Fagstoff

Effekt - Grunnleggende elektroteknikk, likestrøm

Publisert: 07.10.2009, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Energi

Elektrisk energi (arbeid) er lik spenning ganger elektrisistetsmengde:

W = U x Q

Enheten for elektrisitetsmengde er coulomb (C) eller ampersekund (As). Q = I x t

Dette gir formelen W = U x I x t . Måleenheten for energi (arbeid) er joule (J).

Effekt

Vi har også behov for en måleenhet for arbeid pr. tidsenhet, som vi kaller effekt P

P = W/t som har målenheten joule pr sek (J/s) som vi vanligvis kaller watt (W)

Setter vi sammen formelen for arbeid W og formelen for effekt P finner vi den vanlige effekt formelen:

P = W/t = U x I x t / t som gir

P = U x I

med enheten watt (W)

 

 

 

Eksempel:

Hvor stor effekt utvikles når et apparat er tilkoplet 230V og strømmen måles til 10A ?

P = U x I = 230V x 10A = 2300W

Eksempel:

Hvor stor strøm trekker en varmekilde merket med 1000W og 400V ?

I = P/U = 1000W / 400V = 2,5A

Eksempel:

Hvor stor spenning er må et elektrisk apparat være tilkoplet når det skal avgi 1000W ved en strøm på 10A ?

U = P/I = 1000W / 10A = 100V

Eksempel:

Hvor stor strøm trekker en lyspære på 60W når den er tilkoplet en spenning på 230V ?

I = P/U = 60W / 230V = 0,261A

Ved å kombinere Ohms lov og effektformelen  kan vi uttrykke effekten ved strøm og resistans eller spenning og resistans.

U = R x I og I = U/R satt inn i P = U x I gir oss følgende formeler

P = R x I x I = R x I2 = I2xR

P = U x U/R = U2/ R

Eksempel:

Hvor stor er resistansen i en varmekilde som er merket med 2000W og 230V ?

P = U2/R

R = U2/P = 230V2/2000W = 26,45Ω

Eksempel:

Hvor stor resistans er det i et elektrisk apperat som trekker 10A og er merket med 500W ?

P = I2xR

R = P/I2 = 500W / 10A2 = 5Ω

Virkningsgrad

Alle arbeidsprosser innebærer tap. Det totale effektap får vi ved å trekke avgitt effekt fra tilført effekt:

ΔP = Ptilf - Pavg

En maskins virkningsgrad uttrykkes ved forholdet mellom avgitt og tilført effekt:

η = Pavg / Ptilf

Eksempel:

En elektromotor er stemplet med en avgitt effekt på 1200W. Fra strømnette trekker motoren en effekt på 1500W. Hva er motorens virkningsgrad?

η = Pavg / Ptilf = 1200W/1500W = 0,8

En virkningsgrad 0,8 betyr at 80% av den tilførte effekten utnyttes til mekanisk arbeid på motorens aksling. Den resterende effekten  er varmetap i motorens viklinger og magnetiseringstap i stator og rortor (jerntap).

Eksempel:

En elektromotors merkeskilt oppgir alltid motorens avgitte effekt. På en elektromotor er følgende oppgitt på merkeskiltet:

P = 3100W , U = 230V, I = 15A

Hva er denne motorens virkningsgrad?

Ptilf = U x I = 230V x 15A = 3450W

η = Pavg / Ptilf = 3100W / 3450W = 0,898 ≈ 0,9

90% av den tilførte effekten utnyttes til mekanisk arbeid på motorens aksling. Motoren har et effekttap på 10%.

Relatert innhold