Как найти мощность теряющуюся на батареи

Расчет потерь тепла через радиатор

Это абсолютный алгоритм для расчета отопительного прибора для помещения. По данному материалу Вы легко поймете, сколько нужно выделять тепла отопительными приборами.

Посчитать количество секций для радиатора теперь не проблема!

В паспорте каждого современного радиатора указана его мощность (около 160-210 Вт). Также описывают дополнительные условия, которые характеризуют некоторую мощность радиатора.

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 31311-2005

Мощность отопительного прибора определяется экспериментально по ниже следующим параметрам:

Температурный напор 70 °С - это разница между средней температурой теплоносителя и температурой помещения.
Например, температура подающего теплоносителя: 90 °С, температура помещения: 20 °С
Расход теплоносителя (воды) через отопительный прибор (радиатор, секция): 0,1 кг/с = 360 литров в час.
Атмосферное давление: 101,33 кПа (760 мм рт. ст.). (Короче: 1 атмосфера, как вода в стакане).
Движение теплоносителя в отопительном приборе по схеме «сверху - вниз».

Только при вышеуказанных условиях и достигается заявленная мощность радиатора.

Уменьшения одного из показателей влечет к уменьшению теплоотдачи.

Рассмотрим некоторый радиатор марки (Tenrad) с параметрами (Смотри таблицу):

Задача.

Температура помещения возле пола 20 °С, температура теплоносителя 50 °С, теплопотери помещения составляют 1,5 кВт.

Найти количество секций по заявленным характеристикам.

Дано:

Температурный напор = 50-20=30 °С

По характеристикам заявлено, что при температурном напоре 50 °С и требуемом расходе 360 л/ч на секцию, теряемая мощность одной секции составляет 122 Вт.

Расчет мощности радиатора находится в этой статье:

Расчет мощности радиаторов. Стандарты EN 442 и DIN 4704

Далее находим количество секций.

Теплопотери помещения делим на мощность одной секции.

N=1500/73,5=20,4

Ответ: Необходимо 20 секций, чтобы отопить данное помещение.

Данное решение является верным, если принять что:

Расход равен: 360 л/ч умножить на 20 секций = 7200 л/ч. Совсем не обязательно иметь такой расход. Как его уменьшить смотрим ниже.

А теперь попытаемся понять каким должен быть расход в радиаторе.

Для этого я предлагаю просто договориться и принять на свое усмотрение, что перепад температур нашего радиатора будет соответствовать 10 °С. То есть на подающем трубопроводе 50 °С, а на выходе из радиатора 40 °С.

Вы можете для себя решить, абсолютно любой перепад температур. От перепада температур будет зависеть не только точность расчетов, но и производительность радиаторов. Чем меньше перепад, тем лучше. Но хуже, если имеется в системе большое гидравлическое сопротивление. Так как нужно будет ускорять движение теплоносителя.

Поэтому делаем перерасчет

Температура подающего теплоносителя: 50 °С
Температура обратного теплоносителя: 40 °С
Температура помещения возле пола: 20 °С

N=1500/61=24,6

Ответ: Необходимо 25 секций, чтобы отопить данное помещение.

Далее находим реальный расход

1,163 - теплоемкость воды, Вт/(литр•°С)
Т3 = 10 °С - разница температур между подающим и обратным трубопроводом радиатора.

Если разделить расход на количество секций, можно получить необходимый расход на одну секцию

129/25=5л/час

Ответ: Каждая секция потребляет 5 литров в час.

В задаче я специально решил привести пример с низкотемпературным отоплением, так как очень часто слышал, об этом. А в паспортах не указывается мощность радиатора для низкотемпературного отопления. Поэтому наслаждайтесь расчетами и радуйтесь, тому, что кто-то для Вас бесплатно приготовил эти расчеты.

Данные расчеты являются строго теоретическими, но эта теория подчиняется реальным законам физики. Можете не сомневаться. Для практических расчетов вполне подходят. Отклонения не большие, на себе проверено. Другое дело для более точного расчета расходов, необходимо учесть все гидравлические сопротивления на трубах, идущие к радиаторам, о которых мы поговорим в следующих статьях.

