формула, онлайн расчет, выбор автомата
Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.
Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.
Формула расчета мощности электрического тока
Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.
В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:
I = P/(U*cos φ),
а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),
где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.
Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).
Подбираем номинал автоматического выключателя
Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:
- 6 А – 1,2 кВт;
- 8 А – 1,6 кВт;
- 10 А – 2 кВт;
- 16 А – 3,2 кВт;
- 20 А – 4 кВт;
- 25 А – 5 кВт;
- 32 А – 6,4 кВт;
- 40 А – 8 кВт;
- 63 А – 12,6 кВт;
- 80 А – 16 кВт;
- 100 А – 20 кВт.
С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.
При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:
- электросауна (12 кВт) — 60 А;
- электроплита (10 кВт) — 50 А;
- варочная панель (8 кВт) — 40 А;
- электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
- посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
- кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
- СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
- электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
- электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
- солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
- пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
- мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
- тостер (1 кВт) — 5 А;
- кофеварка (1 кВт) — 5 А;
- фен (1 кВт) — 5 А;
- настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
- холодильник (0,4 кВт) — 2 А.
Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.
Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.
На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.
Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети
Чтобы электропроводка и все электрическое оборудование, которое имеется в доме, работало исправно и правильно, необходимо правильно сделать вычисление мощности по току и электронапряжению, поскольку при неправильно подобранных показателях может возникнуть короткое замыкание или возгорание. Как сделать расчёт потребляемой мощности по току и напряжению, как вычисляется сила тока, формула через мощность и напряжение и другое, далее.
Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения
Чтобы ответить на вопрос, как определить ток, необходимо поделить электронапряжение на общее число ватт. При этом сделать все необходимые вычисления можно самостоятельно, а можно прибегнуть к специальному онлайн-калькулятору.
Расчет мощностного показателя по амперам и ваттамУзнать потребление электроэнергии по токовой силе резистора можно умножением первой на сопротивление, выражаемое в Омах. В итоге, получится значение, представленное в вольтах, перемноженных на ом. Получится ампер.
Обратите внимание! Если нет сопротивления, нужно поделить ваттный показатель на токовую энергию, то есть следует поделить ватты на амперы и получится значение электроэнергии в вольтах. Понять мощностное показание через величину электричества с электронапряжением, можно умножив соответствующие показания с устройства.
Формулы для расчета тока в трехфазной сети
Подсчитать токовую энергию в трехфазной сети сложно, поскольку вместе одной фазы есть три. К тому же, сложность заключается в использовании нескольких схем соединения. Трудность состоит в симметрии или ее отсутствии во время распределения нагрузки по фазам.
Для определения силы тока в трехфазной сети, нужно общее число ватт поделить на показатель 1,73, перемноженный на напряжение и косинус мощностного коэффициента, который отражает активную и реактивную составляющую сопротивления нагрузки. Что касается однофазной сети, то из выражения для подсчета убирается показатель 1,73. Остается формула I = P/(U*cos φ).
Формула подсчета электротока в трехфазной сетиКак рассчитать ампераж
Ампераж является значением электротока, которое выражена в амперах. Рассчитать ампераж можно так: I=P/U.
Подсчет амперажаРасчет потребляемой мощности
Электромощность является величиной, которая отвечает за факт скорости изменения или передачи электрической энергии. Есть полная и активная мощностная нагрузка, а также активная и реактивная. Полная вычисляется так: S = √ (P2 + Q2), где P является активной частью, а Q реактивной. Для нахождения потребляемого мощностного показателя необходимо знать число электротока, которое потребляется нагрузкой, а также питательное напряжение, которое выдается при помощи источника.
Что касается бытового определения потребляемой электрической энергии, необходимо вычислить общее количество ватт питания электрических приборов и паспортные данные номинальной силы электротока котла. Как правило, все электрические приборы работают с переменным током и напряжением в 220 вольт. Для вычисления тока проще всего воспользоваться амперметром. Зная первый и второй параметры, реально узнать величину потребляемой энергии.
Стоит указать, что измерить мощность через напряжение или сделать расчет мощности по сопротивлению и напряжению возможно не только формулой, но и прибором. Для этого можно воспользоваться мультиметром с токоизмерительными клещами или специализированным измерителем — ваттметром.
Обратите внимание! Оба работают по одному и тому же принципу, указанному в руководстве по их эксплуатации.
Подсчет потребляемой мощностиМощность, ток и напряжение — три составляющие расчета проводки в доме. Узнать все необходимые параметры в любой сети просто при помощи формул, представленных выше. От этих значений будет зависеть исправность работы всей домашней электрики и безопасность ее владельца.
Наверное, каждый кто делал или делает ремонт электрики сталкивался с проблемой определения той или иной электрической величины. Для кого-то это становится настоящим камнем преткновения, а для кого-то все предельно ясно и каких-либо сложностей при определении той или иной величины нет. Данная статья посвящена именно первой категории – то есть для тех, кто не очень силен в теории электрических цепей и тех показателей, которые для них характерны.
Итак, для начала вернемся немного в прошлое и постараемся вспомнить школьный курс физики, касательно электрики. Как мы помним, основные электрические величины определяются на основании всего одного закона – закона Ома. Именно этот закон является базой проведения абсолютно для любых расчетов и имеет вид:
Отметим, что в данном случае речь идет о расчете самой простейшей электрической цепи, которая выглядит следующим образом:
Подчеркнем, что абсолютно любой расчет ведется именно посредством этой формулы. То есть путем не сложных математических вычислений можно определить ту или иную величину зная при этом два иных электрических параметра. Как бы там ни было, наш ресурс призван упростить жизнь тому кто делает ремонт, а поэтому мы упростим решение задачи определения электрических параметров, вывив основные формулы и предоставив возможность произвести расчет электрических цепей онлайн.
Как узнать ток зная мощность и напряжение?
В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:
Расчет силы тока онлайн:
(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)
Как узнать напряжение зная силу тока?
Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:
Расчет напряжения онлайн:
Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:
Определение величины онлайн:
Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?
Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.
Расчет цепи онлайн:
Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?
Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.
Онлайн расчет:
Формула расчета сечения провода и как определяется сечение провода
Довольно много вопросов связано с определением сечения провода при построении электропроводки. Если углубиться в электротехническую теорию, то формула расчета сечения имеет такой вид:
Конечно же, на практике, такой формулой пользуются довольно редко, прибегая к более простой схеме вычислений. Эта схема довольно проста: определяют силу тока, которая будет действовать в цепи, после чего согласно специальной таблице определяют сечение. Более детально по этому поводу можно почитать в материале – «Сечение провода для электропроводки»
Приведем пример. Есть бойлер мощностью 2000 Вт, какое сечение провода должно быть, чтобы подключить его к бытовой электропрводке? Для начала определим силу тока, которая будет действовать в цепи:
I=P/U=2000/220В = 9А
Как видим, сила тока получается довольно приличной. Округляем значение до 10 А и обращаемся к таблице:
Таким образом, для нашего бойлера потребуется провод сечением 1,7 мм. Для большей надежности используем провод сечением 2 или 2,5 мм.
Рекомендуем ознакомиться:
— БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ ЛЕНТ
— ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ
— СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ — ЛУЧШЕ НЕ ПРИДУМАЕШЬ!
— АЛМАЗНАЯ РЕЗКА БЕТОНА И ЖБ КОНСТРУКЦИЙ
Автор — Антон Писарев
Электроэнергия давно используется человеком для удовлетворения своих потребностей, но она невидима, не воспринимается органами чувств, потому сложна для понимания. Мощность ток напряжение, все эти характеристики электроэнергии исследованы известными учеными, которые дали им определения и описали математическими методами взаимные связи между ними.
Мощность ток напряжение сопротивление
Так же следует помнить, на величину электрического сопротивления влияет несколько факторов:
- строение вещества, определяющее наличие свободных электронов в проводнике и влияющее на удельное сопротивление
- площадь поперечного сечения и длина токовода
- температура
В приведенной таблице показаны общие соотношения для цепей постоянного и переменного тока, которые можно применять для анализа работы схем электроснабжения.
Расчёт сечения питающего кабеля и проводки
Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к перегреву провода, плавление его изоляции и в итоге, возгоранию, из-за короткого замыкания.
