Le fonctionnement sans problème de l'appareil dépend de la conformité caractéristiques techniques appareil aux normes du réseau d’alimentation électrique. Connaissant la tension, la résistance et le courant dans le circuit, l’électricien comprendra comment trouver la puissance. Formule de calcul paramètre important dépend des propriétés du réseau auquel le consommateur est connecté.

Travail de l'électricité

Les appareils mécaniques et électriques sont conçus pour effectuer des travaux. Selon la deuxième loi de Newton, l’énergie cinétique qui agit sur un point matériel pendant une certaine période de temps produit un effet utile. En électrodynamique, un champ créé par une différence de potentiel transfère des charges dans une région circuit électrique.

La quantité de travail produite par le courant dépend de l'intensité de l'électricité. Au milieu du XIXe siècle, D. P. Joule et E. H. Lenz ont résolu le même problème. Dans les expériences, un morceau de fil à haute résistance était chauffé lorsqu’un courant le traversait. Les scientifiques se sont intéressés à la question de savoir comment calculer la puissance d'un circuit. Pour comprendre le processus qui se produit dans le conducteur, les définitions suivantes doivent être introduites :

La puissance est le travail effectué par le courant dans un conducteur sur une période de temps. L'énoncé est décrit par la formule : P = A ∕ ∆t.

Sur une section du circuit, la différence de potentiel aux points a et b travaille à se déplacer charges électriques, qui est déterminé par l'équation : A = U ∙ Q. Le courant est la charge totale transmise dans le conducteur par unité de temps, qui est mathématiquement exprimée par la relation : U ∙ I = Q ∕ ∆t. Après transformations, la formule de la puissance du courant électrique est obtenue : P = A ∕ ∆t = U ∙ Q ∕ ∆t = U ∙ I. On peut affirmer que le travail est effectué dans le circuit, qui dépend de la puissance déterminée par le courant et la tension aux contacts de l'appareil électrique connecté.

Performances CC

DANS circuit linéaire Sans condensateurs ni inductances, la loi d'Ohm est respectée. Un scientifique allemand a découvert la relation entre le courant et la tension à partir de la résistance du circuit. La découverte s'exprime par l'équation : I = U ∕ R. Étant donné la valeur de la résistance de charge, la puissance se calcule de deux manières : P = I ² ∙ R ou P = U ² ∕ R.

Si le courant dans le circuit circule du plus au moins, alors l'énergie du réseau est absorbée par le consommateur. Ce processus se produit lors du chargement batterie. Si le courant circule dans la direction opposée, la puissance est transférée au circuit électrique. Cela se produit lorsque le réseau est alimenté par un générateur en marche.

Alimentation CA

Calcul circuits variables différent du calcul du paramètre de performance dans un circuit intermédiaire. Cela est dû au fait que la tension et le courant varient dans le temps et dans la direction.

Dans un circuit avec un déphasage de courant et de tension, les types de puissance suivants sont considérés :

1. Actif.
2. Réactif.
3. Complet.

Ingrédient actif

La partie active de la puissance utile prend en compte le taux de conversion irréversible de l'électricité en énergie thermique ou magnétique. Dans une ligne de courant monophasée, la composante active est calculée par la formule : P = U ∙ I ∙ cos ϕ.

DANS système international Les unités SI de performance sont mesurées en watts. L'angle ϕ détermine le décalage de tension par rapport au courant. Dans un circuit triphasé, la partie active est la somme des puissances de chaque phase individuelle.

Inverser les pertes

L’alimentation du réseau est utilisée pour faire fonctionner les condensateurs, les inductances et les enroulements des moteurs électriques. En raison des propriétés physiques de ces dispositifs, l'énergie, déterminée par la puissance réactive, est renvoyée dans le circuit. L'ampleur du rendement est calculée à l'aide de l'équation: V = U ∙ I ∙ sin ϕ.

L'unité de mesure est le watt. Il est possible d'utiliser une mesure de comptage extra-systémique var dont le nom est composé de mots anglais Volt, ampère, réaction. La traduction en russe signifie respectivement « volt », « ampère », « action inverse ».

Si la tension est en avance sur le courant, alors le déphasage est considéré comme supérieur à zéro. DANS sinon le déphasage est négatif. Selon la valeur de sin ϕ, la composante réactive est positive ou négative. La présence d'une charge inductive dans le circuit permet de parler de partie réversible supérieure à zéro, et l'appareil connecté consomme de l'énergie. L'utilisation de condensateurs rend les performances réactives négatives et l'appareil ajoute de l'énergie au réseau.