Данная статья является частью системы: Конструктор водяного отопления

---

Все о дачном доме
        Водоснабжение
                Обучающий курс. Автоматическое водоснабжение своими руками. Для чайников.
                Неисправности скважинной автоматической системы водоснабжения.
                Водозаборные скважины
                        Ремонт скважины? Узнайте нужен ли он!
                        Где бурить скважину — снаружи или внутри?
                        В каких случаях очистка скважины не имеет смысла
                        Почему в скважинах застревают насосы и как это предотвратить
                Прокладка трубопровода от скважины до дома
                100% Защита насоса от сухого хода
        Отопление
                Обучающий курс. Водяной теплый пол своими руками. Для чайников.
                Теплый водяной пол под ламинат
        Обучающий Видеокурс: По ГИДРАВЛИЧЕСКИМ И ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТАМ
Водяное отопление
        Виды отопления
        Отопительные системы
        Отопительное оборудование, отопительные батареи
        Система теплых полов
                Личная статья теплых полов
                Принцип работы и схема работы теплого водяного пола
                Проектирование и монтаж теплого пола
                Водяной теплый пол своими руками
                Основные материалы для теплого водяного пола
                Технология монтажа водяного теплого пола
                Система теплых полов
                Шаг укладки и способы укладки теплого пола
                Типы водных теплых полов
        Все о теплоносителях
                Антифриз или вода?
                Виды теплоносителей (антифризов для отопления)
                Антифриз для отопления
                Как правильно разбавлять антифриз для системы отопления?
                Обнаружение и последствия протечек теплоносителей
        Как правильно выбрать отопительный котел
        Тепловой насос
                Особенности теплового насоса
                Тепловой насос принцип работы
        Запас мощности котла. Нужен ли он?
Про радиаторы отопления
        Способы подключения радиаторов. Свойства и параметры.
        Как рассчитать колличество секций радиатора?
        Рассчет тепловой мощности и количество радиаторов
        Виды радиаторов и их особенности
Автономное водоснабжение
        Схема автономного водоснабжения
        Устройство скважины Очистка скважины своими руками
Опыт сантехника
        Подключение стиральной машины
Полезные материалы
        Редуктор давления воды
        Гидроаккумулятор. Принцип работы, назначение и настройка.
        Автоматический клапан для выпуска воздуха
        Балансировочный клапан
        Перепускной клапан
        Трехходовой клапан
                Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE
        Терморегулятор на радиатор
        Сервопривод коллекторный. Выбор и правила подключения.
        Виды водяных фильтров. Как подобрать водяной фильтр для воды.
                Обратный осмос
        Фильтр грязевик
        Обратный клапан
        Предохранительный клапан
        Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты.
                Расчет смесительного узла CombiMix
        Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.
        Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы.
        Расчет пластинчатого теплообменника
                Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения
                О загрязнение теплообменников
        Водонагреватель косвенного нагрева воды
        Магнитный фильтр — защита от накипи
        Инфракрасные обогреватели
        Радиаторы. Свойства и виды отопительных приборов.
        Виды труб и их свойства
        Незаменимые инструменты сантехника
Интересные рассказы
        Страшная сказка о черном монтажнике
        Технологии очистки воды
        Как выбрать фильтр для очистки воды
        Поразмышляем о канализации
        Очистные сооружения сельского дома
Советы сантехнику
        Как оценить качество Вашей отопительной и водопроводной системы?
Профрекомендации
        Как подобрать насос для скважины
        Как правильно оборудовать скважину
        Водопровод на огород
        Как выбрать водонагреватель
        Пример установки оборудования для скважины
        Рекомендации по комплектации и монтажу погружных насосов
        Какой тип гидроаккумулятора водоснабжения выбрать?
        Круговорот воды в квартире
        фановая труба
        Удаление воздуха из системы отопления
Гидравлика и теплотехника
        Введение
        Что такое гидравлический расчет?
        Невязка гидравлического расчета
        Физические свойства жидкостей
        Гидростатическое давление
        Поговорим о сопротивлениях прохождении жидкости в трубах
        Режимы движения жидкости (ламинарный и турбулентный)
        Гидравлический расчет на потерю напора или как рассчитать потери давления в трубе
        Местные гидравлические сопротивления
        Профессиональный расчет диаметра трубы по формулам для водоснабжения
        Как подобрать насос по техническим параметрам
        Профессиональный расчет систем водяного отопления. Расчет теплопотерь водяного контура.
        Гидравлические потери в гофрированной трубе
        Теплотехника. Речь автора. Вступление
        Процессы теплообмена
        Тплопроводность материалов и потеря тепла через стену
        Как мы теряем тепло обычным воздухом?
        Законы теплового излучения. Лучистое тепло.
        Законы теплового излучения. Страница 2.
        Потеря тепла через окно
        Факторы теплопотерь дома
        Начни свое дело в сфере систем водоснабжения и отопления
        Вопрос по расчету гидравлики
Конструктор водяного отопления
        Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя.
        Вычисляем диаметр трубы для отопления
        Расчет потерь тепла через радиатор
        Мощность радиатора отопления
        Расчет мощности радиаторов. Стандарты EN 442 и DIN 4704
        Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
                Найти теплопотери через чердак и узнать температуру на чердаке
        Подбираем циркуляционный насос для отопления
        Перенос тепловой энергии по трубам
        Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления
        Распределение расхода и тепла по трубам. Абсолютные схемы.
        Расчет сложной попутной системы отопления
                Расчет отопления. Популярный миф
                Расчет отопления одной ветки по длине и КМС
                Расчет отопления. Подбор насоса и диаметров
                Расчет отопления. Двухтрубная тупиковая
                Расчет отопления. Однотрубная последовательная
                Расчет отопления. Двухтрубная попутная
        Расчет естественной циркуляции. Гравитационный напор
        Расчет гидравлического удара
        Сколько выделяется тепла трубами?
        Собираем котельную от А до Я…
        Система отопления расчет
        Онлайн калькулятор Программа расчет Теплопотерь помещения
        Гидравлический расчет трубопроводов
                История и возможности программы — введение
                Как в программе сделать расчет одной ветки
                Расчет угла КМС отвода
                Расчет КМС систем отопления и водоснабжения
                Разветвление трубопровода – расчет
                Как в программе рассчитать однотрубную систему отопления
                Как в программе рассчитать двухтрубную систему отопления
                Как в программе рассчитать расход радиатора в системе отопления
                Перерасчет мощности радиаторов
                Как в программе рассчитать двухтрубную попутную систему отопления. Петля Тихельмана
                Расчет гидравлического разделителя (гидрострелка) в программе
                Расчет комбинированной цепи систем отопления и водоснабжения
                Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
                Гидравлические потери в гофрированной трубе
        Гидравлический расчет в трехмерном пространстве
                Интерфейс и управление в программе
                Три закона/фактора по подбору диаметров и насосов
                Расчет водоснабжения с самовсасывающим насосом
                Расчет диаметров от центрального водоснабжения
                Расчет водоснабжения частного дома
                Расчет гидрострелки и коллектора
                Расчет Гидрострелки со множеством соединений
                Расчет двух котлов в системе отопления
                Расчет однотрубной системы отопления
                Расчет двухтрубной системы отопления
                Расчет петли Тихельмана
                Расчет двухтрубной лучевой разводки
                Расчет двухтрубной вертикальной системы отопления
                Расчет однотрубной вертикальной системы отопления
                Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов
                Рециркуляция горячего водоснабжения
                Балансировочная настройка радиаторов
                Расчет отопления с естественной циркуляцией
                Лучевая разводка системы отопления
                Петля Тихельмана – двухтрубная попутная
                Гидравлический расчет двух котлов с гидрострелкой
                Система отопления (не Стандарт) — Другая схема обвязки
                Гидравлический расчет многопатрубковых гидрострелок
                Радиаторная смешенная система отопления — попутная с тупиков
                Терморегуляция систем отопления
        Разветвление трубопровода – расчет
        Гидравлический расчет по разветвлению трубопровода
        Расчет насоса для водоснабжения
        Расчет контуров теплого водяного пола
        Гидравлический расчет отопления. Однотрубная система
        Гидравлический расчет отопления. Двухтрубная тупиковая
        Бюджетный вариант однотрубной системы отопления частного дома
        Расчет дроссельной шайбы
        Что такое КМС?
        Расчет гравитационной системы отопления
Конструктор технических проблем
        Удлинение трубы
Требования СНиП ГОСТы
        Требования к котельному помещению
Вопрос слесарю-сантехнику
Полезные ссылки сантехнику
—
Сантехник — ОТВЕЧАЕТ!!!
Жилищно коммунальные проблемы
Монтажные работы: Проекты, схемы, чертежи, фото, описание.
Если надоело читать, можно посмотреть полезный видео сборник по системам водоснабжения и отопления

Утечка тока в автомобиле: инструкция с фото и описанием, как быстро найти утечку тока на автомобиле с помощью мультиметра (тестера)

Иногда возникает ситуация, когда утром не заводится двигатель, причем при парковке вечером все приборы и освещение было выключены. Может эта ситуация произойти по причине длительного простоя автомобиля.

При этом состояние аккумуляторной батареи не вызывала сомнений. В этом случае причиной разряда батареи может утечка тока в электрической цепи автомобиля.

Что такое утечка тока на автомобиле

К стандартным потребителям электроэнергии в автомобиле, которые функционируют в непрерывном режиме относятся: часы, электронный блок управления, иммобилайзер, сигнализация и другие приборы. Это необходимо для поддержания их работоспособности.

Общий ток этих потребителей не более 80 миллиампер. Если ток в электрической цепи автомобиля больше чем потребляют электронные блоки и системы, значит в цепи появились нежелательные токи утечки.

Чем опасна утечка тока в автомобиле

Утечки тока в цепи приводят к дополнительному разряду аккумуляторной батареи. В зависимости от величины тока утечки и времени происходит разряд батареи. Малые токи утечки при частой езде и хорошем аккумуляторе будут практически не заметными. Но могут и полностью разрядить емкость, что станет невозможным завести двигатель.

А при больших значениях токов утечки, что в принципе равносильно короткому замыканию в цепи ситуация может привести к возгоранию автомобиля. В любом случае все утечки необходимо сразу устранять.

