Výkon elektrického proudu je množství práce, která je vykonána za určité období. Protože práce představuje parametr změny energie, výkon lze nazvat charakteristikou rychlosti přenosu nebo přeměny elektřiny. Se silou elektrického proudu se člověk musí vypořádat jak doma, tak v práci, kde se používají elektrické spotřebiče. Každý z nich spotřebovává elektrický proud, proto je při jejich používání vždy nutné zohlednit možnosti těchto zařízení včetně technických charakteristik v nich obsažených.
Výkon elektrického zařízení je nanejvýš důležitý, protože tento indikátor se používá nejen k výpočtu elektrického vedení, jističů a pojistek, ale také k řešení dalších problémů. Čím větší je výkon elektrického zařízení, tím kratší dobu bude schopno provést potřebnou práci. Pokud porovnáte elektrický sporák, elektrickou horkovzdušnou pistoli nebo elektrický krb, všechny mají různé výkony. To znamená, že budou ohřívat prostor místnosti ve zcela jiných časech.
Výkon elektrického proudu lze také vypočítat pomocí vzorce:
P=A/t, který charakterizuje intenzitu přenosu elektřiny, to znamená práci, kterou proud vykonal při přesunu nábojů po určitou dobu.
Zde A – to je práce, t – doba, po kterou byla práce dokončena.
Napájení může být dvou typů: reaktivní a aktivní.
Při činném výkonu se síla elektrického proudu přeměňuje na energii pohybu, teplo, světlo a další druhy. Tuto konverzi proudu na uvedené typy nelze vrátit zpět. Činný výkon se měří ve wattech. Jeden watt se rovná jednomu voltu krát jednomu ampéru. Pro domácí a průmyslové aplikace se používají ukazatele řádově větší: jedná se o megawatty až kilowatty.
Jalový výkon elektrického proudu představuje elektrickou zátěž vytvořenou v zařízeních pomocí kapacitní a (nebo) indukční zátěže.
V případě střídavého proudu je tento parametr charakterizován vzorcem:
Q=UIsinφ
Zde sinus φ je vyjádřena fázovým posunem, který vzniká mezi poklesem napětí a aktuálním elektrickým proudem. Hodnota úhlu se může pohybovat od 0 do 90 stupňů nebo od 0 do -90 stupňů.
Parametr Q charakterizuje jalový výkon, lze jej měřit ve voltampérech. Pomocí tohoto vzorce můžete rychle určit výkon elektrického proudu.
Indikátory jalového a činného výkonu lze demonstrovat na běžném příkladu: Zařízení může mít současně topná tělesa: elektromotor a topné těleso. Pro výrobu topných prvků se používá materiál, který má vysokou odolnost, v důsledku čehož se při průchodu proudu elektřina stává tepelnou energií. V tomto případě je činný výkon elektrického proudu charakterizován poměrně přesně. Vezmeme-li jako základ elektromotor, tak uvnitř je měděné vinutí, které má indukčnost, která zpravidla také způsobuje efekt samoindukce.
Samoindukční efekt zajišťuje určitý návrat elektřiny přímo do elektrické sítě. Tato energie může být charakterizována určitým posunem, pokud jde o elektrický proud a napětí, což vede k nežádoucím důsledkům na síti, jako jsou určitá přetížení. Kondenzátory také vykazují podobné indikátory díky své vlastní kapacitě v okamžiku, kdy je veškerý nasbíraný náboj odeslán zpět.
V tomto případě dochází k posunu proudu a napětí, ale ve zpětném pohybu. Energie indukčnosti a kapacity, které jsou fázově posunuty vzhledem k parametrům elektrické sítě, se nazývá jalový výkon. Je to opačný efekt než fázový posun, který umožňuje kompenzovat sílu reaktivního parametru. V důsledku toho se zvyšuje kvalita a účinnost elektrického napájení.
Celkový výkon elektrického proudu je charakterizován hodnotou, která odpovídá součinu proudu a napětí a souvisí s činným a jalovým výkonem podle následující rovnice:
S=˅P2+Q2
Kde S – celkový výkon, vypočítaný jako odmocnina součinů druhých mocnin činných a jalových výkonů.
Pro snazší pochopení je aktivní výkon tam, kde je aktivní zátěž, například spirálové ohřívače, odpor drátu a podobně. Jalový výkon je pozorován tam, kde existuje jalová zátěž, to znamená indukční a kapacitní prvky, například kondenzátory.
