Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет электрических цепей

Расчет электрических цепей

На практике разработан ряд методов для определения и расчета схем с постоянным током, что предоставляет возможность уменьшить трудоемкий процесс вычисления трудных электрических цепей. Основными законами, с помощью которых определяются характеристики практически каждой схемы, являются постулаты Кирхгофа.

Пример сложных электрических цепей

Пример сложных электрических цепей

Расчет тока

Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.

  • От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
  • Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.

Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

Светодиодная лента

Светодиодная лента представляет собой гибкую полосу, в основе которой лежит медный проводник, по всей площади размещаются светодиоды. Она разделена на модули. Модуль — это участок ленты, на котором установлено три светодиода и сопротивление. Благодаря такой конструкции можно удалить нерабочий участок и заменить его новым.

Светодиодные полоски имеют степень защиты. Подбирается она в зависимости от места применения и условий окружающей среды. Например, класс IP20 подойдёт только для сухих помещений, так как убережёт ленту только от пыли. Степень защиты IP68 надёжно защищает не только от пыли, но и от влаги, попаданий капель и брызг воды.

Варианты в силиконовой оболочке

Светодиодные полоски различаются по размерам установленных в них светодиодов, их потребляемой мощности, цвета и мощности светового потока. Позже мы рассмотрим, как определить какой мощности и сколько ленты нам понадобится для нужного и качественного освещения.

Читайте так же:
Что такое выключатель света заднего хода

Как определить мощность светодиодной ленты

Параметр, на который необходимо обращать внимание в первую очередь. От него, как правило, зависит и количество излучаемого света. Ленты с более высокой потребляемой мощностью имеют больший световой поток. Он зависит от типа установленных светодиодов в модулях. Существует много типов разных светодиодов. Рассмотрим несколько из них на примере в таблице.

Расчет потребляемой мощности светодиодной ленты 12В

На рисунке выше указано, сколько установлено светодиодов в одном метре LED-полосы. Каждый светодиод имеет индивидуальную потребляемую мощность, если вы знаете его тип, то мощность можно вычислить благодаря формуле и параметрам из таблицы ниже.

Путём несложных математических расчётов также можно посчитать потребление энергии одного метра ленты за один час работы, умножив количество светодиодов на их мощность.

Расчет потребляемой мощности светодиодной ленты 12В

Пример расчёта: вы остановили свой выбор на LED-полосе с типом светодиода SMD3528, на площади в один метр количество элементов 60 шт. Лента зелёного цвета. Из таблицы: ток 20 мА (I), напряжение 3,2 В (U). Переводим миллиамперы в амперы 20/1000=0,02. P=I*U, 3,2*0,2=0,096 Вт. Количество светодиодов 60, мощность одного 0,096 Вт, следовательно 60*0,096=5,76 Вт. Мощность светодиодной ленты на метр составила 5,76 Вт. В одной катушке находится 5 м LED-полосы, 5*5,76=28,8 Вт, следовательно энергопотребление составит 28,8 Вт в час.

Стариков Михаил

Производитель указывает мощность на упаковке товаров, но настоятельно рекомендуется проверять её перед монтажом. Может оказаться, что она не соответствует заявленной. Приведём наглядный пример разницы мощности светодиодных лент в таблице.

Таблица потребляемой мощности светодиодных лент разного типа.

Тип светодиодаДиодов на 1 метреМощность, Вт
SMD 3528604,8
SMD 35281207,2
SMD 352824016
SMD 5050307,2
SMD 50506014
SMD 505012025
Читайте так же:
Обжим кабеля под розетку

Как выбирать нужный блок питания

Блок питания ленты подбирается исходя из нагрузки, которая к нему подключена. Для этого суммируется общая нагрузка всех подключаемых лент. В зависимости от удобства коммутации и мощности оборудования, в системе освещения может быть использовано два и более блока питания.

Для правильной и стабильной работы оборудования запас мощности устройства должен быть не менее 20% подключаемой нагрузки. Он позволяет снизить нагрев устройства.

Расчет потребляемой мощности светодиодной ленты 12В

На этикетке любого блока питания указано, сколько нагрузки он может выдержать. Если общая рассчитанная нагрузка цепи составит 200 Вт, то приведённый пример блока питания нас полностью устроит: 200 Вт+20%=240 Вт. Не превышайте порог допустимой нагрузки – устройство будет греться и быстро выйдет из строя.

Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:

как узнать напряжение зная силу тока

Расчет напряжения онлайн:

Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:

как узнать напряжение зная мощность

Определение величины онлайн:

Проверка кабеля по потере напряжения

Всем известно, что протекание электрического тока по проводу или кабелю с определенным сопротивлением всегда связано с потерей напряжения в этом проводнике.