От чего возникает утечка тока в автомобиле

Наиболее типичными причинами утечек тока являются:

1. Старые аккумуляторные батареи, выработавшие свой ресурс.
2. Нарушения изоляции электропроводки.
3. Окисление электродов батареи.
4. Окисление и грязь на клеммных колодках.
5. Не правильная установка дополнительно оборудования.

К концу жизненного цикла батарея значительно теряет свою емкость. Она заряжается и разряжается заметно быстрее. Процессы окисления пластин в банках не только снижают емкость батареи, но и уменьшают показатель внутреннего сопротивления, что приводит к повышению тока саморазряда, а порой к короткому замыканию и выходу из строя банки аккумулятора. На саморазряд также влияет качество электролита.

При нарушении изоляции проводки в местах оголения провода может попадать грязь и влага, что может привести к нежелательным утечкам. Кроме того, оголенные участки проводки могут создать короткое замыкание. В лучшем случае это приведет к перегоранию предохранителя данной цепи, а в худшем выйдет из строя прибор или устройство.

При окислении электродов на них выделяется слой сульфата цинка, что создает дополнительное сопротивление и снижает величину зарядного тока, поступающего на батарею.

Скопившееся грязь и влага на клеммах способствует появлению токов утечки в этих местах.

При проведении ремонтных работ или установке дополнительного внештатного оборудования или систем неумелые действия приводят к сверхнормативному увеличению тока потребления, а порой выводу из строя приборов.

Поиски утечки тока в автомобиле (пошаговая инструкция)

Выявление утечек тока важно проводить, чтобы исключить дополнительную нагрузку на батарею, которые вызывают ускоренный разряд батареи. Конечно ее можно и подзарядить, однако это проблему не устраняет.

Визуальный осмотр

При визуальном осмотре можно выявить повреждения изоляции, целостности электропроводки и перегоревшие предохранители. В первом случае поврежденную изоляцию или обрыв можно восстановить, то во втором случае установить какие потребители находятся в цепи перегоревшего предохранителя.

Если при внешнем осмотре причина не установлена, устанавливать новый предохранитель не рекомендуется до устранения причины. Часто причиной утечек тока являются внештатные приборы или устройства, и при поиске их отключают в первую очередь.

Диагностика оборудования

Детальную проверку проводят после осмотра электрооборудования и проводки.

Для работы понадобятся вольтметр и амперметр. При работе с мультиметром важно убедиться, что он позволяет измерять большие токи в цепях электрических схем. В данном случае нужно использовать электронные токовые клещи.

Предельная величина тока в каждой цепи указана на предохранителе. В некоторых цепях токи достигают несколько десятков ампер. Не каждый прибор позволяет измерять такие величины. Проверка заключается в последовательном измерении тока всех потребителей по следующей схеме:

• Отключить все потребители тока.
• Опустить стекла в передних дверях. При измерениях будет отключаться и включаться батарея и может сработать центральный замок и заблокировать двери.
• Закрыть двери, багажник.
• Открыть капот и снять минусовую клемму с батареи.
• В разрыв цепи подключить измеритель тока и снять показания.

Величина тока будет зависеть от того, какие потребители остаются под напряжением при выключенном зажигании. В стандартном исполнении это электронный блок управления, часы, иммобилайзер, сигнализация всегда находятся под напряжением и ток может быть от 50 до 80 миллиампер. Если показания тока значительно выше, необходимо искать причину дальше.

Измерения тока проводят при последовательном извлечении предохранителя. Когда величина тока значительно упадет, значит в этой цепи есть проблема, это может быть неисправности в схеме или прибор. Далее важно измерить ток в цепи каждого устройства при его работе. Установив прибор в разрыв предохранителя включить в рабочее положение последовательно во всех режимах.

Аналогично провести измерения для всех устройств. Зная мощность устройства или потребляемый рабочий ток, можно предположить, что устройство с завышенным значение тока создает паразитные токи утечки и требуется ремонт или замена этого узла. Для выполнения этой работы требуется высокая квалификация и навыки, лучше, если ее выполнят специалисты.

Глубокая проверка утечки тока в автомобиле

Такая проверка необходима, когда измерения тока с последовательным извлечением предохранителей не позволила установить причину утечки тока. Тогда нужно проверять узлы, в которых нет предохранителей. Прежде всего это цепь зажигания стартера и генератор.

Как проверить генератор автомобиля на утечку

Последовательность выполнения операций:

• Отключить все потребителя электроэнергии и вынуть ключ из замка.
• Мультиметр переключить в режим постоянного напряжения и соблюдая полярность, подключить к аккумулятору. При полной зарядке прибор покажет значения примерно от 12,5 до 13 вольт.
• Завести двигатель и включить на полную мощность вентилятор, обогрев стекол, зеркал, ближний свет и другие приборы, то есть максимально нагрузить генератор.
• Вновь снять показания вольтметра, они должны быть в диапазоне от 1,28 до 13,4 вольт, максимум 14,3 в.

Если напряжение на аккумуляторной батарее меньше указанных значений, значит генератор не выдает необходимой энергии и аккумулятор не получает заряда. Причиной может быть неисправность диодного мостика или изношены щетки на генераторе. После чего провести ремонт или замену генератора, или блока выпрямителя.

Диагностика электрических систем автомобиля при утечке тока на начальном этапе позволить своевременно выявить и устранить причину и избежать неприятных последствий.

Что такое ток утечки и каким он бывает?

Начнем с конкретного примера. Допустим, у нас есть аккумуляторная батарея, лампочка и выключатель. Соберем из этого всего простейшую электрическую цепь, да таким образом, чтобы лампочкой можно было управлять при помощи выключателя. Теперь рассмотрим две ситуации — в одной лампочка будет включена, а в другой выключена.

Когда лампочка включена, то по цепи, естественно, течет электрический ток. Вопрос: можно ли назвать этот ток — током утечки? Не спешите с ответом. На самом деле не все так просто, каким оно кажется. С одной стороны, никакой утечки в данной ситуации нет, так как текущий по цепи ток, вроде бы, используется для выполнения полезной работы. Какая же тут утечка, если ток течет с пользой?

И тем не менее, утечка тока в данном случае имеется всегда. То есть, не вся энергия, которая берется из аккумулятора, тратится на полезную работу. И вот как раз то, что не тратится на полезную работу — это и есть, по своей сути, утечка. Утечка тока. Где же она? Куда утекает ток без пользы? А утечка тока в данном случае происходит в проводах, которыми соединены элементы цепи. Поскольку они имеют некое сопротивление, часть протекающего по ним тока бесполезно тратится на их нагрев. Это, в принципе, тоже работа. Но для нас она не полезная (и даже вредная).

Вторая ситуация — лампочка выключена при помощи выключателя. Можно ли при таком раскладе обнаружить ток утечки? Конечно же нет, если система исправна. А если выключатель неисправен? Например, в него попала соленая вода, и он даже в выключенном положении разрывает цепь не полностью. Лампочка, при этом, может светиться слабым накалом, либо не светиться вообще, но АКБ будет терять энергию впустую. Вот в такой ситуации мы имеем дело с самым настоящим током утечки. Он при описанных условиях протекает в нашей цепи.

А теперь немного усложним ситуацию. Вместо лампочки подключим в нашу цепь какую-нибудь электронику, работающую в двух режимах — основном и ждущем. В машине таким прибором является, например, магнитола. Когда мы выключаем потребитель такого рода, он переходит в так называемый спящий или ждущий режим. В этом режиме прибор потребляет энергию из аккумулятора, то есть в нашей цепи течет ток.

