Energía de corriente eléctrica. Es sencillo. Cálculo de potencia por corriente y voltaje.

Energía eléctrica. En la naturaleza y la tecnología, ocurren continuamente procesos de conversión de energía de un tipo a otro (Fig. 30). En las fuentes de energía eléctrica, varios tipos de energía se convierten en energía eléctrica. Por ejemplo, en los generadores eléctricos 1, accionados por algún mecanismo, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica, en los termogeneradores 2 - térmica, en las baterías 9 cuando se descargan y en las celdas galvánicas 10 - química, en las fotocélulas 11 - radiante.
Los receptores de energía eléctrica, por el contrario, convierten la energía eléctrica en otros tipos de energía: térmica, mecánica, química, radiante, etc. Por ejemplo, en los motores eléctricos 3 la energía eléctrica se convierte en energía mecánica, en los dispositivos de calefacción eléctrica 5 en térmica energía, en baños electrolíticos 8 y baterías 7 cuando están cargadas - en química, en lámparas eléctricas 6 - en radiante y térmica, en las antenas de 4 transmisores de radio - en radiante.

La medida de la energía es el trabajo. El trabajo W realizado por una corriente eléctrica durante un tiempo t a un voltaje U y corriente I conocidos es igual al producto del voltaje por la corriente y la duración de su acción:

W=UIt (29)

El trabajo realizado por una corriente eléctrica de 1 A con un voltaje de 1 V durante 1 s se toma como unidad de energía eléctrica. Esta unidad se llama julio (J). El julio, también llamado vatio-segundo (W*s), es una unidad de medida muy pequeña, por lo que en la práctica se utilizan unidades más grandes para medir la energía eléctrica: vatio-hora (1 Wh = 3600 J), kilovatio- hora (1 kW*h = 1000 W*h = 3,6*10 6 J), megavatio-hora (1 MW*h=1000 kW*h=3,6*10 9 J).

Energía eléctrica. La energía recibida por el receptor o suministrada por la fuente de corriente en 1 s se llama potencia. La potencia P a valores constantes de U e I es igual al producto del voltaje U y la corriente I:

P=IU(30)

Utilizando la ley de Ohm para determinar la corriente y el voltaje en función de la resistencia R y la conductividad G, se pueden obtener otras expresiones para la potencia. Si reemplazamos el voltaje U=IR o la corriente I=U/R=UG en la fórmula (30), obtenemos

P = yo 2 R (31)

P = U 2 /R = U 2 G (32)

Por tanto, la potencia eléctrica es igual al cuadrado de la corriente y la resistencia, o al cuadrado del voltaje dividido por la resistencia, o al cuadrado del voltaje multiplicado por la conductividad.

La potencia creada por una corriente de 1 A a un voltaje de 1 V se toma como unidad de potencia y se llama vatio (W). En tecnología, la potencia se mide en unidades mayores: kilovatios (1 kW = 1000 W) y megavatios (1 MW = 1.000.000 W).

Pérdidas y eficiencia energética. Al convertir la energía eléctrica en otros tipos de energía, o viceversa, no toda la energía se convierte en el tipo de energía requerido; parte de ella se gasta (pierde) improductivamente para superar la fricción en los cojinetes de las máquinas, los cables calefactores, etc. Las pérdidas son inevitables en cualquier máquina y cualquier aparato.
La relación entre la potencia suministrada por una fuente o receptor de energía eléctrica y la potencia que recibe se denomina eficiencia de la fuente o receptor. Eficiencia (eficiencia)

? = P 2 /P 1 = P 2 /(P 2 + ?P) (33)

P 2 - potencia de salida (útil);
P 1 - potencia recibida;
?P - pérdida de potencia.

