Jævnstrømsteori: Del 3 – Effektberegning

Hjem
>>
Jævnstrømsteori
>>
Jævnstrømsteori: Del 3 – Effektberegning

Effekt er endnu en enhed, der anvendes i stor udstrækning i elverden. Effekten anvendes til at beregne den energi, der optages af et kredsløb. Men hvordan beregnes og anvendes effekten? I dette indlæg vil tage et kig på, hvordan vi beregner effekten. Vi vil samtidig se på et par eksempler på anvendelse af den.

Hvad er effekt

En anden vigtig enhed i elberegning er vores effekt. Effekt angives som P og måles i Watt (W). Men hvad er effekt egentlig? Effekt er et udtryk for, hvor meget energi, der anvendes. Har du en belastning der optager 15 Watt, er det den forbrug, som du betaler for ved elselskabet.

Hvordan beregnes effekt? Effektformel

Når man skal beregne, hvor meget energi et kredsløb optager, anvender man effektformlen. For at beregne effekten anvendes følgende formel:

Effektens enhed er Watt (W) og angives som P:

$P=U*I$

Overstående formel, kan ved hjælp at lidt matematik omskrives, så du kan finde strøm og spænding. Dette vil se sådan ud.

$U=\frac{P}{I}$

$I=\frac{P}{U}$

Dog er det ikke eneste mulighed, du har for omskrivning. Hvis du samtidig tager Ohms lov med i ligningen, opstår mange flere muligheder, og du kan derved minimere antal af udregningerne.

Ohms lov:

$U=I*R$

Indsættes overstående formel på spændingens plads i effektformlen, vil det give følgende formel.

$P=U*I=I*I*R=I^2*R$

På samme måde kan du gøre med strømmen.

$I=\frac{U}{R}$

Dette indsættes i effektformlen.

$P=U*I=U*\frac{U}{R}=\frac{U^2}{R}$

Eksempler på beregning med effektformlen

Eksempel 1 – Beregning af strøm og modstand

I en kredsløb er der målt en spænding på 24V, og kredsløbet optager en effekt på 240W. Beregn strømmen og modstanden i kredsen:

$\begin{align*) &P=U*I\Leftrightarrow I=\frac{P}{U}=\frac{240}{24}=10 \ [A] \\ &U=I*R\Leftrightarrow R=\frac{U}{I}={24}{10}=2,4 \ [\Omega] \end{align*}$

Et Det kan også gøres på følgende måde, hvor I isoleres i Ohms lov.

$U=I*R\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}$

Indsættes overstående formel for strøm i effektloven, bliver formlen følgende:

$\begin{align*} &P=U*R=U*\frac{U}{R}=\frac{U^2}{R} \\ &\Updownarrow \\ &R=\frac{U^2}{P}=\frac{24^2}{240}=2,4 \ [\Omega] \end{align*}$

Og beregning af strømmen bliver derved:

$U=I*R\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{24}{2,4}=10 \[A]$

Der løber derved en strøm på 10 Ampere i kreds, som har en samlet modstand på 2,4 Ohm.

Eksempel 2 – Beregning af spænding og effekt

I en kreds er der en strøm på 6 ampere, og en modstand på 4 ohm. Beregn spændingen og effekt i kredsløbet:

$\begin{align*} &U=I*R=6*4=24 \ [V] \\ &P=U*I=24*6=144 \ [W] \end{align*}$

Det kan også gøres på følgende måde, hvor Ohms lov sættes sammen med formlen for effekt

$\begin{align*} &P=U*I=I*R*I=I^2*R=6^2*4=144 \ [W] \\ &P=U*I\Leftrightarrow U=\frac{P}{I}=\frac{144}{6}=24 \ [V] \end{align*}$

Opgaver med effektformel

Opgave 1 – Beregn af strøm og modstand

Et kredsløb har en optaget effekt på 24W. Der et en spænding på 24V. Beregn strøm og modstand i kredsløbet

Se resultatet

Svaret:
$I=1 [A]$ og $R=24 [\Omega]$

Beregning:
$I=\frac{P}{U}=\frac{24}{24}=1 [A]$

$R=\frac{U^2}{P}=\frac{24^2}{24}=24 [\Omega]$ eller $R=\frac{U}{PI}=\frac{24}{1}=24 [\Omega]$

Opgave 2 – Beregn af effekt og spænding

Der er i kredsløbet en modstand på 10 Ohm, samt en strøm på 3 Ampere. Beregn spænding og effekten.

Se resultatet

Svaret:

$U=30 [V]$ og $P=90 [W]$

Beregning:

$U=I*R=3*10=30 [V]$

$P=U*I=30*3=90 [W]$ eller P=I^2*R=3^2*10=90 [W]$

Claus Hansen

Claus Hansen har med sin uddannelse som elektriker og maskinmester stor viden inden for elteorien og elinstallationer. Han ønsker med Elbogen.dk at vejlede og hjælpe studerende, private og folk i branchen med love, regler og teorien. Har du spørgsmål? Så send ham endelig en besked via kontaktformularen, der findes i de forskellige indlæg eller under kontakt i menuen.

Følge os på Facebook og bliv opdateret på de nyeste indlæg

Spørgsmål? Så send dem til mig

Kontakt mig her!