Хозяева частных домов, квартир, дач и небольших хозяйственных помещений, подключенные к электросети, часто сталкиваются с необходимостью перевода ампер в ватты или наоборот.
В статье рассказывается о корректном переводе физических единиц. Представлены способы определения рабочей мощности и пусковых токов бытовой техники, а также разобраны особенности расчета сечений компонентов электропроводки.
Определение мощности подключенных приборов
Для определения максимальной мощности участка цепи требуется сложить характеристики всех подключенных приборов. Однако этот процесс осложняется тем, что многие устройства – это сложные электродинамические системы, требующие точного определения параметров.
Активная и полная составляющая мощности
Активная (или потребляемая) мощность устройства (PПотеря электроэнергии во время работы — неизбежный фактор, который учитывает электросчетчик.
Этот показатель напрямую воздействует на количество использованных ресурсов и оплату за работу прибора.
Для всех потребителей электрической энергии указывается активная составляющая мощности в ваттах. Но существует ещё один показатель – коэффициент мощности cos( fЭмодзи ))) часто встречается в технических документах, а также на обозначениях с ключевыми характеристиками.
Посредством неё можно определить полную мощь ( ) . S) устройства по следующей формуле:
S = P / cos(f)
Полная мощность тока течёт от источника (трансформатора) к электроприбору, который преобразует её активную часть, а оставшуюся реактивную возвращает обратно в сеть.
Для большинства бытовых приборов коэффициент равен единице, поэтому активная и полная мощность совпадают. При наличии у электропотребления конденсаторов или катушки индуктивности появляется реактивная составляющая.
Следует обратить внимание на такие типы оборудования:
- холодильники;
- стиральные машины;
- кондиционеры;
- насосы;
- индукционные печи и плиты;
- люминесцентные светильники;
- телевизоры;
- Электронная техника.
Также часто к электросистеме частных домов В хозяйственных объектах часто подключают станки с электродвигателями, аппараты дуговой сварки и другие агрегаты, чья полная мощность превышает потребляемую. Важно изучить технические характеристики устройств перед подключением к сети.
Пусковые токи компрессоров и двигателей
Если бытовая техника имеет электродвигатель, компрессор, нить накаливания или трансформатор на входе в блок питания, то при её запуске на короткий период появляются пусковые токи. IпЗначение может быть во много раз больше номинальных значений. Iн), указанные в паспорте устройства.
Эти величины связаны следующей формулой:
Iп = k * Iн
Здесь k – коэффициент кратности пускового тока.
У таких обычных бытовых приборов показатель кратности больше «2»:
- погружной насос;
- холодильник и морозильник;
- мощный пылесос;
- стиральная машина;
- сплит система;
- микроволновая печь;
- неоновое освещение;
- К некоторым видам электроинструмента относятся дрель, перфоратор и компрессор.
При расчете общей мощности в цепи с подобными устройствами следует учитывать их стартовые токи. С учетом того, что время повышенного энергопотребления незначительно, а синхронное включение маловероятно, достаточно определить один, наиболее мощный по стартовым токам прибор.
Сила тока и параметры электропроводки
Для определения необходимого сечения жил электропроводки и номинала автоматических выключателей Определяют суммарный ток, измеряемый в амперах, исходя из мощности, выраженной в ваттах.
Производители кабельной продукции публикуют таблицы, в которых сопоставляются сечения жил и максимально допустимая сила тока для проводки. Показатели могут незначительно различаться в зависимости от компании-изготовителя, но всегда должны соответствовать ГОСТу 31996-2012.
Иногда для монтажа используют кабель большей площади поперечного сечения, чем минимально допустимое. Это обосновано тем, что избыточная пропускная способность предоставляет возможность подключения дополнительных электроприборов без необходимости дорогих демонтажных работ и замены проводов.
Параметры устанавливаемых в электрощиток автоматических выключателей Выбирают таким образом, чтобы при силе тока выше максимального допускаемого значения для провода произошел гарантированный отклик.
Номинальный ток автомата (In) вычисляют по допустимому для кабеля току (Ip) по следующей формуле:
In <= Ip / 1.45
Чаще всего выбирают автомат, имеющий наибольший из допустимых номинал, для уменьшения шансов отключения при высокой, но все ещё допустимой нагрузке на сеть.
Взаимосвязь основных электрических величин
Связь между мощностью и силой тока устанавливается через напряжение. U) или сопротивление цепи (R). Однако на практике применить формулу P = I2 Расчёт сопротивления на настоящем участке работы сложен из-за трудностей точного расчёта.
