Как рассчитать мощность электрического тока?

Вопросы и ответы
Содержание
  1. Что такое потребляемая мощность?
  2. Формула для определения мощности
  3. Измерение мощности приборами
  4. Как определить?
  5. Смотрим в техпаспорт
  6. Закон Ома в помощь
  7. Используем электросчетчик
  8. Прибор для для определения мощности «Ваттметр».
  9. Понятие электрической мощности и способы ее расчета
  10. Через напряжение и ток
  11. Через напряжение и сопротивление
  12. Через ток и сопротивление
  13. Полная мощность в цепи переменного тока
  14. Пример расчета полной мощности для электродвигателя
  15. Потребляемая энергия.
  16. Потребление электроэнергии
  17. Трёхфазная сеть напряжением 380 В
  18. Однофазная сеть напряжением 220 вольт.
  19. Как и зачем экономить электроэнергию на основании данных о расходе электричества бытовыми приборами.
  20. Как отыскать мощность трехфазной сети по току и напряжению, расчет по формулам
  21. Узнаем потребляемую мощность электричества
  22. Трехфазная сеть
  23. Рассчитываем мощность трехфазной сети
  24. Примеры задач

Что такое потребляемая мощность?

Потребляемая мощность – это числовая мера количества электрической энергии, необходимой для работы электроприбора или преобразуемой им в процессе работы. Для статических устройств (плиты, утюги, телевизоры, осветительные приборы) энергия тока в процессе работы преобразуется в тепло). Путем преобразования (электродвигатели) — энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.

Основной единицей электрической мощности является ватт, ее числовое значение

Р = U×I,

где U – напряжение, Вольты, I – сила тока, ампер.

Иногда этот параметр указывают в В×А (В×А для импортного оборудования), что более правильно для переменного тока. Разница между ваттами и V×A для бытовых сетей невелика и ею можно пренебречь.

Потребляемый электрический ток важен при планировании электропроводки (от него зависит сечение проводов, а также выбор марок и количества автоматических выключателей). В процессе эксплуатации определяет стоимость содержания дома.

Формула для определения мощности

Первое, на что нужно обратить внимание, это паспортные данные устройств. Потребляемая мощность в ваттах также может быть указана на различных наклейках, прикрепленных к устройствам.

Часто показатель силы тока указывается в вольт-амперах (В*А). Обычно это происходит, когда энергия, потребляемая устройством, имеет реактивную составляющую. Затем отображается общая мощность электроприбора, и измеряется она в вольт-амперах.

Потребляемая мощность указана на устройстве

Но эта информация не всегда доступна. Тогда на помощь приходят простая формула и измерительные приборы.

Основная формула, по которой рассчитывается потребляемая мощность:

P=I*U, то есть нужно перемножить напряжение и ток.

Если в паспортных данных электроприбора ток отсутствует, но указан ток, его можно узнать по этой формуле. Допустим, устройство потребляет ток 1 А и работает от сети 220 В. Тогда P = U * I = 1 * 220 = 220 Вт.

Измерение мощности приборами

Если это обычный бытовой прибор, подключенный к розетке, то известно, что питающее напряжение электрической сети равно 220 В. При его подключении к другим источникам питания снимается их напряжение.

Силу тока можно измерить:

  • зажимной метр;
  • с помощью тестера.

С токоизмерительными клещами измерения проще, так как они проводятся бесконтактным способом на подходящем к нагрузке проводе.

Существует два метода измерения мощности мультиметром:

  1. Включите его в режиме измерения тока последовательно с электроприбором, затем рассчитайте мощность по формуле. Этот способ не всегда подходит, так как может не получиться разорвать цепь питания прибора для подключения мультиметра;
  2. Подключить к прибору мультиметр в режиме измерения сопротивления, затем определить силу тока по формуле I=U/R, зная напряжение. Затем посчитайте мощность.

Измерение сопротивления нагревательного элемента мультиметром

Важно! Если измеряется сила тока бытовых электроприборов, тестер настраивается на измерение переменного тока.

Как определить?

Для решения проблемы поиска мощности можно использовать разные методы. Все они доступны для использования даже со знаниями по физике и электротехнике на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определить сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на шильдике. Последний располагается на задней стенке корпуса или его основании.