Pour éviter les surcharges et les modifications du facteur de puissance réglé, des compensateurs sont installés dans le circuit. De telles mesures réduisent les pertes électriques, réduisent la distorsion de la forme d'onde du courant et permettent l'utilisation de fils de section plus petite.

En pleine force

Complet pouvoir électrique détermine la charge qu'un consommateur place sur le réseau. Les composants actifs et inverseurs sont combinés avec la puissance totale par l'équation : S = √ (P² + V²).

Avec une charge inductive, la valeur est V ˃ 0, et l'utilisation de condensateurs donne V ˂ 0. L'absence de condensateurs et d'inductances rend la partie réactive égale à zéro, ce qui renvoie la formule à regard familier: S = √ (P² + V²) = √ (P² + 0) = √ P² = P = U ∙ I. La puissance totale est mesurée dans l'unité hors système « voltampère ». Version courte - B ∙ A.

Critère d'utilité

Le facteur de puissance caractérise la charge du consommateur du point de vue de la présence de la partie réactive de l'œuvre. DANS sens physique le paramètre détermine le décalage du courant par rapport à la tension appliquée et est égal à cos ϕ. En pratique, cela signifie la quantité de chaleur générée sur les conducteurs de connexion. Le niveau de chauffage peut atteindre des valeurs importantes.

Dans le secteur de l’énergie, le facteur de puissance est désigné par la lettre grecque λ. La plage de variation va de zéro à un ou de 0 à 100 %. À λ = 1, l'énergie fournie au consommateur est dépensée en travail, il n'y a pas de composante réactive. Les valeurs λ ≤ 0,5 sont considérées comme insatisfaisantes.

Le fonctionnement sans problème des appareils d'une ligne électrique est dû au calcul correct des paramètres techniques. Un ensemble de formules dérivées des lois de Joule - Lenz et Ohm permet de trouver la puissance actuelle dans un circuit. Diagramme schématique, correctement compilé en tenant compte des caractéristiques des appareils utilisés, augmente les performances du réseau électrique.

En physique, une grande attention est accordée à l’énergie et à la puissance des appareils, des substances ou des corps. En génie électrique, ces concepts ne jouent pas un rôle moins important que dans d'autres branches de la physique, car ils déterminent la rapidité avec laquelle l'installation effectuera son travail et la charge que supporteront les lignes électriques. Sur la base de ces informations, les transformateurs pour sous-stations, les générateurs pour centrales électriques et la section transversale des conducteurs des lignes de transport sont sélectionnés. Dans cet article, nous vous expliquerons comment trouver la puissance Appareil électroménager ou installation, connaissant le courant, la tension et la résistance.

Définition

La puissance est une quantité scalaire. En général, il est égal au rapport travail effectué/temps :

En termes simples, cette valeur détermine la rapidité avec laquelle le travail est terminé. Il peut être désigné non seulement par la lettre P, mais également par W ou N, et se mesure en Watts ou en kilowatts, abrégés respectivement en W et kW.

La puissance électrique est égale au produit du courant et de la tension ou :

Quel est le rapport avec le travail ? U est le rapport de travail pour transférer une charge unitaire, et I détermine la quantité de charge passée à travers le fil par unité de temps. À la suite des transformations, une formule a été obtenue avec laquelle vous pouvez trouver la puissance, connaissant l'intensité et la tension du courant.

Formules pour les calculs de circuits CC

Mais il n'est pas toujours possible de trouver de l'énergie par courant et tension. Si vous ne les connaissez pas, vous pouvez déterminer P en connaissant la résistance et la tension :

P = U2/R

Vous pouvez également effectuer le calcul en connaissant le courant et la résistance :

P=I 2 *R

Les deux dernières formules sont pratiques pour calculer la puissance d'une section d'un circuit si l'on connaît le R de l'élément I ou U qui tombe dessus.

Pour CA

Cependant, pour un circuit électrique courant alternatif il faut prendre en compte le total, actif et réactif, ainsi que le facteur de puissance (cosF). Nous avons abordé tous ces concepts plus en détail dans cet article : .

Notons seulement que pour trouver la puissance totale dans réseau monophasé Pour le courant et la tension, vous devez les multiplier :

Le résultat sera obtenu en voltampères, pour déterminer la puissance active (watts), il faut multiplier S par le coefficient cosФ. Il se trouve dans la documentation technique de l'appareil.

