ПРОСТЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Аннотация

Теоретические знания в области электротехники необходимо уметь применять на практике. С этой целью каждая изучаемая тема должна быть тщательно отработана на самостоятельных занятиях и закреплена лабораторным практикумом. В учебном курсе показано, как следует решать практические задачи и примеры по основам электротехники. Решение примеров и задач помогает соединить воедино теорию и практику.

Каждый пример следует иллюстрировать электрической схемой или эскизом электротехнического устройства. Учебная направленность примеров и задач обеспечивает доступность излагаемого материала для глубокого самостоятельного изучения. Примеры и задачи с решениями приводимые в материалах УМК позволяют не только проследить порядок действий (алгоритм решения), но и пользоваться ими как задачами для самостоятельных упражнений, поскольку задачи снабжены ответами для контроля конечного результата.

Рассмотренные задачи и примеры показывают, насколько глубоко проникла электротехника в нашу каждодневную жизнь и каждую неоценимую и незаменимую службу выполняет электричество. Без знания электротехники специалист не может активно участвовать в жизненных процессах. Он не сможет использовать надлежащим образом ни один электротехнический прибор или устройство как промышленного, так и бытового назначения. Он также не будет иметь представление о принципах построения и грамотной эксплуатации компьютерного оборудования, средств мобильной связи, а также о способах устранения простейших неисправностей, связанных с подключением к источникам питания и соблюдением техники безопасности при работе с электроприборами и электрооборудованием. Поэтому нельзя быть безразличным к электротехнике, с которой мы ежедневно соприкасаемся. Изучаемый учебный курс, при условии его глубокого познания, должен способствовать не только повышению уровня общеинженерной подготовки специалиста, но и улучшению систематической теоретической подготовки по другим предметам.

Таблица основных электрических величин

Величина	Обозна-чение	Единицы измерения	Формула
1. Заряд (количество электричества)	Q	Кулон (Кл)=Ампер*секунда (А*с)	Q=I*t
2. Электрический ток	I	Ампер (А)	I=Q/t
3. Плотность тока	J	Ампер, делённый на квадратный миллиметр (А/мм²)	J=I/S
4. Площадь поперечного сечения проводника с током	S	Квадратный миллиметр (мм²)	S=I/J
5. Допустимый ток	I	Ампер (А)	I=J*S
6. Сопротивление электрическое	r	Ом (Ом)	r=ρ*l/S
7. Проводимость электрическая	g	Сименс (См)	g=1/r
8.Сопротивление электрическое удельное	ρ	Ом*миллиметр квадратный/метр (Ом*мм²/м)	ρ=r*S/l
9. Проводимость электрическая удельная	γ	метр/(Ом*миллиметр квадратный) [м/(Ом*мм²)]	γ=1/ρ
По закону Ома:
10. Электрическое напряжение	U	Вольт (В)	U=I*R
11. Электрический ток	I	Ампер (А)	I=U/R
12. Электрическое сопротивление	R	Ом (Ом)	R=U/I

Кратные и долевые единицы основных электрических величин (В, А, Ом):

1 кВ (киловольт) = 1000 В

1 мВ (милливольт) = 0.001 В = 10^-3 В

1 мкВ (микровольт) = 0.001 мВ = 10^-3 В = 10^-6 В

1 кА (килоампер) = 1000 А

1 мА (миллиампер) = 0.001 А = 10^-3 А

1 мкА (микроампер) = 0.001 мА = 10^-3 А = 10^-6 А

1 Мом (мегаом) = 10⁶ Ом = 1000 кОм

1кОм (килом) = 1000 Ом

Задача 1.

Какое количество электричества пройдёт через лампу за 3 часа при

токе 0.18 А?

Решение

Q = I*t = 0.18*(3*60*60) = 1044 A*c = 1944 Кл

Задача 2.

Свинцовый аккумулятор ёмкостью 14 А*ч заряжается током I = 1.4 А. Как долго он должен заряжаться и через сколько времени он разрядится через лампы током Iраз = 0.3 А?

Решение

Зарядка: t= Q/Iзар = 14 А*ч/1.4 А = 10 ч,

т. е. аккумулятор должен заряжаться 10 ч.

Разряд: t = Q/Iраз = 14 А*ч/0.3 А = 47 ч,

т.е. лампа горит 47 ч. Через лампу проходит заряд 14 А*ч, пока

аккумулятор не разрядится.

Задача 3.

Заряженный аккумулятор имеет ёмкость 28 А*ч 1). Какое количество электричества в кулонах содержит аккумулятор? 2). Какой ток необходим для зарядки аккумулятора за 10 ч? Каким током разрядится он за 140 ч?

Решение

1). 1 А*ч = 3600 А*с = 3600 Кл.

28 А*ч = 28*3600 Кл = 100800 Кл

2). Iзар = Q/t = 28 А*ч/10 ч = 2.8 А, т.е. аккумулятор зарядится за 10 ч током

2.8 А

3). Iраз = Q/t = 28 А*ч/140 ч = 0.2 А

Задача 4.

Сколько ампер-часов содержится в 96480 кулонах (заряд Фарадея)?

Решение

1 А*ч = 3600 А*с = 3600 Кл;

96480/3600 = 26.8 А*ч, т.е. 96480 Кл эквивалентны 26.8 А*ч.

Задачи для самостоятельного решения

1. Какой электрический заряд получен от гальванического элемента, если он разряжался током 0.05 А в течение 12 ч? (0.06 А*ч)

2. Через электродвигатель при токе I проходит количество электричества Q = 7500 А*с за время t = 5 мин. Чему равен ток? (25 А)

3. Какой ток протекает по проводнику, если через его поперечное сечение за 30 мин проходит заряд 54 А*с? (30 мА)

4. Через телеграфный аппарат протекает ток I = 20 мА в течении 9 мин. Определить количество электричества, которое прошло через аппарат.

5. Аккумулятор ёмкостью 10 А*ч заряжается током 4 А. Как долго он должен заряжаться? (2.5 ч).

Длительная нагрузка медных и алюминиевых изолированных проводов

Диаметр, мм	Сечение, мм	Допустимый ток, А
		медь	алюминий
0.96	0.75	13	-
1.10	1.00	16	-
1.14	1.50	19	-
1.80	2.50	27	20
2.25	4.00	328	28
2.75	6.00	46	36
3.50	10.00	7	50
4.50	16.00	85	60
5.60	25.00	115	85