Elektrische Vermogens Formule en Voorbeelden

Nadat we over elektrische spanning en elektrische stroom hebben geleerd, moeten we nog steeds het laatste element van een elektrisch circuit leren. We moeten nog steeds de formule voor elektrisch vermogen leren om alle elektrische verschijnselen op te lossen.

Formule voor elektrisch vermogen

Hoeveel vermogen een circuit element opneemt, hangt af van het vermogen van het genoemde element en de energie die aan het circuit wordt geleverd. Een gloeilamp van 120 watt zal feller schijnen dan een gloeilamp van 60 watt. Niet alleen hoe beter het presteert, onze elektriciteitsrekening wordt ook berekend op basis van ons stroomverbruik.

Hoe meer “watt” we gebruiken, hoe meer rekeningen we moeten betalen. We gaan nu een DC-circuit gebruiken.

Op basis van deze basisuitleg is de circuit analyse van vermogen en energie niet minder belangrijk dan spanning en stroom.

De relatie tussen vermogen en energie en spanning en stroom kan als volgt worden weergegeven:

Vermogen is de tijd snelheid van het genereren of absorberen van energie, gemeten in watt (W)

De bovenstaande bewering kan in een wiskundige vergelijking als volgt worden uitgedrukt:

Waar:

p = vermogen, gemeten in watt (W)
w = energie, gemeten in joule (J)
t = tijd, gemeten in seconden (s)

Op een andere manier is elektrisch vermogen de snelheid van elektrische energie (w) die door een elektrisch circuit per tijdseenheid (t) wordt overgedragen.

Door de bovenstaande vergelijking te combineren met de vergelijking van spanning en de vergelijking van stroom, krijgen we de formule voor elektrisch vermogen:

P = V × I

Uit de bovenstaande vergelijking kunnen we eenvoudig concluderen dat het elektrisch vermogen de vermenigvuldiging is van de elektrische spanning gemeten in volt (V) en de elektrische stroom gemeten in ampère (A). Elektrisch vermogen kan hier worden gemeten met V x A of volt x ampère, afgezien van watt.

Het verschil tussen volt-ampère en watt wordt in een andere les in detail uitgelegd.

De bovenstaande vergelijking wordt instantaneous power genoemd. Als het een positief (+) teken heeft, betekent dit dat het vermogen aan een element wordt geleverd of dat het element vermogen absorbeert. Als het een negatief (-) teken heeft, betekent dit dat het vermogen door het element wordt geleverd. We kunnen dit begrijpen nadat we de onderstaande illustratie hebben bekeken.

Opgenomen en geleverd vermogen

Er is nog een andere eenvoudige manier om het teken van vermogen te bepalen, door eerst de richting van de stroom en de spanning te bepalen.

Bekijk de onderstaande illustratie.

De bovenstaande illustratie laat zien hoe je een positief teken krijgt. Dit staat algemeen bekend als de passieve tekenconventie.

In de bovenstaande illustratie komt de stroom de positieve polariteit van de spanning binnen, waardoor het vermogen p = +vi of p > 0 wordt, wat betekent dat het element vermogen absorbeert en de formule voor het geabsorbeerde vermogen is p = vi.

Daartegenover staat de onderstaande illustratie.

De bovenstaande illustratie vertelt ons dat het element stroom levert, aangezien de stroom het element verlaat met de positieve polariteit (beschouw het als een batterij, het deelt dezelfde illustratie).

In de bovenstaande illustratie verlaat de stroom de positieve polariteit van de spanning, het maakt het vermogen p = -vi of p < 0 impliceert dat het element stroom levert en de geleverde vermogens formule is p = -vi.

Passieve tekenconventie wordt bereikt wanneer de stroom via de positieve terminal van een element binnenkomt en p = +vi, als de stroom via de negatieve terminal binnenkomt, p = -vi

Elektrische energie- en vermogensvergelijking

Voor alle bovenstaande illustraties kunnen we concluderen dat:

(+) opgenomen vermogen is gelijk aan (-) geleverd vermogen

Omdat het absorberen van -12W vermogen gelijk is aan het leveren van +12W vermogen.

Dit is een andere aanpak om te bewijzen dat de wet van behoud van energie altijd zal worden nageleefd door elk elektrisch circuit. De wiskundige vergelijking zelf is:

Uit de bovenstaande vergelijking blijkt duidelijk dat het totale geleverde vermogen in evenwicht moet zijn met het totale opgenomen vermogen.

Bij het berekenen van energie in een specifieke periode kunnen we het volgende gebruiken:

Het elektriciteitsbedrijf meet zijn energie in wattuur (Wh), waarbij:

1 Wh = 3.600 Joule

Voorbeelden van Formules voor Elektrisch Vermogen

Voor een beter begrip, laten we hieronder enkele voorbeelden bekijken:

1. Een energiebron genereert een constante stroom van 2 A gedurende 10 seconden om een ​​gloeilamp te laten branden. Als 2,3 kJ wordt gebruikt om licht en warmte te produceren, hoeveel spanningsval voor de gloeilamp?

Antwoord:

De totale ladingen zijn

De spanningsval is

2. Bereken het vermogen dat aan een element wordt geleverd op t = 3 ms als de stroom de positieve aansluiting binnenkomt.

De stroom is

i = 5 cos 60 π t A

De spanning is

(a) v = 3i, en

(b) v = 3 di/dt

Antwoord:

Laten we eerst beginnen met spanning(a).

De macht is dus

Op t = 3 ms,

Nu gaan we verder met spanning(b)

De macht is dus

Op t = 3 ms,

3. Stel je voor dat we een eenvoudig elektrisch circuit hebben met een weerstand en een spanningsbron. Het vermogen dat over de weerstand wordt gemeten is 10 watt, terwijl de spanningsbron 5 volt is. Bereken de stroom die door het circuit stroomt en de weerstand van de weerstand.

Antwoord:

We kunnen dit eenvoudig oplossen met

Omdat we de spanning en de stroom hebben, kunnen we de weerstand gemakkelijk vinden met de wet van Ohm. Maar hier zullen we het vermogen betrekken.

Omdat,

Veelgestelde Vragen