P=UIcosФ

Pour déterminer la puissance réactive (voltampères réactifs), sinФ est utilisé à la place de cosФ.

Q=UIsinФ

Ou exprimer à partir de cette expression :

Et à partir de là, calculez la valeur requise.

Trouver la puissance dans un réseau triphasé est également simple ; pour déterminer S (total), utilisez la formule de calcul du courant et de la tension de phase :

S=3U f/f

Et connaissant Ulinear :

S=1,73*UlIl

1,73 ou racine de 3 - cette valeur est utilisée pour les calculs des circuits triphasés.

Puis, par analogie, pour trouver P actif :

P=3U f / f *cosФ=1,73*U l I l *cosФ

Vous pouvez déterminer la puissance réactive :

Q=3U f / f *sinФ=1,73*U l I l *sinФ

Sur ce informations théoriques fin et nous passerons à la pratique.

Exemple de calcul de la puissance totale d'un moteur électrique

La puissance des moteurs électriques peut être utile ou mécanique sur l'arbre et électrique. Ils diffèrent par le coefficient de performance (rendement), cette information est généralement indiquée sur la plaque signalétique du moteur électrique.

De là, nous prenons les données pour calculer la connexion en triangle à Ulinear 380 Volts :

1. P sur l'arbre = 160 kW = 160 000 W
2. n=0,94
3. cosФ=0,9
4. U=380

Ensuite, vous pouvez trouver la puissance électrique active à l’aide de la formule :

P=P sur l'arbre /n=160000/0,94=170213 W

Nous pouvons maintenant trouver S :

S=P/cosφ=170213/0,9=189126 W

C'est cela qu'il faut trouver et prendre en compte lors du choix d'un câble ou d'un transformateur pour un moteur électrique. Ceci termine les calculs.

Calcul pour connexion parallèle et série

Lors du calcul du circuit appareil électronique il faut souvent trouver la puissance qui est allouée à élément séparé. Ensuite, vous devez déterminer quelle tension chute à ses bornes, si nous parlons de connexion série, ou quel courant circule lorsqu'il est connecté en parallèle, considérons des cas spécifiques.

Ici, Itotal est égal à :

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6

Pouvoir général :

P=UI=12*0,6=7,2 watts

Pour chaque résistance R1 et R2, puisque leur résistance est la même, la tension chute selon :

U=IR=0,6*10=6 Volts

Et se démarque par :

P sur la résistance =UI=6*0,6=3,6 Watts

Ensuite, avec une connexion parallèle dans ce circuit :

On cherche d'abord I dans chaque branche :

I 1 =U/R 1 =12/1=12 Ampères

I 2 =U/R 2 =12/2=6 Ampères

Et se démarque sur chacun :

P R 1 = 12*6 = 72 watts

P R 2 = 12*12 = 144 watts

Points forts totaux :

P=UI=12*(6+12)=216 watts

Ou à travers résistance totale, Alors:

R total =(R 1 *R 2)/(R 1 +R 2)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 Ohm

I=12/0,66=18 Ampères

P=12*18=216 watts

Tous les calculs coïncident, ce qui signifie que les valeurs trouvées sont correctes.

Travail du courant électrique

Attaché au circuit illustré à la figure 1 est pression constante U.

U = φA – φB

Pendant t quantité d'électricité qui circule dans le circuit Q. Les forces du champ électrique agissant le long du conducteur ont transféré la charge pendant ce temps Q du point UN exactement B. Le travail des forces du champ électrique ou, ce qui revient au même, le travail du courant électrique peut être calculé à l'aide de la formule :

UN = Q × ( φA – φB) = Q × U,

Parce que Q = je × t, enfin:

UN= U × je × t,

Où UN– travail en joules ; je– courant en ampères ; t– temps en secondes ; U– tension en volts.

D'après la loi d'Ohm U = je × r. Par conséquent, la formule de travail peut s’écrire ainsi :

UN = je 2× r × t.

Puissance électrique

Le travail effectué par unité de temps est appelé puissance et est désigné par la lettre P..

De cette formule nous avons :

UN = P. × t.

