Perhitungan daya melalui resistansi dan tegangan. Penerapan hukum Ohm dalam praktik. Hubungan antara arus listrik dan daya yang dikonsumsi oleh peralatan.

Saat mendesain kabel listrik di sebuah ruangan, Anda harus mulai dengan menghitung kekuatan arus di sirkuit. Kesalahan dalam perhitungan ini kemudian dapat merugikan. Stop kontak dapat meleleh di bawah aksi arus yang terlalu kuat untuk itu. Jika arus dalam kabel lebih besar dari yang dihitung untuk bahan ini dan penampang inti, kabel akan terlalu panas, yang dapat menyebabkan kabel meleleh, putus atau korsleting di jaringan dengan konsekuensi yang tidak menyenangkan, di antaranya kebutuhan untuk penggantian kabel yang lengkap bukanlah yang terburuk .

Menurut definisi, beban menyerap daya reaktif jika arus dikompensasikan oleh tegangan sebesar 90 °. Gambar 11 menunjukkan diagram fasa tegangan fasa dan tegangan sumber dan beban reaktif. Demikian juga, diagram fasor berlaku untuk sumber dan kehamilan.

Wattmeter digunakan untuk mengukur daya aktif dalam suatu rangkaian. Terminal tegangan dan arus ditandai. Wattmeter dapat dianggap sebagai voltmeter yang digabungkan dengan ammeter dalam paket yang sama. Resistansi belitan tegangan harus tinggi, dan resistansi belitan arus harus rendah. Tegangan dan arus maksimum selalu disebut.

Mengetahui kekuatan arus di sirkuit juga diperlukan untuk pemilihan pemutus sirkuit, yang harus memberikan perlindungan yang memadai terhadap kelebihan jaringan. Jika mesin berdiri dengan margin besar pada nilai nominal, pada saat dipicu, peralatan mungkin sudah rusak. Tetapi jika arus pengenal pemutus arus lebih sedikit arus yang terjadi di jaringan pada beban puncak, mesin akan membuat Anda gila, terus-menerus menghilangkan energi ruangan saat Anda menyalakan setrika atau ketel.

Beras. 12 menunjukkan bagaimana wattmeter terhubung ke sirkuit fase tunggal. Jika daya aktif bersirkulasi dari terminal 1, 2 ke terminal 3, 4, lampu indikator pada wattmeter menunjukkan arah yang diinginkan. Sebaliknya, jika daya aktif bersirkulasi ke arah yang berlawanan, jarum indikator bergerak ke kiri, membuat pembacaan menjadi tidak mungkin. Kita dapat mengukur daya ini dengan membalik kabel tegangan.

Mari kita asumsikan bahwa alat ukur menunjukkan. Kita dapat menguraikan arus menjadi dua komponen. Menurut cacat yang jelas dari sirkus ditentukan oleh rasio. Faktor daya memberikan informasi berguna lainnya. Jadi, jika faktor daya rangkaian diketahui, perbedaan fasa antara tegangan suplai dan arus diketahui. Karena arus dapat sebelum atau sesudah tegangan, faktor daya dapat diklasifikasikan sebagai.

Rumus untuk menghitung kekuatan arus listrik

Menurut hukum Ohm, arus (I) sebanding dengan tegangan (U) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R), dan daya (P) dihitung sebagai hasil kali tegangan dan arus. Berdasarkan ini, arus di bagian jaringan dihitung: I = P / U.

Dalam kondisi nyata, satu komponen lagi ditambahkan ke rumus dan rumus untuk jaringan fase tunggal berbentuk:

Perhitungan tegangan dan peringkat arus pada berbagai titik dalam rangkaian dimaksudkan untuk mengkonfirmasi dalam hal biaya fenomena yang telah dibahas terkait dengan resistor kopling seri dan paralel. Di mana kita memiliki hambatan secara seri, kita memiliki tegangan di masing-masing dan intensitas arus listrik yang sama melalui semua. - Di mana kita memiliki resistansi secara paralel, kita memiliki arus yang melalui masing-masing dan penurunan tegangan yang sama. - Potensial listrik dari setiap titik pada kawat antara dua resistor dijaga konstan. - Potensial listrik setiap titik konduktor setelah hambatan berubah dari bagian sebelumnya.

dan untuk jaringan tiga fase: I \u003d P / (1,73 * U * cos ),

di mana U untuk jaringan tiga fase diasumsikan 380 V, cos adalah faktor daya, yang mencerminkan rasio komponen aktif dan reaktif dari tahanan beban.

Untuk catu daya modern, komponen reaktif tidak signifikan, nilai cos dapat diambil sama dengan 0,95. Pengecualiannya adalah transformator yang kuat (misalnya, mesin las) dan motor listrik, mereka memiliki resistansi induktif yang besar. Dalam jaringan di mana direncanakan untuk menghubungkan perangkat tersebut, kekuatan arus maksimum harus dihitung menggunakan faktor cos 0,8, atau kekuatan arus harus dihitung menggunakan metode standar, dan kemudian faktor pengali 0,95 / 0,8 = 1,19 harus diterapkan.