La eficiencia es siempre menor que la unidad, ya que en cualquier máquina y aparato hay pérdidas de energía. A veces la eficiencia se expresa como porcentaje. Así, los motores de tracción de locomotoras eléctricas y diésel tienen una eficiencia del 86-92%, los transformadores potentes - 96-98%, las subestaciones de tracción - 94-96%, las redes de contacto de ferrocarriles electrificados - alrededor del 90%, los generadores de locomotoras diésel - 92 - 94%.
Consideremos, como ejemplo, la distribución de energía en un circuito eléctrico (Fig. 31). El generador 1, que alimenta este circuito, recibe del motor primario 2 (por ejemplo, un motor diésel) potencia mecánica P mx = 28,9 kW y entrega potencia eléctrica P el = 26 kW (2,9 kW es la pérdida de potencia en el generador). ¿Tiene entonces eficiencia?

gen = R el / R mx = 26/28.9 = 0.9.

En cada receptor de energía eléctrica también se producen pérdidas de potencia. En el motor eléctrico 3, la pérdida de potencia es de 0,8 kW (recibe 10,8 kW de la red y entrega sólo 10 kW), por lo que la eficiencia ?motor = 10/10,8 = 0,925. De los 6 kW de potencia que reciben las lámparas, sólo una pequeña parte se utiliza para crear energía radiante; la mayor parte se disipa inútilmente en forma de calor. En una cocina eléctrica no toda la potencia de 7,2 kW recibida se utiliza para calentar alimentos, ya que parte del calor que genera se disipa en el espacio circundante. Al considerar circuitos eléctricos, además de determinar las corrientes y voltajes que actúan en secciones individuales, también es necesario determinar la potencia transmitida a través de ellos. En este caso, se debe observar el llamado balance energético de capacidades. Esto significa que la potencia que recibe cualquier dispositivo (fuente de corriente o consumidor) o sección del circuito eléctrico debe ser igual a la suma de la potencia que suministra y las pérdidas de potencia que se producen en este dispositivo o sección del circuito.

Fuerza. Vatio.

El voltaje se mide con un voltímetro (V) y la corriente a través de la carga (R) con un amperímetro (A).

Está claro que se puede obtener la misma potencia con diferentes valores del voltaje de la fuente de corriente. Con una tensión de fuente de 1 voltio, para obtener una potencia de 1 vatio, es necesario hacer pasar una corriente de 1 amperio a través de la carga (1V x 1A = 1W). Si la fuente produce un voltaje de 10 voltios, se logra una potencia de 1 vatio con una corriente de 0,1 amperios (10V x 0,1A = 1W).

La potencia en física es la velocidad a la que se realiza algún trabajo.

Cuanto más rápido se realiza el trabajo, mayor es el poder del ejecutante.

Un coche potente acelera más rápido. Una persona poderosa (fuerte) puede arrastrar más rápido una bolsa de patatas hasta el noveno piso.

1 vatio es una potencia que permite realizar 1 J de trabajo en un segundo (lo que es un julio se describió anteriormente).

Si eres capaz de acelerar un cuerpo de dos kilogramos a una velocidad de 1 m/s en un segundo, entonces estás desarrollando una potencia de 1 W.

Si levantas una carga de un kilogramo a una altura de 0,1 metros por segundo, tu potencia es de 1 W porque la carga adquiere una energía potencial de 1 J por segundo.

Si dejas caer un plato desde la misma altura sobre un suelo de cemento y el segundo sobre una manta, el primero probablemente se romperá, pero el segundo sobrevivirá. ¿Cuál es la diferencia? Las condiciones iniciales y finales son las mismas. Las placas caen desde la misma altura y por tanto tienen la misma energía. Ambas placas se detienen al nivel del suelo: todo parece idéntico. La única diferencia es El caso es que la energía que la placa acumuló durante el vuelo se libera instantáneamente (muy rápidamente) en el primer caso, y cuando la placa cae sobre una manta o alfombra, el proceso de frenado se prolonga en el tiempo.

Supongamos que la placa que cae tiene una energía cinética de 1 J. El proceso de colisión con un suelo de hormigón dura, digamos, 0,001 segundos. ¡Resulta que la potencia liberada durante el impacto es 1/0,001=1000 W!

Si la placa frena suavemente durante 0,1 segundos, la potencia será 1/0,1=10 W. Ya existe la posibilidad de sobrevivir, si hay un organismo vivo en el lugar del plato.