А теперь вопрос: это ток утечки? С одной стороны, вроде бы, да. Ведь в случае с магнитолой музыку мы в этот момент не слушаем, а значит, полезная для нас работа не выполняется. С другой стороны, ток, который многие называют утечкой, тратится магнитолой не на такую уж и бесполезную работу — хранение в памяти настроек, хода часов и так далее.

Так что же тогда такое ток утечки в автомобиле? А это ток, который протекает в цепи, но не тратится на выполнение полезной работы.

В случае с бытовыми электросетями в этом вопросе граница более четкая. В правильно организованных системах даже автомат специальный есть, который в случае утечки тока полностью отключает подачу питания.

Однако, когда рассматривается вопрос утечки тока в машинах, граница не такая четкая. В случае с автомобилями током утечки принято считать любой ток, который расходуется из аккумулятора во время стоянки. И это несмотря на то, что далеко не вся энергия растрачивается в таком режиме впустую.

Как проверить утечку тока в автомобиле

Проверить общую утечку тока по линии 12 В машины очень просто: нужно включить мультиметр в режиме амперметра в разрыв между аккумулятором и остальной сетью автомобиля. Двигатель при этом должен быть заглушен и нельзя производить никаких манипуляций с зажиганием. Огромные пусковые токи стартера однозначно приведут к повреждению мультиметра и ожогам.

Это важно! Перед тем как приступать к работе с мультиметром, рекомендуется ознакомиться с обучающей статьёй по работе с прибором.

Рассмотрим процесс более детально:

• Отключаем зажигание и все дополнительные потребители.
• Добираемся до аккумулятора и с помощью подходящего гаечного ключа откручиваем у него минусовую клемму.
• Мультиметр переводим в режим амперметра постоянного тока. Ставим максимальный предел измерения. На большинстве типичных измерителей это либо 10, либо 20 А. Подключаем щупы в соответствующим образом промаркированные гнёзда. Учтите, что в режиме амперметра сопротивление «тестера» равно нулю, поэтому, если вы по привычке коснётесь щупами двух клемм батареи, то получите короткое замыкание.

Для измерения тока утечки необходимо включить мультиметр в режим измерения постоянного тока

Это важно! Не пользуйтесь разъёмом с надписью «FUSED». Этот вход мультиметра защищён плавким предохранителем, обычно на токи 200 или 500 мА. Ток утечки нам заранее неизвестен и может быть гораздо больше, что приведёт к выходу из строя предохранителя. Надпись «UNFUSED» говорит об отсутствии предохранителя в этой линии.

• Теперь подсоединяем щупы в разрыв: чёрный к минусу на батарее, красный – к «массе». Для некоторых старых измерителей полярность может играть важную роль, однако на цифровом приборе это не имеет значения.

• Смотрим на показания прибора. На картинке выше мы можем наблюдать результат в 70 мА, что вполне укладывается в норму. А вот здесь уже стоит задуматься, 230 мА – это много.

Если вся электронная аппаратура действительно отключена, то значение тока в 230 мА говорит о серьёзных проблемах

Важная тонкость: после замыкания бортовой цепи мультиметром, в первые пару минут ток утечки может быть весьма большим. Объясняется это тем, что обесточенные приборы только что получили питание и ещё не вошли в режим энергосбережения.

Плотно держите щупы на контактах и подождите до пяти минут (можно воспользоваться щупами с «крокодилами», чтобы обеспечить надёжное соединение на такое длительное время). Скорее всего, ток постепенно упадёт. Если же высокие значения остаются, проблема с электрооборудованием однозначно существует.

Нормальные значения токов утечки разнятся для различных ТС. Ориентировочно это 20-70 мА, но для старых автомобилей они могут быть ощутимо больше, равно как и для авто отечественного производства. Современные иномарки вообще могут потреблять на стоянке считанные единицы миллиампер. Лучше всего воспользоваться интернетом и выяснить, какие значения для вашей модели являются приемлемыми.

Какой ток утечки — норма

В любом автомобиле присутствует минимальный ток утечки порядка 50-80 мА. Этот показатель зависит от многих факторов. В частности: состояния проводки, возраста аккумулятора и чистоты его клемм, а также температуры воздуха. Саморазряд АКБ в разомкнутой цепи допускается не более 1% в сутки, но учитывая, что он постоянно подключен к бортовой сети, то этот показатель может достигать до 4 процентов. Таким образом, допустимая утечка будет равна емкости умноженной на коэффициент 0,4.

Поскольку, кроме допустимой утечки тока аккумулятора на автомобиле, даже в состоянии покоя могут потреблять ток такие потребители как: сигнализация и иммобилайзер (20-25 мА), аудиосистема (3 мА), блок центрального замка и контролер ЭБУ (по 5 мА), то ток покоя будет значительно выше. Итого спровоцированной нормой тока утечки считается – 50-70 мА, а максимально допустимым значением – 80-90 мА.

Повышенный ток может возникать из-за: гнилой старой проводки (в большинстве случаев), замыкания в цепи через окислы, поврежденной изоляции проводов и неправильно подключённой сигнализации или магнитолы. Хотя небольшое потребление тока сигнализацией допустимо, поскольку это активное устройство и требует питание на радио-модуль, датчики объема/удара и светодиод.

Произвести расчет тока утечки в зависимости от саморазряда аккумулятора (для нового норма потери 0,5–1,0 % а для подержанного АКБ 1–1,7 %) и количества потребителей, которые даже в дежурном режиме потребляют энергию, поможет наш online-калькулятор нормальной (естественной) утечки тока покоя аккумулятора автомобиля.

Калькулятор расчета тока утечки в автомобиле

Превышенная норма тока утечки в автомобиле будет способствовать разряду аккумулятор во время стоянки. С причинами и проверкой утечки стоит разбираться отдельно. На начальном этапе главное понять, какая допустимая утечка и сколько миллиампер являются нормой для конкретного авто, поскольку потери будут зависеть от количества и наименования источников потребления энергии. Онлайн калькулятор, используя формулу — Емкость АКБ (А) * число k, поможет быстро подсчитать допустимый ток утечки.

Утечку тока стоит проверять как можно чаще, особенно в сырую погоду!

Причины возникновения утечки

Утечки возникают по двум основным причинам: незапланированная работа оборудования авто, короткие замыкания положительных контактов на «массу». Оборудование автомобиля может оставаться включенным, если:

• это предусмотрено заводом-изготовителем (например, сигнализация и некоторые другие системы безопасности включены всегда);
• допущены ошибки при установке дополнительных устройств;
• отдельные узлы или детали электрооборудования неисправны;
• водитель забыл выключить осветительные приборы, обогрев или другие системы;
• электрооборудование включили третьи лица (часто это бывают дети, которые любят поиграть с кнопками).

Короткие замыкания могут возникать из-за износа изоляции, поломок некоторых механических деталей электрооборудования, ошибках при подключении к системе новых устройств. Помимо очень быстрого разряда, короткие замыкания создают опасность возгорания, что требует немедленной локализации, устранения подобных неисправностей.