Memahami rangkaian sesuai dengan hukum elektrodinamika untuk menjelaskan dan menghitung rumus yang ditetapkan untuk mengurangi titik dan segmen disorot rangkaian arus dan tegangan ini. Kesimpulan tambahan: Dengan asumsi bahwa hambatan kawat adalah 0, jika sambungan bersama dengan hambatan kawat genap 1 ohm, listrik tidak akan mengalir melalui hambatan, karena dalam garis yang tidak memiliki hambatan paralel, potensial akan menjadi sama setiap saat sehingga tidak akan ada penurunan Tegangan melintasi resistor dihubungkan secara paralel pada saluran, sehingga arus yang melalui resistor akan menjadi nol.

Mengganti nilai efektif tegangan 220 V / 380 V dan faktor daya 0,95, kami mendapatkan I \u003d P / 209 untuk jaringan fase tunggal dan I \u003d P / 624 untuk jaringan tiga fase, yaitu, dalam jaringan tiga fase dengan beban yang sama, arusnya tiga kali lebih sedikit. Tidak ada paradoks di sini, karena kabel tiga fase menyediakan kabel tiga fase, dan dengan beban seragam pada setiap fase, itu dibagi menjadi tiga. Karena tegangan antara setiap fase dan kabel netral yang berfungsi adalah 220 V, rumusnya juga dapat ditulis ulang dalam bentuk yang berbeda, sehingga lebih jelas: I \u003d P / (3 * 220 * cos ).

Hal ini dapat ditunjukkan dengan rumus untuk resistansi komposisi yang dihubungkan secara paralel, dalam hal ini yang kedua, per filamen 0 ohm, dan resistansi yang dihubungkan secara paralel dengan filamen 1 ohm. Dukungan keuangan proyek dapat memastikan komitmen penuh terhadap upaya untuk mewujudkan pengetahuan baru ke dalam manifestasi yang dapat secara optimal mengintegrasikan semua bidang kehidupan kita dengan kekuatan spiritual yang mengatur keberadaan kita.

Kualitas artikel, rasa hormat terhadap penulis dan usahanya, serta permintaan eksplisitnya untuk mengungkapkan pendapat pembaca membuat saya saat ini memposting komentar di halaman ini. Jangan tekan gain di sepanjang garis linearitas. Tidak ada tenaga, tapi limpa sudah penuh.

Kami memilih peringkat pemutus sirkuit

Menerapkan rumus I \u003d P / 209, kami mendapatkan bahwa dengan beban dengan daya 1 kW, arus dalam jaringan fase tunggal akan menjadi 4,78 A. Tegangan di jaringan kami tidak selalu tepat 220 V, jadi tidak akan menjadi kesalahan besar untuk menghitung kekuatan arus dengan margin kecil sebesar 5 A untuk setiap kilowatt beban. Segera jelas bahwa tidak disarankan untuk menyalakan setrika dengan daya 1,5 kW di kabel ekstensi bertanda "5 A", karena arusnya akan satu setengah kali lebih tinggi dari nilai paspor. Dan Anda dapat segera "mengkalibrasi" peringkat standar alat berat dan menentukan beban apa yang dirancang untuknya:

Pertama-tama, coba jawab pertanyaan yang diajukan di akhir artikel tentang spesifikasi aturan komunikasi untuk layanan amatir. "Daya keluaran maksimum" dalam Lampiran 2 Peraturan tidak menentukan jenis ukuran fisik, tetapi hanya mengatur daya maksimum yang harus digunakan, daya tidak boleh melebihi stasiun di setiap kategori, jadi ini adalah ketentuan yang membatasi.

Mengapa tidak dirinci secara tepat dan tepat dalam peraturan tersebut? - Sederhana: Ini adalah default. Kedua, bahkan dengan mempelajari spesifikasi peralatan modern, kita dapat mengetahuinya. Apakah ada peralatan modern yang sesuai dengan peringkat daya rata-rata atau aktual?

  • 6 A - 1,2 kW;
  • 8 A - 1,6 kW;
  • 10 A - 2 kW;
  • 16 A - 3,2 kW;
  • 20 A - 4 kW;
  • 25 A - 5 kW;
  • 32 A - 6,4 kW;
  • 40 A - 8 kW;
  • 50 A - 10 kW;
  • 63 A - 12,6 kW;
  • 80 A - 16 kW;
  • 100 A - 20 kW.


