عندما تيار   يتدفق عبر منطقة معينة الدائرة الكهربائية, مجال كهربائي   يقوم بعمل معين. وهذا ما يسمى عمل التيار الكهربائي. لنقل شحنة الطاقة على طول هذه السلسلة ، تحتاج إلى إنفاق بعض الطاقة. ويذكر أن المتلقي ، يتم إنفاق جزء من الطاقة على التغلب على مقاومة الأسلاك والمصادر في الدائرة الكهربائية.

هذا يشير إلى أنه ليس كل الطاقة المنفقة موزعة بكفاءة وليست كلها مفيدة. وبالتالي ، فإن العمل المنجز ليس فعالا بشكل كامل. في هذه الحالة ، ستبدو الصيغة كما يلي: A = U · Q.

U   هو الجهد في محطات الاستقبال ، و Q   هي تهمة حملت على طول قطعة السلسلة. في هذه الحالة ، من الضروري أن تأخذ بعين الاعتبار قانون أوم لقسم السلسلة، ثم الصيغة سوف تبدو كالتالي: R I2 =t = U I Δt = ΔA.

وفقا لهذه الصيغة ، من الممكن متابعة عمل قانون الحفاظ على الطاقة ، والذي يتم تطبيقه على جزء متجانس من السلسلة.

في عام 1850 ، فتح الفيزيائي الإنجليزي جويل بريسكوت ، الذي قدم مساهمة كبيرة في دراسة الكهرباء ، قانونًا جديدًا. كان جوهرها هو تحديد الطرق التي يتم بها تحويل عمل تيار كهربائي إلى طاقة حرارية. في نفس الوقت ، كان فيزيائي آخر - لينز قادرًا على إجراء اكتشاف مشابه وإثبات القانون ، لذلك تم تسميته "قانون جويل لينز" ، تكريما لكلا الفيزيائيين البارزين في ذلك الوقت.

التيار الكهربائي

القوة هي خاصية أخرى تستخدم في تحديد تشغيل التيار الكهربائي. هذا هو نوع من الكمية الفيزيائية التي تميز التحول وسرعة نقل الطاقة.

عند تحديد قوة تيار كهربائي ، يجب على المرء أن يأخذ بعين الاعتبار مؤشرًا كهذا قوة لحظية. هي نسبة القيم الآنية لمثل هذه المؤشرات كالشدة الحالية والإجهاد في شكل منتج. يتم تطبيق هذه النسبة على قسم معين من السلسلة.

يتم أخذ مؤشرات مثل عمل وقوة التيار الكهربائي في الاعتبار عند إنشاء أي دوائر كهربائية. جنبا إلى جنب مع القوانين الأخرى ، فهي أساسية ، وسوف يؤدي عدم امتثالها إلى انتهاكات خطيرة.

من أجل الحصول على أكبر قوة للتيار الكهربائي ، من الضروري مراعاة خصائص المولد ، أي أن المقاومة في الدائرة الخارجية يجب ألا تكون أكبر ولا تقل عن المقاومة الداخلية للمولد.

فقط في هذه الحالة ، ستكون كفاءة العمل بحدها الأقصى ، وإلا سيتم إنفاق كل طاقة المولد على التغلب على المقاومة ، وستكون جميع الأعمال غير اقتصادية. وبطبيعة الحال ، يمكن أن يؤثر مخطط التشغيل هذا سلبًا على كفاءة الدائرة الكهربائية بالكامل.

ميزان القدرة –هذا التعبير عن قانون الحفاظ على الطاقة ، في الدائرة الكهربائية. تعريف توازن القوى يبدو كالتالي: إن مجموع القوى التي تستهلكها المستقبِلات يساوي مجموع الصلاحيات الممنوحة من قبل المصادر. وهذا يعني ، إذا كان مصدر EMF في الدائرة يعطي 100 واط ، تستهلك أجهزة الاستقبال في هذه الدائرة بالضبط نفس القوة.

أو

دعونا نتحقق من هذه العلاقة بمثال بسيط.

