干焊工,并不是只用擰擰螺釘、接接線就行的,俺們還要懂得一些電路的剖析與估算,這就意味著,我們不可防止地要用到一些鉗工公式。
電路剖析的公式有好多,但我們并不須要每條都懂,上圖就是我給你們整理的部份最為常用的焊工公式,并針對部份公式進(jìn)行講解,讓眾鉗工同學(xué)們能更好地理解這種公式。
一、純內(nèi)阻電路的公式
純內(nèi)阻電路的公式比較簡單,我給出了常用的4條。
第1條常用于導(dǎo)線(銅或鋁)的內(nèi)阻估算,通常已知導(dǎo)線的截面積和厚度,之后算導(dǎo)線的內(nèi)阻,從而算出導(dǎo)線的壓降或功率耗損等。
比如銅導(dǎo)線內(nèi)阻率為1.75×10^-8Ω·m,若已知導(dǎo)線截面為6mm^2,厚度為600m,這么就可以算出該段銅導(dǎo)線的內(nèi)阻為R=1.75×10^-8×600÷(6×10^-6)Ω=1.75Ω。
第2條歐姆定理是阻值與電流、電流的關(guān)系,我們可以用這樣一張圖形容,內(nèi)阻表示對電壓的制約作用,電流表示對電壓的推進(jìn)作用。其實(shí),電一定時(shí),內(nèi)阻越大,電壓越小;內(nèi)阻一定時(shí),電流越大,電壓越大。
第3條是阻值的功率估算,即內(nèi)阻消耗的功率等于其電流與電壓的乘積,這個(gè)功率是平均功率,也叫有功功率,用小寫P表示,單位為瓦特[W]。
假如是在交流電路中,此時(shí)的UI是指有效值,比如220V相電流就是有效值。將P=UI和歐姆定理U=IR相結(jié)合,就可以得到功率與內(nèi)阻的關(guān)系。
比如某加熱器阻值為100Ω,電流為220V,就可以得到其功率為484W。另外,有功功率只和內(nèi)阻有關(guān),和電感、電容無關(guān)。
第4條是電功(或電能、電度)的估算,為功率與時(shí)間的乘積。你們一定要理解,“電功率”本身是一個(gè)形容速率的值,表示電能量每秒消耗多少。
比如燈泡功率500W,表示這個(gè)燈每秒消耗電能500焦耳,照亮3分鐘(180秒),都會消耗電能90000焦耳,轉(zhuǎn)換為電度就是0.025度電。
二、R、L、C的串并聯(lián)公式
內(nèi)阻R、電感L與電容C的串并聯(lián)公式承德小異。內(nèi)阻串聯(lián)可以結(jié)合上文的內(nèi)阻公式理解,串聯(lián)相當(dāng)于減小內(nèi)阻的寬度l(L的大寫),所以總內(nèi)阻減小;并聯(lián)相當(dāng)于減小內(nèi)阻的S,所以總內(nèi)阻降低。電感的串并聯(lián)公式和內(nèi)阻一樣。
而電容就比較特殊,不過我們可以這樣理解。以平行板電容器為例,其電容值C與兩極板間的距離d成正比,所以兩個(gè)電容串聯(lián),就相當(dāng)于增大板寬度離,總電容降低。
電容值C還有極板正對面積S成反比,所以兩個(gè)電容并聯(lián),就相當(dāng)于減小極板正對面積,總電容減小,如右圖所示。
三、交流電路的功率關(guān)系
交流電路的功率和直流電路不同,這是由于電感在直流電路中相當(dāng)于漏電,但在交流電路中會形成電流;電容在直流電路中相當(dāng)于斷路,但在交流電路中會形成電壓。換言之,不管是阻值、電感還是電容,它們在交流電路中就會存在電流和電壓,而電流和電壓同時(shí)存在意味著有功率的存在。
但前文提及,有功功率僅和內(nèi)阻有關(guān),表明內(nèi)阻的耗能特點(diǎn)。而電感和電容都不消耗能量,僅交換能量,所以就把和電感、電容有關(guān)的功率稱為無功功率,即無消耗的功率。
其實(shí),實(shí)際上電感和電容多多少少就會有一點(diǎn)能量的耗損,這就得看我們在電路剖析時(shí)要不要考慮這部份的耗損了。
視在功率S就是有功功率和無功功率的集合,它們之間的物理關(guān)系為勾股定律。視在功率通常指電源的容量,等于電源輸出總電流×總電壓,所以要注意,S=UI中的UI不是指某個(gè)器件的電流電壓,而在總電流和總電壓。諸如S表示(三相)變壓器容量時(shí),UI就表示變壓器的輸出電流和電壓。
功率質(zhì)數(shù)所抒發(fā)的是有功功率占視在功率的比列,即在容量一定時(shí),電源能輸出多少有功功率;而電動機(jī)標(biāo)牌上的功率質(zhì)數(shù),表示的是,這臺水泵在工作時(shí)除了要吸收有功功率,也要吸收無功功率,其中有功功率的占比就是功率質(zhì)數(shù)。
四、交流電路的阻抗公式
阻抗,簡單來說,就是阻值、電感和電容在交流電路中對電壓的制約作用,內(nèi)阻就不用說了,主要是電感和電容,這倆在直流電路中一個(gè)漏電一個(gè)斷路,沒啥討論意義,但在交流電路中就不一樣了。
電感流過交流電壓時(shí)會形成感應(yīng)電流,并且這個(gè)電流隨電壓頻度的變化而變化,將電感電流乘以電壓,就可以得到一個(gè)隨頻度變化的值,這個(gè)值就是感抗,即電感器件對電壓的制約作用。
同理,給電容施加交變電流,它就可以流過電壓,將電容電流乘以電壓,也可以得到一個(gè)單位為Ω的值,這個(gè)值表示了電容對電壓的制約作用,稱為容抗。
感抗和容抗相結(jié)合就是檢波,檢波和內(nèi)阻相結(jié)合就是阻抗。其實(shí)電功率串并聯(lián)規(guī)律,不管是電感還是電容,當(dāng)把它們的電流乘以電壓時(shí),若頻度變化,總會導(dǎo)致電流會電壓的變化,換言之,感抗或容抗是一個(gè)隨頻度變化的數(shù)。
第五、電機(jī)的相關(guān)公式
第五個(gè)是馬達(dá)的相關(guān)公式電功率串并聯(lián)規(guī)律,這個(gè)就沒哪些好解釋的了,你們記住就行!