Por eso en los coches hay zonas de deformación y airbags, para que extender el proceso de liberación de energía en el tiempo en caso de accidente, es decir, reducir la potencia en caso de impacto. Y la liberación de energía, por cierto, es trabajo. En este caso, el trabajo consiste en romper tus órganos internos y romper tus huesos.

En absoluto, El trabajo es el proceso de convertir un tipo de energía en otro..

Otro ejemplo: puedes quemar el contenido de una bombona de propano en un quemador sin consecuencias. Pero si mezclas el gas contenido en el cilindro con aire y lo enciendes, sucederá explosión.

En ambos casos se libera la misma cantidad de energía. Pero en el segundo, la energía se libera en un corto período de tiempo. A potencia: la relación entre la cantidad de trabajo y el tiempo en que se realiza.

Respecto a la electricidad, 1 W es la potencia liberada por la carga cuando el producto de la corriente que la atraviesa y el voltaje en sus extremos es igual a la unidad. Es decir, por ejemplo, si la corriente a través de la lámpara es de 1 A y el voltaje en sus terminales es de 1 V, la potencia liberada a través de ella es de 1 W.

Una lámpara con una corriente de 2 A tendrá la misma potencia a un voltaje de 0,5 V; el producto de estas cantidades también es igual a uno.

Entonces:

P = U*I. La potencia es igual al producto del voltaje y la corriente..

Podemos escribirlo de otra manera:

Yo = P/U- la corriente es igual a la potencia dividida por el voltaje.

Hay, por ejemplo, una lámpara incandescente. En su base se indican los siguientes parámetros: voltaje 220 V, potencia 100 W. Una potencia de 100 W significa que el producto del voltaje aplicado a su terminal multiplicado por la corriente que circula por esta lámpara es cien. U*I=100.

¿Qué corriente circulará por él? Primaria, Watson: I = P/U, dividir potencia por voltaje (100/220), obtenemos 0,454 A. La corriente a través de la lámpara es 0,454 amperios. O, en otras palabras, 454 miliamperios (mili - milésima).

Otra opción de grabación U = P/I. También será útil en alguna parte.

Ahora disponemos de dos fórmulas: la ley de Ohm y la fórmula de la potencia de la corriente eléctrica. Y esto ya es una herramienta.

Queremos saber la resistencia del filamento de la misma lámpara incandescente de cien vatios.

La ley de Ohm nos dice: R = U/I.

No es necesario calcular la corriente a través de la lámpara para sustituirla en la fórmula más adelante, pero toma un atajo: como I = P/U, sustituimos P/U en lugar de I en la fórmula R = U/I .

De hecho, ¿por qué no sustituir la corriente (que desconocemos) por el voltaje y la potencia de la lámpara (que están indicados en la base)?

Entonces: R = U/P/U, que es igual a U^2/P. R = U^2/P. Elevamos al cuadrado 220 (voltaje) y lo dividimos por cien (potencia de la lámpara). Obtenemos una resistencia de 484 Ohmios.

Puedes consultar los cálculos. Arriba, calculamos la corriente a través de la lámpara: 0,454 A.

R = U/I = 220/0,454 = 484 ohmios. Digan lo que digan, sólo hay una conclusión correcta.

Una vez más, la fórmula de potencia es: P = U*I(1), o Yo = P/U(2), o U = P/I (3).

Ley de Ohm: Yo = U/R(4) o R = U/I(5) o U = I*R (6).

pag - poder

U - voltaje

yo - actual

R - resistencia

En cualquiera de estas fórmulas, en lugar de un valor desconocido, puedes sustituirlo por valores conocidos.

Si necesita averiguar la potencia, teniendo los valores de voltaje y resistencia, tome la fórmula 1, en lugar de la corriente I sustituimos su equivalente de la fórmula 4.

resulta P = U^2/R. La potencia es igual al cuadrado del voltaje dividido por la resistencia. Es decir, cuando cambia el voltaje aplicado a la resistencia, la potencia liberada sobre ella cambia en una relación cuadrática: el voltaje se duplicó, la potencia (para la resistencia - calentamiento) se cuadruplicó. Esto es lo que nos dicen las matemáticas.

