Какое напряжение измеряется в вольтах и ваттах
Количество В указывает величину напряжения, возникающего на концах электропроводника. Также это единица измерения разницы потенциалов двух точек электростатического поля.
Токовые заряды движутся от проводника с меньшим потенциалом к проводнику с большим потенциалом. Такое движение можно сравнить с течением воды между низшей и высшей точкой русла реки, а разбежность между этими точками — с разницей потенциалов проводников.
Ватт показывает электрическую, тепловую и механическую мощность. В механике эта величина равняется соотношению единиц времени и работы — секунд и джоулей. При сообщении тепла или энергии со скоростью джоуль в секунду возникает движение энергии силой в 1Вт.
Определения
1 вольт — это 1 Дж/ 1 Кл. То есть, разность потенциалов будет равняться 1 В, если на перемещение заряда в 1 кулон потребуется потратить работу в 1 джоуль.
При этом для разных величин определение 1 вольта может звучать по-разному (пример на фото ниже). Но суть процесса всегда будет оставаться неизменной: чтобы получить 1 В нужно потратить 1 Дж на перемещение 1 Кл.
Что измеряется в вольтах: электрический потенциал, электрическое напряжение, разность потенциалов, электродвижущая сила.
1 Вт — это мощность, при которой за одну секунду времени совершается работа в один джоуль.
Основной формулой для определения ватта считается:
\[ \begin{equation} 1 Вт = \frac{1 кг * 1 м^ 2}{1 с^ 3} \end{equation} \]
Помимо нее существует еще несколько вариантов выражения (без использования основных единиц СИ):
\[ Вт = \frac{Дж}{с} = \frac{Н*м}{с} = В * А\]
Что измеряется в ваттах: мощность, мощность постоянного и переменного тока, тепловой поток, поток излучения и звуковой энергии.
Главное различие — это то, что данные единицы предназначены для измерения разных физических величин. Как метры — для расстояния, а секунды для подсчета времени.
Чтобы нагляднее изобразить отличие между этими понятиями, достаточно вспомнить процесс оплаты коммунальных услуг. Плата идет за электричество в сети (за те самые 220 В), но начисляется она в киловаттах. То есть потребители платят за то, что приборы смогли взять из электросети.
Путаница возникает по двум причинам:
- обе единицы измерения взаимосвязаны. Обе величины можно встретить в одних и тех же формулах, в качестве характеристик того или иного физического явления;
- названия созвучны. Также стоит учитывать, что на бытовых электроприборах, обычно указывают и V, и W.
Отличия величин Вт и В
Характеристики, по которым мощность отличается от напряжения:
| В | Вт |
| Показывает силу, необходимую для взаимодействия других величин | Показывает количество силы, которая вырабатывается в результате взаимодействия прочих сил |
| Связан только с электропроводимостью и электростатическим полем | Кроме электричества измеряет тепло и механическую силу |
Вольт относится к эталонным единицам и не имеет предшественников. Ватты заменили лошадиные силы после изобретения парового двигателя.
Нормативные документы
Однобуквенная символика элементов Буквенные коды, соответствующие отдельным видам элементов, наиболее широко применяющихся в электрических схемах, объединяются в группы, обозначаемые одним символом. Названия и условные обозначения этих радиодеталей на схеме регламентируются ГОСТом 2. Как обозначаются различные радиодетали на схемах Как ранее было сказано, для обозначения радиодеталей каждого типа существует определенный графический символ. Направления прохождения сигнала обозначаются стрелками.
На функциональной схеме указаны блоки и связи между ними Принципиальные.
На чертеже отображается неизменяющееся номинальное сопротивление.
E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты.
Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три: Функциональная, на ней представлены узловые элементы изображаются как прямоугольники , а также соединяющие их линии связи.
Применяемые покупные комплектующие или самостоятельно изготавливаемые ЭРЭ обязательно находят свое отражение на принципиальных и монтажных электрических схемах устройств, в чертежах и другой ТД, которые выполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД. Обозначения на чертежах и схемах элементов общего применения относятся к квалификационным, устанавливающим род тока и напряжения,. как научиться читать схемы
Смотрите также: Быстро составить смету на электромонтажные работы
Примеры из жизни
Для безопасной работы напряжение в электророзетке и приборе должно соответствовать. Если подключить тостер или фен с меньшим потенциалом проводника, прибор сгорит от перенапряжения.