Dengan menggunakan teknik "5 ampere per kilowatt", Anda dapat memperkirakan kekuatan arus yang terjadi di jaringan saat menghubungkan peralatan rumah tangga. Kami tertarik pada beban puncak pada jaringan, jadi untuk perhitungan Anda harus menggunakan konsumsi daya maksimum, dan bukan rata-rata. Informasi ini terdapat dalam dokumentasi produk. Hampir tidak ada gunanya menghitung sendiri indikator ini, menjumlahkan kapasitas papan nama kompresor, motor listrik, dan elemen pemanas termasuk dalam perangkat, karena masih ada indikator seperti efisiensi, yang harus diperkirakan secara spekulatif dengan risiko membuat kesalahan besar.

Jika operator tidak dapat mengukurnya dengan benar, ini tidak dapat menjadi alasan, karena kurangnya indikasi yang akurat dari frekuensi pemancar tidak dapat membenarkan transmisi di luar rentang yang ditetapkan! Saat ini, sebagian besar jenis transmisi memerlukan penggunaan amplifier linier, dan semuanya berbeda. Dalam kasus penguat linier, daya keluaran saat ini dibatasi dalam praktiknya oleh jumlah produk intermodulasi dan gangguan yang dihasilkan oleh pemancar, meskipun batas maksimum yang ditentukan secara eksplisit juga diberikan.

Ini adalah jawaban untuk pertanyaan di akhir artikel. Pada dasarnya, 0 dBm sesuai dengan tingkat daya 1 mW per beban, 30 dBm = 1 W, -6 dBm = 0,5 mW, dll. jika impedansi beban adalah nilai standar, ada korespondensi antara tingkat daya dan tingkat tegangan di seluruh beban.

Saat mendesain kabel listrik di apartemen atau rumah pedesaan komposisi dan data paspor peralatan listrik yang akan dihubungkan tidak selalu diketahui secara pasti, tetapi Anda dapat menggunakan data indikasi peralatan listrik yang umum dalam kehidupan kita sehari-hari:

  • sauna listrik (12 kW) - 60 A;
  • kompor listrik (10 kW) - 50 A;
  • kompor (8 kW) - 40 A;
  • pemanas air listrik sesaat (6 kW) - 30 A;
  • pencuci piring (2,5 kW) - 12,5 A;
  • mesin cuci (2,5 kW) - 12,5 A;
  • jacuzzi (2,5 kW) - 12,5 A;
  • AC (2,4 kW) - 12 A;
  • oven microwave (2,2 kW) - 11 A;
  • penyimpanan pemanas air listrik (2 kW) - 10 A;
  • ketel listrik (1,8 kW) - 9 A;
  • besi (1,6 kW) - 8 A;
  • solarium (1,5 kW) - 7,5 A;
  • penyedot debu (1,4 kW) - 7 A;
  • penggiling daging (1,1 kW) - 5,5 A;
  • pemanggang roti (1 kW) - 5 A;
  • pembuat kopi (1 kW) - 5 A;
  • pengering rambut (1 kW) - 5 A;
  • komputer desktop (0,5 kW) - 2,5 A;
  • kulkas (0,4 kW) - 2 A.

Konsumsi daya perlengkapan penerangan dan elektronik konsumen kecil, secara umum, daya total perlengkapan penerangan dapat diperkirakan 1,5 kW dan mesin 10 A per grup penerangan sudah cukup. Elektronik konsumen terhubung ke outlet yang sama dengan setrika, tidak disarankan untuk mencadangkan daya tambahan untuk itu.

Apa yang salah dalam kasus ini? Untuk alasan yang sama, dan untuk mencapai dinamika tinggi, lantai pita lebar di beberapa penerima kinerja tinggi atau amplifier antena aktif terkadang menggunakan komponen daya aktif aktif. Ini menjelaskan bahwa ungkapan "semalam tabung lebih baik daripada transistor", mengacu pada kuantitas, bukan hanya kualitas, yang dipercayai secara keliru oleh beberapa orang, dan sekarang kita dapat menyadari arti sebenarnya juga. Nilai negatif dinyatakan sebelumnya, karena cara tidak langsung mengukur daya keluaran dan mengabaikan daya keluaran yang sebenarnya; Positifnya adalah kemungkinan memperoleh daya puncak yang tinggi menggunakan komponen dengan relatif kinerja rendah disipasi daya.


Jika Anda meringkas semua arus ini, angkanya mengesankan. Dalam praktiknya, kemampuan menghubungkan beban dibatasi oleh jumlah daya listrik yang dialokasikan, untuk apartemen dengan kompor listrik di rumah modern itu adalah 10 -12 kW dan ada mesin otomatis dengan nilai nominal 50 A pada input apartemen. Dan 12 kW ini harus didistribusikan, mengingat konsumen yang paling kuat terkonsentrasi di dapur dan di kamar mandi. Pengkabelan akan kurang menjadi perhatian jika dipecah menjadi kelompok yang cukup, masing-masing dengan mesinnya sendiri. Untuk kompor listrik (kompor), input terpisah dibuat dengan mesin otomatis 40 A dan stopkontak dengan arus pengenal 40 A dipasang, tidak ada lagi yang perlu dihubungkan di sana. Untuk mesin cuci dan peralatan kamar mandi lainnya dibuat kelompok terpisah, dengan senapan mesin dari denominasi yang sesuai. Kelompok ini biasanya dilindungi oleh RCD dengan arus pengenal 15% lebih besar dari pengenal pemutus sirkuit. Kelompok terpisah dialokasikan untuk penerangan dan stopkontak di setiap kamar.