أولاً ، نحن نطوق الدائرة ونجد المقاومة المكافئة. ترتبط R 2 و R 3 بالتوازي.

سوف نجد ، وفقا لقانون أوم ، تيار المصدر والجهد عند R 23 ، مع الأخذ بعين الاعتبار أن r 1 و R 23 متصلين في سلسلة ، لذلك ، القوة الحالية هي نفسها.

دعونا نجد التيارات I 2 و I 3

الآن سوف نتحقق من صحة مع مساعدة من ميزان القوى.

هناك اختلاف طفيف في القيم يرجع إلى التقريب في مسار الحساب.

باستخدام ميزان القوة ، يمكنك اختبار ليس مجرد دائرة بسيطة ، ولكن أيضا واحدة معقدة. دعونا التحقق من دائرة معقدة من هذه المادة من طريقة التيارات الكنتورية.

معامل الكفاءة (كفاءة) - سمة من سمات كفاءة النظام (الجهاز ، الجهاز) فيما يتعلق بتحويل أو نقل الطاقة. يتم تحديده من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة إلى إجمالي كمية الطاقة التي يتلقاها النظام ؛ عادة ما يتم الإشارة إليه بواسطة η ("هذا"). الكفاءة هي كمية بلا أبعاد وغالباً ما تقاس بالنسب المئوية

تعريف [عدل | تحرير نص wiki]

معامل الكفاءة

رياضيا ، يمكن كتابة تحديد الكفاءة في الشكل:

(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q))،)

حيث A   - عمل مفيد (الطاقة) ، و Q   هو الطاقة المنفقة.

إذا تم التعبير عن الكفاءة كنسبة مئوية ، عندها يتم حسابها بواسطة المعادلة:

(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q)) 100.)

بموجب قانون الحفاظ على الطاقة ونتيجة لفقدان الطاقة التي لا يمكن عزلها ، تكون كفاءة الأنظمة الحقيقية أقل دائمًا من الوحدة ، أي أنه من المستحيل الحصول على عمل مفيد   أكثر أو بقدر الطاقة المنفقة.

كفاءة المحرك الحراري   - نسبة العمل المفيد للمحرك ، إلى الطاقة المستلمة من المدفأة. يمكن حساب كفاءة محرك حراري بالمعادلة التالية

N و n ص ل ع س و№ 5 التاريخ ____________

العمل والقوة في الدائرة الكهربائية. ( ساعتان )

П 00. دورة مهنية

CPD 13.أساسيات الهندسة الكهربائية

المعلم:   AA Guryanov

حول نسبة الكميات الكهربائية لبعضها البعض ؛

على تحديد العمل والقوة في الدائرة الكهربائية

حول وحدات العمل والقوة.

الهدف التعليمي

لتشكيل الطلاب الاجتهاد ، والانتباه ، والدقة ، والمسؤولية ؛ تنظيم الأنشطة الخاصة بهم ، واختيار الأساليب والطرق النموذجية لأداء المهام المهنية ، وتقييم فعاليتها وجودتها.

تطوير الهدف

تشكيل مهارات الطلاب:

حساب المعلمات من الدوائر الكهربائية ؛

لتحديد أجهزة الهندسة الإلكترونية ، الأجهزة الكهربائية   والمعدات مع بعض المعلمات والخصائص.

نوع من التعليم

الدروس

تعلم مواد جديدة.

تكوين الكفاءات

الكمبيوتر 1.2. التفاعل مع المتخصصين من ملف تعريف ذات الصلة في تطوير أساليب وأدوات وتكنولوجيات لتطبيق الأشياء من النشاط المهني.

الكمبيوتر 1.3. تعديل الوحدات الفردية لنظام المعلومات وفقًا لتعيين المهام ، قم بتوثيق التغييرات التي تم إجراؤها.

حسنًا 1. لفهم جوهر مهنتك المستقبلية وأهميتها الاجتماعية ، لإظهار اهتمام ثابت بها.

موافق 2. تنظيم الأنشطة الخاصة بك ، واختيار طرق وطرق نموذجية لأداء المهام المهنية ، وتقييم فعاليتها وجودتها.

