ما هو انخفاض الجهد

بالنسبة للشخص الذي هو على دراية المعدات الكهربائية على مستوى مستخدم بسيط (يعرف أين وكيف لتشغيل / إيقاف)، العديد من المصطلحات المستخدمة من قبل كهربائيين ويبدو أن نوعا من هراء. على سبيل المثال، ما هو بالضبط “انخفاض الجهد” أو “التجمع الدائرة”. أين وماذا يقع؟ الذي تفكيك مخطط للتفاصيل؟ في الواقع، والمعنى المادي للعمليات التي تحدث وراء معظم هذه الكلمات هو مفهومة تماما حتى مع المعرفة المدرسية للفيزياء.

لشرح ما هو انخفاض الجهد، فمن الضروري أن نتذكر ما الفولتية في الدائرة الكهربائية (التصنيف العالمي المقصود). هناك نوعان فقط. الأول هو الجهد من إمدادات الطاقة، وهو متصل إلى الدائرة قيد النظر. ويمكن أيضا أن يسمى تطبيقها على الدائرة بأكملها. والثاني هو مجرد انخفاض الجهد. يمكن النظر في كل من كفاف كامل، وعن أي عنصر واحد.

في الممارسة العملية، يبدو هذا. على سبيل المثال، إذا كنت تأخذ لمبة المتوهجة العادية، المسمار في حامل، والأسلاك منه للاتصال مقبس الحائط المنزل، ثم تطبيقها على حلبة (إمدادات الطاقة – دليل – تحميل) الجهد 220 فولت. ولكن من المفيد استخدام الفولتميتر لقياس قيمتها على المصباح، كما يصبح من الواضح أنه أقل قليلا من 220. وذلك لأن انخفاض الجهد حدث على المقاومة الكهربائية أن المصباح لديه.

ربما لا يوجد شخص لا يسمع عن قانون أوم. وبوجه عام، تبدو صيغته كما يلي:

حيث R هو مقاومة الدائرة أو عنصرها، ويقاس في أوم؛ U هو الجهد في فولت. وأخيرا، أنا الحالي في أمبير. كما يمكن أن يرى، ترتبط جميع الكميات الثلاثة مباشرة. لذلك، ومعرفة أي اثنين، يمكنك بسهولة جدا حساب الثالث. بطبيعة الحال، في كل حالة محددة سيكون من الضروري أن تأخذ في الاعتبار نوع الحالي (متغير أو ثابت) وبعض الخصائص الأخرى المحددة، ولكن الأساس هو الصيغة أعلاه.

الطاقة الكهربائية هي، في الواقع، الحركة على طول موصل الجسيمات المشحونة سلبا (الإلكترونات). في مثالنا، دوامة مصباح لديه مقاومة عالية، وهذا هو، فإنه يبطئ الإلكترونات تتحرك. ونتيجة لذلك، يظهر تلألؤ مرئي، ولكن الطاقة الإجمالية لتدفق الجسيمات تنخفض. كما يمكن أن يرى من الصيغة، مع انخفاض في التيار، والجهد أيضا ينخفض. هذا هو السبب في نتائج القياسات في منفذ وعلى مصباح مختلفة. هذا الاختلاف هو انخفاض الجهد. تؤخذ هذه القيمة دائما في الاعتبار لمنع الحد كثيرا جدا في العناصر في نهاية الدائرة.

انخفاض الجهد عبر المقاوم يعتمد على مقاومتها الداخلية وتدفق الحالي من خلال ذلك. درجة الحرارة والخصائص الحالية لها أيضا تأثير غير مباشر. إذا تم تضمين أمتر في الدائرة قيد النظر، ويمكن تحديد الانخفاض عن طريق ضرب القيمة الحالية من قبل المقاومة مصباح.

ولكن من المستحيل دائما حساب انخفاض الجهد باستخدام أبسط صيغة وجهاز قياس. وفي حالة المقاومات الموازية، يصبح اكتشاف الكمية أكثر تعقيدا. على التيار المتناوب، يجب أيضا أن تؤخذ في الاعتبار عنصر رد الفعل.

النظر في مثال مع اثنين من المقاومات متصلة بشكل متوازي R1 و R2. مقاومة R3 الأسلاك ومصدر الطاقة R0 هو معروف. أيضا نظرا لقيمة إمف – E.