При отсутствии описания этот параметр можно найти в интернете, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.

Мощность, указанная производителем оборудования, относится к пиковой мощности и потребляется от сети только при полной нагрузке, что бывает достаточно редко. Полученная разница считается маржей. На нормативном уровне этот запас определяется через коэффициент мощности.

Закон Ома в помощь

Мощность большинства бытовых электроприборов можно достаточно точно оценить экспериментально и рассчитать по известному со школы закону Ома. Этот эмпирический закон связывает напряжение, ток и сопротивление нагрузки R следующим образом:

Р = U2/R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Ниже приведен простой расчет по формуле
Р = 48 400/Р Вт.

Например, при R=200 Ом получаем мощность P=240 Вт.

Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление устройства, которое в первую очередь создается входными трансформаторами и дросселями, в связи с чем полученная оценка несколько завышена.

Используем электросчетчик

При определении эффекта по счетчику можно действовать двумя разными способами. В обоих случаях питание от бытовой сети должно получать только тестируемое устройство. Все без исключения другие потребители должны быть отключены.

В первом подходе для измерения мощности используется оптический индикатор измерителя, интенсивность вспышки которого пропорциональна потреблению. Коэффициент пропорциональности указывается на передней панели в единицах имп/кВтч или имп/кВтч, рисунок 1, где имп – количество импульсов (миганий индикатора) на киловатт-час.

Лицевая панель бытового электросчетчика с оптическим индикатором
Лицевая панель бытового электросчетчика с оптическим индикатором.

После включения исследуемого прибора необходимо начать отсчет вспышек на индикаторе в течение 15 или 20 минут. Полученное значение затем умножается на 3 или 4 (для 20- или 15-минутного интервала выборки соответственно) и делится на коэффициент, указанный на передней панели. Результат расчета дает мощность агрегата в кВт, которую в некоторых случаях практически переводят в ватты путем умножения на 1000.

Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт-час. При 20-минутном интервале измерения индикатор сработал (мигал) 160 раз. Тогда мощность агрегата составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.

Второй подход также использует 15- или 20-минутный временной интервал, но потребляемая мощность определяется уже на цифровой шкале. Например, при разнице показаний за 20 минут 0,2 кВтч мощность прибора 0,2×3 = 0,6 кВт или 600 Вт.

Прибор для для определения мощности «Ваттметр».

Современный бытовой электросчетчик или ваттметр удобен в использовании, потому что:

  • включается непосредственно в автоматический выключатель, для чего снабжен вилкой и розеткой, см рис. 2;
  • оснащен легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними схемами автонастройки, исключающими ошибки в показаниях;
  • отличаются хорошими массогабаритными показателями.

Устройство готово к работе сразу после включения.

Цифровой бытовой ваттметр

Единственным недостатком является его узкая специализация, поэтому данное устройство редко встречается в домашнем хозяйстве.

Понятие электрической мощности и способы ее расчета

С электрической точки зрения это количественное выражение взаимодействия между энергией и материалом проводников и элементов при протекании тока в электрической цепи. Благодаря наличию электрического сопротивления во всех частях, участвующих в проведении электрического тока, направленное движение заряженных частиц встречает на своем пути препятствие.

Это вызывает столкновение носителей заряда, электричество переходит в другие формы и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразованием одного вида в другой является потребление тока устройством или частью электрической цепи.

В зависимости от параметров источника тока и напряжения ток также имеет отличительные свойства. В электротехнике обозначается S, P и Q, единицей измерения по международной системе СИ является ватт. Вы можете рассчитать мощность через различные параметры для приборов и электроприборов. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Через напряжение и ток

Наиболее современным способом расчета тока в цепях постоянного тока является использование данных о токе и приложенном напряжении. Для этого нужно использовать формулу расчета: P = U*I

Где:

  • Р — активная мощность;
  • U — напряжение, приложенное к участку цепи;
  • I — сила тока, протекающего через соответствующий участок.

Этот вариант подходит только для резистивной нагрузки, где постоянный ток не взаимодействует с реактивной составляющей цепи. Чтобы найти мощность, нужно выполнить произведение тока на напряжение.

