Verallgemeinerte Leistungsgleichung, Ohmsches Gesetz und Ohmsche Verlustleistung?

Was ich nicht verstehe, ist genau, was er mit Leistungsverlust meint. Geht es um die Erzeugung von Wärme oder einer anderen Energieform, die nicht für dieses Gerät bestimmt ist?

Hier gibt es einige Verwirrungspunkte, das verallgemeinerte Leistungsgesetz sagt Ihnen die GESAMTE Leistungsaufnahme dieser Schaltung. Auch die 2 Gleichungen, die Sie erwähnt haben, GPL werden nur vom Ohmschen Gesetz abgeleitet, es ist keine Art von Gleichung, die die Gesamtwärmeerzeugung berechnet. Beide Gleichungen können nur die Gesamtleistungsaufnahme angeben.

Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben: Angenommen, wir haben eine Batterie$V=10\,\text{V}$und wir schließen es an einen Widerstand an, sagen wir:$R=100\,\Omega$. Gesamtleistungsaufnahme der Schaltung wäre$P=\dfrac{V^2}{R}=1\,\text{W}$

Nun das$100\,\Omega$Widerstand kann eine Glühbirne sein, vielleicht ein Heizelement usw. Es spielt keine Rolle, die Gesamtleistungsaufnahme dieses Stromkreises wird sein$1\,\text{W}$, wie viel Prozent davon nützliche Arbeit sind, wissen wir nicht.

Wenn Ihr Widerstand ein Heizelement ist, wird der größte Teil der Energie in Wärme umgewandelt, und das würde als nützliche Arbeit gelten (die wir davon erwarten).

Wenn Ihr Widerstand eine Glühbirne ist, würde er immer noch viel Wärme erzeugen, und das wollen wir nicht von einer Glühbirne, daher wird der Prozentsatz der nützlichen Arbeit jetzt viel geringer sein.

IWenn eine Schaltung zu jedem Zeitpunkt Strom aus einer Spannungsquelle mit EMK zieht V, bedeutet dies, dass die Spannungsquelle zu diesem Zeitpunkt Joule pro Sekunde an die Schaltung liefert . P = VI

Wie die Schaltung diese Energie verwendet, hängt von der Schaltung ab:
- Wenn die Schaltung eine Glühlampe hat, wird die Energie verwendet, um Licht + Wärme zu erzeugen .
- Wenn der Kreislauf einen Motor hat, wird die Energie verwendet, um mechanische Arbeit + Wärme zu verrichten .
- Wenn die Schaltung einen Lautsprecher hat, wird die Energie verwendet, um die Membran des Lautsprechers + Wärme zu vibrieren .

Beachten Sie, dass die Leistung positiv, negativ oder 0 sein kann:
Wenn VIpositiv, dann versorgt die Spannungsquelle die Schaltung tatsächlich mit Strom. Wenn jedoch VInegativ ist, gibt die Schaltung Strom an die Spannungsquelle (Batterieladeschaltung).

Ihr Verständnis ist größtenteils richtig. Die Leistung ist immer gleich VXI, solange die Werte von V und I zum selben Zeitpunkt auftreten. Wenn Sie die mittlere Leistung für Wechselstrom bestimmen möchten, ist dies etwas komplexer. Die Leistung in einem Gerät ist VX I. Es ist schwierig zu bestimmen, wie viel der Leistung nützlich ist. Wie Sie sagten, müssen Sie die Leistung messen.

• Um Ihre Fragen ganz kurz zu beantworten:
  1) Nein. Falsch.
  2) Etwas richtig.
  3) GPL und OPL sprechen von unterschiedlichen Dingen, verwenden aber die gleichen Einheiten für die Stromversorgung.
  • Ich glaube, du hast das falsche Buch, um mit dem Erlernen von Elektronik anzufangen. Die Autoren verwenden zu viel unnötigen Jargon und Situationen, was eine einfache Beschreibung und ein Verständnis der Grundprinzipien für Anfänger schwer verständlich macht. Es ist, als würde man Multiplikation, Potenzen und Logarithmen in demselben Absatz erwähnen, der den Erstklässlern die Addition von Zahlen erklärt, und ihnen nicht einmal die Möglichkeit geben, die absolut einfachsten Grundlagen des Konzepts von Zahlen und Addition zu verarbeiten. Es verursacht einfach mehr Verwirrung als Klarheit für jemanden, der gerade in diesem Bereich anfängt.
    Kurz gesagt, besorgen Sie sich ein Buch mit einem Titel wie "Grundlagen der Elektronik" oder "Grundlagen der Elektrizität", etwas in der Richtung. Sie müssen sich zunächst über die grundlegenden Konzepte wie Spannung, Strom und Leistung im Klaren sein, und erst dann können Sie zu Leistungsverlusten und Wirkungsgraden übergehen. Schritt für Schritt, oder Sie werden kaum etwas lernen und noch weniger verstehen.
  • ZUERST müssen Sie mit DC (Gleichstrom, wie der aus einer Batterie) beginnen, und ich werde hier in Bezug auf DC sprechen, um die Dinge einfach und leicht verständlich zu halten. Gehen Sie nicht über DC hinaus, bis Sie es verstehen.
  • Zweitens müssen Sie verstehen, dass eine Leistung in einem Schaltkreis/Gerät (sei es ein Motor, eine Heizung, eine Glühbirne, was auch immer) berechnet wird, indem die an diesen Schaltkreis/Gerät angelegte Spannung mit dem durch diesen Schaltkreis/Gerät fließenden Strom multipliziert wird.
    Das ist die Grundformel für Leistung: P=VxI.
    Diese Formel wird verwendet, um zu bestimmen, wie viel Strom ein Schaltkreis/Gerät aus der Stromversorgung nimmt/verbraucht, und betrifft nur die elektrische Leistung und keine anderen Energieformen, also konzentrieren Sie sich immer nur auf eine Sache. Sie müssen sich nicht mit allen anderen Energieformen erschöpfen, während Sie diejenige, über die Sie lernen, nicht begreifen.
    