Одно- и трехфазное подключение
Для потребительских нужд чаще всего применяют однофазные сети.
В данном случае потребуется перерасчёт всей мощности. S) и силы переменного тока (IС применением известных величин напряжения выполняется по нижеследующим формулам, которые вытекают из классического закона Ома.
S = U * I
I = S / U
В настоящее время все чаще трехфазная сеть подводится к жилым домам, предприятиям бытового назначения и мелким промышленным объектам. Такой подход экономически выгоден для компании-поставщика электроэнергии благодаря снижению расходов на кабели и трансформаторы.
Расчёт сечения проводов и номинальной мощности для трёхфазных потребителей производится исходя из силы тока, которая вычисляется следующим образом.
Il = S / (1.73 * Ul)
Здесь индекс «l» означает линейный характер величин.
При планировании и последующем проведении разводки внутри помещения Рекомендуется разделять трехфазных потребителей на отдельные линии. Приборы, использующие обычные 220 В, следует распределять по фазам таким образом, чтобы нагрузки были примерно равномерными и не создавали существенного дисбаланса мощности.
Порой разрешают подключать устройства, функционирующие как от однофазной, так и от трёхфазной сети. Такая конструкция представляет собой определённую сложность, поэтому целесообразно её проанализировать на примере.
В цепь включена трехфазная индукционная печь мощностью 7.0 кВт и коэффициентом мощности 0.9. К фазе «А» подключена микроволновая печь мощностью 0.8 кВт с коэффициентом «2» кратности пускового тока, а к фазе «Б» – электрический чайник мощностью 2.2 кВт. Требуется рассчитать параметры электросети для этого участка.
Рассмотрим общую производительность всех приборов.
Si = Pi / cos(f) = 7000 / 0.9 = 7800 В*А;
Sm = Pm * 2 = 800 * 2 = 1600 В*А;
Sс = Pc = 2200 В*А.
Вычислим силу тока для каждого устройства.
Ii = Si / (1.73 * Ul) = 7800 / (1.73 * 380) = 11.9 A;
Im = Sm / Uf = 1600 / 220 = 7.2 A;
Ic = Sc / Uf = 2200 / 220 = 10 A.
Определим силу тока по фазам:
IА = Ii + Im = 11.9 + 7.2 = 19.1 A;
IБ = Ii + Ic = 11.9 + 10 = 21.9 A;
IС = Ii = 11.9 A.
Максимальный ток при работе всех электроприборов течет по фазному проводнику «Б» и составляет 21,9 ампера. Для бесперебойной работы всех устройств в данной сети достаточно применять провода с медными жилами сечением 4,0 мм. 2 и автоматический выключатель на 20 или 25 A.
Типовое напряжение бытовых сетей
Мощность и сила тока взаимосвязаны через напряжение, поэтому важно точно определить его значение. До октября 2015 года ГОСТ 29322-2014 устанавливал для обыкновенной сети 220 В, а для трехфазной – 380 В.
Новый документ устанавливает показатели в соответствии с европейскими требованиями: 230/400 В, однако большинство бытовых систем электроснабжения продолжают работать по прежним параметрам.
Допускается отклонение в 5% от эталонного значения на любой срок, в 10% — не более чем за час. При снижении напряжения некоторые потребители, например электрочайник, лампа накаливания или микроволновая печь, теряют в мощности.
Если устройство оснащено встроенным стабилизатором (например, газовым котлом) или отдельным блоком импульсного питания, потребляемая мощность будет постоянной.
При снижении напряжения при проходе через кабель сила тока возрастает, так как I = S / U. Из этого следует, что сечение жил кабеля не следует подбирать максимально допустимым расчетным, а лучше предусмотреть запас в 15-20%.
Полезное видео по теме
Измерение силы электрического тока при помощи мультиметра и расчет мощности.
Устройство для измерения напряжения, силы тока с автоматом расчёта мощности.
Вычислить ток можно, зная напряжение сети и общую мощность подключенных устройств. Труднее всего определить начальные параметры.
При возникновении сомнений в верности полученного решения рекомендуется обращаться к специалистам-электрикам, поскольку неточности в подсчетах могут спровоцировать осложнения.
Поделитесь своим опытом перевода амперов в ватты. Если у вас есть уникальный метод, которым можно воспользоваться читателям сайта, напишите комментарий внизу. Добавьте фотографии и задавайте вопросы по статье.