Законы электротехники
- Закон Ома
- Законы Кирхгофа
- Закон Джоуля-Ленца
Основной закон электротехники закон Ома
Основным законом электротехники, несомненно, является Закон Ома. Названый, как и большинство, законы в физики, в честь его открывателя немецкого физика Ома, он гласит:
Сила тока участка электрической сети прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна его сопротивлению.
В символическом выражении Закон Ома выглядит так:
I=U÷R, где I-Сила тока в цепи (Ампер), U-Напряжение сети (Вольт), R-Сопротивление сети (Ом).
В таком виде закон Ома не имеет практического применения в электрике жилых и промышленных зданий. Напомню, что для электропитания зданий применяется переменное напряжение и здесь работают немного другие законы электротехники. Но закон Ома является одной из баз лежащей в основе всех формул и всех электротехнический расчетов.
Практическое применения имеет закон взаимосвязи (соответствия) напряжения, силы тока и мощности в электрической цепи. Он математически выводится из закона Ома и основан на двух алгебраических формулах, выражающих физические законы:
P=U×I, где P-мощность электрической сети (Ватт), U-напряжение, I-сила тока.
I=U÷R, где I-сила тока, U-напряжение, R-сопротивление.
Если немного посидеть, вспомнить простую алгебру и поманипулировать с эти двумя формулами, можно получить диаграмму-подсказку, в которой все четыре величины:U; I; R; P математически связаны друг с другом.
Практическое применение этих математических формул законов электрики можно применить в расчете простой электросети напряжением 220 Вольт без электродвигателей.
Например: Освещение одной комнаты из 20 лампочек накаливания. Напряжение сети величина постоянная и равна 220 вольт. Мощность каждой лампочки 25 Ватт.
Простым умножением получаем следующие результаты:
Общая потребляемая мощность сети:25 Ватт×20 лампочек=500ватт.
Сила тока в сети:500ватт÷220 вольт=2,3 ампера.
Если таких комнат в квартире три, то суммарный рабочий ток в сети составит 3×2,3 ватта=6,9 Ампер.
В соответствии с этим расчетом можно выбрать номинал автомата защиты освещения всей квартиры. Округляем 6,9 ампер в большую сторону, до значения номиналов автоматов имеющихся в продаже. Это 10 ампер.
Вывод: Простой расчет по основному закону электропроводки позволил рассчитать номинал нужного автомата защиты.
Законы Кирхгофа
Электрика любого помещения выполняется в виде замкнутых, рабочих электрических цепей. Два главных закона, которые определяют процессы в электрических сетях, являются законы Кирхгофа. Их два. Оба из них применяются и для постоянных и для переменных токов.
Первый закон Кирхгофа утверждает:
Суммарная величина токов направленная к узлу электрической сети равна суммарной величине токов направленных от узла.
В практике на основе первого закона Кирхгофа основана работа Устройств защитного отключения (УЗО). Работа УЗО заключается в отключении электропитания сети при возникновении токов утечки. При нормальном режиме работы суммарное значение тока, втекающая в электрическую сеть равна значению тока утекающему из нее. Если равенство токов нарушается, значит, в сети есть утечка. УЗО сконструировано и подключено таким образом, что при утечке тока УЗО его обнаруживает и размыкает питание электросети.
Второй закон Кирхгофа гласит:
Любой замкнутый контур переменной электрической сети имеет равные значения комплексных напряжений и ЭДС (электродвижущих сил) на всех пассивных элементах сети.
Примечание: Комплексное напряжение это значение напряжение в сети переменного тока.
Практическое применение можно пояснить на любой квартирной группе электропитания. Для пояснения рассмотрим квартиру.
Сколько бы групп электропитания в квартире не было, на любой розетке или светильнике напряжение в сети (при рабочем режиме) будет 220 вольт.
Еще один основной закон электрики нужно вспомнить.
Закон Джоуля-Ленца
Закон Джоуля-Ленца устанавливает связь между током «бегающему» по проводнику, его сопротивлению и теплом которое при этом выделяется.
В математическом символизме закон Джоуля-Ленца выглядит так:
Q=I2×R×t,где Q это количество выделяемого тепла в проводнике, в Джоулях;I-сила тока;R-сопротивление проводника;t-время прохождения тока в секундах.
В качестве информации: Ленц это русский физик Эмилий Христианович Ленц. Русский физик, электротехник, физический географ.1804-1865 года жизни.
Говоря о практическом применении закона Джоуля-Ленца, трудно назвать в какой части электрики он не проявляется. Электрические обогреватели, электрические водонагреватели, тепловые завесы, выбор автоматов защиты, тепловые реле в автоматике и многое другое.
Конечно это не все основные законы электрики. На по своему значению эти законы имеют фундаментальное значение.
Другие статьи сайта
Похожие статьи
Мототрактор Скаут - отличный п...
Мототрактор Скаут это отличный помощник фермера. Скаут надежен, эргономичен, мож...
Проблемы межевания участка
Наведение порядка с землеустройством страны, поставили новую задачу для собствен...
Как подобрать кабель в электро...
Силовые сети 0,4кВ требуют подбора кабелей по существующим алгоритмам расчетов з...
Электрическая проводка квартир...
Электропитание в квартиру поступает от этажного электрощита. В этажном электрощи...
Садовая мебель на вашем участк...
Садовая мебель это беседки, лавочки и качели. Уличное расположение и воздействие...
Таблица расчета сечения кабеля...
Это небольшая статья сайта с таблицей расчета сечения кабелей электропроводки в ...