إحضار الفروع المتوازية إلى رقم واحد. لهذا الوضع، الصيغة هي:

تحديد مقاومة الدائرة بأكملها من خلال مجموع R4 = R + R3.

ويبقى لمعرفة قيمة انخفاض الجهد على العنصر المحدد:

تقاطع مربع الأسلاك الكهربائية في الشقة

هنا عامل “R5” يمكن أن يكون أي R – من 1 إلى 4، اعتمادا على أي عنصر معين من الدائرة تحتاج إلى أن تحسب.

كيفية حساب انخفاض الجهد

حساب على الانترنت من خط انخفاض الجهد

في إطار مفهوم انخفاض الجهد (فيما يلي “ΔU”)، وهنا نعني الاختلاف الجبري الإجهاد في بداية ونهاية الخط. خطر هذه الظاهرة واضح: نتيجة لخفض الجهد من شبكة إمدادات الطاقة، واستقرار المعدات الكهربائية ليست مضمونة، وبالنسبة لبعض أنواع الحمل (على سبيل المثال، المحركات الكهربائية) هناك خطر كبير من الفشل.

يمكن أن يؤدي انخفاض التيارات التي تبدأ في مثل هذه الحالات إلى زيادة غير مقبولة في التيار في اللفات من الآلات، والتي بدورها يمكن أن يسبب ارتفاع درجة حرارة المحركات والأضرار التي لحقت بهم العزل.

أسباب ΔU غير صالحة في خط يمكن أن تكون مختلفة:

طول الخط طويل: من الواضح أن الخط الأطول سيكون له مقاومة أكبر.
عدم تطابق عاش المواد، والمقاطع العرضية كابلات الكهرباء الحمل وطول الخط – المقطع العرضي للكابلات (عند الضرورة للنظر التيارات تحميل السلطة المسموح بها الطويلة) مقاومة خط يعتمد بشكل مباشر، حيث أن مواد لصنع عاش (يعني الفرق من المقاومة من النحاس والألومنيوم)؛
وطبيعة قوة الحمل – لذلك، ΔU في خطوط تغذية الحمل مع عامل طاقة منخفضة ستكون تحت ظروف متساوية أكثر مما كانت عليه في خطوط تغذية الحمل مع عنصر نشط أكبر.
نوع الخط – بسبب الاختلافات في بناء (وخاصة، والمسافة بين الموصلات الحية) من الكابلات والنفقات العامة للخطوط، وهذا الأخير يحتوي على الحث كبيرة إلى حد كبير وقدرة أصغر بكثير من الكابل الذي لديه مقاومة أكبر للتيار الكهربائي، وبالتالي زيادة ΔU.

رئيسي
حسابات الهندسة الكهربائية
كيفية حساب انخفاض الجهد

يتم إنشاء هذا الموقع لأغراض إعلامية فقط. والمواد ذات الصلة بالموارد ذات طابع مرجعي.

عند الاقتباس من مواد الموقع، مطلوب ارتباط تشعبي نشط ل l220.ru.

وثيقة تحدد قواعد الجهاز، وتنظم مبادئ البناء والمتطلبات لكل من الأنظمة الفردية، وعناصرها، والعقد والاتصالات من محطة توليد الكهرباء، وظروف التنسيب والتركيب.

متطلبات ومسؤوليات المستهلكين، والمسؤولية عن التنفيذ، ومتطلبات الموظفين العاملين في تشغيل محطة توليد الكهرباء، وإدارة وإصلاح وتحديث وتشغيل محطة توليد الكهرباء، وتدريب الموظفين.

قواعد حماية العمل في تشغيل التركيبات الكهربائية – وثيقة تم إنشاؤها على أساس القواعد المشتركة بين القطاعات التي لا تعمل حاليا بشأن السلامة المهنية (بوت R M-016-2001، أردي 153-34.0-03.150).

انخفاض الجهد

المفاهيم والصيغ

في كل المقاومة r، عندما يتدفق I الحالي، الجهد U = I ∙ r ينشأ، وهو ما يسمى عادة انخفاض الجهد في هذه المقاومة.

إذا كان هناك مقاومة واحدة فقط r في الدائرة الكهربائية، الجهد كله من مصدر إيست يقع على هذه المقاومة.