Обе величины должны быть в одних и тех же единицах измерения — Вольтах и ​​Амперах, тогда результат также будет в Ваттах. Можно использовать и другие методы кВ, кА, мВ, мА, мкВ, мкА и так далее, но параметр мощности пропорционально изменит свое десятичное значение.

Через напряжение и сопротивление

Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается постоянным на весь период эксплуатации. Поскольку бытовые или промышленные устройства подключаются к источнику с известным классом напряжения, определить мощность достаточно просто.

Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома для участка цепи, согласно которому сила тока на участке прямо пропорциональна величине приложенного напряжения и обратно пропорциональна сопротивлению:

Я = У/Р

Если выражение для расчета текущей нагрузки заменить предыдущей формулой, то получится следующее выражение для определения силы:

Р = U*(U/R)=U2/R

Где,

  • P — значение нагрузки;
  • U — приложенная разность потенциалов;
  • R — сопротивление нагрузки.

Через ток и сопротивление

Это ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому устройству, неизвестна или требует трудоемких расчетов, что не всегда целесообразно. Эта проблема особенно актуальна, если несколько устройств соединены последовательно и вы не знаете, как между ними распределяется потребляемая электроэнергия.

Подход к определению здесь ничем не отличается от предыдущего метода, за основу взято основное утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P=U×I, с той разницей, что напряжение нам неизвестно.

Поэтому выведем его также из закона Ома, согласно которому мы знаем, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому отрезку, и сопротивлению отрезка цепи:

У=И*Р

после замены выражения формулой мощности получаем:

Р = (I*R)*I =I2*R

Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока, умноженной на сопротивление.

Полная мощность в цепи переменного тока

Сети переменного тока принципиально отличаются от сетей постоянного тока тем, что изменение электрических величин приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В результате суммарный эффект также будет состоять из активной и реактивной энергии:

Где,

  • S — полная мощность
  • Р — активная составляющая — возникает при взаимодействии электрического тока с активным сопротивлением;
  • Q — реактивная составляющая — возникает при взаимодействии электрического тока с реактивным сопротивлением.

Компоненты также рассчитываются с помощью тригонометрических функций следующим образом:

P = U*I*cosφ

Q = U*I*sinφ

который активно используется при расчете электрических машин.

Пример расчета полной мощности для электродвигателя

Особый интерес представляет нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как протекающие в ней электрические величины напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного агрегата, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.

Особенностью источника питания как асинхронной, так и синхронной электрической машины является то, что на обмотки можно подавать как фазное, так и линейное напряжение. Тот или иной вариант обычно определяется способом соединения обмоток двигателя. Затем мощность будет рассчитываться по формуле:

S = 3 * Uф * Если

При выполнении расчетов с линейным натяжением для нахождения силы формула будет иметь вид:

Активная и реактивная мощность будут рассчитываться аналогично сетям переменного тока, как обсуждалось ранее.

Теперь рассмотрим расчеты на примере конкретной асинхронной электрической машины. Следует отметить, что официальной производительностью, указанной в паспортных данных электродвигателя, является полезная мощность, которую двигатель может выдать при вращении вала. Однако полезный принципиально отличается от полного, который можно рассчитать за счет коэффициента мощности.

Как видите, для расчетов с шильдика берем следующую информацию об электродвигателе:

  • полезная мощность — 3 кВт, а по системе измерения — 3000 Вт;
  • кПД – 80%, а при расчетах будем использовать показатель 0,8;
  • тригонометрическая функция соотношения активной и реактивной составляющих — 0,74%;
  • напряжение, при соединении обмоток треугольником, будет 220 В;
  • ток при том же способе подключения — 13,3 А.

С этим списком свойств вы можете использовать несколько способов:

С=1,732*220*13,3=5067 Вт

Чтобы найти искомое значение, мы сначала определяем активный компонент:

P = Puseful / Эффективность = 3000/0,8 = 3750 Вт

Далее, полный по методу деления активного на коэффициент cos φ:

S = P/cos φ = 3750/0,74 = 5067 Вт

Как видите, и в первом, и во втором случае искомое значение оказалось одним и тем же.