Untuk alasan yang sama, jika tidak diperiksa dengan cermat, beberapa data katalog pada awalnya mungkin tampak aneh, jika tidak salah. Abstraksi dengan membuat perbedaan halus ini, dalam beberapa kasus kedua tabung dapat dipertukarkan, setidaknya dalam arti tertentu.

Kualitas teknis dari penguat yang terlalu tertekan setidaknya dipertanyakan. Oleh karena itu, konsekuensi dari fakta bahwa pengukuran daya yang benar hanya dapat dilakukan dengan penguat linier adalah bahwa dalam kasus penguat linier, spesifikasi daya benar dan bernilai nyata hanya jika distorsi yang dihasilkan juga ditentukan atau diketahui. Perbandingan dua amplifier atau pemancar tidak dapat dianggap benar kecuali jika daya dan distorsi diperhitungkan.

Ini akan memakan waktu untuk menghitung kekuatan dan arus, tetapi Anda dapat yakin bahwa pekerjaan itu tidak akan sia-sia. Kabel listrik yang dirancang dengan baik dan dipasang dengan baik adalah kunci kenyamanan dan keamanan rumah Anda.

Dalam artikel tersebut, untuk menyederhanakan notasi, nilai linier dari tegangan, arus, dan daya sistem tiga fase akan diberikan tanpa indeks, yaitu U, I dan P.

Pengukuran daya RF

Pengukuran daya siaran. Prinsip dan pencapaian praktis

Dalam praktik radio amatir, persyaratan yang paling umum adalah mengukur daya keluaran pemancar, dalam hal ini perlu mengukur tingkat daya yang relatif tinggi, serta mengetahui daya maju dan pantul atau rasio gelombang stasioner.

Terkadang, jika klaim tidak terlalu tinggi, detektor sederhana dengan dioda yang dipasang pada voltmeter elektronik sudah cukup. arus searah. Dalam hal pengukuran pada saluran listrik, sambungan saluran diperlukan. Untuk pengukuran non-iteratif atau uji linier tanpa refleksi, kopling induktif atau kapasitif sederhana sudah cukup, terutama untuk pengukuran pita sempit, karena besarnya garis kopling tidak konstan, tetapi bervariasi dengan frekuensi.

Kekuatan arus tiga fase sama dengan kekuatan tiga fase satu fase.

Saat terhubung ke bintang PY=3∙Uf∙If∙karena=3∙UpI∙karena.

Ketika dihubungkan dengan segitiga P∆=3∙Uf∙If∙karena=3∙U∙Jika∙karena.

Dalam praktiknya, rumus digunakan di mana arus dan tegangan menunjukkan kuantitas linier untuk koneksi bintang dan delta. Substitusikan Uf=U/√3 ke persamaan pertama, dan If=I/√3 ke persamaan kedua, kita memperoleh rumus umum P=√3∙U∙Ikarena.

Dalam kasus di mana pengukuran diperlukan untuk tugas atau jalur apa pun, dan terutama pada frekuensi tinggi, metode sebelumnya tidak lagi memungkinkan. Pengukur daya yang digunakan dalam kasus ini biasanya menggunakan jembatan arah atau skrup arah untuk mengukur daya maju, daya pantul, rasio keadaan tunak, atau rugi pantul.

Cangkir paling sederhana yang digunakan dalam praktik kamera amatir adalah kopling terarah dengan garis, tetapi dengan kelemahan faktor kopling yang sangat bervariasi. Penguat logaritmik didahului oleh sirkuit pasif untuk mengkompensasi perubahan faktor kopling frekuensi, dan penggunaan mikrokontroler memungkinkan "linierisasi" sistem pengukuran, akurasi yang diperoleh dalam praktik, tergantung pada keakuratan kalibrasi; kalibrasi dilakukan untuk 5 frekuensi pada pita tertutup.

Contoh

1. Berapa daya P1 yang diambil dari jaringan oleh motor asinkron tiga fase yang ditunjukkan pada gambar. 1 dan 2, ketika terhubung ke bintang dan delta, jika tegangan saluran U \u003d 380 V, dan arus saluran I \u003d 20 A padakarena=0,7?

Voltmeter dan ammeter menunjukkan nilai linier, nilai efektif.

Beras. satu.

Desain serupa lainnya telah diterbitkan menggunakan penguat logaritmik dan mikrokontroler. Dalam kedua kasus, konverter arus dan tegangan digunakan, dan sinyal keluaran adalah pecahan dari daya maju atau mundur, pecahan yang bergantung pada koefisien kopling. Kopling ini memiliki keuntungan memiliki koefisien kopling konstan dengan frekuensi.