موافق 4. للبحث واستخدام المعلومات اللازمة للأداء الفعال للمهام المهنية ، والتطوير المهني والشخصي.

موافق 5. استخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الأنشطة المهنية.

نوع من التعليم

الدروس

مختلط

التواصل الداخلي

الرياضيات والفيزياء

مرافق،

معدات

البرنامج التعليمي ، الكمبيوتر ، جهاز العرض ، الشاشة ، السبورة التفاعلية

هيكل الدرس.

لحظة تنظيمية

تحديث المعرفة.

تكوين مفاهيم وطرق عمل جديدة.

تشكيل المهارات.

نتيجة الدرس.

الواجبات المنزلية.

مسار الدرس.

1. لحظة تنظيمية.

الغائبين عن المحاسبة ، والتحقق من الفروض المنزلية ، وإخبار الموضوع وتحديد أهداف الدرس.

2. تحديث المعرفة.

صياغة قوانين كيرشوف.

3. تكوين مفاهيم وطرق عمل جديدة.

سوف نجد العمل الذي أنجزه تيار كهربائي يتدفق من خلال جزء من دائرة كهربائية ذات جهد كهربائيU   (انظر الشكل).

لقد لاحظنا بالفعل (راجع الدرس 3) أن الجهد يساوي العمل الذي قام به مصدر EMF عند التحركوحيد   تهمة على طول الجزء المدروس من السلسلة. إذا لم تتحرك شحنة واحدة ولكن بعض الشحنQ ,   ثم يتم العمل في نفس الوقتA   سوف يكون في Q   مرات أكثر:

أ = جامعة كوينزلاند .

التعبير عن الاتهام من خلال الوقت الحالي ، نحصل

أ =أويت.

لوقت صغير بلا حدوددتي   أعمال صغيرة بلا حدود دA = UI دتي .

تحديد القوةP   كعمل ينجز لكل وحدة من الوقت. ثم

;

من هذه الصيغ يتم تحديد وحدة الطاقة ووحدة قياس التيار الكهربائي:

[ P ] = [ U ] [ أنا ] = فيA = Bt.

ويطلق على وحدة القوة تساوي واحد فولت مضروبة في أحد الأمبير واط (W). تسمى وحدة الطاقة ، التي تزيد 1000 مرة عن واط ، بالكيلوواط (kW).

يقاس عمل التيار الكهربائي بالجول (J):

[ A ] = [ P ]·[ تي ] = W · s = J.

Joule أو watt-second هي وحدة صغيرة نسبيًا ، لذلك من الناحية العملية ، غالبًا ما تستخدم الوحدة 3600 مرة ، وتسمى watt-hour (الساعة تحتوي على 3600 ثانية):

1 W · h = 3600 J.

وهكذا ، فإن ساعة watt-wh (Wh) هي العمل الذي يقوم به مصدر طاقة كهربائي واحد واط لمدة ساعة واحدة.

وتسمى وحدة من 1000 مرة أكبر كيلو واط / ساعة (كيلووات ساعة).

1 kW · h = 1000 Wh · h = 3.6 · 10   6 ج.

لذلك ، يتم قياس الطاقة بالواط (فولت أمبير) ، كيلووات. يقاس العمل بالجول ، واط ساعة ، كيلو واط / ساعة.

العمل والطاقة الكهربائية الحالية (282)

A في

φ A = – 10 فولت

φ في = 5 خامسا

من هذه النقطةA   إلى هذه النقطةفي   تهمة من 10 Cl. تحديد مقدار العمل.

50 V · A · s

149

150 V · A · s

500 V · A · s

150

لم يتم تحديد المشكلة ، حيث لا يوجد جهد معروف بين النقاطAB

ينتج المولد عند جهد 110 فولت تيارًا من 10 أ. تحديد عمل التيار الكهربائيالتيار لمدة 1 ساعة.