Саморазряд АКБ

Протечка, это и причина и следствие саморазряда АКБ — процесс может быть как:

1. Спровоцированный саморазряд. Вызывается токопотерей вследствие короткого замыкания, неправильного подключения оборудования или его неисправностей.
2. Эксплуатационный. Вызывается внешним замыканием клемм АКБ через слои загрязнений на корпусе (пыль, грязь, технические жидкости).
3. Электролитный. Вызывается внутренним замыканием клемм АКБ через осевшие на дно продукты химических реакций («шлам» – частицы окисленного свинца).
4. Естественный. Деградация пластин и электролита АКБ при длительном простое или в процессе эксплуатации.

Критичным значением саморазряда называется потеря более 2,5% емкости за сутки простоя. В норме аккумулятор за этот период должен терять не больше 0,5-1%.

Через магнитолу

Утечка электрического тока через магнитолу обычно возникает не из-за неисправности самого магнитофона (хотя иногда такое тоже бывает), а из-за неисправности проводки, подключенной к устройству. При этом появление дефектов проводки может возникать как по естественным причинам, так и из-за нарушения правил подключения магнитофона.

Автосигнализация

Охранное устройство автомобиля должно работать, когда все другие блоки отдыхают. Сигнализация также часто является причиной этого явления. Она и в нормальном состоянии может потреблять до 200 миллиампер тока, это тоже включается в утечку.

В хороших сигнализациях с обратной связью присутствует приемопередатчик, который может периодически связываться с брелоком, есть системы геопозиционирования, GSM и т.д. Сейчас производители автомобильных сигнализаций (например, PANDORA) своей целью ставят минимизацию тока потребления автосигнализаций в режиме охраны. Есть модели, где такой ток менее 20 миллиампер.

Стартер

Исправный стартер не потребляет ток во время стоянки, хотя на него также постоянно подается напряжение питания.

Токи утечки, связанные с влажностью, загрязнением контактов

В реальных условиях эксплуатации автомобиля, особенно в холодное время года, на токоведущие проводники, контакты, разъемы попадает влага с различными примесями. Появляются токи электролиза.

О присутствии этого паразитного процесса свидетельствует зеленоватый и белый налет на контактах, проводах, клеммах, разъемах, словом там, куда добралась соль, кислота, щелочь и влага.

Электролиз не возможен без тока. Иногда токи утечки по этой причине достигают 0,5 Ампера (500 миллиампер) и более. Если электропроводка ухожена, обработана специальными составами, то утечка по этой причине обычно не превышает 5 миллиампер.

Монтажный блок

Если все предохранители проверены, но тестер всё также определяет утечку тока, причина находится в области, незащищённой предохранителями: генераторе, стартере либо системе зажигания. Для этого необходимо отключить провода от этих систем и провести тщательную проверку. Также не стоит забывать, что автомобиль может быть оснащен самостоятельно установленными устройствами, которые без использования предохранителей подключены к цепи замка зажигания.

Далее нужно проверить всю проводку: если обнаружится подозрительная ее часть, необходимо «прозванивать» провода на предмет целостности состояния и искать замыкание. Эти действия нужно выполнять с помощью того же мультиметра, только установленного в иной режим – омметра. Данный режим позволит наблюдать сопротивление провода.

Проверить генератор. Чтобы это сделать, необходимо мультиметр установить в режим вольтметра, подсоединив параллельно приборам. Производить замер напряжения следует только при работе двигателя, включённых габаритах и подфарниках. В норме показатель напряжение равен 13,5–14 В.

Блоки ABS, управления кузовом, климат-контроля и другие

Общее потребление этих блоков (исправных) не более 10 миллиампер.

Большой ток утечки аккумулятора — проблемы

Большим током утечки, при котором требуется непременно найти проблемную точку, считают величину в 0,5 А. Потеря в пол-ампера за десять часов поглотит 5 А/ч, а оставленный на 4 суток автомобиль разрядится в ноль. Поэтому на длительную стоянку автомобиль оставляют с разомкнутой цепью.

Если в авто есть проблемный узел, в котором создается ток утечки, там обязательно начнется разогрев в транзисторе или микросхеме. Блок выйдет из строя. При утечке тока по проводнику не наступит возгорания, но может повредиться изоляция. Это и приведет к замыканию, интенсивному разогреванию в месте контакта и пожару.

Как найти утечку тока на аккумуляторе без прибора? В темное время суток остановить авто, открыть капот, закрыть дверь, но охрану не подключать. Снять провод с положительной клеммы и подождать 5 минут. Снова подключить клемму аккумулятора. Если искра проскочит мощная – утечка есть. Небольшое искрение – процесс естественный. Дальше следует измерить показатели и определить проблемное место.

Абсолютно точный признак утечки тока без измерения – за неделю стоянки свежий аккумулятор полностью разряжается.

Дополнительные признаки

Если под рукой нет мультиметра, наличие утечки тока можно оценить в темное время суток визуально. Для этого необходимо выключить зажигание, всё электрооборудование, открыть капот, закрыть автомобиль, не включая автосигнализацию на охрану.

Далее необходимо отключить положительную клемму АКБ, подождать минут пять. После этого необходимо подключить клемму аккумуляторной батареи. Если в момент подключения клеммы будет образовываться большая искра, утечка, скорее всего, есть.

Примечание: искра будет в любом случае, так как во время подключения клеммы может временно включаться дежурное освещение, сигнализация.

Такую проверку можно сделать, если есть главный признак утечки тока: разряд АКБ после непродолжительной стоянки. Считается критическим, если достаточно свежий аккумулятор разряжается через одну неделю стоянки. Проверить это удается не всегда, так как авто находится в постоянной эксплуатации.

Видео — как померить ток утечки в автомобиле мультиметром:

Еще один признак – наличие посторонних шумов, тресков, жужжаний, искрений в автомобиле при выключенном электрооборудовании.

Наличие посторонних запахов с привкусом дыма при посадке в авто утром после стоянки – серьезный признак неисправности. Если в автомобиле есть большая утечка тока, то согласно законам сохранения энергии она может проявить себя в виде механической, тепловой или световой энергии.

К сожалению, такими методами найти истинную причину практически невозможно. Необходимо прибегнуть к помощи мультиметра. Автоэлектрики выявление причин и устранение утечки тока в автомобиле относят к сложным ремонтным работам.

Как избежать утечек тока в электросети автомобиля

Проблемы с электрической сетью автомобиля очень сложные, поэтому лучше минимизировать вероятность их возникновения. Для этого рекомендуется соблюдать несколько простых правил:

Следите за чистотой, как в самом автомобиле, так и в местах электрических соединений. Особенно важно, чтобы чистыми оставались клеммы и контакты;

• Чтобы минимизировать вероятность возникновения окислов на проводах и в местах соединений, рекомендуется смазывать 1-2 раза в год пластичной смазкой фишки и соединения, также рекомендуется смазать клеммы аккумулятора;
• Выполняйте установку новых приборов в электрическую сеть автомобиля только в проверенных сервисных центрах. Если работа проводится самостоятельно, уделяйте внимание электрической разводке автомобиля, которую можно найти в книге по эксплуатации машины;
• Если перегорел один из предохранителей, обязательно выполните диагностику цепи, за которую он отвечал. Чаще всего причиной перегорания предохранителей является короткое замыкание в цепи;
• Следите за проводами. Не допускайте, чтобы они “болтались” по салону или под капотом. Обращайте внимание на достаточную изоляцию проводов, особенно тех, которые касаются металлических элементов кузова автомобиля;
• Выполняя ремонтные работы, не забывайте о проводах. Обращайте внимание, чтобы после работы они не были зажаты и не находились на греющихся элементах.