Una analogía hidráulica ayudará nuevamente a comprender por qué sucede esto en la práctica.Un objeto situado a cierta altura tiene energía potencial. Y, descendiendo desde esta altura, puede trabajar. Así es como el agua realiza el trabajo de generar energía en una central hidroeléctrica, cayendo a través de una turbina hidráulica desde el nivel del embalse hasta el agua de cola (nivel inferior).

La energía potencial de un objeto depende de su masa y de la altura a la que se encuentra (cuanto más problemas causará la caída de una piedra, más pesará y mayor será la altura desde la que caiga). También importa la gravedad en el lugar donde cae. La misma piedra que cae desde la misma altura es más peligrosa en la tierra que en la Luna, ya que en la Luna la “fuerza de gravedad” (la fuerza que empuja la piedra hacia abajo) es 6 veces menor que en la Tierra. Entonces, tenemos tres parámetros que afectan la energía potencial: masa, altura y gravedad. Son exactamente lo que contiene la fórmula de la energía cinética:

Ek = m*g*h,

Dónde metro- masa del objeto,gramo- aceleración de la caída libre en un lugar determinado ("gravedad"),h- la altura a la que se encuentra el objeto.

Montamos la instalación: una bomba accionada por un motor bombeará agua desde el depósito inferior al superior, y el agua que fluye bajo la influencia de la gravedad desde el depósito superior hará girar el generador:

Está claro que cuanto mayor sea la columna de agua, más energía tendrá el agua. Duplicamos la altura del pilar. Está claro que al doble de altura h, el agua tendrá el doble de energía potencial y, al parecer, ¿la potencia del generador debería duplicarse? De hecho, su potencia se cuadriplicará. ¿Por qué? Porque al duplicar la presión desde arriba, el flujo de agua a través del generador se duplicará. Y duplicar el caudal de agua con el doble de presión permitirá cuadriplicar la potencia liberada por el generador: el doble y el doble.

Lo mismo sucede con la resistencia cuando el voltaje que se le aplica se duplica. Recordamos la fórmula de la potencia liberada por una resistencia, ¿verdad?

P = U*I.

Fuerza PAG igual al producto del voltaje Ud., aplicado a la resistencia y la corriente. I fluyendo a través de él. Cuando el voltaje aplicado se duplica Ud., la potencia parece tener que duplicarse. ¡Pero un aumento de voltaje también conduce a un aumento proporcional de la corriente a través de la resistencia! Por tanto, se duplicará no sólo Ud., pero también I. Por eso la potencia depende del voltaje aplicado de forma cuadrática.

Una batería con el doble de voltaje "bombea" electrones al doble de "altura", y esto conduce exactamente a la misma imagen que en el análogo hidráulico.

¿Necesita averiguar la potencia, conociendo la resistencia y la corriente, pero sin conocer el voltaje? Ningún problema. En la misma primera fórmula en su lugar Ud. sustituir el equivalente Ud. de la fórmula 6. Obtenemos P = I^2*R. La potencia es igual al cuadrado de la corriente multiplicada por la resistencia.

El análogo hidráulico anterior le ayudará a comprender por qué. Duplicar la corriente a través de una resistencia determinada solo es posible duplicando el voltaje que se le aplica. Entonces, la fórmula P = U*I, funcionará aquí también, a pesar de la ausencia en la fórmula P = I^2*R Voltaje. Lo que pasa es que la tensión en este caso está presente “entre bastidores”, escondida detrás de otras variables.

Otra rareza de esta fórmula es que el poder es directamente proporcional a la resistencia. ¿Cómo puede ser esto? Bueno, entonces rompamos el circuito por completo, la resistencia aumentará hasta el infinito, lo que significa que la potencia liberada en lo que no está aumentará en consecuencia. Qué tontería.

En realidad es simple. Un aumento en la resistencia dará como resultado una disminución correspondiente en la corriente a través de la resistencia. Si en la fórmula

P = I^2*R,

resistencia R doble, entonces la corriente I se reducirá a la mitad. Y la dependencia de la potencia de la corriente en esta fórmula es cuadrática. Por lo tanto, se espera que la potencia liberada por la resistencia disminuya a la mitad.