  • Drittens, lernen und verstehen Sie das PVI-Dreieck (Leistung, Spannung, Strom) und konzentrieren Sie sich beim Lernen nur auf diese 3 Einheiten.
    Machen Sie dasselbe mit dem Dreieck VIR (Spannung, Strom, Widerstand). In beiden Fällen sollten Sie die Beziehung zwischen den 3 Einheiten vollständig verstehen, bevor Sie versuchen, ihre vielen möglichen Anwendungen zu erweitern. Ihr Kopf wird weniger schmerzen und Sie werden anfangen, sich ein Bild zu machen.
    
  • VIERTENS versuchen Sie, PRAKTISCHE Elektronik zu lernen und zu verstehen, während Sie nicht einmal die grundlegenden Konzepte verstehen. Es ist keine Schande, Anfänger in etwas zu sein und nicht einmal einen kleinen Teil davon sofort zu verstehen. Wir waren alle dort. Der Schlüssel sind "kleine Schritte". Nur weil wir Erwachsene sind, bedeutet das nicht automatisch, dass wir etwas schneller lernen und verstehen können, von dem wir vorher nichts wussten.
    Während uns das Vorwissen und die Erfahrungen unseres Lebens helfen können, manche Dinge schneller und einfacher zu lernen und zu verstehen, können unsere vorgefassten Meinungen und unser Selbstvertrauen manchmal ein Hindernis sein.

Ich denke, der Autor hat im Grunde nur das Wasser getrübt. Die an eine Last abgegebene Momentanleistung ist einfach die Momentanspannung multipliziert mit dem Momentanstrom.

P(t) = I(t) * V(t)

wobei P die Leistung, I der Strom und V die Spannung ist. V wird über der Last gemessen und I wird durch (in Reihe mit) der Last gemessen.

Wenn die Leistung ein sich wiederholender Zyklus ist (z. B. wenn die Spannung eine Sinuswelle ist), kann die durchschnittliche Leistung über einen vollen Zyklus unter Verwendung des Mittelwertsatzes aus der Mathematik berechnet werden. Wenn die Leistung zeitlich sehr unregelmäßig ist, können Sie einfach einen langen Zeitraum auswählen und den Durchschnitt über diesen längeren Zeitraum berechnen.

Die Last wird so ziemlich immer einen Teil der Energie in Wärme umwandeln. Aber wenn Sie einen Motor in Betracht ziehen, werden vielleicht 80 oder 90 % der Leistung in kinetische Energie umgewandelt. Bei einer LED werden vielleicht 20 % der Leistung in Licht umgewandelt. Wenn Sie ein Batterieladegerät in Betracht ziehen, werden vielleicht 95 % der Leistung in gespeicherte Energie in der Batterie umgewandelt.

Die an die Last gelieferte Leistung ist also nicht dasselbe wie die Verlustleistung.

Der andere Ort, an dem ich Probleme haben muss, ist die Sinuswellenleistung und der Leistungsfaktor. Wenn Sie meinem obigen Text folgen und die durchschnittliche Leistung aus der Momentanleistung berechnen, müssen Sie sich keine Gedanken über den Leistungsfaktor machen. Wenn Sie jedoch den Effektivstrom und die Effektivspannung in einem sinusförmigen Wechselstromsystem verwenden, müssen Sie den Leistungsfaktor kennen oder schätzen, um die Leistung zu berechnen. In diesem Fall haben Sie:

Pav = Ieff * Veff * cos(theta)

Dabei ist Pav die durchschnittliche Leistung, Irms der Effektivstrom, Vrms die Effektivspannung und Theta der Winkelabstand zwischen Spannungs- und Stromwellenformen. Mit anderen Worten, Theta ist der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung. Dieser Begriff cos(theta) ist auch als „Leistungsfaktor“ bekannt. Wie zuvor wird die Spannung über der Last gemessen, und der Strom wird in Reihe mit der Last gemessen. Ein einfaches Voltmeter (also ein digitales Multimeter) kann Spannung und Strom messen, aber es kann Ihnen nicht den Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom anzeigen und kann Ihnen daher nicht dabei helfen, die tatsächliche Leistung (auch als Wirkleistung bezeichnet) herauszufinden. Wenn Sie Erfahrung haben, kann es sinnvoll sein, den Leistungsfaktor basierend auf der Last zu schätzen. Beispielsweise hat ein kleiner Einphasenmotor einen Leistungsfaktor von etwa 0,8. Eine elektrische Heizung jeglicher Art wird 1,0 sein. Usw.

Die Regeln für RMS-Strom und -Spannung sind perfekt kompatibel mit den Momentanregeln. Es ist nur eine nützliche Abkürzung, wenn Sie wissen, dass Spannung und Strom sinusförmig sind. Aber Sie müssen den Leistungsfaktor einbeziehen.