Unité de puissance:

1 (J/sec) est autrement appelé un watt (W). En substituant l'expression du travail du courant électrique dans la formule de puissance, nous avons :

P. = U × je(W).

La formule de la puissance électrique peut également être exprimée en termes de consommation de courant et de résistance du consommateur :

En plus du watt, des unités de mesure de puissance électrique plus grandes sont utilisées dans la pratique. La puissance électrique se mesure en :

100 W = 1 hectowatt (gW) ;
1 000 W = 1 kilowatt (kW) ;
1 000 000 W = 1 mégawatt (MW).

La puissance électrique est mesurée par un appareil spécial - un wattmètre. Le wattmètre comporte deux enroulements (bobines) : série et parallèle. La bobine série est une bobine de courant et est connectée en série avec la charge dans la section du circuit où les mesures sont effectuées, et la bobine parallèle est une bobine de tension et, par conséquent, elle est connectée en parallèle à cette charge. Le principe de fonctionnement d'un wattmètre repose sur l'interaction de deux flux magnétiques créés par le courant circulant dans l'enroulement d'une bobine mobile (bobine de courant) et le courant traversant une bobine fixe (bobine de tension). Lorsque le courant mesuré traverse les enroulements des bobines mobiles et fixes, deux champs magnétiques se forment, pendant l'interaction desquels la bobine mobile a tendance à se positionner de manière à ce que sa direction champ magnétique coïncidait avec la direction du champ magnétique de la bobine stationnaire. Le couple est contrecarré par le couple créé par les ressorts hélicoïdaux, à travers lesquels le courant mesuré est conduit dans la bobine mobile. Le moment antagoniste des ressorts est directement proportionnel à l’angle de rotation de la bobine. Une flèche montée sur une bobine mobile indique la valeur de la grandeur mesurée. Le schéma de connexion du wattmètre est illustré à la figure 2.

Si vous décidez de mesurer la consommation électrique de n'importe quelle charge dont vous disposez et que vous n'avez pas de wattmètre, vous pouvez « fabriquer » un wattmètre de vos propres mains. De la formule P. = je × U On peut voir que la puissance consommée dans le réseau peut être déterminée en multipliant le courant par la tension. Par conséquent, pour déterminer la puissance consommée sur le réseau, deux instruments doivent être utilisés, un voltmètre et un ampèremètre. Après avoir mesuré la consommation de courant avec un ampèremètre et la tension du réseau d'alimentation avec un voltmètre, il est nécessaire de multiplier la lecture de l'ampèremètre par la lecture du voltmètre.

Ainsi, par exemple, la puissance consommée par la résistance r, avec un ampèremètre de 3 A et un voltmètre de 220 V, ce sera :

P. = je × U= 3 × 220 = 660 W.

Pour des mesures pratiques travaux électriques(énergie) joule est une unité trop petite.

Si le temps t remplacez-le non pas en secondes, mais en heures, nous obtenons des unités plus grandes énergie électrique:

1 J = 1 W × seconde ;
1 W × h = 3 600 watts × secondes = 3 600 J ;
100 W × h = 1 hectowatt × heure (gW × h) ;
1 000 W × h = 1 kilowatt × heure (kW × h).

L'énergie électrique est mesurée par des compteurs d'énergie électrique.

Vidéo 1. Fonctionnement et puissance du courant électrique

Vidéo 2. Un peu plus sur le pouvoir

Exemple 1. Déterminez la puissance consommée par le moteur électrique si le courant dans le circuit est de 8 A et que le moteur est connecté à un réseau 220 V.

P. = je × U= 8 × 220 = 1 760 W = 17,6 GW = 1,76 kW.

Exemple 2. Quelle est la puissance consommée par une cuisinière électrique si la cuisinière tire un courant de 5 A du réseau et que la résistance de la bobine du poêle est de 24 ohms ?

P. = je 2× r= 25 × 24 = 600 W = 6 gW = 0,6 kW.

Lors de la conversion de la puissance mécanique en puissance électrique et vice versa, il ne faut pas oublier que
1 puissance (ch) = 736 W ;
1 kilowatt (kW) = 1,36 litre. Avec.

Exemple 3. Déterminez l’énergie consommée par une cuisinière électrique de 600 W sur 5 heures.

UN = P. × t= 600 × 5 = 3 000 W × h = 30 gW × h = 3 kW × h

Exemple 4. Déterminer le coût d'en brûler douze lampes électriques dans un délai d'un mois (30 jours), si quatre d'entre elles, de 60 W chacune, brûlent 6 heures par jour, et que les huit lampes restantes, de 25 W chacune, brûlent 4 heures par jour. Prix ​​​​de l'énergie (tarif) 2,5 roubles pour 1 kW × h.