Согласно правилам Речного регистра, общая потеря электронапряжения в главном распределительном щите до всех потребителей не должна превышать следующие значения:

  • при освещении и сигнализации при напряжении более 50 вольт – 5 %;
  • при освещении и сигнализации при напряжении 50 вольт – 10 %;
  • при силовых потреблениях, нагревательных и отопительных систем вне зависимости от электронапряжения – 7 %;
  • при силовых потреблениях с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы вне зависимости от электронапряжения – 10 %;
  • при пуске двигателей – 25 %;
  • при питании щита радиостанции или другого радиооборудования или при зарядке аккумуляторов – 5 %;
  • при подаче электричества в генераторы и распределительный щит – 1 %.
Читайте так же:
Ob3353cpa ограничение тока подсветки

Исходя из этого и выбирают различные типы кабелей, способных поддерживать такую потерю напряжения.

Пример калькулятора для автоматизации вычислений

Закон Ома

Электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность, безусловно, между собой связаны. А взаимосвязь между ними описывается, без сомнения, самым главным электрическим законом – законом Ома. В упрощенном виде этот закон называется: закон Ома для участка цепи. И звучит этот закон следующем образом:

«Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».

Закон Ома для участка цепи

Для практического применения формулу закона Ома можно представить в виде вот такого треугольника, который помимо основного представления формулы, поможет определить и остальные величины.

Треугольник к закону Ома

Работает треугольник следующим образом. Чтобы вычислить одну из величин, достаточно закрыть ее пальцем. Например:

Расчет тока, сопротивления и напряжения по закону Ома

В предыдущей статье мы проводили аналогию между электричеством и водой, и выявили взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Также хорошей интерпретацией закона Ома может послужить следующий рисунок, наглядно отображающий сущность закона:

Наглядная интерпретация закона Ома

На нем мы видим, что человечек «Вольт» (напряжение) проталкивает человечка «Ампера» (ток) через проводник, который стягивает человечек «Ом» (сопротивление). Вот и получается, что чем сильнее сопротивление сжимает проводник, тем тяжелее току через него проходить («сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи» – или чем больше сопротивление, тем хуже приходится току и тем он меньше). Но напряжение не спит и толкает ток изо всех сил (чем выше напряжение, тем больше ток или – «сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению»).

Когда фонарик начинает слабо светить, мы говорим – «разрядилась батарейка». Что с ней произошло, что значит разрядилась? А значит это, что напряжение батарейки снизилось и оно больше не в состоянии «помогать» току преодолевать сопротивление цепей фонарика и лампочки. Вот и получается, что чем больше напряжение – тем больше ток.

Читайте так же:
Световой выключатель освещения схема

Метод узловых напряжений

Кроме метода контурных токов, для уменьшения трудоемкости расчётов, применяют метод узловых напряжений, при этом возможно еще меньшее число уравнений, так как при этом методе их число достигает

где q – количество узлов в электрической цепи.

Принцип расчёта электрической цепи заключается в следующем:

  1. Принимаем один из узлов цепи за базисный и присваиваем ему потенциал равный нулю;
  2. Для оставшихся узлов составляем уравнения по первому закону Кирхгофа, заменяя токи в ветвях по закону Ома через напряжение и сопротивление;
  3. После решения получившейся системы уравнений вычисляем токи в ветвях по обобщенному закону Ома.

В качестве примера возьмём предыдущую цепь и составим систему уравнений

Метод узловых потенциалов

Схема для решения уравнений методом узловых потенциалов.

В качестве базисного возьмём узел А и заземлим его, для остальных узлов B и D составим уравнения по первому закону Кирхгофа

Примем потенциалы узлов В = U1 и D = U2, тогда токи в ветвях выразятся через обобщённый закон Ома

В результате получившаяся система будет иметь следующий вид

Рассчитаем схему, изображённую на рисунке выше со следующими параметрами E1 = E3 = 100 B, E2 = 50 B, R1 = R2 = 10 Ом, R3 = R4 = R5 = 20 Ом. Запишем систему уравнений

В результате решения системы уравнений мы пришли к следующим результатам: потенциал в узле В – U1 = -57,14 В, а в узле D – U2 = 14,29 В. Теперь нетрудно посчитать, что токи в ветвях будут равны

Результат решения для токов I2 и I5 получился отрицательным, так как действительное направление токов противоположно направлению, изображённому на рисунке. Данные результаты совпадают с результатами, полученными для этой же схемы при расчёте по методу контурных токов.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Haier le32b8500t уменьшить ток подсветки
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector