Владельцы частных домов, квартир, дач и небольших хозяйственных помещений с электрическим подключением часто сталкиваются с необходимостью перевода ампер в ватты или наоборот.
В статье изложена методика перевода физических единиц. Представлены методы расчета рабочей мощности и пусковых токов бытовой техники. Рассмотрены особенности расчета сечения компонентов электропроводки.
Определение мощности подключенных приборов
Для определения максимальной мощности участка цепи следует сложить характеристики всех включенных приборов. Однако, не всё столь очевидно: поскольку многия устройства являются сложными электродинамическими системами, важно верно установить их параметры.
Активная и полная составляющая мощности
Активная (или потребляемая) мощность устройства (PПотеря электричества во время работы прибора измеряется этим параметром. Электросчетчик вычислит этот показатель, от чего зависит величина затраченных ресурсов (деньги), необходимых для его функционирования.
Для всех потребителей электроэнергии указывают активную мощность в ваттах, но существует и другой показатель — коэффициент мощности cos( fДанный символ ), встречающийся в технических документах, на табличках и этикетках, указывает на основные параметры.
С помощью неё можно определить максимальную производительность. S) устройства по следующей формуле:
S = P / cos(f)
Полная мощность тока протекает от источника (трансформатора) к прибору, который преобразует ее активную часть, а остаток возвращается в сеть. Расчет нагрузки на проводку и автоматы выполняется с учетом полной мощности.
Для большинства бытовых устройств коэффициент равен единице, значит, активная и полная мощность одинаковы. При наличии у потребителя конденсаторов или катушки индуктивности появляется реактивная составляющая.
Следует обратить внимание на следующие типы оборудования.
- холодильники;
- стиральные машины;
- кондиционеры;
- насосы;
- индукционные печи и плиты;
- люминесцентные светильники;
- телевизоры;
- Электронная техника.
Также часто к электросистеме частных домовВ хозяйственных объектах могут подключать станки с электромоторами, аппараты дуговой сварки и другое оборудование, имеющее большую номинальную мощность по сравнению с фактическим потреблением энергии. Перед подключением к сети важно изучить технические характеристики приборов.
Пусковые токи компрессоров и двигателей
При запуске бытовой техники с электродвигателем, компрессором, нитью накаливания или трансформатором на входе блока питания, в течение короткого промежутка времени наблюдаются пусковые токи. IпЗначение может превосходить номинальные показатели в несколько раз. Iн), указанные в паспорте устройства.
Эти величины связаны следующей формулой:
Iп = k * Iн
Здесь k – коэффициент кратности пускового тока.
У таких обычных бытовых устройств, как … показатель кратности превосходит два.
- погружной насос;
- холодильник и морозильник;
- мощный пылесос;
- стиральная машина;
- сплит система;
- микроволновая печь;
- неоновое освещение;
- Виды электроинструмента: дрель, перфоратор, компрессор.
При расчете общей мощности в цепи, где присутствуют устройства с высокими стартовыми токами, необходимо учесть их значения. Время повышенного электропотребления невелико, а синхронное включение маловероятно, поэтому достаточно взять самый мощный по стартовым токам прибор.
Сила тока и параметры электропроводки
Для определения необходимого сечения жил электропроводки и номинала автоматических выключателейПроизводят преобразование суммарной мощности в ваттах к току в амперах, получая величину постоянного тока.
Производители кабелей предоставляют таблицы для сопоставления сечения жил и максимально допустимой силы тока. Различия в показателях между компаниями могут быть незначительными, но всегда должны соответствовать стандарту ГОСТ 31996-2012.
В некоторых случаях для монтажа проводки используют кабель с сечением, которое немногим больше минимально допустимого. Такой подход обоснован тем, что избыточная пропускная способность позволяет подключить новые электроприборы без необходимости дорогостоящего демонтажа старых и укладки новых кабелей.
Параметры устанавливаемых в электрощитокавтоматических выключателейВыбирают таким образом, чтобы при избытке тока, превосходящем установленную норму для данной проводки, произошел автоматический выключатель.
Номинальный ток автомата (In) вычисляют по допустимому для кабеля току (Ip) по следующей формуле:
In <= Ip / 1.45
Часто предпочитают автоматы с наивысшим поvolenным номиналом для снижения риска отключения при значительной, но все же приемлемой нагрузке на сеть.
Взаимосвязь основных электрических величин
Ток и напряжение сопряжены мощностью. U) или сопротивление цепи (R). Однако на практике применить формулу P = I2Расчет R сложен из-за трудностей с точным определением сопротивления на фактическом участке.
Одно- и трехфазное подключение
Для бытовых нужд чаще всего применяют однофазные линии электропередач.
В данной ситуации необходим перерасчёт полной мощности. S) и силы переменного тока (IС использованием известного напряжения рассчитывают по формулам, которые следуют из классического закона Ома.
S = U * I
I = S / U
В настоящее время практикуется подключение трёхфазной сети к жильё, бытовую технику и малое производство. Такой подход экономичен для компании-поставщика электроэнергии за счёт уменьшения расходов на кабели и трансформаторы.
Для расчета сечения жил проводки и номинальной мощности при применении трехфазных потребителей используется сила тока, рассчитываемая следующим образом:
Il = S / (1.73 * Ul)
Здесь индекс «l» означает линейный характер величин.
При планировании и последующем проведении разводки внутри помещенияРекомендуется разделить трёхфазных потребителей на отдельные линии. Приборы, использующие обычные 220 В, следует распределять примерно равномерно по фазам для избежания существенного дисбаланса мощности.
Иногда разрешают подключать устройства, способные работать как от одной, так и от трёх фаз, совместно. Такая ситуация сложная, её проще проанализировать на конкретном примере.
Трехфазная индукционная печь мощностью 7.0 кВт с коэффициентом мощности 0.9 включена в сеть. К фазе «A» подключена микроволновая печь мощностью 0.8 кВт, имеющая пусковой ток в 2 раза больше номинального, а к фазе «Б» – электрический чайник мощностью 2.2 кВт. Необходимо определить параметры электросети для этого участка.
Вычислим суммарную мощь 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.
Рассчитаем ток 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 проходит через фазу «Б» и составляет 21,9 ампера. Для бесперебойной работы всей системы достаточно использовать медные жилы сечением 4,0 мм². 2 и автоматический выключатель на 20 или 25 A.
Типовое напряжение бытовых сетей
Из-за связи мощности и силы тока через напряжение, требуется точное определение этого параметра. До введения с октября 2015 года ГОСТ 29322-2014 значение для обыкновенной сети составляло 220 В, а трехфазной – 380 В.
Документ установил новые параметры — 230/400 В, соответствующие европейским стандартам, однако большая часть бытовых электросетей работает по прежним показателям.
Допустимо отклонение в 5% от эталонного значения на любой срок, а в 10% – не более одного часа. При понижении напряжения некоторые потребители, например электрочайник, лампа накаливания или микроволновая печь, теряют в мощности.
Если в устройстве установлен встроенный стабилизатор (например, газовое оборудование) или используется отдельное импульсное питание, потребляемая мощность будет неизменной.
При данном соотношении I=S/U снижение напряжения усилит ток. Рекомендовано выбирать сечение жил кабеля с запасом 15-20% относительно расчётных значений.
Полезное видео по теме
Измерение силы тока с помощью мультиметра и расчёт мощности.
Устройство для измерения напряжения, силы тока с автоматическим расчётом мощности.
Вычислить значение тока с помощью напряжения сети и суммарной мощности подключенных устройств несложно. Трудоёмким этапом является измерение или расчет начальных значений.
При возникновении сомнений в верности полученного решения рекомендуется обратиться к специалистам-электрикам, поскольку неточности в расчётах могут иметь существенные негативные последствия.
Разделитесь своим опытом по преобразованию ампер в ватты.
У вас есть оригинальный способ, который может быть полезен посетителям сайта? Пишите комментарии в блоке ниже, добавляйте фотографии и задавайте вопросы по теме статьи.