Konverter tegangan dan arus menggunakan trafo toroidal dengan inti ferit. Secara struktural, cangkir dan detektor terdiri dari modul terpisah dari unit tampilan. Dalam hal ini, satu transformator digunakan sebagai transformator arus, biasanya inti toroidal dan ferit.

Beras. 2.

Tenaga mesin menurut rumus umum adalah:

P1=√3∙U∙I∙ karena\u003d 3 380 20 0,7 \u003d 9203 W \u003d 9,2 kW.

berarti kekuatan

P1=3∙Uf∙Jika karena=3∙U/√3∙I∙karena=3∙380/√3∙20∙0,7;

P1=3∙380/1,73∙20∙0,7=9225 W 9,2 kW.

Saat dihubungkan ke segitiga, tegangan fasa Uf=U, dan arus fasa If=I/√3=20/√3; dengan demikian,

P1=3∙Uf∙Jika karena=3∙U∙I/√3∙karena;

Koefisien gesekan kopling adalah 40 dB. Selain itu, saat mengukur daya, ketika kedua sinyal dijumlahkan, koefisien kopling total akan menjadi nilai yang sesuai sebesar 40 dB. Solusi tersebut juga digunakan dalam kasus peralatan komersial atau profesional, baik untuk meteran listrik independen dan untuk yang termasuk dalam berbagai instrumen.

Mereka semua menggunakan jembatan Brunet, tetapi untuk setiap kasus kita dapat melihat beberapa keanehan. Dioda detektor harus dari jenis Schottky dan diurutkan sedekat mungkin dengan fitur, terutama ketika mengukur daya yang dikurangi, atau ketika linieritas buruk atau ketika akurasi diperlukan.

P1=3∙380∙20/1.73∙0.7=9225 W 9.2 kW.

2. Lampu dihubungkan ke jaringan empat kawat arus tiga fase antara kabel linier dan netral, dan motor D dihubungkan ke tiga kabel linier, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 3.

Beras. 3.

Setiap fase mencakup 100 lampu masing-masing 40 W dan 10 motor 5 kW. Berapa daya aktif dan total yang harus diberikan generator G pada sin⁡φ=0,8? Berapakah fasa, saluran dan arus kawat netral generator pada tegangan saluran U=380 V?

Prinsip fungsional, detail, fitur, penambahan, dan pengamatan

Mengakhiri resistor dengan pengukur daya internal terkadang berguna untuk menyetel dan menguji pemancar. Ini menggunakan garis koaksial yang dimasukkan ke dalam rangkaian pengukuran dan dapat dihubungkan ke elemen pengukuran yang berbeda untuk rentang daya dan frekuensi yang berbeda. Elemen pengukuran berisi jalur komunikasi dan detektor dioda.

Gelombang yang merambat di sepanjang segmen garis koaksial menginduksi arus dalam saluran komunikasi, baik yang digabungkan secara induktif maupun yang digabungkan secara kapasitif. Arus akibat kopling induktif memiliki nilai yang sama dengan gelombang perjalanan, dan karena kopling kapasitif tidak bergantung pada arah gelombang perjalanan. Arus induksi yang diinduksi oleh gelombang kopling induktif akan terakumulasi dalam fase dengan arus kapasitif yang sesuai, dan dalam arah yang berlawanan, gelombang akan berkurang. Arah penjumlahan terjadi ditandai pada elemen meteran listrik dan diatur ke gelombang langsung secara default.

Daya lampu total Pl=3∙100∙40 W=12000 W=12 kW.

Lampu berada di bawah tegangan fasa Uf=U/√3=380/1,73=220 V.

Daya total motor tiga fasa Pd=10∙5 kW=50 kW.

Daya aktif yang diberikan oleh generator, PG, dan diterima oleh konsumen P1 adalah sama, jika kita mengabaikan rugi daya pada kabel transmisi daya:

P1= PG=Pl+Pd=12+50=62 kW.

Daya total generator S=PG/karena\u003d 62 / 0,8 \u003d 77,5 kVA.

Dalam contoh ini, semua fase dibebani secara merata, dan oleh karena itu pada kawat netral setiap saat arusnya nol.

Arus fasa belitan stator generator sama dengan arus saluran (If = I), dan nilainya dapat diperoleh dengan menggunakan rumus daya arus tiga fasa:

I=P/(√3∙U karena)=62000/(√3∙380∙0.8)=117,8 A.

3. Dalam gambar. Gambar 4 menunjukkan bahwa hotplate 500 W terhubung ke fase B dan kabel netral, dan lampu 60 W terhubung ke fase C dan kabel netral. Sebuah motor 2 kW terhubung ke tiga fase ABC dikarena\u003d 0,7 dan kompor listrik dengan daya 3 kW.