При снижении уровня энергии в сети даже исправный холодильник будет вырабатывать меньше холода. Поэтому крупную бытовую технику оснащают стабилизаторами. Благодаря этим устройствам производительность агрегатов не снижается при перепадах энергии.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
Чем больше энергии проводит устройство, тем выше его движущая сила. Например, чем интенсивнее поток энергии в электрической цепи, тем сильнее сила всасывания воздуха пылесоса.
Буквенные обозначения из двух символов
Для более точной расшифровки и обозначении элементов на электрических схемах используются двухбуквенные, а в некоторых случаях и многобуквенные обозначения. Маркировка выполняется не только символом общего кода элемента, но и дополнительными буквами, более полно раскрывающими характеристики каждого элемента. С целю упорядочения подобной символики также создана таблица в соответствии с ГОСТом 2.710-81:
| Первый буквенный символ, обязательный для отражения в маркировке | Группа основных видов элементов и приборов | Элементы, входящие в состав группы (наиболее характерные примеры) | Символы двухбуквенного кода |
| A | Устройства общего назначения | – | |
| B | Различные виды аналоговых или многозарядных преобразователей, указательные или измерительные датчики, устройства, преобразующие неэлектрические величины в электрические, за исключением генераторов и источников питания | Громкоговорители | BA |
| Магнитострикционные элементы | BB | ||
| Детекторы ионизирующих элементы | BD | ||
| Приемники – сельсины | BE | ||
| Капсюли – телефоны | BF | ||
| Датчики – сельсины | BC | ||
| Тепловые датчики | BK | ||
| Фотоэлементы | BL | ||
| Микрофоны | BM | ||
| Датчики давления | BP | ||
| Пьезоэлементы | BQ | ||
| Датчики частоты вращения – тахогенераторы | BR | ||
| Звукосниматели | BS | ||
| Датчики скорости | BV | ||
| C | Конденсаторы | – | |
| D | Интегральные схемы, микросборки | Схемы интегральные аналоговые | DA |
| Схемы интегральные, цифровые, логические элементы | DD | ||
| Устройства хранения информации | DS | ||
| Устройства задержки | DT | ||
| E | Разные элементы | Нагревательные элементы | EK |
| Осветительные лампы | EL | ||
| Пиропатроны | ET | ||
| F | Защитные устройства, предохранители, разрядники | Дискретные элементы токовой защиты мгновенного действия | FA |
| Дискретные элементы токовой защиты инерционного действия | FP | ||
| Плавкие предохранители | FU | ||
| Дискретные элементы защиты по напряжению, разрядники | FV | ||
| G | Генераторы и другие источники питания | Батареи | GB |
| H | Индикаторные и сигнальные элементы | Приборы звуковой сигнализации | HA |
| Символьные индикаторы | HG | ||
| Приборы световой сигнализации | HL | ||
| K | Контакторы, пускатели, реле | Токовые реле | KA |
| Указательные реле | KH | ||
| Электротепловые реле | KK | ||
| Контакторы, магнитные пускатели | KM | ||
| Реле времени | KT | ||
| Реле напряжения | KV | ||
| L | Дроссели, катушки индуктивности | Дроссели люминесцентных светильников | LL |
| M | Двигатели | – | |
| P | Измерительные приборы и оборудование (недопустимо использование маркировки РЕ) | Амперметры | PA |
| Счетчики импульсов | PC | ||
| Частотометры | PF | ||
| Счетчики активной энергии | PI | ||
| Счетчики реактивной энергии | PK | ||
| Омметры | PR | ||
| Регистрирующие приборы | PS | ||
| Измерители времени действия, часы | PT | ||
| Вольтметры | PV | ||
| Ваттметры | PW | ||
| Q | Выключатели и разъединители в силовых цепях | Автоматические выключатели | QF |
| Короткозамыкатели | QK | ||
| Разъединители | QS | ||
| R | Резисторы | Терморезисторы | RK |
| Потенциометры | RP | ||
| Шунты измерительные | RS | ||
| Варисторы | RU | ||
| S | Коммутационные устройства в цепях измерения, управления и сигнализации | Выключатели и переключатели | SA |
| Выключатели кнопочные | SB | ||
| Выключатели автоматические | SF | ||
| Выключатели, срабатывающие под действием различных факторов: – от уровня | SL | ||
| – от давления | SP | ||