Потребляемая энергия.

Энергопотребление тесно связано с электричеством. Он рассчитывается исходя из мощности устройства, умноженной на время работы. Именно по этому показателю оценивается потребление электроэнергии потребителем.

Точное значение электроэнергии, потребленной во всей квартире или доме в определенный период времени, укажут данные счетчика. Чтобы подумать о способах снижения этого потребления, используются измерения мощности конкретных электроприборов.

Как рассчитать ампер.

Способы экономии электроэнергии:

  1. По возможности старайтесь не использовать старые модели холодильников, телевизоров и других бытовых электроприборов, рассчитанных на значительно большее потребление;
  2. Замените лампы накаливания на люминесцентные, а еще лучше – на светодиоды. Для сравнения: в среднем лампа накаливания потребляет 60 Вт, люминесцентная — 15 Вт, а светодиодная — всего 8 Вт. При использовании 5 ламп разного типа по 3 часа в день достигается суточное потребление: лампы накаливания — 0,900 кВтч, люминесцентные лампы — 0,225 кВтч, светодиодные лампы — 0,120 кВтч Значительная экономия;

Важно! Энергосберегающие лампы малой мощности не означают плохое освещение. Их яркость практически эквивалентна более мощным аналогам ламп накаливания.

  1. Большинство телевизоров и компьютерных мониторов потребляют от 0,1 до 3 Вт мощности даже в спящем режиме. Поэтому важно отключать их от сети, когда устройства длительное время не используются.

Методы расчета мощности с использованием тестеровских измерений дадут приблизительные значения из-за недостаточного учета показателя реактивной мощности в сетях переменного тока. Наиболее точным является измерение потребляемой мощности ваттметром для домашнего использования.

Потребление электроэнергии

Общая потребляемая мощность.
Расчет потребления электроэнергии – важная процедура, так как оплата за электроэнергию производится по этому показателю. Чем больше энергии потребляет прибор, тем больше вам придется платить. Но в быту киловатты не используются для измерения. В киловатте 1 тысяча ватт.

Номинальный показатель принимает значение, необходимое для нормальной работы устройства, например:

  • Для обычного холодильника этот параметр составляет 0,5 киловатта. Для экономии энергии важно иметь возможность проводить полные расчеты. То есть важно знать суммарную мощность всех потребителей тока в доме.
  • При использовании двух светильников мощностью 80 Вт и 20 Вт можно рассмотреть экономическую возможность покупки лампы с наименьшей мощностью. Если оба прибора работают одинаковое количество времени, первый будет потреблять в четыре раза больше электроэнергии. Следовательно, вам также придется платить в 4 раза больше за это.

Однако в доме современного человека много электроприборов. Это не просто лампочки, поэтому общую стоимость определить несколько сложнее. Необходимо знать размеры каждого устройства и время его работы.

Чтобы сократить финансовые затраты, многие люди устанавливают в своих домах специальные энергосберегающие лампы. Следует помнить, что некоторые электроприборы способны потреблять энергию даже тогда, когда они не работают, но не отключены от сети.

Читайте также: Расчет зоны молниезащиты одиночного стержневого молниеотвода (СО 153-34

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном источнике питания сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = P / 1,73 U

P — потребляемая мощность в ваттах;

U — напряжение сети в вольтах.

В фазном питании 380 В формула следующая:

Я = Р / 657,4

Если к дому подключена трехфазная сеть 380 В, схема подключения будет выглядеть так.

В таблице ниже представлена ​​схема сечения жил в питающем кабеле при различных нагрузках при трехфазном напряжении 380 В для скрытой прокладки.

Сечение жилы провода, мм2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Проводники из алюминия
Настоящее время, А Мощность, Вт Настоящее время, А Мощность, кВт
0,50 0,80 6 2250
0,75 0,98 10 3800
1,00 1.13 14 5300
1,50 1,38 15 5700 10 3800
2:00 утра 1,60 19 7200 14 5300
2,50 1,78 21 7900 14 6000
4:00 утра 2,26 27 10 000 21 7900
6:00 утра 2,76 34 12000 26 9800
10.00 3,57 50 19 000 38 14000
4 часа дня 4,51 80 30 000 55 20 000
25.00 5,64 100 38000 65 24000

Для дальнейшего расчета электроснабжения в цепях нагрузки характерна большая реактивная полная мощность, что характерно для применения электроснабжения в промышленности:

  • электродвигатели;
  • индукционные печи;
  • дроссели осветительных приборов;
  • сварочные трансформаторы.