Berapa total daya aktif dan nyata konsumen? Berapa arus yang lewat dalam masing-masing fase pada tegangan saluran U=380 V?

Beras. empat.

Daya aktif konsumen P=500+60+2000+3000=5560 W=5,56 kW.

Tenaga mesin kotor S=P/karena\u003d 2000 / 0,7 \u003d 2857 VA.

Total daya nyata konsumen akan menjadi: Stot=500+60+2857+3000=6417 VA =6.417 kVA.

Arus kompor listrik Ip \u003d Pp / Uf = Pp / (U⁄√3) \u003d 500/220 \u003d 2,27 A.

Arus lampu Il \u003d Pl / Ul \u003d 60/220 \u003d 0,27 A.

Arus kompor listrik ditentukan oleh rumus daya untuk arus tiga fase dikarena= 1 (resistensi aktif):

P=√3∙U∙I∙ karena=√3∙U∙I;

I=P/(√3∙U)=3000/(√3∙380)=4,56 A.

ID arus motor=P/(√3∙U∙karena)=2000/(√3∙380∙0,7)=4,34 A.

Arus motor dan kompor listrik mengalir dalam kawat fase A:

IA \u003d ID + I \u003d 4,34 + 4,56 \u003d 8,9 A.

Pada fase B, arus motor, kompor dan kompor listrik mengalir:

IB \u003d ID + Ip + I \u003d 4,34 + 2,27 + 4,56 \u003d 11,17 A.

Pada fasa C, arus motor, lampu dan kompor listrik mengalir:

IC \u003d ID + Il + I \u003d 4,34 + 0,27 + 4,56 \u003d 9,17 A.

Di mana-mana nilai efektif arus diberikan.

pada gambar. 4 menunjukkan bumi pelindung 3 instalasi listrik. Kabel netral diarde dengan kuat di gardu suplai dan konsumen. Semua bagian instalasi yang dapat disentuh oleh seseorang dihubungkan ke kabel netral dan dengan demikian diarde.

Jika salah satu fase, misalnya C, secara tidak sengaja diarde, terjadi korsleting satu fase dan sekering atau pemutus sirkuit fase ini memutuskannya dari sumber listrik. Jika seseorang yang berdiri di tanah menyentuh kawat tak berinsulasi fase A dan B, maka ia hanya akan berada di bawah tegangan fase. Dengan netral yang tidak diarde, fase C tidak akan terputus dan orang tersebut akan berada di bawah tegangan fase sehubungan dengan fase A dan B.

4. Berapa daya yang akan ditunjukkan oleh wattmeter tiga fasa yang dihubungkan ke jaringan tiga fasa dengan tegangan linier U = 380 V pada arus linier I = 10 A dankarena= 0,7? Efisiensi mesin = 0,8? Berapa daya motor pada poros (Gbr. 5)?

Beras. 5.

Wattmeter akan menunjukkan daya P1 yang disuplai ke mesin, yaitu daya P2 yang berguna ditambah rugi-rugi daya di mesin:

P1=√(3∙) U∙I∙ karena\u003d 1,73 380 10 0,7 \u003d 4,6 kW.

Daya bersih dikurangi kerugian belitan dan baja dan kerugian mekanis pada bantalan

P2=P1∙η=4,6∙0,8=3,68 kW.

5. Generator tiga fasa mengalirkan arus I=50 A pada tegangan U=400 V dankarena= 0,7. Berapa daya mekanik dalam horsepower yang diperlukan untuk memutar generator pada efisiensi generator =0,8 (Gbr. 6)?

Beras. 6.

Daya listrik aktif generator diberikan ke motor listrik, PG2=√(3∙) U∙I∙karena\u003d 3 400 50 0,7 \u003d 24220 W \u003d 24,22 kW.

Daya mekanik yang disuplai ke generator, PG1, mencakup daya aktif PG2 dan rugi-rugi di dalamnya: PG1=PG2/ηG =24.22/0.8≈30.3 kW.

Tenaga mekanik ini, dinyatakan dalam tenaga kuda, adalah:

PG1=30.3∙1.36≈41.2 l. Dengan.

pada gambar. Gambar 6 menunjukkan bahwa daya mekanik PG1 disuplai ke generator. Generator mengubahnya menjadi listrik, yang sama dengan

PG2=PG1∙ηG. Kekuatan ini aktif dan sama dengan PG2=√3∙U∙I∙karena, ditransmisikan melalui kawat ke motor listrik, di mana ia diubah menjadi tenaga mekanik. Selain itu, generator mengirimkan daya reaktif Q ke motor listrik, yang membuat mesin menjadi magnet, tetapi tidak dikonsumsi di dalamnya, tetapi dikembalikan ke generator.

Itu sama dengan Q=√3∙U∙I∙sin⁡φ dan tidak berubah menjadi panas atau tenaga mekanik. Daya semu S=P⁄karena, seperti yang kita lihat sebelumnya, hanya menentukan tingkat penggunaan bahan yang dihabiskan untuk pembuatan mesin.

6. Generator tiga fasa beroperasi pada tegangan U=5000 V dan arus I=200 A padakarena=0.8. Berapakah efisiensinya, jika daya yang dikeluarkan oleh mesin yang memutar generator adalah 2000 liter. Dengan.?

Tenaga mesin disuplai ke poros generator (jika tidak ada roda gigi perantara),

PG1=2000∙0,736=1473 kW.

Daya yang dikembangkan oleh generator tiga fase,

PG2=√(3∙) U∙I∙ karena\u003d 1,73 5000 200 0,8 \u003d 1384000 W \u003d 1384 kW.

Efisiensi generator = PГ2/РГ1 =1384/1472=0,94=94%.

7. Berapa arus yang lewat pada belitan transformator tiga fasa dengan daya 100 kVA dan tegangan U = 22000 V padakarena=1?

Daya total transformator S=√3∙U∙I=1,73∙22000∙I.

Maka arus I=S/(√3∙U)=(100∙1000)/(1.73∙22000)=2.63 A.

8. Berapa arus yang dikonsumsi oleh motor asinkron tiga fasa dengan daya poros 40 liter. Dengan. pada tegangan 380 V, jikakarena\u003d 0,8, dan efisiensi \u003d 0,9?

Tenaga mesin pada poros, yaitu berguna, P2=40∙736=29440 W.

Daya yang disuplai ke motor, yaitu daya yang diterima dari jaringan,

P1=P2/η=29440/0.9=32711 W.

Arus motor I=P1/(√3∙U∙I∙karena)=32711/(1.73∙380∙0.8)=62 A.

9. Motor asinkron tiga fase memiliki data berikut pada pelindung: P = 15 l. Dengan.; U=380/220V;karena=0,8; =85%; koneksi adalah bintang. Nilai yang tertera pada label disebut nominal.

Beras. 7.

Berapa daya aktif, nyata, dan reaktif mesin? Berapa besar arus: penuh, aktif dan reaktif (Gbr. 7)?

Tenaga mekanik mesin (berguna) sama dengan:

P2=15∙0,736=11,04 kW.

Daya P1 yang disuplai ke mesin lebih besar dari daya yang berguna dengan jumlah kerugian di mesin:

P1=P2/η=11,04/0,85≈13 kW.

Daya semu S=P1/karena\u003d 13 / 0,8 \u003d 16,25 kVA;

Q=S∙sin⁡φ=16.25∙0.6=9.75 kvar (lihat segitiga daya).

Arus dalam kabel penghubung, yaitu linier, adalah: I=P1/(√3∙U∙karena)=S/(3∙U)=16250/(1.73∙380)=24,7 A.

Arus aktif Iа=I∙karena\u003d 24,7 0,8 \u003d 19,76 A.

Arus reaktif (magnetisasi) Ip=I∙sin⁡φ=24.7∙0.6=14.82 A.

10. Tentukan kuat arus pada belitan motor listrik tiga fasa jika dirangkai secara segitiga dan daya netto motor adalah P2 = 5,8 l. Dengan. pada efisiensi =90%, faktor dayakarena\u003d 0,8 dan tegangan linier jaringan 380 V.

Tenaga mesin yang berguna P2 = 5,8 liter. s., atau 4,26 kW. Daya yang disuplai ke mesin

P1=P2/η=4,26/0,9=4,74 kW. I=P1/(√3∙U∙karena)=(4.74∙1000)/(1.73∙380∙0.8)=9.02 A.

Ketika dihubungkan dalam segitiga, arus dalam belitan fasa motor akan lebih kecil dari arus kabel suplai: Jika = I / 3 = 9,02 / 1,73 = 5,2 A.

11. Generator DC untuk instalasi elektrolisis, dengan tegangan U=6 V dan arus I=3000 A, sehubungan dengan motor asinkron tiga fasa membentuk generator motor. Efisiensi generator G=70%, efisiensi mesin D=90%, dan faktor dayanyakarena=0.8. Tentukan daya motor pada poros dan daya yang disuplai padanya (Gbr. 8 dan 6).

Beras. delapan.

Daya generator bersihPG2=UG∙IG=6∙3000=18000 W.

Daya yang disuplai ke generator sama dengan daya pada poros P2 dari motor asinkron penggerak, yang sama dengan jumlah PG2 dan rugi-rugi daya pada generator, yaitu PG1=PG2/η=18000/0.7=25714 W.

Daya aktif motor yang disuplai dari sumber listrik AC adalah

P1 \u003d P2 / D \u003d 25714 / 0,9 \u003d 28571 W \u003d 28,67 kW.

12. Turbin uap dengan efisiensi T=30% memutar generator dengan efisiensi G=92% dankarena=0.9. Berapa daya input (hp dan kkal / detik) yang harus dimiliki turbin agar generator menyediakan arus 2000 A pada tegangan U \u003d 6000 V? (Sebelum memulai perhitungan, lihat gambar 6 dan 9.)

Beras. 9.

Kekuatan alternator diberikan kepada konsumen,

PG2=√(3∙) U∙I∙ karena\u003d 1,73 6000 2000 0,9 \u003d 18684 kW.

Daya yang disuplai ke generator sama dengan daya P2 pada poros turbin:

PG1=P2=PG2/ηG =18684/0.92=20308 kW.

Daya yang disuplai ke turbin melalui uap

P1 \u003d P2 / \u003d 20308 / 0,3 \u003d 67693 kW,

atau P1=67693∙1,36=92062 l. Dengan.

Daya yang disuplai ke turbin dalam kkal/detik ditentukan dengan rumus Q=0,24∙P∙t;

Q⁄t=0,24∙P=0,24∙67693=16246 kkal/dtk.

13. Tentukan penampang kawat sepanjang 22 m, yang melaluinya arus mengalir ke motor tiga fasa dengan daya 5 liter. Dengan. tegangan 220 V saat menghubungkan belitan stator dalam segitiga.karena=0,8; = 0,85. Penurunan tegangan yang diizinkan pada kabel U=5%.

Daya yang disuplai ke mesin pada daya bersih P2

P1=(P2∙0.736)/η=(5∙0.736)/0.85=4.43 kW.

Arus mengalir melalui kabel penghubung I=P1/(U∙√3∙karena) = 4430/(220∙√3∙0.8)=14,57 A.

Dalam saluran tiga fase, arus bertambah secara geometris, sehingga penurunan tegangan pada kawat harus diambil sebagai U: 3, dan bukan U: 2, seperti pada arus satu fase. Maka hambatan kawat:

r=(∆U:√3)/I=(11:√3)/14.57=0.436 Ohm,

dimana U dalam volt.

S=(ρ∙l)/r=1/57∙22/0.436=0.886 mm2 1 mm2.

Penampang kabel dalam sirkuit tiga fase lebih kecil daripada di sirkuit fase tunggal.

14. Tentukan dan bandingkan penampang kawat untuk arus satu fasa dan tiga fasa bolak-balik langsung. 210 lampu 60 W masing-masing untuk tegangan 220 V terhubung ke jaringan, yang terletak pada jarak 200 m dari sumber arus. Penurunan tegangan yang diijinkan 2%.

a) Dengan fase konstan dan tunggal AC, yaitu ketika ada dua kabel, bagiannya akan sama, karena dengan beban pencahayaankarena= 1 dan daya yang ditransmisikan

P=210∙60=12600 W,

dan arus I=P/U=12600/220=57,3 A.

Penurunan tegangan yang diizinkan U=220∙2/100=4,4 V.

Resistansi dua kabel r=∆U/I∙4.4/57.3=0.0768 Ohm.

Bagian kawat

S1=(ρ∙l)/r=1/57∙(200∙2)/0,0768=91,4 mm2.

Untuk transmisi daya, total penampang kabel adalah 2∙S1=2∙91,4=182,8 mm2 dengan panjang kawat 200 m.

b) Dengan arus tiga fasa, lampu dapat dihubungkan dalam segitiga, 70 lampu per sisi.

Pada karena=1 daya yang ditransmisikan oleh kabel P=√3∙Ul∙I.

I=P/(U∙√3)=12600/(220∙√3)=33.1 A.

Penurunan tegangan yang diizinkan dalam satu kabel dari jaringan tiga fase bukan U⁄2 (seperti dalam jaringan satu fase), tetapi U⁄√3. Hambatan satu kawat dalam jaringan tiga fase adalah:

r=(U:√3)/I=(4.4:√3)/33.1=0.0769 Ohm;

S3ph=(ρ∙l)/r=1/57∙200/0,0769=45,7 mm2.

Total penampang kabel untuk transmisi daya 12,6 kW dalam jaringan tiga fase ketika terhubung ke segitiga kurang dari satu fase tunggal: 3∙S3ph = 137,1 mm2.

c) Ketika terhubung ke bintang, diperlukan tegangan linier U \u003d 380 V sehingga tegangan fasa pada lampu adalah 220 V, yaitu, lampu menyala di antara kabel netral dan masing-masing kabel linier.

Arus dalam kabel akan menjadi: I=P/(U:√3)=12600/(380:√3)=19,15 A.

Resistansi kawat r=(∆U:√3)/I=(4.4:√3)/19.15=0.1325 Ohm;

S3star=(ρ∙l)/r=1/57∙200/0.1325=26.15 mm2.

Penampang total saat terhubung ke bintang adalah yang terkecil, yang dicapai dengan meningkatkan tegangan untuk mentransmisikan daya yang diberikan: 3∙S3zv=3∙25,15=75,45 mm2.