Puissance de quatre lampes de 60 W chacune.

P.= 60 × 4 = 240 W.

t= 6 × 30 = 180 heures.

UN = P. × t= 240 × 180 = 43 200 W × h = 43,2 kW × h.

La puissance des huit lampes restantes est de 25 W chacune.

P.= 25 × 8 = 200 W.

Nombre d'heures de fonctionnement de ces lampes par mois :

t= 4 × 30 = 120 heures.

Énergie consommée par ces lampes :

UN = P. × t= 200 × 120 = 24 000 W × h = 24 kW × h.

Quantité totale d'énergie consommée :

43,2 + 24 = 67,2 kW × h

Coût de toute l’énergie consommée :

67,2 × 2,5 = 168 roubles.

Bonjour, chers radioamateurs !
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Les formules constituent le squelette de la science électronique. Au lieu de jeter tout un tas d'éléments radio sur la table puis de les reconnecter ensemble, en essayant de comprendre ce qui en résultera, des spécialistes expérimentés construisent immédiatement de nouveaux circuits basés sur des lois mathématiques et physiques connues. Ce sont les formules qui aident à déterminer les valeurs de dénomination spécifiques Composants electroniques et les paramètres de fonctionnement des circuits.

Il est tout aussi efficace d’utiliser des formules pour moderniser des circuits tout faits. Par exemple, afin de sélectionner la bonne résistance dans un circuit avec une ampoule, vous pouvez appliquer la loi d'Ohm de base pour le courant continu (vous pouvez la lire dans la section « Relations de la loi d'Ohm » immédiatement après notre introduction lyrique). L'ampoule peut ainsi être amenée à briller plus fort ou, à l'inverse, atténuée.

Ce chapitre présentera de nombreuses formules physiques de base que vous rencontrerez tôt ou tard en travaillant en électronique. Certains d’entre eux sont connus depuis des siècles, mais nous continuons à les utiliser avec succès, tout comme nos petits-enfants.

Relations selon la loi d'Ohm

La loi d'Ohm est la relation entre la tension, le courant, la résistance et la puissance. Toutes les formules dérivées pour calculer chacun des valeurs spécifiées sont présentés dans le tableau :

Ce tableau utilise les désignations généralement acceptées suivantes pour les grandeurs physiques :

U- tension (V),

je- courant (A),

R.-Puissance, W),

R.- la résistance (Ohm),

Pratiquons-nous en utilisant l'exemple suivant : disons que nous devons trouver la puissance du circuit. On sait que la tension à ses bornes est de 100 V et le courant est de 10 A. Alors la puissance selon la loi d'Ohm sera égale à 100 x 10 = 1000 W. La valeur obtenue peut être utilisée pour calculer, par exemple, le calibre du fusible qui doit être saisi dans l'appareil ou, par exemple, pour estimer la facture d'électricité qu'un électricien du bureau du logement vous apportera personnellement à la fin du mois.

Voici un autre exemple : disons que nous devons connaître la valeur de la résistance dans un circuit avec une ampoule, si nous savons quel courant nous voulons faire passer à travers ce circuit. D'après la loi d'Ohm, le courant est égal à :

Je = U/R

Un circuit composé d'une ampoule, d'une résistance et d'une source d'alimentation (batterie) est représenté sur la figure. En utilisant la formule ci-dessus, même un écolier peut calculer la résistance requise.

Qu'y a-t-il dans cette formule ? Examinons de plus près les variables.

> U pit(parfois aussi écrit V ou E) : tension d'alimentation. Étant donné que lorsque le courant traverse l'ampoule, une certaine tension chute à ses bornes, l'ampleur de cette chute (généralement la tension de fonctionnement de l'ampoule, dans notre cas 3,5 V) doit être soustraite de la tension de la source d'alimentation. . Par exemple, si Upit = 12 V, alors U = 8,5 V, à condition que 3,5 V chute aux bornes de l'ampoule.

> je: Le courant (mesuré en ampères) qui est prévu de circuler à travers l'ampoule. Dans notre cas - 50 mA. Puisque le courant dans la formule est indiqué en ampères, 50 milliampères n’en représentent qu’une petite partie : 0,050 A.

> R.: la résistance souhaitée de la résistance de limitation de courant, en ohms.

