Как рассчитать силу тока лампы накаливания

Как перевести амперы в ватты и обратно?

На бытовых приборах (миксер, фен, блендер) производители пишут потребляемую мощность в ваттах, на устройствах, которые требуют больших объемов электрической нагрузки (электрическая плита, пылесос, водонагреватель), — в киловаттах. А на розетках или автоматических выключателях, через которые подключаются к сети приборы, принято указывать силу тока в амперах. Чтобы понять, выдержит ли розетка подключаемое устройство, нужно знать, как переводить амперы в ватты.

В обыденной жизни нередко нам приходится менять электрические лампочки в люстрах или настольных лампах. При этом возникает вопрос: какую лампочку выбрать? Как известно, лампочки различаются не только по своему внешнему виду и устройству, но и по такому важному параметру, как мощность.

МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Действие тока характеризуется не только работой, но и мощностью. Из курса физики 7 класса вы знаете, что мощность равна отношению совершённой работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. Мощность в механике принято обозначать буквой N, электрическая мощность обозначается буквой Р. По аналогии с механикой электрическая мощность — это физическая величина, характеризующая быстроту совершения работы электрическим током: P = A/t

Но работа тока равна произведению напряжения на силу тока и на время его протекания: А = Ult. Поэтому мощность тока равна:

Таким образом, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока в цепи:

Р = UI. (1)

ЕДИНИЦЫ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

За единицу мощности принят ватт (1 Вт): 1 Вт = 1 В • 1 А.

Зная мощность электрического тока, легко определить работу тока за заданный промежуток времени: А = Pt.

Единицей работы электрического тока является джоуль (1 Дж): 1 Дж = 1 Вт • 1 с.

Эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как работа тока совершается в течение длительного времени (несколько часов и более). Поэтому часто используется внесистемная единица работы: ватт-час (Вт • ч) или киловатт-час (кВт • ч):

ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ ОТ СПОСОБА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТОКА

Мы знаем, что для настольной лампы чаще всего используются лампочки 25—60 Вт, поскольку они дают достаточно света при включении в сеть, а лампы мощностью 150—200 Вт используют для освещения больших пространств, подъездов, улиц.

Однако всегда ли лампочка большей мощности будет гореть ярче лампы, имеющей меньшую мощность? Для ответа на поставленный вопрос решим следующую задачу. Пусть имеются две лампочки, рассчитанные на напряжение не больше чем 6 В, но различающиеся по мощности (одна лампочка имеет мощность 3 Вт, а другая — 1,8 Вт). Какая из ламп будет гореть более ярко при их включении в цепь двумя способами — параллельно и последовательно? Напряжение источника тока в цепи равно в обоих случаях 6 В.

Обозначим мощность первой лампочки (номинальная мощность) Р_1ном = 3 Вт, а мощность второй лампочки P_2ном = 1,8 Вт. Чем объяснить, что лампочка в 1,8 Вт при последовательном соединение горит ярче лампы в 3 Вт?

Из формулы (1) с учётом закона Ома нетрудно получить другое выражение для мощности:

Р = U2/R (2)

Из формулы (2) находим сопротивление каждой лампочки: R₁ = 12 Ом, R₂ = 20 Ом. При последовательном соединении ламп сила тока, протекающего через них, одинакова: I₁ = I₂ = I. Поэтому тепловая мощность каждой лампы будет отличной от номинальной: Р₁ = l 2 R₁, Р₂ = l 2 R₂.

Поскольку R₂ > R₁ то Р₂ > Р₁, т. е. лампа, рассчитанная на мощность 1,8 Вт, будет гореть ярче, чем лампа, рассчитанная на мощность 3 Вт.

При параллельном соединении ламп наблюдается другая картина. В этом случае напряжение на каждой из ламп одинаково: U₁ = U₂ = U. При этом расчёт мощности нужно проводить по формуле (2). Отсюда следует, что лампа, рассчитанная на мощность 3 Вт, будет гореть ярче лампы, рассчитанной на мощность 1,8 Вт.

Атмосферные электрические заряды (молнии) могут иметь напряжение до 1 миллиарда вольт, а сила тока молнии может достигать 200 тысяч ампер. Время существования молнии оценивается от 0,1 до 1 с. Температура достигает б—10 тысяч градусов Цельсия.

Несложно посчитать, что мощность молнии при таких условиях равна 200 ГВт, а выделяемая энергия составляет около 200 ГДж.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Мощность электрического тока».