Это явление необходимо учитывать в дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет значительно больше, поэтому коэффициент мощности в расчетах принимается равным 0,8.

При расчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности следует принимать равным 5%. Для сети этот процент составит 20%.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт.

Формула силы тока I (А — ампер):

Я=П/У

Где Р — электрическая полная нагрузка (ее обозначение должно быть указано в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватты;

U — напряжение сети, В (вольт).

В таблице указаны стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

Электроприбор Потребляемая мощность, Вт Сила тока, А
Стиральная машина 2000 — 2500 9,0 — 11,4
Джакузи 2000 — 2500 9,0 — 11,4
Электрический теплый пол 800 — 1400 3,6 — 6,4
Стационарная электрическая плита 4500 — 8500 20,5 — 38,6
Микроволновая печь 900 — 1300 4,1 — 5,9
Посудомойка 2000 — 2500 9,0 — 11,4
Морозильники, холодильники 140 — 300 0,6 — 1,4
Мясорубка с электроприводом 1100 — 1200 5,0 — 5,5
Чайник 1850 — 2000 8,4 — 9,0
Электрическая кофеварка 6з0 — 1200 3,0 — 5,5
Соковыжималка 240 — 360 1,1 — 1,6
Тостер 640 — 1100 2,9 — 5,0
Смеситель 250 — 400 1,1 — 1,8
Фен 400 — 1600 1,8 — 7,3
Железо 900 — 1700 4,1 — 7,7
Пылесос 680 — 1400 3,1 — 6,4
Вентилятор 250 — 400 1,0 — 1,8
Телевизионная установка 125 — 180 0,6 — 0,8
Радиооборудование 70 — 100 0,3 — 0,5
Осветительные приборы 20 — 100 0,1 — 0,4

На рисунке вы видите схему блока питания в доме с однофазным подключением к сети 220 вольт.

Расположение устройств на однофазном напряжении
Расположение устройств на однофазном напряжении

Как показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, затем к общему автомату, способному выдержать общую нагрузку дома. Кабель, по которому будет проходить ток, должен выдерживать нагрузку от всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка в однофазной схеме подключения корпуса для выбора кабеля на напряжение 220 вольт.

Сечение жилы провода, мм2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Проводники из алюминия
Настоящее время, А Мощность, Вт Настоящее время, А Мощность, кВт
0,50 0,80 6 1300
0,75 0,98 10 2200
1,00 1.13 14 3100
1,50 1,38 15 3300 10 2200
2:00 утра 1,60 19 4200 14 3100
2,50 1,78 21 4600 16 3500
4:00 утра 2,26 27 5900 21 4600
6:00 утра 2,76 34 7500 26 5700
10.00 3,57 50 11000 38 8400
4 часа дня 4,51 80 17600 55 12100
25.00 5,64 100 22000 65 14300

Как показано в таблице, сечение жил также зависит от материала, из которого они изготовлены.

Как и зачем экономить электроэнергию на основании данных о расходе электричества бытовыми приборами.

Есть как минимум две причины, по которым вам следует экономить энергию. Это и сохранение природных ресурсов, и снижение вредных выбросов в атмосферу, и снижение потребительских расходов. Проанализируйте, сколько электроэнергии потребляет каждый прибор в вашем доме и можно ли уменьшить этот показатель.