Dans la continuité, vous pouvez mettre des nombres réels dans la formule de calcul de résistance au lieu de U, I et R :

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 ohms

Calculs de résistance

Calculer la résistance d’une résistance dans un circuit simple est assez simple. Cependant, à mesure que d’autres résistances y sont ajoutées, en parallèle ou en série, la résistance globale du circuit change également. La résistance totale de plusieurs résistances connectées en série est égale à la somme des résistances individuelles de chacune d'elles. Pour une connexion parallèle, tout est un peu plus compliqué.

Pourquoi devez-vous prêter attention à la manière dont les composants sont connectés les uns aux autres ? Il y a plusieurs raisons à cela.

> Les résistances ne représentent qu'une certaine plage de valeurs fixe. Dans certains circuits, la valeur de la résistance doit être calculée avec précision, mais comme une résistance ayant exactement cette valeur peut ne pas exister du tout, plusieurs éléments doivent être connectés en série ou en parallèle.

> Les résistances ne sont pas les seuls composants dotés d'une résistance. Par exemple, les spires d’un enroulement de moteur électrique présentent également une certaine résistance au courant. Dans de nombreux problèmes pratiques, il faut calculer résistance totale toute la chaîne.

Calcul de la résistance des résistances série

La formule pour calculer la résistance totale des résistances connectées en série est d’une simplicité indécente. Il suffit d'additionner toutes les résistances :

Rtotal = Rl + R2 + R3 + … (autant de fois qu'il y a d'éléments)

Dans ce cas, les valeurs Rl, R2, R3, etc. sont les résistances de résistances individuelles ou d'autres composants du circuit, et Rtotal est la valeur résultante.

Ainsi, par exemple, s'il existe un circuit de deux résistances connectées en série avec des valeurs de 1,2 et 2,2 kOhm, alors la résistance totale de cette section du circuit sera égale à 3,4 kOhm.

Calcul de la résistance des résistances parallèles

Les choses deviennent un peu plus compliquées si l'on veut calculer la résistance d'un circuit composé de résistances parallèles. La formule prend la forme :

R total = R1 * R2 / (R1 + R2)

où R1 et R2 sont les résistances des résistances individuelles ou d'autres éléments du circuit, et Rtotal est la valeur résultante. Ainsi, si l'on prend les mêmes résistances avec des valeurs de 1,2 et 2,2 kOhm, mais connectées en parallèle, on obtient

776,47 = 2640000 / 3400

Pour calculer la résistance résultante d'un circuit électrique de trois résistances ou plus, utilisez la formule suivante :

Calculs de capacité

Les formules données ci-dessus sont également valables pour calculer les capacités, mais exactement le contraire. Tout comme les résistances, elles peuvent être étendues pour couvrir n’importe quel nombre de composants d’un circuit.

Calcul de la capacité des condensateurs parallèles

Si vous devez calculer la capacité d'un circuit composé de condensateurs parallèles, il vous suffit d'additionner leurs dénominations :

Commun = CI + C2 + SZ + ...

Dans cette formule, CI, C2 et SZ sont les capacités des condensateurs individuels et Ctotal est une valeur de sommation.

Calcul de la capacité des condensateurs série

Pour calculer la capacité totale d'une paire de condensateurs connectés en série, la formule suivante est utilisée :

Commun = C1 * C2 / (C1 + C2)

où C1 et C2 sont les valeurs de capacité de chaque condensateur, et Ctot est la capacité totale du circuit

Calcul de la capacité de trois condensateurs connectés en série ou plus

Y a-t-il des condensateurs dans le circuit ? Beaucoup de? Ce n'est pas grave : même s'ils sont tous connectés en série, vous pouvez toujours retrouver la capacité résultante de ce circuit :

Alors pourquoi connecter plusieurs condensateurs en série à la fois alors qu’un seul pourrait suffire ? L'une des explications logiques de ce fait est la nécessité d'obtenir une valeur spécifique pour la capacité du circuit, qui n'a pas d'analogue dans la série standard de valeurs nominales. Il faut parfois emprunter un chemin plus épineux, notamment dans les circuits sensibles comme les récepteurs radio.