إذا كانت الدائرة اثنين R1 و R2 المقاومة، في سلسلة متصلة، ومجموع الفولتية على U1 المقاومات = I • وR1 و U2 = I ∙ R2 أي انخفاض الجهد يساوي الجهد المصدر: .. إيست = U1 + U2.

الجهد من إمدادات الطاقة يساوي مجموع قطرات الجهد في الدائرة (قانون 2 كيرشوف الثاني).

1. ما هو انخفاض الجهد يحدث على خيوط مصباح مع مقاومة r = 15 أوم عند تيار I = 0.3 A يمر (الشكل 1)؟

يتم حساب انخفاض الجهد وفقا لقانون أوم: U = I # 872؛ r = 0.3 ∙ 15 = 4.5 V.

لحام التماس الفيديو

الجهد بين النقطتين 1 و 2 ضوء (انظر الشكل رقم) هو 4.5 V. المصباح العادي يضيء عندما يمر عبر أو إذا (يشار إلى تصنيف التيار والجهد على لمبة) في التصنيف الحالي بين النقاط 1 و 2 الفولطية.

2. اثنين من المصابيح متطابقة لجهد 2.5 V وتيار من 0.3 A متصلة في سلسلة وتوصيلها إلى بطارية جيب مع الجهد من 4.5 V. ما هو انخفاض الجهد يتم إنشاؤها في محطات المصابيح الفردية (الشكل 2)؟

المصابيح متطابقة لها مقاومة متساوية r. مع التضمين المتتابع، نفس التيار الذي يتدفق من خلالهم، وبالتالي فإن لديهم نفس الجهد قطرات، وينبغي أن يكون مجموع هذه الفولتية مساوية لجهد المصدر U = 4.5 V. كل المصباح الكهربائي لديه الجهد من 4.5: 2 = 2.25 V.

يمكنك حل هذه المشكلة في حساب ثابت. يتم حساب مقاومة المصباح من البيانات: رل = 2.5 / 0.3 = 8.33 أوم.

التيار في الدائرة هو I = U / (2rl) = 4.5 / 16.66 = 0.27 أ.

انخفاض الجهد على اللمبة U = إرل = 0.27 ∙ 8.33 = 2.25 V.

3. الجهد بين السكك الحديدية وخط الاتصال من خط الترام هو 500 V. للإضاءة، وتستخدم أربعة مصابيح مماثلة، متصلة في سلسلة. ما الجهد يجب اختيار كل مصباح ل (الشكل 3)؟

نفس المصابيح لها مقاومة متساوية، من خلالها نفس يمر الحالي. سوف قطرات الجهد على المصابيح تكون هي نفسها. وبالتالي، فإن كل مصباح حساب 500: 4 = 125 V.

4. اثنين من المصابيح مع قوة 40 و 60 W مع الفولطية من 220 V متصلة في سلسلة وتوصيلها بشبكة مع الجهد من 220 V. ما هو انخفاض الجهد يحدث على كل منهم (الشكل 4)؟

المصباح الأول لديه مقاومة r1 = 1210 أوم، والثانية واحدة r2 = 806.6 أوم (في حالة ساخنة). التيار يمر من خلال المصابيح، I = U / (r1 + r2) = 220 / 2016،6 = 0،109 أ.

انخفاض الجهد على أول مصباح U1 = I # 872؛ r1 = 0.109 ∙ 1210 = 132 V.

انخفاض الجهد على المصباح الثاني U2 = I # 872؛ r2 = 0.109 ∙ 806.6 = 88 V.

على مصباح مع مقاومة أكبر، انخفاض الجهد أكبر، والعكس بالعكس. خيوط كلا المصابيح ضعيفة جدا، ولكن مصباح 40 واط أقوى إلى حد ما من مصباح 60 واط.

5. لضمان أن الجهد عبر المحرك D (الشكل 5) هو 220 فولت، يجب أن يكون الجهد في بداية الخط الطويل (في محطة توليد الكهرباء) أكبر من 220 فولت بمقدار انخفاض الجهد (الخسارة) على الخط. وكلما زادت مقاومة الخط والتيار في ذلك، كلما انخفض الجهد عن طريق الخط.