Если общее потребление превышает принятую в России среднестатистическую норму потребления электроэнергии в 350 кВт на человека в месяц, достаточно принять простые меры. Вот как вы можете экономить энергию:

  1. не оставляйте свет включенным без необходимости
  2. если прибор не используется, выключите его из сети;
  3. используйте только энергосберегающие лампы, их высокая стоимость быстро окупится, так как они работают намного дольше, чем простые лампы накаливания;
  4. перевести компьютер в экономичный режим ожидания, через определенное время устройство автоматически выключится, а при переходе в активный режим будет «кушать» меньше электроэнергии;
  5. не оставляйте окна открытыми при включенном кондиционере и заставляйте его работать на холостом ходу;
  6. поставьте холодильник и морозильник подальше от горячей батареи и окон, чтобы защитить от жарких солнечных лучей;
  7. размораживайте холодильник, как только в морозильной камере образовался иней, он увеличивает потребление электроэнергии;
  8. по возможности не используйте переходники и удлинители;
  9. регулярно удаляйте накипь в чайнике, это приводит к большему расходу электроэнергии на нагрев;
  10. установить многотарифные счетчики для использования энергоемкого оборудования в ночное время, когда тарифы почти в два раза ниже.

Отдавайте предпочтение бытовой технике с высоким классом энергоэффективности. С 2011 года вся бытовая техника от холодильников и стиральных машин до ламп маркируется специальными индексами – А, В, С, D, Е, F, G.

классы энергоэффективности

Бытовые приборы с маркировкой А, А+ и А++ потребляют меньше всего электроэнергии, относятся к 1 классу энергосбережения, экономят до 50-80% электроэнергии. Классы B и C экономят от 10 до 50%. Остальные показатели означают, что электроприборы мало экономят или являются энергоемкими.

экономия электроэнергии актуальна для каждой семьи, ведь затраты на нее ложатся тяжелым бременем на семейный бюджет. Знание того, как рассчитать среднесуточное энергопотребление для каждого устройства, поможет вам сократить расходы.

Как отыскать мощность трехфазной сети по току и напряжению, расчет по формулам

Трехфазные и однофазные сети распределены примерно поровну в жилых и многоквартирных домах. Но стоит заметить, что промышленная сеть по умолчанию трехфазная, а для улицы, где расположены частные дома или для многоквартирного дома, почти всегда подойдет трехфазная сеть. И только потом она разветвлялась на три однофазные и выводилась к конечному потребителю электроэнергии.

Расчет был сделан не просто так, но чтобы обеспечить очень эффективную передачу электроэнергии от электростанции к вам, цель также состоит в том, чтобы уменьшить потери электроэнергии в процессе транспортировки, потому что току сопротивляется проводник, через который этот ток течет.

Если вам интересно, какая сеть есть у вас в доме или квартире, найти ее довольно просто. Если открыть электрощит и посмотреть, сколько проводов используется для вашей квартиры, то если вы видите 2 или 3 провода, это однофазная сеть, 1 и 2 провода фаза и ноль, 3 провода, если они расположены, заземленный. В трехфазной сети проводов будет либо 4, либо 5. Три фазы А, В, С, ноль и при наличии заземляющего проводника.

Количество фаз также определяется так называемой коробкой, начальным автоматическим выключателем. Для однофазной сети выделяют 2 или 1 двойной кабель, а в трехфазной сети будет 1 тройной кабель и одинарный кабель. Но не забывайте о напряжении, с которым нужно быть очень осторожным.

Рассчитать ток, а расчетом напряжения узнать ток не составляет труда, обычно трехфазные сети требуют огромных потребителей энергии. По формуле, приведенной в статье, можно легко рассчитать мощность, используя значения силы тока и напряжения.

Узнаем потребляемую мощность электричества

Итак перейдем к сути, нам нужно узнать мощность электричества по току и напряжению. Во-первых, вам нужно знать, сколько энергии вы хотите потреблять. Это легко выяснить, сравнив всех потребителей энергии в вашем доме. Выберем самую распространенную технику, без которой не может обойтись современный человек.

Кстати, узнать, сколько потребляет тот или иной прибор, можно в паспортных данных вашего электроприбора, либо на наклейке, которая может быть на крышке. Начнем с максимального использования напряжения:

  • Стиральная машина — 2700 Вт
  • Водонагреватель (бойлер) — 2000 Вт
  • Утюг — 1875 Вт
  • Кофеварка — 1200 Вт
  • Пылесос — 1000 Вт
  • Микроволновка — 800 Вт
  • Компьютер — 500 Вт
  • Освещение — 500 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Теле — 100 Вт

По формуле нам нужно все сложить и разделить на 1000, чтобы перевести из ватт в киловатты.