Calcul des équations énergétiques

L’unité de mesure de l’énergie la plus utilisée dans la pratique est le kilowattheure ou, dans le cas de l’électronique, le wattheure. Vous pouvez calculer l'énergie dépensée par le circuit en connaissant la durée pendant laquelle l'appareil est allumé. La formule de calcul est la suivante :

wattheures = P x T

Dans cette formule, la lettre P désigne la consommation électrique, exprimée en watts, et T la durée de fonctionnement en heures. En physique, il est d’usage d’exprimer la quantité d’énergie dépensée en watt-secondes, ou Joules. Pour calculer l’énergie dans ces unités, les wattheures sont divisés par 3 600.

Calcul de la capacité constante d'un circuit RC

DANS circuits électroniques Les circuits RC sont souvent utilisés pour fournir des retards ou allonger les signaux d'impulsion. Les circuits les plus simples sont constitués uniquement d’une résistance et d’un condensateur (d’où l’origine du terme circuit RC).

Le principe de fonctionnement d'un circuit RC est qu'un condensateur chargé se décharge à travers une résistance non pas instantanément, mais sur une certaine période de temps. Plus la résistance et/ou le condensateur est grande, plus la capacité mettra du temps à se décharger. Les concepteurs de circuits utilisent très souvent des circuits RC pour créer des minuteries et des oscillateurs simples ou modifier les formes d'onde.

Comment calculer la constante de temps d’un circuit RC ? Puisque ce circuit est constitué d’une résistance et d’un condensateur, les valeurs de résistance et de capacité sont utilisées dans l’équation. Les condensateurs typiques ont une capacité de l'ordre du microfarad ou même moins, et les unités du système sont des farads, donc la formule fonctionne en nombres fractionnaires.

T=RC

Dans cette équation, T représente le temps en secondes, R représente la résistance en ohms et C représente la capacité en farads.

Supposons, par exemple, qu'une résistance de 2 000 ohms soit connectée à un condensateur de 0,1 µF. La constante de temps de cette chaîne sera égale à 0,002 s, soit 2 ms.

Afin de vous faciliter dans un premier temps la conversion d'unités de capacité ultra-petites en farads, nous avons dressé un tableau :

Calculs de fréquence et de longueur d'onde

La fréquence d'un signal est une quantité inversement proportionnelle à sa longueur d'onde, comme le montrent les formules ci-dessous. Ces formules sont particulièrement utiles lorsque vous travaillez avec de l'électronique radio, par exemple pour estimer la longueur d'un morceau de fil qui doit être utilisé comme antenne. Dans toutes les formules suivantes, la longueur d'onde est exprimée en mètres et la fréquence en kilohertz.

Calcul de la fréquence du signal

Supposons que vous souhaitiez étudier l'électronique afin de construire votre propre émetteur-récepteur et discuter avec des passionnés similaires d'une autre partie du monde sur un réseau de radio amateur. Les fréquences des ondes radio et leur longueur se côtoient dans les formules. Dans les réseaux radioamateurs, on entend souvent des déclarations selon lesquelles l'opérateur travaille sur telle ou telle longueur d'onde. Voici comment calculer la fréquence d'un signal radio en fonction de la longueur d'onde :

Fréquence = 300 000 / longueur d'onde

La longueur d'onde dans cette formule est exprimée en millimètres et non en pieds, archines ou perroquets. La fréquence est donnée en mégahertz.

Calcul de la longueur d'onde du signal

La même formule peut être utilisée pour calculer la longueur d'onde d'un signal radio si sa fréquence est connue :

Longueur d'onde = 300 000 / Fréquence

Le résultat sera exprimé en millimètres et la fréquence du signal est indiquée en mégahertz.

Donnons un exemple de calcul. Laissez un radioamateur communiquer avec son ami sur une fréquence de 50 MHz (50 millions de cycles par seconde). En remplaçant ces nombres dans la formule ci-dessus, nous obtenons :

6000 millimètres = 300000/ 50 MHz

Cependant, ils utilisent le plus souvent des unités système de longueur - les mètres, donc pour terminer le calcul, il nous suffit de convertir la longueur d'onde en une valeur plus compréhensible. Puisqu'il y a 1000 millimètres dans 1 mètre, le résultat est 6 M. Il s'avère que le radioamateur a réglé sa station radio sur une longueur d'onde de 6 mètres. Cool!

Chaque appareil moderne est alimenté en électricité. Sa valeur numérique est indiquée par le fabricant sur le corps du sèche-cheveux ou de la bouilloire électrique, ou sur le couvercle du robot culinaire.

Unités

Le calcul de la puissance électrique permet de déterminer le coût de l'énergie électrique consommée par différents appareils sur une certaine période de temps. Les watts et kilowatts en excès entraînent une défaillance des fils et une déformation des contacts.