Te recuerdo:

Voltaje (Ud.) es la “diferencia de presión eléctrica” entre dos puntos cualesquiera del circuito eléctrico (análoga a la diferencia de presión del fluido). Unidad de medida - voltio.

Actual (I) es el número de electrones que pasan a través de una sección del circuito (análogo a un flujo de fluido).Unidad de medida - amperio. 1 A = 1 C/seg.

Resistencia (R) - la capacidad de una sección de un circuito para interferir (resistir) el movimiento de los electrones(como un cuello de botella o un bloqueo en una tubería).Unidad de medida - ohm.

Fuerza (PAG) es el producto del voltaje y la corriente (como si multiplicáramos el flujo de agua a través de cualquier sección del sistema de suministro de agua por la diferencia de presión en los extremos de esta sección).Unidad de medida - vatio.

Energía eléctrica instantánea

La potencia instantánea es el producto de los valores instantáneos de voltaje y corriente en cualquier parte del circuito eléctrico.

¿Dónde está el tensor de conductividad?

Alimentación CC

Dado que los valores de corriente y voltaje son constantes e iguales a los valores instantáneos en cualquier momento, la potencia se puede calcular mediante la fórmula:

Para un circuito lineal pasivo en el que se cumple la ley de Ohm, podemos escribir:

Si el circuito contiene una fuente EMF, entonces la potencia eléctrica emitida o absorbida por él es igual a:

¿Dónde está la FEM?

Si la corriente dentro del EMF es opuesta al gradiente de potencial (fluye dentro del EMF de más a menos), entonces la fuente de EMF de la red absorbe la energía (por ejemplo, cuando un motor eléctrico está funcionando o cargando un batería), si es codireccional (fluye dentro del EMF de menos a más), entonces la fuente lo emite a la red (por ejemplo, cuando se opera una batería galvánica o un generador). Al tener en cuenta la resistencia interna de la fuente EMF, la potencia liberada se suma a la absorbida o se resta de la salida.

alimentación de CA

En un campo eléctrico alterno, la fórmula para la potencia de corriente continua resulta inaplicable. En la práctica, lo más importante es el cálculo de la potencia en circuitos de tensión y corriente alterna sinusoidal.

Para conectar los conceptos de potencia total, activa, reactiva y factor de potencia, conviene recurrir a la teoría de números complejos. Podemos suponer que la potencia en un circuito de corriente alterna se expresa mediante un número complejo tal que la potencia activa es su parte real, la potencia reactiva es la parte imaginaria, la potencia aparente es el módulo y el ángulo φ (desfase) es el argumento. Para tal modelo, todas las relaciones escritas a continuación resultan válidas.

potencia activa

Promedio del periodo t el valor de la potencia instantánea se llama potencia activa: En circuitos de corriente sinusoidal monofásicos donde Ud. Y I- valores rms de tensión y corriente, φ - ángulo de fase entre ellos. Para circuitos de corriente no sinusoidal, la potencia eléctrica es igual a la suma de las potencias medias correspondientes de los armónicos individuales. La potencia activa caracteriza la tasa de conversión irreversible de energía eléctrica en otros tipos de energía (térmica y electromagnética). La potencia activa también se puede expresar en términos de corriente, voltaje y componente activo de la resistencia del circuito. r o su conductividad gramo según la fórmula En cualquier circuito eléctrico de corriente tanto sinusoidal como no sinusoidal, la potencia activa de todo el circuito es igual a la suma de las potencias activas de las partes individuales del circuito, para circuitos trifásicos, la potencia eléctrica; se determina como la suma de las potencias de las distintas fases. Con pleno poder S activo está relacionado por la relación

El uso de transductores de medición eléctricos modernos basados ​​en tecnología de microprocesadores permite una evaluación más precisa de la cantidad de energía devuelta por una carga inductiva y capacitiva a una fuente de voltaje alterno.

Transductores de potencia reactiva según la fórmula. q = interfaz de usuario sen φ son más sencillos y mucho más baratos que los transductores de medida basados ​​en microprocesadores.

Potencia total

Unidad de potencia eléctrica total - voltiamperio (V A, VA)

La potencia total es un valor igual al producto de los valores efectivos de la corriente eléctrica periódica. I en circuito y voltaje Ud. en sus abrazaderas: S = interfaz de usuario; está relacionado con las potencias activa y reactiva por la relación: donde R- potencia activa, q- potencia reactiva (con carga inductiva q> 0, y con capacitivo q < 0 ).

La relación vectorial entre potencia total, activa y reactiva se expresa mediante la fórmula:

La potencia total tiene un significado práctico como valor que describe las cargas realmente impuestas por el consumidor a los elementos de la red de suministro (alambres, cables, cuadros de distribución, transformadores, líneas eléctricas), ya que estas cargas dependen de la corriente consumida y no de la energía realmente utilizada por el consumidor. Esta es la razón por la que la potencia nominal de los transformadores y cuadros de distribución se mide en voltios amperios en lugar de vatios.

Poder complejo

La presencia de distorsiones de corriente no lineales en un circuito significa una violación de la proporcionalidad entre los valores instantáneos de voltaje y corriente causada por la no linealidad de la carga, por ejemplo, cuando la carga es de naturaleza reactiva o pulsada. Con una carga lineal, la corriente en el circuito es proporcional al voltaje instantáneo, toda la energía consumida está activa. Con una carga no lineal, la potencia aparente (total) en el circuito aumenta debido a la potencia de las distorsiones de corriente no lineales, que no participan en la realización del trabajo. El poder de las distorsiones no lineales no es activo e incluye tanto la potencia reactiva como el poder de otras distorsiones de corriente. Esta cantidad física tiene la dimensión de potencia, por lo que VA (voltiamperios) o VAR (voltiamperios reactivos) se pueden utilizar como unidad de medida para la potencia inactiva. No es recomendable utilizar W (vatios) para no confundir potencia inactiva con potencia activa.

Relación entre potencia inactiva, activa y plena

Denotemos la cantidad de potencia inactiva. norte. A través de i denotemos el vector actual por tu- vector de tensión. Letras I Y Ud. denotaremos los valores efectivos correspondientes:

Imaginemos el vector actual. i como la suma de dos componentes ortogonales yo un Y yo p, que llamaremos activo y pasivo, respectivamente. Dado que sólo el componente de corriente colineal al voltaje está involucrado en la realización del trabajo, requeriremos que el componente activo sea colineal al voltaje, es decir yo un = λ tu, donde λ es una constante y la pasiva es ortogonal, es decir, tenemos

Escribamos la expresión de potencia activa. PAG, multiplicando escalarmente la última igualdad por tu :

Desde aquí encontramos

La expresión para la cantidad de potencia inactiva tiene la forma donde S = U yo- plena potencia.

Para la potencia total de un circuito es válida una representación similar a la expresión para un circuito con corriente y voltaje armónicos, solo que en lugar de potencia reactiva se utiliza potencia inactiva:

El paso de una corriente eléctrica a través de cualquier medio conductor se explica por la presencia en él de una determinada cantidad de portadores de carga: electrones en metales, iones en líquidos y gases. La forma de encontrar su valor está determinada por la física de la intensidad actual.

En un estado de calma, los portadores se mueven caóticamente, pero cuando se exponen a un campo eléctrico, el movimiento se vuelve ordenado, determinado por la orientación de este campo: aparece una intensidad de corriente en el conductor. El número de transportistas involucrados en la transferencia de carga está determinado por una cantidad física: la intensidad de la corriente.