Соблюдая эти простые правила, можно избежать возникновения проблем с проводкой, поиск и решение которых может затребовать немало усилий и средств.

Как измерить ток утечки мультиметром?

Схема подключения мультиметра для измерения тока утечки

Для измерения утечки тока из АКБ вашего автомобиля вам потребуется три вещи – мультиметр, ключ на 10 и резиновые перчатки. Порядок действий следующий:

• заглушите авто, выключите всю электронику в салоне (все лампочки в салоне, багажнике, бардачке, прикуриватель, магнитолу);
• выньте ключи из зажигания, опустите стекла (чтобы был доступ в салон без ключа);
• закройте все двери.
• подождите минут 10-15 пока обнулится все статическое напряжение в электросети.
• откройте капот и при помощи ключа скиньте минусовую клемму с АКБ.
• установите мультиметр в режим измерения тока и подключите один щуп к минусу аккумулятора, а второй к клемме, прибор должен показать вам определенное значение – это и будет ток утечки АКБ.

Важно: не подключайте мультиметр к плюсу обоими щупами. Это может привести к короткому замыканию и перегоранию предохранителя мультиметра.

Лайфхак: как проверить мультиметром утечку тока в автомобиле

Утром при попытке завести машину вместо привычного урчания стартера услышали одинокие щелчки втягивающего реле и слабый гул обмоток? Или, может быть, не услышали вообще ничего? Если стартер и аккумулятор исправны, то причина – утечка тока.

К сожалению, утечку чаще всего обнаруживают довольно поздно, к этому моменту остаточного заряда АКБ уже не хватает для запуска двигателя. Приглашаем узнать больше об этой проблеме, способах ее диагностирования и устранения.

А при чем тут работа генератора

Генератор отвечает за восполнение заряда АКБ и в норме должен удерживать ток на одном уровне и сам может создавать проблемы. Во-первых, при недостаточной мощности или технической поломке, из-за недостаточного натяжения приводного ремня, генератор не может выдавать нужное напряжение. Его неисправность сказывается на стабильности работы бортовой электрики. Во-вторых, избыточное напряжение, созданное генератором, может ускорить износ других элементов электрооборудования, включая АКБ.

При пробое диодного моста генератора и замыкании его обмоток он сам может превратиться из источника электричества в потребитель и способствует еще большим протечкам и после того, как аккумулятор отдаст весь заряд, автомобиль потеряет работоспособность.

Электрооборудование, это одна из базовых систем автомобиля, от исправной и стабильной работы которой во много зависит удобство и безопасность всех систем.

Протечки в бортовой электросети автомобилей, это одна из самых распространенных проблем. Их нельзя игнорировать, ведь со временем это может привести к серьезным поломкам.

Вовремя проводите диагностику электрооборудования на своей машине.

Какие автомобили больше подвержены проблеме

В большей степени подвержены нарушениям в электроснабжении автомобили производства ВАЗ. Проблема возникает не просто так, а на фоне безграмотных решений разработчиков.

Одно из них касается системы питания машины, которая сформирована далеко не идеально. Из-за чего даже без запущенного двигателя АКБ продолжает терять чрезмерные объемы электроэнергии. Однако в новых моделях автомобилей уровня Гранты данное упущение было исключено.

Еще одна категория опасности включает в себя старые иномарки, в которых размещается большое количество электроники. Проблема та же – отсутствие адекватной системы расходования энергии.

Почему падает напряжение?

Чтобы знать, как увеличить напряжение в электроцепи авто, необходимо разобраться в причинах:

1. Неисправность аккумулятора — как показывает практика, это одна из распространенных причин. Чтобы аккумулятор после стоянки смог восполнить свой заряд, на машине необходимо проехать около 20 минут. Но если батарея разряжается по определенным причинам (к примеру, из-за сульфатации пластин или из-за нехватки электролита), то такой метод восполнения заряда не поможет. Необходимо точно выявить причину, по которой батарея не держит заряд и ликвидировать ее — восполнить уровень электролита, а иногда просто зарядить ее. Если поняли, что АКБ уже восстановить нельзя, то лучше заменить.
2. Генератор. Некорректная работа генератора может привести к неполадкам в работе бортовой сети. Перед тем, как напряжение в проводке повысить, нужно выявить причину неправильной работы генераторного узла.
3. Утечка тока. Иногда бывает такое, что обрыв в электроцепи приводит к утечке тока. Для ликвидации проблемы необходимо выявить точное место утечки и устранить обрыв.
4. Использование оборудования, которое не подходит. Если номинал используемых электроприборов не соответствует тому, который установил производитель, это приведет к падению напряжения. Если используете мощные лампы освещения либо множество различных гаджетов, на применение которых аккумулятор не рассчитан, это станет причиной падения напряжения. АКБ будет выдавать необходимый для нормальной работы ламп света или электронных устройств заряд, при этом он не будет успевать восполняться.

Принцип подключения потребителей тока к бортовой сети

Электроток будет течь по проводнику, только если замкнуть электроцепь. Потребление электричества должно быть штатным — клемма аккумулятора «плюс»—потребитель—клемма «минус», при этом цепь не должна разрываться. В качестве примера мы привели простейшую схему. В вашей машине потребители подсоединены к схеме, сложность которой в несколько раз выше. Поэтому непрофессиональному автоэлектрику будет трудно понять все нюансы.

Как выполнить проверку утечки тока в автомобиле? Ориентируйтесь на расположенное выше изображение. На нем вы можете увидеть, что есть единый «минус» у лампы и клеммы 85 реле, обычно он соединяется с «массой» (кузов).

При этом на положительном проводе установлен выключатель, размыкающий цепь. Когда контакты выключателя замыкаются, электричество идет через катушку реле, которая подсоединена к 85-му и 86-му контактам. За счет электромагнитного поля катушка начинает замыкать 87-й и 30-й контакты, а электроток идет через лампы.

Описанная схема стандартная для большинства транспортных средств. Однако обычно цепь размыкает дополнительный выключатель — замок зажигания, при этом плавкий предохранитель бывает врезан в положительный провод. Чтобы было удобнее, один или два монтажных блока объединяют в себе реле с предохранителями. Зная это, вы не испытаете шок, когда увидите множество жгутов проводки. А также сможете, подразделив огромное количество объединенных цепей на мини-схемы, провести проверку утечки тока в автомобиле клещами.

Часть автоприборов объединяются в общие сети. Вообразите, что это — один потребитель, но просто разросшийся в пространстве. Выявлена утечка тока в автомобиле после проверки? Причина — разные цепи подключаются друг к другу или же к «массе» машины по причине того, что изоляция проводки пришла в негодность. Также утечка может происходить из-за «мостов» электротока, которые появляются из-за грязи.

Пара советов от бывалых автолюбителей

Совет 1.

Необязательно производить замеры утечки по «минусовому» выводу, протестировать бортовую сеть можно и по «плюсовому».