1100 V · آه

151

110 فولت · آه

110 V · A · s

152

تيار   في الدائرة زادت بنسبة 2 مرات ، انخفض الجهد من مصدر من قبل عامل من 2. كيف تغيرت القوة التي قدمها المصدر؟

انخفض 2 أضعاف

لم يتغير

153

زيادة 2 مرات

ينتج المولد عند جهد 110 فولت تيارًا 10 أ. تحديد القدرة التي طورها المولد.

1100 واط

154

110 كيلو واط

110 واط

155

في غضون دقيقة واحدة التعبير عن المولدbotal 3،610ب   ياء الطاقة. تحديد القوة التي يولدها المولد.

3.6 · 106   W

60 كيلو واط

156

600 كيلو واط

4. تشكيل المهارات.

77.   املأ الجدول.

  55 كيلو واط

1500 واط

1.5 ميجاوات

0.33 كيلو واط

0.12 ميغاواط

312 كيلو واط

W

كيلوواط

كيلوواط

W

كيلوواط

MW

78.   حدد القدرة التي يستهلكها المحرك الكهربائي إذا كان التيار في الدائرة هو 6 أمبير ، والموتور متصل بشبكة 220 فولت.

79. محرك كهربائي متصل بشبكة 220 فولت يستهلك تيارًا من 6 أ.تحديد قوة المحرك ومقدار الطاقة التي يستهلكها في 8 ساعات من التشغيل.

5. نتيجة الدرس.

التحقق من أداء المهام ، الدرجات ، الواجبات المنزلية.

6. الواجبات المنزلية.

80.   تحتوي الشقة على ثمانية مصابيح ، منها ستة مصابيح40 واط يحرق 6 ساعات في اليوم ، واثنين من قوة 60 واط - 8 ساعات في اليوم. كمتحتاج إلى دفع ثمن حرق جميع المصابيح لمدة شهر (30 يومًا) مع التعريفة الجمركية3.45 р. ل 1 كيلوواط ساعة؟

يمكن استدعاء مجموع الكائنات والأجهزة التي توفر مسارًا ثابتًا ومستمرًا لحركة التيار الكهربائي بدائرة كهربائية.

الجهد والتيار هما العنصران الأساسيان لكل دارة كهربائية. تتم دراسة هذه الظواهر ، جنبا إلى جنب مع الظواهر المغناطيسية والكهربائية الأخرى ، من قبل العلم ، وتسمى الهندسة الكهربائية. الهدف الآخر لهذا العلم هو البحث عن إمكانية التطبيقات العملية ، وليس فقط الدراسة النظرية.

إذا اعتبرنا أن هناك عناصر مختلفة في الدائرة الكهربائية ، فيمكننا القول بأن هناك عدة طرق لتشغيل الدائرة. وتنقسم هذه العناصر إلى ثلاثة أنواع رئيسية: مصادر الطاقة والموصلات وأجهزة الاستقبال. وتساعد العناصر الأولى على توليد الكهرباء ، وتحويل المستقبلات الكهرباء إلى أنواع أخرى من الكهرباء ، وتقوم الموصلات بنقل الطاقة من المصادر إلى المستقبِلات. جميع عناصر الدائرة - المصادر الحالية والموصلات وأجهزة الاستقبال - هي الأجهزة التي بدونها لا يمكن وجود دارة كهربائية. في غياب أحد هذه العناصر ، يكون تشغيل الدائرة مستحيلاً. اعتمادا على ما هو هيكل وما العناصر الموجودة في الدائرة ، فإن جميع الدوائر الكهربائية خطية وغير خطية. في هذه الحالة ، يمكن تصوير كل دائرة في دائرة ، مما يتيح لك جعل العمل مع الدوائر أكثر ملاءمة.

ثلاث طرق لتشغيل الدوائر الكهربائية

كما سبق ذكره أعلاه ، تحمل الدائرة الكهربائية بنية معقدة ولها العديد من العناصر المختلفة وتتفرع في التركيبة. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل بعض القوانين في سلاسل ، ومن أجل وصف السلسلة ، مفاهيم مثل التيار والمقاومة ، القوة الكهربائية   وهلم جرا. كل هذا يساهم في حقيقة أن الدائرة يمكن أن تعمل في أوضاع مختلفة.