La concentración y carga de las partículas portadoras, o la cantidad de electricidad, determina directamente la intensidad de la corriente que pasa a través del conductor. Si tenemos en cuenta el tiempo durante el cual esto ocurre, entonces podemos averiguar cuál es la intensidad actual y cómo depende de la carga utilizando la relación:

Cantidades incluidas en la fórmula:

• I es la fuerza de la corriente eléctrica, la unidad de medida es el amperio, incluida en las siete unidades básicas del sistema C. El concepto de “corriente eléctrica” fue introducido por André Ampere; la unidad lleva el nombre de este físico francés. Actualmente se define como una corriente que produce una fuerza de interacción de 2×10-7 newton entre dos conductores paralelos, con una distancia de 1 metro entre ellos;
• La cantidad de carga eléctrica utilizada aquí para caracterizar la intensidad de la corriente es una unidad derivada, medida en culombios. Un culombio es la carga que atraviesa un conductor en 1 segundo con una corriente de 1 amperio;
• Tiempo en segundos.

La intensidad de la corriente a través de la carga se puede calcular utilizando datos sobre la velocidad y concentración de partículas, el ángulo de su movimiento y el área del conductor:

I = (qnv)cosαS.

También se utiliza la integración sobre la superficie y la sección transversal del conductor.

La determinación de la intensidad actual mediante el valor de carga se utiliza en áreas especiales de la investigación física, pero no se utiliza en la práctica habitual.

La relación entre cantidades eléctricas la establece la ley de Ohm, que indica la correspondencia de la corriente con el voltaje y la resistencia:

La intensidad de la corriente eléctrica aquí es la relación entre el voltaje en un circuito eléctrico y su resistencia; estas fórmulas se utilizan en todas las áreas de la ingeniería eléctrica y la electrónica. Son correctos para CC con carga resistiva.

En el caso del cálculo indirecto para corriente alterna, se debe tener en cuenta que se mide e indica el valor cuadrático medio (rms) de la tensión alterna, que es 1,41 veces menor que la amplitud de la tensión, por lo tanto, el máximo La intensidad de la corriente en el circuito será mayor en la misma cantidad.

Si la carga es inductiva o capacitiva, la resistencia compleja se calcula para determinadas frecuencias; es imposible encontrar la intensidad actual para este tipo de carga utilizando el valor de la resistencia activa a la corriente continua.

Así, la resistencia de un condensador a corriente continua es casi infinita, y a corriente alterna:

Aquí RC es la resistencia de un mismo capacitor con capacitancia C, a frecuencia F, que depende en gran medida de sus propiedades; las resistencias de diferentes tipos de capacitores para la misma frecuencia varían significativamente; En tales circuitos, la intensidad de la corriente, por regla general, no está determinada por una fórmula: se utilizan varios instrumentos de medición.

Para encontrar el valor actual a valores conocidos de potencia y voltaje, se utilizan transformaciones elementales de la ley de Ohm:

Aquí la corriente está en amperios, la resistencia en ohmios y la potencia en voltios-amperios.

La corriente eléctrica tiende a dividirse en diferentes partes del circuito. Si sus resistencias son diferentes, entonces la intensidad de la corriente será diferente en cualquiera de ellos, por lo que encontramos la corriente total del circuito.

Contenido:

Desde hace tiempo se sabe que en este mundo hay Pequeños que preguntan a sus papás no sólo qué es bueno y qué es malo, sino también cualquier cosa. Por lo tanto, es muy posible que un Tiny mayor se pregunte por qué está escrito 2000 W en el calentador. Los Tiny que saben leer, sus papás y muchos otros lectores que han olvidado los conceptos básicos de física encontrarán más información que refresque su memoria. En particular, recordemos cómo se mide la potencia y cómo se llama la unidad de medida de la potencia eléctrica.

El poder está a nuestro alrededor

Ahora, dondequiera que viva la gente, hay aparatos eléctricos. Cada uno de ellos muestra el consumo de energía. En la ficha técnica o en el manual de funcionamiento hay palabras aclaratorias: energía eléctrica. Esta definición se percibe como algo abstracto y no vital, impersonal. Después de todo, si en la vida hay alguna manifestación de energía y, en consecuencia, de poder, para lo cual se usa más a menudo la palabra "poder", siempre queda claro con quién o con qué está conectado.