Пример

Дано: две светодиодные ленты мощностью по 10Вт и работающие от 12В. Необходимая автономия: 10ч. Срок службы: год при ежедневной эксплуатации. Условия эксплуатации: постоянная комнатная температура 20 градусов.

Найти: минимально допустимые и оптимальные аккумуляторы для решения задачи.

Решение

1) Совокупная мощность W=10Вт*2=20Вт. Постоянный ток разряда: I=20/12=1.67A. Для точных расчетов желательно померить ток потребления при помощи мультимера.

2) Для определения необходимой емкости следует пройти по пунктам:

а) Для того, чтобы продержать нагрузку на таком токе разряда необходимо определить минимальную расчетную емкость АКБ: 1,67*10=16,7Ач.

б) Нужно иметь ввиду, что емкость аккумуляторных батарей указывается производителями исходя из определенного времени разряда. Обычно это 10 часов. Но некоторые производители указывают 20 часов. Тут нам поможет спецификация по АКБ, которую можно взять на нашем сайте. Посмотрим спецификацию Delta DTM 1226:

Разрядные характеристики ближайшего планируемого АКБ

В нашем случае, время работы от АКБ 10 часов, значит мы можем считать емкость равной номинальной. Однако, если в задаче стоит 5 часов, то нужно делать поправку на то, что при таком времени разряда емкость АКБ будет ниже (умножаем ток разряда на часы – 4,8А*5ч=24Ач вместо 28).

в) Далее, нужно учитывать кол-во циклов заряда-разряда, на который мы проектируем систему (из спецификации):

Расчётное количество циклов

В задаче мы можем видеть, что планируемое кол-во циклов у нас 365. Ориентировочная предельная глубина разряда в нашем случае – около 57%. Желательно взять с запасом, будем рассчитывать на 50% разряд (реальные условия эксплуатации отличны от идеальных лабораторных условий).

Таким образом, вводим поправку 0,5: 16,7/0,8=33,4Ач.

г) В случае, если мы имеем дело с отличной от оптимальной температурой эксплуатации (25градусов), необходимо водить поправочный коэффициент, который тоже можем взять из спецификации:

Влияние температуры на емкость аккумулятора

Так при температуре 10 градусов следует ввести коэффициент 0.9, т.е. ещё +10% к расчётной емкости.

3) В случае, если нам необходимы долгие режимы разряда – следует обратить внимание на серии AGM аккумуляторов популярных на российском рынке производителей:

• У АКБ Delta – серия DTM
• У CSB – GP
• У BB Battery – BC

В случае, если разряд производится высокими токами, но короткое время:

• Delta – серии HR, HRL, FTS
• CSB – HR, HRL
• BB Battery – HR, HRL

Это АКБ оптимизированы на высокую энергоотдачу, хотя и для долгих разрядов они подходят не хуже (они просто дороже). Аккумуляторы по технологии GEL не совсем оптимальны для данной задачи, т.к. заметно дороже, а глубокий разряд хоть и допустим, но резко снижает срок службы.

Ответ: минимально: Delta DTM 1233 (33Ач), оптимально: Delta DTM 1240 (40Ач), либо аналоги.

Похожая статья про способы расчета в нашем блоге: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/

Читайте также:

• Лучшие ИБП для газовых котлов отопления
• Можно ли экономить на электричестве при помощи…
• ИБП для сервера на длительное время автономной…
• ИБП для дома. Как выбрать?
• Стабилизаторы напряжения: какой выбрать? Обзор типов…
• Трехфазные ИБП для дома: примеры решений на 10кВт,…

Об авторе

Сергей Леднёв

Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru

А почему вы взяли для расчетов спецификацию 26а/ч батареии, когда в итоге требуется аккумулятор на 33а/ч?

Дело в том, что из графиков мы взяли коэффициенты расчета, а не абсолютные значения. У аккумуляторов близкой емкости эти коэффициенты будут практически идентичными, так что для расчёта можно брать спецификацию предполагаемой батареи

На сколько по времени хватит аккумулятора Delta agm 12100 l если разряжать током в 14,5А до 10,5 В? Заранее спасибо!

Для этого необходимо посмотреть разрядные характеристики АКБ в pdf – http://tok-shop.ru/newpdf/dtm-12100-l-pdf_1_90.pdf. Около 4,5 часов.

привет. у меня вопрос. датчик потребляет 12 вольтов на 2 ампера. мне надо рассчитать какой аккумулятор подойдет на 4 месяца автономной работы.

Если брать линейный расчет… 4 месяца – это порядка 2880 часов. В час вы тратите

2Ач. Как минимум 5760Ач, т.е. нужно

Здравствуйте. Подскажите пожалуйста. Какой АКБ выбрать для работы автономного отопителя в течении 10 часов, известно что он потребляет 60ватт.спасибо.

Здравствуйте! Расчет по АКБ вы можете посмотреть в нашем калькуляторе: https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80

Здравствуйте, у меня ариаднино нано потребляет 40МА максимально 50МА с датчиком движения сколько мне надо аккумуляторов 18650 и с какой емкостью чтобы 1 год и 2 месяца работало без зарядки? Заранее спасибо!

Здравствуйте! Химия литиевых аккумуляторов заметно отличается от свинцово-кислотных и поэтому там действуют несколько другие формулы расчёта. Но, приблизительно расчет такой: 40мА*24ч.*(365+60дн.)=408000mAh. Далее поправки на саморазряд (сильно зависит от температуры), при комнатной около 40% за год с заряда в 100%. 408000*1,4=571200mAh. В среднем в одной 18650 около 2500mAh, 571200/2500=285шт. При такой сборке следует делать поправки на работу BMS, перетоки, сопротивление сборки и т.п., а это может очень серьезно скорректировать необходимый объем в сторону его увеличения…

Здравствуйте,скажите время разряда аккумулятора 60 Ач от тока нагрузки 0,2 А

Здравствуйте! Как правило, следует оперировать не током разряда, а мощностью, т.к. ток с просадкой батареи при фиксированной мощности будет нарастать. Тем не менее, 0,2А – это 2,4Вт, следовательно: https://tok-shop.ru/calcvr/?kolak=1&emak=60&mng=2.4&kpd=100&grzd=80

Воспользовался вашим калькулятором, получил данные по необходимой батарее, завышенные примерно вдвое. Только сейчас испытал вновь купленную батарею для ИБП, она проработала столько, сколько согласно вашему калькулятору должны были проработать 2 таких батареи. Неплохой способ удвоить продажи!

Александр, скорее всего вы некорректно провели замеры. Вы можете привезти свой ИБП с АКБ к нам в офис и я вам докажу, что калькулятор считает с запасом около 20% для недопуска глубоко разряда АКБ.

В замерах невозможно ошибиться. Чудес не бывает тут. После первой зарядки ИБП с новой батареей Sven SV 1290 (9 Ач, 12 В) проработал ровно 55 мин. В качестве нагрузки использованы две лампы накаливания общей мощностью 85 Вт. Ваш калькулятор показывает, что для работы в течение 1 часа с такой мощностью нужны две батареи 12 Ач или 3 батареи 7 Ач. Это даже больше, чем в 2 раза завышены требуемые параметры!

Давайте посмотрим внимательно. Во-первых, вот расчеты по вашим условиям – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=90&grzd=100. На резистивной нагрузке КП выше и разряд вы допускаете глубокий. Калькулятор показывает необходимо 12Ач. А это как раз около 20% запаса, о котором я писал выше. Во-вторых, при допусках на низкий КПД и неглубокий разряд мы получаем такой расчет – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=80&grzd=80, т.е. 15Ач. Вполне релевантное значения для решения задачи. В-третьих, вы можете посмотреть таблицу характеристик вашего АКБ – https://tok-shop.ru/newpdf/sven-sv-1290-instr-pdf_0_6015.pdf. Смотрим, что при 1 часовом разряде до 1,75В на ячейку мы получим мощность 10,76Вт. А это 65Вт отдачи энергии со всего АКБ за час. Смотрим калькулятор – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=65&tavt=1&kpd=100&grzd=100. Всё точно, если допуски по глубине и КПД убираем. А у вас получается 85Вт*0,9=76,5Вт, что на 15 процентов выше, чем в документации. Это значит одно – некорректные данные замеров. Номинальной мощностью лампы накаливания для точных расчетов оперировать нельзя. В-четвертых, надо понимать и брать в расчет деградацию аккумулятора со временем и делать корректировку на это. Таким образом, если вы хотите получить гарантированную расчетную емкость батарейного банка с учетом возможного низкого КПД инвертора и неглубокого разряда АКБ с учетом деградации АКБ значения калькулятора можно считать достоверными. И, кстати, количество необходимых АКБ калькулятор округляет до целых значений.

Здравствуйте, подскажите пожалуйста какой ёмкостью резервного аккумулятора воспользоваться для автономной работы автохолодильника мощностью 60 Вт для 10 часовой работы ночью, когда двигатель автомобиля не работает ? Я водитель фуры и несколько раз холодильник сажал аккумы, что не смог запустить мотор, и теперь вот думаю о резервном аккумуляторе для холодильника.

Здравствуйте! Нужно разобраться, сколько энергии в итоге потребляет холодильник за ночь, т.к. он может не потреблять постоянно 60Вт, но если это постоянная нагрузка, то вам будет достаточно одного АКБ на 80Ач – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80

Здравствуйте, подскажите какой ёмкостью нужен аккумулятор для Двигатель 75 кВт, макс. 22500 об / мин, 300 В, 250 А, чтобы он мог работать 10 часов.

Здравствуйте! Ваша задача не имеет решения) Слишком большой батарейный банк требуется. Только своя генерация решит задачу

Полезная информация для начинающего электрика

Как использовать закон Ома на практике

Почти два столетия назад в далеком 1827 году своими экспериментами Георг Ом выявил закономерность между основными характеристиками электричества.

Он изучил и опубликовал влияние сопротивления участка цепи на величину тока, возникающего под действием напряжения. Ее удобно представлять наглядной картинкой.

Любую работу всегда создает трудяга электрический ток. Он вращает ротор электрического двигателя, вызывает свечение электрической лампочки, сваривает или режет металлы, выполняет другие действия.

Поэтому ему необходимо создать оптимальные условия: величина электрического тока должна поддерживаться на номинальном уровне. Она зависит от:

1. значения приложенного к цепи напряжения;
2. сопротивления среды, по которой движется ток.

Здесь напряжение, как разность потенциалов приложенной энергии, является той силой, которая создает электрический ток.

Если напряжения не будет, то никакой полезной работы от подключённой электрической схемы не произойдёт из-за отсутствия тока. Эта ситуация часто встречается при обрыве, обломе или отгорании питающего провода.

Сопротивление же решает обратную для напряжения задачу. При очень большой величине оно так ограничивает ток, что он не способен совершить никакой работы. Этот режим применяется у хороших диэлектриков.

Примеры из жизни

Между контактами образуется воздушный зазор. Он отличный изолятор, исключающий движение тока по осветительному прибору.

Ток КЗ способен сжечь электропроводку, вызвать пожар в квартире. Поэтому от таких ситуаций существует только одно спасение: использование защит, способных максимально быстро отключить питающее напряжение.

Для бытовой сети это функция автоматических выключателей или предохранителей, о работе которых я буду рассказывать в других статьях.

Используя сопротивление, следует понимать, что оно, само по себе, не вечно: обладая резервом противостояния приложенной энергии, оно может его израсходовать, не справиться со своей задачей и сгореть.

Поэтому для сопротивления вводится понятие мощности рассеивания, которая надежно отводится во внешнюю среду. Если тепловая энергия, развиваемая прохождением тока, превышает эту величину, то сопротивление сгорает.

Что такое участок цепи

Рассмотрим самую простую электрическую схему, состоящую из батарейки, лампочки и проводов. В ней циркулирует электрический ток.

Представленная схема или полная цепь состоит из двух контуров:

1. Внутреннего источника напряжения.
2. Внешнего участка: лампочки с подключенными проводами.

Те процессы, которые происходят внутри батарейки, нас интересуют в основном как познавательные. Их мы можем только ухудшить при неправильной эксплуатации.

Например, приходящая в квартиру электрическая энергия от трансформаторной подстанции нам не подвластна. Мы ей просто пользуемся. От неисправностей и аварийных режимов нас защищают автоматические выключатели, УЗО, реле РКН, ограничители перенапряжения или УЗИП, другие современные модули защит.

Внешний же, подключенный к источнику напряжения контур, является участком цепи, в котором мы, используя закон Ома, совершаем полезную для себя работу.

Как использовать треугольник закона Ома

Простое мнемоническое правило представлено тремя составляющими в виде частей треугольника. Оно позволяет легко запомнить взаимосвязи между током, сопротивлением и напряжением.

Вверху всегда стоит напряжение. Ток и сопротивление снизу. Когда вычисляем какую-то одну величину по двум другим, то ее изымаем из треугольника и выполняем арифметическое действие: деление или умножение.

Шпаргалка электрика для новичков

Треугольник закона Ома легко запоминается, но он не позволяет учитывать мощность потребления электроприбора. Этот четвертый параметр, важный для любого домашнего электрика, всегда надо учитывать. .

На всех бытовых электрических приборах указывают мощность потребления электрической энергии в ваттах или киловаттах. Ее формулы, совместно с предыдущими величинами, можно брать со следующей картинки.

Такая шпаргалка электрика позволяет делать простые вычисления в уме или на бумаге. Формулы из нее заложены в алгоритм, по которому работает мой онлайн калькулятор закона Ома.

Предлагаю провести одинаковые вычисления обоими методами и сравнить полученные результаты. Если вдруг найдете расхождения, то укажите в комментариях. Это будет ваша помощь моему проекту.

Я постарался кратко и просто рассказать о принципах работы закона Ома применительно к задачам, решаемым домашним мастером. Считаю, что это достаточно и не рассматриваю закон Ома для полной цепи в обычной форме, комплексных числах, или ином виде.

Если же вы хотите просмотреть видеоурок по этой теме, то воспользуйтесь материалами владельца Физика-Закон Ома.

Возможно, у вас остались вопросы о работе калькулятора? Задавайте. Я на них отвечу. Воспользуйтесь разделом комментариев.

Напоследок напоминаю, что у вас сейчас самое благоприятное время поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях и подписаться на рассылку сайта. Тогда вы сможете своевременно получать информацию о новых публикуемых статьях.

Преимущества лент, повышающие их популярность

Современный искусственный источник света имеет преимущества перед другими используемыми световыми светильниками:

1. небольшое потребление электроэнергии;
2. одномоментное с включением зажигание диодов;
3. мизерная теплоотдача;
4. широкий диапазон рабочих температур;
5. высокая светоотдача;
6. большой срок эксплуатации.

Используя характеристики применяемых в настоящее время световых светильников, можно сделать вывод, что наиболее высокая потеря мощности из-за нагрева присуща лампам накаливания. Их использование увеличивает расходы на оплату электроэнергии, на приобретение часто выходящих из строя источников света. Наиболее привлекательными, экономически обоснованными источниками освещения являются энергосберегающие светильники. Для освещения больших площадей перед жилыми корпусами, дорожными трассами, витринами супермаркетов наилучшими являются светодиодные ленты. Их применение дополнительно создает атмосферу праздника, хорошего настроения.

Всего одна простая формула

Конечно, можно пойти от обратного и заказать установку спотов по максимуму, существенно превышая необходимый минимум. В некоторый случаях это может себя оправдывать, но достаточно часто, чрезмерный уровень освещенности может сыграть и в отрицательную сторону. Да и вопросы экономии никто не отменял.

Чтобы не ошибиться в выборе и точно определить, сколько нужно спотов, воспользуйтесь простым способом математического расчета:

Количество спотов (светильников) = площадь помещения х удельная мощность светового потока: мощность одного светильника.

Практические примеры

Чтобы правильно понять все приведённые выше формулы, предлагаем Вам рассмотреть несколько примеров, которые могут встретиться в учебниках по физике.

Первый пример: рассчитаем силу тока из 2-х резисторов, при этом в цели есть последовательное и параллельное соединение. В источнике питания двенадцать Вольт.

Исходя из условий задачи, нужно получить два значения: одно для последовательного, а другое для параллельного соединения.

Для получения значения последовательного соединения, нужно сложить сопротивления, чтобы вывести общее: R1+R2=1+2=3 Ома

Далее определить силу тока можно через закон Ома: I=U/R=12/3=4 Ампера

Для параллельного соединения расчёт будет следующим: Rобщ=(R1*R2)/(R1+R2)=1*2/3=2/3=0,67

С применением закона Ома результат будет таким: I=12*0,67=18А

Второй пример: нужно найти ток при соединении разных элементов цепи. На выход питание составляет 24 Вольта, на резисторы от первого к третьему 1, 2 и 3 Ома соответственно.

В этом случае воспользовавшись формулой, которую мы определили выше, видим следующий расчет: Rприв=(R2*R3)/(R2+R3)=(3*3)|(3+3)=9/6=3/2=1,5 Ома

С этой формулой схема будет выглядеть так:

Теперь определяем силу тока: I=U/(R1+Rприв)=24/(1+1,5)=24/2,5=9,6 Ампер

Это все способы определения силы. Потренируйтесь использовать эти расчеты для типовых задач, и Вы сможете лучше понять принцип вычисления силы тока в электрической цепи!