Ha van egy elektromos eszközöm, ami 230V-ra van tervezve és mondjuk 10W-ot fogyaszt ezen a feszültségen, akkor mi történik, ha mondjuk 110V-os konnektorba dugom? Akkor hogyan változik a teljesítménye és áramfelvétele? Milyen képlettel számolható ki?

Amennyiben úgy van megtervezve, hogy 110 és 230 voltról is működik, akkor is 10W-ot fogyaszt, csak kb. dupla akkora áramfelvétel mellett.

P = U · I

Ált. isk. 8. o. fizika tananyag.

Attól függ, hogy aktív tápegységű eszköz vagy passzív fogyasztó.

Izzó, fűtőszál, motor, ezek passzív fogyasztók, utóbbinál ráadásul az aszinkron motorok fordulata frekvenciafüggő, itt a feszültség csökkentése nem jó irány.

Izzó, fűtőszál teljesítménye 115 V-on negyedére csökken, miután van egy négyzetes összefüggés és most hanyagoljuk a hőfokfüggő ellenállást!

(Ez nagyon beégett, évekkel ezelőtt egy autisztikus "értelmező" be akarta nekem magyarázni, hogy fogalmam sincs az izzók hőfokfüggő ellenállásáról, amit már gyerekként is tudtam, de egyre csak hajtogatta a magáét. Borzasztó idegesítő emberek vannak.)

Egy kapcsolóüzemű tápegység viszont aktívan úgy szabályoz, hogy a kimenetén stabil feszültséget vagy áramot adjon le, így a bemeneti feszültség csökkenésével növelni fogja a PWM kitöltési tényezőt, azaz áramfelvételt, amennyiben a terhelés úgy kívánja.

Az un. Parasztos Izzó (LED-lámpa) tápellátása lehet aktív vagy passzív is. Utóbbi a kapacitív előtét.

De van még disszipatív áramgenerátoros is, hogy érdekesebb legyen, ami egy másik mese tárgya.

"nagyobb lesz az áram."

Kisebb lesz (ha a fogyasztó ohmos jellegű).

A legegyszerűbb, ha a fogyasztó egy ellenállás. A te példád szerint: U1=230 V, P1=10 W

Teljesítmény U1 feszültségen: P1=U1²/R

Teljesítmény U2 feszültségen: P2=U2²/R

A kettő aránya: P2/P1=(U2/U1)²

Ebből: P2=P1·(U2/U1)²=10·(110/230)²=2,29 W

Ellenállás esetén a teljesítmény a feszültségek arányának négyzetével változik. Az áram a feszültséggel arányosan változik:

I1=U1/R és I2=U2/R

Ilyen fogyasztó a valóságban csak elvétve akad, ehhez a legközelebb állnak a fűtőtestek, bár azok ellenállása hőmérsékletfüggő. Az izzólámpa is hasonló, annak ellenállása is hőmérsékletfüggő, ezért a fenti összefüggésekkel csak durva közelítéssel számítható ki. 230 V-on az izzószál hőmérséklete nagyobb, mint 110 V-on, ezért az ellenállása is nagyobb, emiatt nem lehet arányosan számolni. Sőt számolni nem is nagyon lehet, hanem az izzólámpa feszültség-áram jelleggörbéjéből leolvasni.

Aszinkron motor fordulatszáma kissé, nyomatéka a feszültség csökkenés négyzetével csökken, lehet, hogy el sem tud indulni. Univerzális motor fordulatszáma, nyomatéka nagymértékben csökken, de elképzelhető, hogy működik. Van ez 110 V-os 100 W-os univerzális motorom, az még 24 V-ról is működik, persze jóval kisebb fordulatszámmal és jóval kisebb nyomatékkal. Motoroknál sem lehet pontosan számolni, mert azok impedanciája függ a rájuk kapcsolt feszültségtől.