Алгоритм действий примерно тот же – отсоединяется клеммник от «плюсовой» клеммы АКБ.

К ним подсоединяются щупы и производится замер. Но если при замере на «минусовой» вывод полярность подключения прибора неважна, то при проверке по «плюсу» важно правильно подсоединить прибор – «минусовой» щуп прибора подсоединяется только в клеммнику с проводом, а «плюсовой» щуп – к клемме АКБ.

Здесь важно не перепутать полярность, иначе можно испортить прибор.

Совет 2.

Перед проведением замеров лучше окна в авто открыть, да и не стоит ключи оставлять в зажигании.

Дело в том, что при отключении клеммника от АКБ возможно срабатывание центрального замка, в результате чего авто закроется.

Открытые окна и ключи в кармане позволят избежать такой неприятности, как закрытый автомобиль с ключами внутри.

Вместо послесловия

При покупке машины с пробегом полезно знать, как найти утечку тока и понять ее причину. Берите мультиметр на осмотр машины – спасете себя от неприятных сюрпризов, вроде внезапно севшего аккумулятора, скачков напряжения или сгоревшей проводки.

6 Дуговая печь потребляет ток I=200 А от сети с напряжением V=120B через ограничивающее сопротивление R = 0,2 Ом. Найти мощность, потребляемую печью.

Решение:
N=I(V-IR)=16 кВт.

7 Нагревательная спираль электроаппарата для испарения воды имеет при температуре t=100°С сопротивление R= 10 Ом. Какой ток I надо пропускать через эту спираль, чтобы аппарат испарял массу воды m=100г за время τ=1 мин? Удельная теплота парообразования воды λ = 2,3 МДж/кг.

Решение:
Считая, что вся электрическая энергия затрачивается на испарение воды, получим

8 Электропечь должна давать количество теплоты Q = 0,1 МДж за время τ = 10 мин. Какова должна быть длина нихромовой проволоки сечения S=0,5 мм², если печь предназначается для сети с напряжением V=36 В? Удельное сопротивление нихрома ρ=1,2мкОм⋅м.
Решение:
По закону Джоуля — Ленца
-сопротивление проволоки, l-ее длина; отсюда

9 Комната теряет в сутки количество теплоты Q = 87 МДж. Какой длины l надо взять нихромовую проволоку диаметра D = 1 мм для намотки электропечи, поддерживающей температуру комнаты неизменной? Печь включается в сеть с напряжением V=120В, удельное сопротивление нихрома ρ=1,2мкОм⋅м.

Решение:

10 В сосуд, содержащий массу воды m = 480 г, помещен электронагреватель мощности N=40 Вт. Насколько изменилась температура воды в сосуде, если ток через нагреватель проходил в течение времени τ = 21 мин? Удельная теплоемкость воды с=4,2 кДж/(кг·К), теплоемкость сосуда вместе с нагревателем С_с=100Дж/К.

Решение:
Полученное количество теплоты идет на нагревание воды и сосуда с нагревателем, поэтому

где t1 и t2-начальная и конечная температуры воды. Изменение температуры воды

11 Найти мощность N электронагревателя кастрюли, если в ней за время τ = 20 мин можно вскипятить объем воды V=2 л. К.п.д. электронагревателя η = 70%. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг·К), начальная температура воды t₁ = 20° С.

Решение:
Электрическая энергия, идущая на нагревание воды,

где

— масса воды, t2 = 100° С- конечная температура воды; отсюда

12 Сколько времени надо нагревать на электроплитке мощности N=600 Вт при к.п.д. η = 75% массу льда m_л = 2кг, взятого при температуре t₁ = —16° С, чтобы обратить его в воду, а воду нагреть до температуры t₂ = 100°C? Удельная теплоемкость льда с_л = 2,1 кДж/(кг·К), удельная теплота плавления льда r=0,33 МДж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг·К).

Решение:
Время нагревания определяется из уравнения теплового баланса (tо=0°С):

13 Какова должна быть длина нихромовой проволоки диаметра D = 0,3 мм, чтобы при включении последовательно с 40-ваттной лампочкой, рассчитанной на 127 В, проволока давала нормальный накал при напряжении в сети V=220 В? Удельное сопротивление нихрома ρ = 1,2 мкОм⋅м.

Решение:


14 Реостат с полным сопротивлением R подключен к сети с напряжением V (рис. 134). Во сколько раз изменится потребляемая от сети мощность, если движок реостата переместить на 1/4 длины от его конца?

Решение:
Отношение выделяемых на реостате мощностей N₀/N=4/3.

15 Найти к.п.д. насосной установки, которая подает в единицу времени объем воды V_τ = 75 л/с на высоту h = 4,7 м через трубу, имеющую сечение S=0,01 м², если мотор потребляет мощность N=10 кВт.

Решение:
Для подачи воды на высоту А необходима мощность

К. п. д. установки


16 Моторы электропоезда при движении со скоростью υ = 54 км/ч потребляют мощность N=900 кВт. К.п.д. моторов и передающих механизмов h = 80%. Найти силу тяги F, развиваемую моторами.
Решение:
Мощность, необходимая для движения поезда, равна

отсюда

17 Железная и медная проволоки одинаковых длин и сечений соединены последовательно и включены в сеть. Найти отношение количеств теплоты, выделившихся в каждой проволоке. Удельные сопротивления железа и меди равны ρ₁ =0,12 мкОм⋅м и ρ₂ = 0,017 мкОм⋅м. Решить эту же задачу для случая параллельного соединения проволок.

Решение:
Токи, идущие через обе проволоки, соединенные последовательно, одинаковы и равны I. При этом в проволоках за время t выделяются количества теплоты

-сопротивления железной и медной проволок, l и S-их длина и площадь сечения. Отношение количеств теплоты при последовательном соединении

При параллельном соединении токи в железной и медной проволоках

где V-напряжение в сети. В этом случае за время τ в проволоках выделяются количества теплоты
Их отношение


18 Железная и медная проволоки одинаковых длин и сечений включены в сеть на равные промежутки времени сначала последовательно, затем параллельно. Найти отношение количеств теплоты, выделившихся в проволоках в обоих случаях, если по железной проволоке тек один и тот же ток. Удельные сопротивления железа и меди ρ₁ =0,12 мкОм·м и ρ₂ = 0,017 мкОм·м.

Решение:


19 За время τ₁=40c в цепи из трех одинаковых проводников, соединенных параллельно и включенных в сеть, выделилось некоторое количество теплоты. За какое время τ₂ выделится такое же количество теплоты, если проводники соединить последовательно?

Решение:


20 Два одинаковых электронагревателя, потребляющих каждый мощность N = 200 Вт при напряжении V= 120 В, длинными и тонкими проводами подключены к источнику тока. Найти сопротивление проводов R, если при последовательном и при параллельном соединениях нагревателей они выделяют в единицу времени одно и то же количество теплоты.

Решение:


21 В электрочайнике с двумя нагревателями необходимо нагреть объем воды V=2 л от комнатной температуры (t₀ = 20° С) до температуры кипения. Каждый нагреватель, включенный в сеть отдельно, выделяет мощность N₁ = 250 Вт. Через какое время закипит вода, если ее подогревать одним нагревателем или двумя, включенными в ту же сеть последовательно или параллельно друг другу? К.п.д. нагревателя η = 80%. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг·К).