هناك ثلاث طرق تشغيل للدائرة:

• ماس كهربائى
• شرط الحمل (متطابق)
• سرعة الخمول.

الفرق الرئيسي بين هذه الأوضاع هو مستوى الحمل على الدائرة الكهربائية. تجدر الإشارة إلى أن الدائرة الكهربائية لديها طريقة تشغيل أخرى ، تسمى الاسمية. في هذا الوضع ، تعمل جميع عناصر الدائرة وفقًا للشروط المثالية لها. يشار إلى هذه الشروط في بيانات جواز السفر من قبل الشركة المصنعة.

وضع التشغيل (تحميل) منسق

أي مستقبل متصل بمصدر طاقة في الدائرة لديه مقاومة معينة. مثال جيد على مثل هذا الاستقبال قد يكون مصباح كهربائي. مع وجود الإجهاد ، يبدأ قانون أوم بالتصرف. في هذه الحالة ، تتكون القوة الكهربائية للمصدر الحالي من مجموع الجهد في الأجزاء الخارجية من الدائرة والمقاومة الداخلية للمصدر. عندما ينخفض ​​جهد الدائرة الخارجية ، يؤثر هذا على تغيّر الجهد في المطاريف المصدر. ويعتمد انخفاض الجهد نفسه على المقاومة والتيار. وبعبارة أخرى ، فإن طريقة التشغيل المنسقة (الحمولة) للدائرة الكهربائية هي عملية نقل الحمل ، حيث تتجاوز القدرة القيم الاسمية. لكن استخدام مثل هذا النظام غير منطقي ، لأنه إذا تم تجاوز القيم التي حددها المصنع لفترة طويلة ، يمكن ببساطة أن تصبح الأجهزة غير قابلة للاستخدام.

وضع السرعة المماطلة

في هذا النمط من العمليات ، تكون الدائرة الكهربائية في حالة غير مغلقة. ببساطة ، لا يوجد تيار كهربائي في الدائرة ، لذلك ، لا يرتبط كل عنصر الدائرة بالمصدر الحالي. في هذه الحالة ، يكون انخفاض الجهد في الدائرة الداخلية صفرًا ، ويكون مصدر EMF مساويًا للجهد عند أطراف وحدة تزويد الطاقة. وبعبارة أخرى ، عندما تباطؤ في دائرة لا ترتبط التيار الكهربائيلا توجد مقاومة تحميل.

وضع الدائرة القصيرة

هذا هو نمط العملية التي يمكن أن يطلق عليها بأمان الطوارئ ، لأن التأكد من أن التشغيل العادي للدائرة في هذا الوضع يصبح مستحيلاً ، لأن تيار الدائرة القصيرة يظهر قيمًا عالية تتجاوز القيم الاسمية عدة مرات. يحدث دارة قصيرة عند اتصال نقطتين مختلفتين من الدائرة الكهربائية ، حيث يختلف اختلاف الجهد. مع هذا الموقف من السلسلة ، يتم تعطيل التشغيل العادي. في وضع الدائرة القصيرة ، يتم إغلاق المحطات الموجودة في مصدر التيار الكهربائي بواسطة موصل يكون مقاومته صفر. في كثير من الأحيان ، يحدث هذا الوضع عند توصيل سلكين يربطان موفر الطاقة وجهاز استقبال الدائرة. مقاومتهم ، بشكل عام ، لا يكاد يذكر ، لذلك يمكن أن تكون مساوية لصفر. بسبب عدم وجود مقاومة في وضع دائرة القصر ، يتجاوز التيار القيم المقدرة عدة مرات. ونتيجة لذلك ، يمكن أن تصبح إمدادات الطاقة وأجهزة استقبال الدارات الكهربائية غير قابلة للاستخدام. في بعض الحالات ، يمكن أن يحدث هذا عندما يتم إساءة استخدام أفراد طاقم الخدمة.