Princip
Když se náboj pohybuje podél vodiče, působí na něj elektromagnetické pole. Tato veličina je charakterizována napětím. Poplatky jsou zaměřeny na klesající potenciály, nicméně pro udržení tohoto procesu je zapotřebí nějaký zdroj energie. Napětí v jeho indikátoru odpovídá práci pole, která je nutná k pohybu jediného coulombovského náboje v uvažované oblasti. Když se náboj pohybuje, vznikají jevy, při kterých může být elektřina přeměněna na jiné druhy energie.
Aby bylo možné dodat elektřinu z elektrárny konečnému spotřebiteli, musí být vykonána určitá práce. K vytvoření požadovaného napětí, tedy schopnosti vykonávat práci elektrického proudu pro pohyb náboje, se používá transformátor. Toto zařízení způsobuje zvýšení napětí. Výsledný proud při vysokém napětí, někdy dosahující 10 tisíc voltů, se pohybuje vysokonapěťovými dráty. Když dorazí na místo určení, jde do transformátoru, který sníží napětí na průmyslovou nebo domácí úroveň. Dále je proud posílán do výroby, bytů a domů.
přihláška
Jedním z hlavních prvků elektrického obvodu je přijímač elektřiny. Jsou to elektrické přijímače, které se používají k přeměně elektřiny na jiné druhy energie:
- Mechanické: elektromotory a magnety.
- Tepelné: svařovací agregáty, elektrické sporáky, pece na pečení chleba, keramické pece a podobně;
- Světlo: žárovky, LED, neonové žárovky a tak dále.
- Chemické: galvanické lázně a podobně.
Tyto transformace jsou možné pouze tehdy, pokud proud prochází odporem požadované úrovně. To znamená, že když se náboje pohybují po vodiči, dochází ke ztrátě energie, která je způsobena právě přítomností odporu. Uvažujeme-li tuto záležitost na atomové úrovni, pak se elektrony srazí s ionty krystalové mřížky. To vede k buzení a tepelnému pohybu, což má za následek ztrátu energie.
Vlastnosti
Síla elektrického proudu ovlivňuje, jak rychle může zařízení dokončit práci, tedy za určitý čas. Například drahé topení s dvojnásobným výkonem vytopí místnost rychleji než dvě levné s polovičním výkonem. Ukazuje se, že je výhodnější koupit jednotku s větším výkonem, aby se chladící místnost vytopila rychleji. Zároveň však taková jednotka spotřebuje výrazně více energie než její levnější protějšek.
Při výběru rozvodů pro instalaci v domě je zohledněn i příkon všech spotřebičů v domě. Pokud s tím nepočítáte a následně k síti připojíte příliš mnoho zařízení, dojde k přetížení sítě. Elektroinstalace nebude schopna odolat síle elektrického proudu všech zařízení, což povede k roztavení izolace, zkratu a samovznícení elektroinstalace. V důsledku toho může dojít k požáru, který může vést k nenapravitelným následkům.
Proto je tak důležité znát výkon elektrických spotřebičů, aby bylo možné vybrat správný průřez a materiál vodičů nebo zabránit současnému zařazení zařízení s vysokým výkonem do sítě.
Jako příklad lze uvést následující ukazatele:
- Síťový router vyžaduje 10-20 W.
- Svařovací stroj pro domácnost má výkon 1500-5500 W.
- Pračka má příkon 350-2000W.
- Elektrický sporák má výkon 1000-2000W.
- Chladnička pro domácnost spotřebuje 15-700 W.
- LCD monitor má výkon 2-40W.
- CRT monitor spotřebuje 15-200 wattů.
- Systémová jednotka PC spotřebuje 100-1200 W.
- Elektrický vysavač má výkon 100-3000W.
- Domácí žárovka – 25-200W.
- Elektrická žehlička – 300-2000W.
Zajímavé funkce
Elektrický výkon byl dříve měřen v koňských silách díky Jamesi Wattovi. Na konci devatenáctého století však bylo rozhodnuto dát této moci jméno Watt, aby bylo jméno slavného vědce a vynálezce zvěčněno. Tehdy se to poprvé stalo, když měrná jednotka dostala jméno vědce. Od této doby začala tradice přiřazování jmen k měrným jednotkám.
Síla elektrického proudu blesku je asi jeden TeraWatt a přeměňuje se na světelnou a tepelnou energii. Teplota uvnitř blesku je 25 tisíc stupňů. Blesk je schopen udeřit do stejného místa. A podle statistik blesky udeří do mužů asi 5x více než do žen.