Решение:
Для нагревания воды до температуры кипения t=100° С необходимо количество теплоты
—
масса воды в чайнике. При включении одного нагревателя его мощность N₁=IV, где I-ток, текущий через него, и V-напряжение сети. В этом случае на нагревание воды идет часть теплоты, выделяемой нагревателем,

отсюда время нагревания воды одним нагревателем

При параллельном включении двух нагревателей, как и при включении одного из них, на каждом нагревателе будет напряжение сети V. Следовательно, в каждом из них будет выделяться та же мощность N₁ и общая мощность будет N₂ = 2N₁; отсюда время нагревания воды двумя нагревателями

При последовательном включении нагревателей общий ток через них будет равен 1/2. Поэтому общая мощность, выделяемая в них,

Следовательно, время нагревания воды в этом случае

22 Электрочайник имеет в нагревателе две секции. При включении первой секции вода в чайнике закипает за время τ₁ = 10 мин, а при включении второй секции — за время τ₂ = 40мин. Через какое время закипит вода, если включить обе секции параллельно или последовательно?

Решение:
При последовательном соединении секций

при параллельном соединении секций

23 Две лампы имеют одинаковые мощности. Одна из них рассчитана на напряжение V₁ = 120 В, другая—на напряжение V₂ = 220 В. Во сколько раз отличаются сопротивления ламп?

Решение:
Используя закон Джоуля-Ленца

находим

24 Какое сопротивление имеют 40- и 75-ваттные лампы, рассчитанные на включение в сеть с напряжением V=120 В? Какой ток течет через каждую лампу?

Решение:
Мощность лампы

где I-ток, текущий через лампу, R-ее сопротивление; отсюда для первой и второй ламп имеем

25 Какую мощность будет потреблять 25-ваттная лампочка, рассчитанная на напряжение V₁ = 120 В, если ее включить в сеть с напряжением V₂ = 220 В?

Решение:


26 100-ваттная лампа включена в сеть с напряжением V=120В. Сопротивление лампы в накаленном состоянии больше, чем в холодном (при температуре t₀ = 0° С), в 10 раз. Найти температурный коэффициент сопротивления материала нити и сопротивление лампы в холодном состоянии, если во время горения лампы температура нити t = 2000° С.

Решение:
Когда лампа включена,

-сопротивление нити горящей лампы и Ro=R/10-сопротивление нити лампы при температуре t0; отсюда

27 Найти сопротивление 100-ваттной лампы при комнатной температуре t₀ = 20° С, если при напряжении сети V=220 В температура нити t = 2800° С. Температурный коэффициент сопротивления материала нити .

Решение:


28 К источнику тока с э.д.с. ε = 140 В на расстоянии l=400 м от него подключена лампа, рассчитанная на напряжение V=120B и мощность N=100 Вт. Как изменится падение напряжения на лампе, если параллельно ей подключить вторую такую же лампу? Удельное сопротивление провода ρ = 0,028 мкОм⋅м, его сечение S=1 мм².

Решение:
Сопротивления лампы и проводов

Ток, текущий по линии, и падение напряжения на лампе равны

При подключении второй лампы сопротивление двух ламп равно R₁/2. Поэтому ток, текущий по линии, и падение напряжения на лампах равны

Изменение напряжения на лампе

Знак минус показывает, что при включении второй лампы падение напряжения на первой уменьшается.

29 На какое расстояние l можно передавать электроэнергию от источника тока с э.д.с. ε = 5 кВ так, чтобы на нагрузке с сопротивлением R=1,6 кОм выделялась мощность N=10 кВт? Удельное сопротивление провода ρ = 0,017 мкОм⋅м, его сечение S=1 мм².

Решение:


30 Под каким напряжением V нужно передавать электроэнергию на расстояние l=10 км, чтобы при плотности тока j = 0,5 А/мм² в стальных проводах двухпроводной линии электропередачи потери в линии составляли 1% передаваемой мощности? Удельное сопротивление стали ρ = 0,12 мкОм⋅м.

Решение:

31 Цепь состоит из двух параллельно включенных ламп мощности N=30 Вт каждая. Потери мощности в подводящих проводах составляют 10% полезной мощности. Найти напряжение на зажимах источника тока, если он обеспечивает в цепи ток I=2 A.

Решение:
Напряжение на зажимах источника тока

где V₁ и V₂ — падения напряжения на нагрузке и на проводах линии.
Мощность, выделяемая на нагрузке,

Потери мощности в линии

отсюда


32 От источника тока с напряжением V=750 В необходимо передать мощность N=5 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление R может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10% передаваемой мощности?

Решение:

33 Какой наибольшей мощности электропечь можно установить в конце двухпроводной линии, имеющей сопротивление R=10 Ом, если источник тока развивает мощность N=6 кВт при напряжении V= 1 кВ?

Решение:
Ток в линии I=N/V. Потери мощности в линии

Мощность электропечи

34 Два параллельно соединенных резистора с сопротивлениями R₁=6 Ом и R₂ = 12 Ом подключены последовательно с резистором, имеющим сопротивление R= 15 Ом, к зажимам генератора с э.д.с. ε = 200 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом. Найти мощность, выделяющуюся на резисторе R.

Решение:

35 Элемент с э.д.с. ε = 12 В и внутренним сопротивлением r = 4 Ом замкнут на сопротивление R = 8 Ом. Какое количество теплоты будет выделяться во внешней цепи в единицу времени?

Решение:
Ток в цепи I=ε/(R+r). Количество теплоты, выделяемое во внешней цепи в единицу времени,

36 Найти полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи R = 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента r = 2 Ом, а напряжение на его зажимах V=6 В.

Решение:
Полная мощность элемента

где I-ток в цепи. Так как

37 Батарея элементов, замкнутая на сопротивление R₁ = 2 Ом, дает ток I₁ = 1,6 А. Та же батарея, замкнутая на сопротивление R₂ = 1 Ом, дает ток I₂ = 2 А. Найти мощность, теряемую внутри батареи во втором случае.

Решение:
Внутри батареи теряется мощность

где r-внутреннее сопротивление батареи. Если ε — э. д. с. батареи, то по закону Ома для полной цепи в первом и втором случаях

отсюда


38 Найти э.д.с. ε и внутреннее сопротивление r аккумулятора, если при токе I₁ = 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность N₁=135 Вт, а при токе I₂ = 6 А — мощность N₂ = 64,8 Вт.

Решение:


39 К источнику тока с э.д.с. ε = 8 В подключена нагрузка. Напряжение на зажимах источника V=6,4 В. Найти к.п.д. схемы.

Решение:
К. п. д.- это отношение полезной работы (мощности) ко всей затраченной работе (полной мощности). Полезной мощностью в данном случае является мощность, выделяемая на нагрузке, N₁=IV, где I-ток в цепи. Так как э. д. с. ε по определению представляет собой полную работу, совершаемую источником тока при перемещении по цепи единичного заряда, а в единицу времени через сечение проводника проходит заряд, численно равный I, то полная мощность источника тока равна

Таким образом, к.п.д. схемы

40 Найти к.п.д. схемы, изображенной на рис. 135. Сопротивления резисторов R₁ = 2 Ом и R₂ = 5 Ом, внутреннее сопротивление источника тока r = 0,5 Ом.