La relation entre le courant électrique et la puissance consommée par les appareils

L’énergie électrique représente un travail effectué sur une période de temps. Un appareil branché sur une prise fonctionne, mesuré en watts (W). Le corps indique la quantité d'énergie qui sera consommée par l'appareil sur une certaine période de temps, c'est-à-dire que la puissance électrique consommée est indiquée.

Consommation d'énergie

Il est dépensé pour garantir que les électrons se déplacent dans le conducteur. Dans le cas d'un électron ayant une charge unitaire, celle-ci est comparable à la valeur de la tension du réseau. L’énergie totale nécessaire pour déplacer tous les électrons sera déterminée comme le produit de la tension et du nombre d’électrons dans le circuit lorsque l’appareil électrique fonctionne. Voici la formule pour la puissance électrique :

Considérant que le nombre d’électrons circulant sur une période de temps à travers la section transversale d’un conducteur représente un courant électrique, nous pouvons le représenter sous la forme d’une expression de la quantité souhaitée. La formule pour l’énergie électrique ressemblera à :

En réalité, il faut calculer non pas la puissance elle-même, mais la valeur actuelle, connaissant la tension du réseau et la puissance nominale. Après avoir déterminé le courant consommé par un certain appareil, vous pouvez corréler la valeur nominale de la prise et celle du disjoncteur.

Exemples de calculs

Pour une bouilloire dont la puissance électrique est conçue pour deux kilowatts, la consommation de courant est déterminée par la formule :

I=P/U=(2*1000)/220=9A

Pour connecter un tel appareil à un réseau ordinaire réseau électrique, un connecteur conçu pour 6 ampères n'est clairement pas adapté.

Les relations ci-dessus entre la puissance et le courant électrique ne sont pertinentes que lorsque les valeurs de tension et de courant sont complètement en phase. La formule électrique convient à presque tous les appareils électroménagers.

Situations exceptionnelles

S'il y a une grande capacité ou inductance dans le circuit, les formules utilisées ne seront pas fiables et ne pourront pas être utilisées pour des calculs mathématiques. Par exemple, la puissance électrique d’un moteur à courant alternatif serait définie comme suit :

cosφ est le facteur de puissance, qui pour les moteurs électriques est de 0,6 à 0,8 unités.

Détermination des paramètres de l'appareil dans réseau triphasé avec une tension de 380 V, il faut additionner la puissance des valeurs individuelles pour chaque phase.

Exemple de calcul

Par exemple, dans le cas d'une chaudière triphasée conçue pour une puissance de 3 kW, 1 kW est consommé dans chaque phase. Calculons la valeur du courant de phase à l'aide de la formule :

I=P/U_ф =(1*1000)/220=4,5A.

Pour l'homme moderne Caractérisé par l'utilisation constante de l'électricité dans la production et dans la vie quotidienne. Il utilise des appareils qui consomment du courant électrique et utilise des appareils qui en produisent. Lorsque vous travaillez avec de telles sources, il est important de prendre en compte les capacités maximales supposées dans les spécifications techniques.

Tel quantité physique, comme la puissance électrique, est l'un des principaux indicateurs de tout appareil qui fonctionne lorsqu'un flux d'électrons le traverse. Pour transporter ou transmettre de grandes quantités d’énergie électrique nécessaires dans des conditions industrielles, des lignes de transport électrique à haute tension sont utilisées.

La conversion de l'énergie est effectuée dans de puissantes sous-stations de transformation. La conversion triphasée est typique pour les applications industrielles et appareils ménagers différents domaines d'application. Par exemple, grâce à cette transformation, des lampes à incandescence de calibres différents fonctionnent.

DANS génie électrique théorique Il existe une énergie électrique instantanée. Cette valeur est associée au flux d'une seule charge élémentaire à travers une certaine surface sur une courte période de temps. Le travail est effectué par cette charge, associée à la notion de puissance instantanée.

En effectuant des calculs mathématiques simples, vous pouvez déterminer la quantité d’énergie. Connaissant cette valeur, vous pouvez sélectionner la tension nécessaire au fonctionnement complet de divers appareils électroménagers et industriels. Dans ce cas, vous pouvez éviter les risques liés à l'épuisement d'appareils électriques coûteux, ainsi que la nécessité de changer périodiquement le câblage électrique de votre appartement ou de votre bureau.