في مثالنا، انخفاض الجهد في كل سلك خط هو 5 V. ثم الجهد على حافلات محطة توليد الكهرباء يجب أن يساوي 230 V.

6. من بطارية مع الجهد من 80 فولت، يتم تزويد المستهلك مع تيار من 30 ألف. للتشغيل العادي للمستهلك، و 3٪ من انخفاض الجهد في أسلاك الألمنيوم مع مقطع عرضي من 16 MM2 جائز. ما هي المسافة القصوى من البطارية للمستهلك؟

انخفاض الجهد المسموح به في الخط U = 3/100 ∙ 80 = 2،4 V.

مقاومة الأسلاك محدودة بسبب انخفاض الجهد المسموح به ربر = U / I = 2،4 / 30 = 0،08 أوم.

وفقا للصيغة لتحديد المقاومة، نحسب طول الأسلاك: r =&61;∙ l / S، حيث l = (r # 872؛ S) / ρ = (0،08 ∙ 16) / 0،029 = 44،1 m.

إذا كان المستهلك بعيد عن البطارية 22 م، فإن الجهد على ذلك سيكون أقل من 80 فولت بنسبة 3٪، أي. أي ما يعادل 77.6 V.

دش تركيب المقصورة الفيديو

7. طول خط التلغراف من 20 كم مصنوع من أسلاك الفولاذ بقطر 3.5 مم. يتم استبدال خط العودة عن طريق التأريض من خلال بوسبارس معدنية. المقاومة العابرة بين الحافلة والأرض رس = 50 أوم. ما ينبغي أن يكون الجهد البطارية في بداية السطر، إذا كانت مقاومة التتابع في نهاية السطر هو رب = 300 أوم، والتتابع الحالي I = 5 مللي أمبير؟

وتظهر الدائرة في الشكل. 6. عندما يتم الضغط على مفتاح التلغراف في المكان الذي يتم إرسال إشارة، تتابع في نهاية تلقي في نهاية خط رسم مرساة K، والذي بدوره يتضمن لفائف من جهاز تسجيل مع الاتصال به. ويجب أن يعوض جهد المصدر عن انخفاض الجهد في الخط وتتابع الاستقبال والمقاومة العابرة لحافلات التأريض: U = I # 872؛ رل + I ∙ رب + I ∙ 2 ∙ رس؛ U = I # 872؛ (رل + رب + 2 ∙ r3).

الجهد من المصدر يساوي نتاج التيار من قبل المقاومة الكلية للدائرة.

مقاومة الخط رل = #&61;∙ l / S = 0.11 ∙ 20000 / 9.6 = 229.2 أوم.

المقاومة الناتجة r = 22.2 + 300 + 2 ∙ 50 = 629.2 أوم.

جهد المصدر U = I # 872؛ r = 0.005 ∙ 629.2 = 3.146 V؛ U≈3.2 V.

سيكون انخفاض الجهد في الخط مع التيار الذي يمر عبر I = 0.005 A: أه = I # 872؛ رل = 0.005 ∙ 229.2 = 1.146 V.

يتم تحقيق انخفاض الجهد نسبيا صغيرة في خط نظرا لقيمة صغيرة من التيار (5 مللي أمبير). لذلك، في موقع المتلقي ليكون التتابع حساسة (مكبر للصوت) التي تحولت من قبل وضعف النبض من 5 أمبير، ويشمل اتصاله آخر، تتابع أكثر قوة.

8. كم هو عظيم الجهد على المصابيح في الدائرة في الشكل. 28، عندما: أ) لا يتم تشغيل المحرك على؛ ب) يبدأ المحرك. ج) المحرك في العملية.

يتم تضمين المحرك و 20 المصابيح في شبكة مع جهد 110 فولت. المصابيح مصممة ل 110 فولت و 40 واط السلطة. بدء المحرك الحالي إب = 50 A، والتصنيف الحالي إيي = 30 A.

سلك الرصاص في الأسلاك لديه مقطع عرضي من 16 MM2 وطول 40 م.

من الشكل. 7 وحالة المشكلة، وينظر إلى أن التيار للمحرك والمصابيح يسبب انخفاض الجهد في الخط، وبالتالي فإن الجهد على الحمل سيكون أقل من 110 V.