| – от положения (путевые) | SQ | ||
| – от частоты вращения | SR | ||
| – от температуры | SK | ||
| T | Трансформаторы, автотрансформаторы | Трансформаторы тока | TA |
| Электромагнитные стабилизаторы | TS | ||
| Трансформаторы напряжения | TV | ||
| U | Устройства связи, преобразователи неэлектрических величин в электрические | Модуляторы | UB |
| Демодуляторы | UR | ||
| Дискриминаторы | UI | ||
| Выпрямители, генераторы частоты, инверторы, преобразователи частоты | UZ | ||
| V | Приборы полупроводниковые и электровакуумные | Диоды, стабилитроны | VD |
| Электровакуумные приборы | VL | ||
| Транзисторы | VT | ||
| Тиристоры | VS | ||
| W | Антенны, линии и элементы СВЧ | Ответвители | WE |
| Короткозамыкатели | WK | ||
| Вентили | WS | ||
| Трансформаторы, фазовращатели | WT | ||
| Аттенюаторы | WU | ||
| Антенны | WA | ||
| X | Контактные соединения | Скользящие контакты, токосъемники | XA |
| Штыри | XP | ||
| Гнезда | XS | ||
| Разборные соединения | XT | ||
| Высокочастотные соединители | XW | ||
| Y | Механические устройства с электромагнитным приводом | Электромагниты | YA |
| Тормоза с электромагнитными приводами | YB | ||
| Муфты с электромагнитными приводами | YC | ||
| Электромагнитные патроны или плиты | YH | ||
| Z | Ограничители, устройства оконечные, фильтры | Ограничители | ZL |
| Кварцевые фильтры | ZQ |
Кроме того, в ГОСТе 2.710-81 определены специальные символы для обозначения каждого элемента.
Как перевести вольты и ватты и наоборот
Чтобы преобразовать один показатель в другой, нужно знать коэффициент полезного действия источника питания — КПД.
Расчет делают по формулам:
- Вт = В х КПД;
- В = Вт : КПД.
Стандартный диапазон коэффициента полезного действия — 0,6-0,8 процента.
Сопротивление
Резистор
— элемент электрической цепи, обладающий сопротивлением на пути прохождения электрического тока.
Ом — единица измерения сопротивления. Резистор реагирует на прикладываемое к нему напряжение. Чем больше внешняя поверхность резистора, тем большую мощность он может поглотить.
Провод или резистор, который не может рассеять нужную мощность, сильно нагревается, его сопротивление резко возрастает и в итоге он перегорает. Поэтому на резисторах указывают и другой параметр – рассеиваемую мощность (0,125, 0,25, 0,5, 1, 2,5 и более ватт).
Сопротивление проводника зависит от материала, длины и сечения проводника. При нагреве проводника сопротивление его увеличивается. Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление, но чем больше сечение проводника, тем меньше его сопротивление.
Соединения проводников
Последовательное соединение двух проводников
Формулы для последовательного соединения двух проводников: Iобщ = I1 = I2 Uобщ = U1 + U2 Rобщ = R1 + R2
Пример расчета схемы последовательного соединения проводников
Известно Uобщ=1В, R1=R2=1Ом, необходимо найти U1 и U2. Сначала надо найти Rобщ, которое вычисляется по формуле: Rобщ=R1+R2=1+1=2Ом По закону Ома можно найти Iобщ, который равен I1 и I2 и вычисляется по формуле: Iобщ=Uобщ/Rобщ=1/2=0,5А Теперь по закону Ома можно найти U1, которое вычисляется по формуле: U1=R1*Iобщ=1*0,5=0,5В Также по закону Ома можно найти U2, которое вычисляется по формуле: U2=R2*Iобщ=1*0,5=0,5В
Параллельное соединение проводников
Формулы для параллельного соединения двух проводников: Iобщ = I1 + I2 Uобщ = U1 = U2 Rобщ = 1/R1 + 1/R2 = (R1*R2)/(R1+R2)
Пример расчета схемы параллельного соединения проводников
Известно Uобщ=1В, R1=R2=1Ом, необходимо найти Iобщ. Сначала надо найти Rобщ, которое вычисляется по формуле: Rобщ=1/R1+1/R2=(R1*R2)/(R1+R2)=(1*1)/(1+1)=1/2=0,5Ом По закону Ома можно найти Iобщ, который вычисляется по формуле Iобщ=Uобщ/Rобщ=1/0,5=2А
Аварийные и ненормальные режимы работы электрической сети
Короткое замыкание — если замкнуть два провода, подводящие ток к электрическому прибору (фазу и нейтраль), то ток резко возрастет в 10 раз и более, электропроводка может загореться. Для избежания этого автоматический выключатель должен отключить напряжение в сети.