Итого у нас получилось 10975 ватт, переведем в киловатты, делим на 1000.

Итого имеем потребление 10,9 кВт.

Для обычного мастера вполне достаточно даже одной фазы. Особенно, если вы не собираетесь включать все сразу, что конечно маловероятно.

Но надо иметь в виду, что ток потребления может быть значительно выше, особенно если вы живете в частном доме и/или у вас есть гараж, потребление 1 блока может составлять 4-5 кВт. Тогда вам лучше подойдет трехфазная сеть, так как она более мощная и позволяет подключать значительно более массивные электропотребители.

Трехфазная сеть

Рассмотрим конкретнее трехфазную сеть, которая для нас более предпочтительна. Для начала приведем сравнительное описание однофазной и трехфазной сети. Выделим некоторые плюсы и минусы.

При использовании трехфазной сети существует вероятность неравномерного распределения нагрузки по каждой фазе. Если, например, электрокотел и мощный обогреватель питаются от первой фазы, а телевизор и холодильник — от второй, то будут такие явления, как «перекос фаз» — асимметрия напряжений и токов, которая может быть результатом неисправности некоторых потребителей тока.

Чтобы избежать подобной ситуации, следует тщательно планировать распределение нагрузки еще на первом этапе проектирования сети.

Трехфазная сеть также потребует большего количества проводов, кабелей и автоматических выключателей, пропускающих ток, так как сила тока будет значительно выше, соответственно монтаж такой сети будет дороже.

Однофазная сеть уступает трехфазной сети по вероятному возможному эффекту. Так что если вы собираетесь использовать много массивных электропотребителей, второй вариант соответственно будет лучше.

Например, при наличии в доме двухжильного (трехжильного при заземлении) от силовой шины кабеля сечением 16 мм2 суммарная мощность всех электропотребителей в доме не должна превышать 14 кВт, что в примере выше.

А вот если использовать такое же сечение провода для трехфазной сети, но соответственно кабель будет 4-5 жильным, то максимальная суммарная мощность будет уже равна 42 кВт.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Для расчета возьмем некий производственный цех, где установлено 30 электродвигателей. В мастерскую входит четырехжильный провод, помните, что это 3 фазы: А, В, С и нейтраль (ноль). Номинальное напряжение 380/220 вольт. Суммарная мощность всех двигателей ПН1 — 48кВт, так же у нас есть лампы освещения в цеху, суммарная мощность ПН2 — 2кВт.

  • Ru — установленная суммарная мощность группы потребителей, равная по величине сумме их заявленных мощностей, измеренная в кВт.
  • Кс – коэффициент потребности в максимальном режиме нагрузки. Фактор спроса учитывает максимально возможное количество чередующихся получателей в группе. Для электродвигателей коэффициент спроса должен учитывать величину их нагрузки.

Коэффициент потребности для легкой (легкой) нагрузки, т е легкой, Кс2-0,9, а для силовой нагрузки, т е электродвигателей Кс1=0,35. Средний коэффициент мощности для всех потребителей cos(φ) = 0,75. Необходимо найти расчетный ток полосы.

Примеры задач

Рассмотрим, например, расчет частей электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов. Первый вариант предусматривает ситуацию, когда все детали подключаются одна за другой от одного полюса источника питания к другому.

Как видно на рисунке, мы используем в качестве источника аккумулятор с номинальным напряжением 9 В и три резистора на 10, 20 и 30 Ом соответственно. Поскольку номинальный ток нам не известен, рассчитаем через напряжение и сопротивление:

P = U2/R = 81/(10+20+30) = 1,35 Вт

Для параллельного соединения возьмем в качестве примера участок цепи с двумя резисторами и источником тока:

Как видите, для облегчения расчетов нам нужно вывести резисторы, соединенные параллельно в схему замещения, в результате чего получится:

Rобщ = (R1*R2) / (R1+R2) = (10*15) / (10+15) = 6 Ом

Затем мы можем узнать желаемый уровень нагрузки через значение тока и сопротивления:

П=I2*R=25*6=150 Вт

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector