Формулы

08.11.2021

Формула – это лаконичный способ отображения информации с помощью символов или представить основные зависимости между величинами. Формулы используются для решения уравнений с переменными. Например, формула, которая описывает ток, протекающий через резистор, когда напряжение и сопротивление известны: Формулы

где I – сила тока в амперах, А; U– напряжение в вольтах, В; R – сопротивление в омах, Ом.

В общем контексте формула применяется для решения проблемы реального мира с помощью математики. Формулы образуют основу для всех вычислений.

Формулы имеют международный стандарт, который позволяют профессионалам всего мира правильно понимать их и использовать.
Внизу представлена подборка формул, включая использованные в этой книге, с объяснением их назначения. Также включены краткие объяснения ключевых параметров.
Некоторые общие электрические единицы, используемые в формулах и уравнениях:

V = Вольт, единица электрического потенциала (напряжения).

R = Ом, единица сопротивления.

A = Ампер, единица тока.

W = Ватт, единица электрической мощности.

VA = Вольт-Ампер, произведение напряжения и силы тока.

Объяснение: в системах постоянного тока вольт-ампер – то же самое, что ватты доставленной энергии. В системах переменного тока вольты и амперы могут не быть на 100% синхронными. Когда они синхронны, вольт-амперы равны ваттам на ваттметре. Когда нет, вольт-амперы превышают ватты.
cosⱷ – коэффициент мощности, если вкратце – отношение ваттов к вольт-амперам, или отношение активной мощности (истинной или реальной) к кажущейся мощности.
Объяснение: так как это важный вопрос для сетей переменного тока, рассмотрим виды мощности. Существуют три отличающиеся вида мощности:

Активная мощность (P), измеряемая в ваттах, это мощность, производимая электрическим сопротивлением сети, выполняющим реальную работу.
Кажущаяся (полная) мощность (S), измеряемая в вольт-амперах, это напряжение сети переменного тока, умноженное на все токи, в ней протекающие. Это векторная сумма активной и реактивной мощности.
Реактивная мощность (Q), измеряемая в вольт-амперах реактивных (ВАР), это мощность, накапливаемая и сбрасываемая на протяжении цикла, например, индуктивными моторами, трансформаторами, соленоидами. Она идет на намагничивание стальных сердечников, но не выполняет никаких действий.
Коэффициент мощности может быть вычислен по формуле: Формулы

где P – активная мощность, S – кажущаяся (полная) мощность.
Необходимо избегать низкого коэффициента мощности, так как провода цепи должны пропускать бо́льшие токи, чем при нормальном коэффициенте мощности, около 0.8.
«Фрмула-колесо» внизу визуализирует закон Ома для вычисления напряжения (U), сопротивления (R), мощности (P) и тока (I).

Пример: применение закона Ома
Аккумуляторная батарея 24 В питает сопротивление 48 Ом.

Ток может быть вычислен: I = U/R = 24/48 = 0.5 А
Мощность может быть вычислена: P = U²/R = 576/48 = 12 Вт

Кратные и дольные единицы
Когда в формулах и выражениях присутствуют большие величины, обычная практика – использование префиксов кратных и дольных единиц для облегчения чтения. Некоторые часто используемые:

мк – микро, одна миллионная часть, или 0,000001

м – милли, одна тысячная часть, или 0,.001

к – кило, одна тысяча, или 1000

М – мега, один миллион, или 1000000

Пример: 1000 ВА (VA, вольтампер) можно записать как 1 кВА, 1000 кВА – 1 МВА (1000*1000 = 1000000 ВА).

Энергия и мощность

Электрическая энергия E = U × I × t

Активная мощность P = U × I × cosϕ

Полная мощность S = U × I

Реактивная мощность Q = U × I × sinϕ

Вычисление тока для генераторов и моторов

Моторы постоянного тока Формулы

Однофазный мотор Формулы

Трехфазный мотор Формулы

Трехфазный генератор Формулы

Эффективность электрического мотораЭффективность электромотора может быть вычислена : Формулы

где

h = эффективность
Php = выходная мощность, лошадиные силы (horse power)
Winput = входная (потребляемая) мощность, ватты. Можно подставить:

Возврат к списку