Por ejemplo, una corriente de lodo descendió de las montañas y afectó con todas sus fuerzas a tal o cual ciudad. Inmediatamente queda claro que el flujo de lodo es poderoso, tiene poder destructivo, y el concepto de poder está asociado precisamente a él, a su movimiento, a en qué consiste. ¿Pero la energía eléctrica está conectada a quién o qué? Como todos conocemos desde pequeños los peligros de una toma de corriente, lo primero a lo que hay que prestar atención es al voltaje. Y de hecho: dado que el funcionamiento de los aparatos eléctricos requiere voltaje en el tomacorriente, entonces podemos decir que la potencia de la electricidad es la potencia del voltaje.

Pero si hay un calentador cerca del tomacorriente y su enchufe no está en él, no proporciona calor. Sin embargo, todavía hay voltaje en el tomacorriente. Y no pasa nada. Esto significa que la definición de "potencia de voltaje" es incorrecta. La liberación de calor y otras manifestaciones de energía eléctrica siempre están asociadas con la aparición de un conductor entre puntos con diferentes potenciales eléctricos y procesos actuales en él. Su intensidad está directamente relacionada con la liberación de calor y luz, lo que se ilustra con relámpagos y truenos.

Por lo tanto, la potencia eléctrica es potencia actual, no potencia de voltaje. Y no en vano se introdujo en la electricidad una definición como corriente eléctrica. Aunque es imposible ver la apariencia de la corriente eléctrica, a diferencia del flujo de líquido, existen muchas similitudes entre ambas. Al igual que un flujo de lodo, hay una fuerza actual. Pero su naturaleza es diferente. Esta fuerza no tiene un efecto mecánico directo. Sin embargo, como lo demuestran varias máquinas y aparatos eléctricos, la corriente puede hacer mucho.

Este “mucho” puede indicarse por tres resultados principales que da la potencia de la corriente eléctrica:

• cálido;
• luz;
• campos electromagnéticos.

Para realizar cálculos y mediciones de potencia de corriente eléctrica, se adoptaron unidades de potencia actuales. Deben su nombre al físico inglés James Watt en 1882. Este científico estudió los procesos asociados con la realización de diversos tipos de trabajo como una cantidad física. Desde entonces se utiliza 1 vatio, que se abrevia como W y W. Si alguien ha olvidado lo que esto significa en física, le recordamos: la potencia es igual al trabajo realizado por unidad de tiempo.

Y para no esforzarse escribiendo una gran cantidad de ceros para grandes valores de potencia eléctrica, antes de W escriben:

• kilo, abreviado kW - en lugar de tres ceros;
• mega, respectivamente, mW - en lugar de seis ceros;
• giga, gW - en lugar de nueve ceros.

Un poder tan multifacético...

En la época de Watt, la ingeniería eléctrica apenas comenzaba a desarrollarse y, por esta razón, la física era notablemente más sencilla de lo que es hoy. La corriente eléctrica continua se ha estudiado mucho más que la corriente alterna. Para cálculos con corriente eléctrica constante, se justificó la fórmula:

en el que hay potencia p, voltaje u y corriente eléctrica i. Pero también existe la corriente eléctrica alterna. Las investigaciones han demostrado que la potencia p de la fórmula de corriente continua no se corresponde con la realidad. En la corriente alterna aparecen propiedades nuevas y completamente diferentes de la potencia actual. Su resultado es invisible y no perceptible sin medidas e instrumentos especiales. En corriente alterna, la energía aparece debido a la creación de campos electromagnéticos en los inductores, así como campos electrostáticos en los condensadores.

Ésta fue la razón de la discrepancia entre la expresión de potencia p=u*i. Tuve que introducir una medición separada para la corriente alterna. La unidad adoptada para ello es var (abreviada). Por analogía con la corriente continua, esto significa voltamperio reactivo (nombre completo).

Una discusión más detallada sobre la corriente alterna está más allá del alcance de la narrativa actual. Y lo más probable es que los más pequeños se queden profundamente dormidos aproximadamente a la mitad de nuestro artículo. La sobrecarga de información actúa como una pastilla para dormir. Por lo tanto, la energía CA es una historia completamente diferente...