Перегрузка — сила тока превышает норму для электропроводки за продолжительной время. Для избежания этого автоматический выключатель также должен отключить напряжение.
Отклонение напряжения — в паспорте электрического прибора указано номинальное напряжение, которое обеспечивает его нормальную работу. При увеличении и понижении напряжения нарушается нормальная работа электроприбора и уменьшается его срок службы, при значительном отклонении возможен выход прибора из строя. В этом случае может помочь стабилизатор напряжения.
Скачки напряжения — кратковременное значительное увеличение напряжения. Такое напряжение может вывести из строя домашние электроприборы, в которых много электроники: компьютеры, телевизоры и т.д.. Может возникнуть при ударе молнии в электрические провода или в непосредственной близости от них, также при включении и отключении мощных электроприборов, нарушениях при проведении сварочных работ (в городе редко, в сельской местности чаще).
Перекос напряжения — одни электроприборы оказываются под повышенным напряжением, другие под пониженным. Такой режим возникает в результате неисправности в трехфазной сети, когда напряжения на фазах имеют разную величину.
Обозначение фазы (L)
Сеть переменного тока включает в себя провода, находящиеся под напряжением. Правильное их название – « фазные ». Это слово имеет английские корни, и переводится как «линия» или «активный провод». Фазные жилы несут особенную опасность для здоровья человека и имущества. Для безопасной эксплуатации их покрывают надежной изоляцией.
Использование оголенных проводов под напряжением чревато следующими последствиями:
- 1. Поражение током людей. Это могут быть ожоги, травмы и даже смерть.
- 2. Возникновение пожаров.
- 3. Порча оборудования.
Обозначение заземления (PE)
Кроме обозначения фазы и нуля, в электрике также применяется специальное буквенное указание PE (Protective Earthing) для провода заземления. Как правило, они всегда входят в состав кабеля, наряду с нулевыми и фазными жилами. Подобным образом маркируются также контакты и зажимы, предназначенные для коммутации с заземляющим нулевым проводом.
Для удобства монтажа жилы для заземления помещены в желто-зеленую изоляцию. Домашний мастер должен уяснить, что эти цвета всегда указывают только на заземляющие провода. Для обозначения фазы и нуля в электрике желтый и зеленый цвет никогда не используется.
Как показывает практика, при организации электрических сетей в зданиях жилого сектора иногда допускаются нарушения общепринятых нормативов использования цвета изоляции и соответствующей буквенно-цифровой маркировки. В таком случае не всегда достаточно обладать умением расшифровывать обозначения L, N или РЕ.
Чтобы подключение электрооборудования было действительно безопасным, необходимо проверять соответствие маркировки реальному положению вещей. Для этого используют специальные приборы (тестеры) или подручные приспособления. При отсутствии опыта подобных работ для собственной безопасности лучше пригласить опытного электрика с соответствующим допуском.
Обозначение l и n в электрике
Обозначение фазы и нуля в электрике введено для того, чтобы электрические сети были безопасными и удобными в использовании. Для этого используется специальная буквенная маркировка (l и n) и изоляция соответствующего цвета. Также могут встречаться жилы с маркировкой РЕ желто-зеленого цвета: таким образом обозначены заземляющие провода.
Кроме того, эти же буквенные обозначения применяются на соединительных контактах и клеммах. Все, что потребуется сделать во время установки электроприбора – подвести каждый из проводов на клемму. Для перестраховки каждый из проводов желательно проверить тестером.
Обозначение нуля (N)
Для маркировки нейтральной или нулевой рабочей жилы сети используют букву «N» . Это сокращение термина neutral (в переводе – нейтральный). Так во всем мире принято называть нулевой проводник. У нас в стране в основном используют слово «Ноль».
Скорее всего, за основу здесь взято слово NULL. Буква «N» в схеме указывает на контакты или клеммы, предназначенной для коммутации нулевой жилы. Подобное обозначение принято и для однофазных, и для трехфазных схем. В качестве цветового обозначения нулевого провода применяют синюю или бело-синюю (бело-голубую) изоляцию.
Законы Кирхгофа
Первый закон Кирхгофа
Сумма токов входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла.
Точка, где сходится несколько проводников называется узлом. В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю.
где m – число ветвей подключенных к узлу.
Второй закон Кирхгофа
В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках.
где n – число источников ЭДС в контуре; m – число элементов с сопротивлением Rк в контуре; Uк = RкIк – напряжение или падение напряжения на к-м элементе контура.
