано с тем, что мощность в параметре «Power Transmission» представляет собой полную мощность («ap»; 0,05 кВА⁽⁴⁾), а мощность в варианте расчета «AC/DC» представляет собой реальную мощность (20,67 Вт⁽⁴⁾). Вышеуказанная нить накала рассчитана на 50 ВА⁽⁴⁾ (в отличие от 50 Вт⁽⁴⁾)


Рис. 4. AC-DC

AC-DC

Этот вариант расчета предназначен для расчета общих взаимосвязей между электрическими свойствами без учета электрического проводника.

Напряжение и ток в цепи постоянного тока (DC) постоянны.У них нет частоты. Таким образом, если вы удалите введенное значение частоты («ƒ») или установите его равным нулю, калькулятор электрического тока автоматически предположит, что вы выполняете расчет постоянного тока. В этом случае ни индуктивность («L»), ни емкость («C») не будут включены в расчет, а все выходные данные, кроме тока («I») и мощности («p»), будут автоматически установлены равными нулю.

Однако, если вам необходимо рассчитать электрическое сопротивление проводника с помощью этого варианта расчета, вы можете использовать Power Transmission (см. ниже) для расчета сопротивления («R») на основе материала, размеров и температуры, а затем скопировать и вставить результат в эту опцию (не забывая удалять запятые из данных).

Значение, которое вы вводите для напряжения (‘V’) или получаете для реактивного сопротивления (‘X’) в этом параметре расчета, будет автоматически вставлено в соответствующие входные данные в параметре расчета Power Transmission при следующем выборе.

Ре. значения выходной мощности и полной мощности, см. «Примечание 4» внизу этой страницы

Силовая передача


Рис. 5. Силовая передача

Этот вариант расчета предназначен для определения характеристик кабеля электропередачи (или проводника).

Значения напряжения (‘V’) и реактивного сопротивления (‘X’) в этом варианте расчета автоматически переносятся из AC/DC, а соответствующее выходное значение для удельного сопротивления (‘ρᴿ’) автоматически переносится из удельного сопротивления/проводимости каждый раз, когда вы введите этот вариант расчета. Однако, пока вы остаетесь в этом варианте расчета, калькулятор электрического тока будет учитывать любые изменения, которые вы вносите в эти значения входных данных.

Эта процедура расчета была разработана для того, чтобы вы могли ввести материалы проводника, размеры и расчетную температуру для достижения желаемых рабочих условий.Вы можете использовать его для расчета характеристик лампы накаливания с металлической нитью накаливания или ограничения рабочей температуры силового кабеля. Например:

Нить накала лампочки

Цель нити накаливания — светиться как можно ярче. В случае нити из металлической проволоки ее яркость прямо пропорциональна температуре, независимо от материала, из которого она изготовлена. Поэтому, очевидно, лучше использовать металл с самой высокой температурой плавления (т.грамм. вольфрама) и нагрейте его как можно быстрее, не рискуя кратковременным отказом, помня, конечно, что если его нормальная рабочая температура слишком высока, он устанет от частых включений и выключений. Калькулятор электрического тока вставил свойства вымышленной лампочки 240 В x 50 Вт в пункт меню «Файлы»> «Восстановить данные по умолчанию», где соответствующие свойства вольфрамовой нити были извлечены из базы данных CalQlata Metals.

Кабель передачи

Это намного проще, так как вам нужно только определить максимально допустимую температуру, и вы, конечно, будете знать, какая мощность у вас есть.

Например, если вы хотите узнать, какую мощность вы можете передать от своей электростанции на расстояние более 300 км по кабелю из алюминиевого сплава диаметром 15 мм, температура которого не может подняться более чем на 50°C …

… вы вводите физические свойства вашего кабеля вместе со свойствами мощности, которую вы хотите передать (1,0E+07 Вт), скажем, 220 000 В и 45 А (используйте 24 часа для индуктивности в этом примере⁽³⁾), и вы получите 6,6 мегаватт.

Ваша единственная проблема состоит в том, чтобы убедиться, что тепло, выделяемое 7E+09J, может быть потеряно с его площади менее чем за 1089 секунд (см. Калькулятор теплопроводности CalQlata), т.е. за время, необходимое мощности для генерации достаточного количества тепла для достижения максимально допустимая температура.


Рис. 6а. Удельное сопротивление

Удельное сопротивление (проводимость)

Удельное сопротивление (Ом·м) равно обратной величине проводимости (См/м)

Естественное удельное сопротивление, существующее в каждом материале, определяет уровень его сопротивления электрическому току, проходящему через него⁽²⁾. В промышленности используется множество различных версий единиц измерения, но наиболее распространенными являются: а) метрическая система; мкОм.см и б) имперские; Ω.c-мил/фут

Пока калькулятор электрического тока использует только Ω.м для удельного сопротивления во всех расчетах. Этот вариант расчета включает возможность преобразования между 54 вариантами единиц удельного сопротивления и проводимости. Но поскольку потенциал преобразования настолько велик, подразделения и кратные Ом и Сименс не включены, поскольку это сделало бы список выбора непрактично большим. (Рис. 6а)


Рис. 6б. Преобразование единиц сопротивления

Если вы хотите преобразовать мкОм.см в Ом.см, просто умножьте полученное значение на соответствующий кратный ‘мк’ (5.5Е-06).

Если вы хотите преобразовать Ом.см в мкОм.см, просто разделите полученное значение на соответствующее кратное «мк» (5,5E+06).

Или вы можете использовать калькулятор CalQlata UniQon, который сделает это за вас (рис. 6b).

Этот вариант расчета также включает расчет IACS%, установленный «Международным стандартом на отожженную медь» для сравнения меди.

Примечания

  1. Разница между генератором постоянного тока и генератором переменного тока заключается просто в методе извлечения тока.
  2. Удельное сопротивление некоторых материалов не увеличивается с температурой, некоторые фактически падают (например, некоторые углеродные композитные материалы)
  3. Собственная индуктивность генератора обычно определяется следующим образом: Напряжение = Индуктивность x изменение тока ÷ изменение во времени. В примере, показанном выше (кабель передачи), предполагается, что частота 50 Гц делает изменение во времени 0,01 секунды для изменения тока от минимального до максимального (от -45 А до +45 А). Это свойство не рассчитывается в калькуляторе электрического тока, так как оно значительно варьируется в зависимости от самоиндукции, ЭДС индукции, вида переменного тока и т. д.
  4. Если разница между мощностью и кажущейся мощностью кажется на первый взгляд незначительной примерно в 1000 раз, это происходит потому, что мощность указывается в ваттах, а кажущаяся мощность в кВА (киловольт-амперах) в соответствии с соглашением.

0 comments on “Расчет цепей переменного тока онлайн: Расчет электрических цепей – Онлайн-калькулятор

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.