Мощность ток напряжение, удобная шпаргалка
Основным параметром, по которому производят расчет сечения провода, является его продолжительная допустимая токовая нагрузка. Т.е, это такая номинальная величина тока, которую проводник способен через себя пропускать на протяжении длительного времени. Для определения величины номинального тока, необходимо знать приблизительную мощность всех подключаемых электроприборов и оборудования в квартире.
И так, что мы имеем:
- От значения величины тока зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы энергопотребления к сети
- Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику(проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.
Расчет тока, выполняем самостоятельно
Если известны электро-потребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.
Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).
Мощность ток напряжение, расчёты для однофазной сети 220 В
Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:
I = P / U,
где
P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт)
U – напряжение электрической сети, В (вольт)
Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 — 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 — 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 — 1200 | 5,0 — 5,5 |
| Электрочайник | 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 |
| Миксер | 250 — 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 — 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 — 1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 — 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 — 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 — 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 — 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 — 100 | 0,1 – 0,4 |
Различные потребители электроэнергии подключаются через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.
Как рассчитать ток защитного автомата
Для группы розеток, предназначенных для питания бытовых электроприборов на кухне, необходимо подобрать защитный автоматический выключатель. Мощности приборов по паспортным данным составляют 2,0, 1,5 и 0,6 кВт.
Решение. В квартире используется однофазная переменная сеть 220 вольт. Общая мощность всех приборов, подключенных в работу одновременно, составит 2,0+1,5+0,6=4,1 кВт=4100 Вт.
По формуле I = P / U определим общий ток группы потребителей: 4100/220=18,64 А.
Ближайший по номиналу автоматический выключатель имеет величину срабатывания 20 ампер. Его и выбираем. Автомат меньшего значения на 16 А будет постоянно отключаться от перегрузки.
Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, 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 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.
Мощность ток напряжение, расчёты для трёхфазной сети 380 В
При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:
I = P /1,73 U,
где P -потребляемая мощность, Вт;
U — напряжение в сети, В,
так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:
I = P /657, 4.
Сечение жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трёхфазной схеме напряжением 380 В для скрытой проводки представлена в таблице.
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, 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 | 1,60 | 19 | 7200 | 14 | 5300 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 7900 | 16 | 6000 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 10000 | 21 | 7900 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 12000 | 26 | 9800 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 19000 | 38 | 14000 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 30000 | 55 | 20000 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 38000 | 65 | 24000 |
Для расчёта тока в цепях питания нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:
- электрические двигатели
- дроссели приборов освещения
- сварочные трансформаторы
- индукционные печи
В мощных приборах и оборудовании, доля реактивной нагрузки выше и поэтому для таких приборов в расчетах коэффициент мощности принимают равным 0,8.
На практике принято считать, что при подсчёте электрических нагрузок для бытовых целей запас мощности принимают 5%. В случае расчёта электрических сетей для промышленного производства запас мощности принимают 20%.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.
Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).
*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:
| Бытовые электроприборы | Мощность, Вт | cos φ |
|---|---|---|
| Электроплита | 1200 — 6000 | 1 |
| Обогреватель | 500 — 2000 | 1 |
| Пылесос | 500-2000 | 0,9 |
| Утюг | 1000 — 2000 | 1 |
| Фен | 600 — 2000 | 1 |
| Телевизор | 100 — 400 | 1 |
| Холодильник | 150 — 600 | 0,95 |
| СВЧ-печь | 700 — 2000 | 1 |
| Электрочайник | 1500 — 2000 | 1 |
| Лампы накаливания | 60 — 250 | 1 |
| Люминесцентные лампы | 20 — 400 | 0,95 |
| Бойлер | 1500 — 2000 | 1 |
| Компьютер | 350 — 700 | 0,95 |
| Кофеварка | 650 — 1500 | 1 |
| Стиральная машина | 1500 — 2500 | 0,9 |
| Электроинструмент | Мощность, Вт | cos φ |
| Электродрель | 400 — 1000 | 0,85 |
| Болгарка | 600 — 3000 | 0,8 |
| Перфоратор | 500 — 1200 | 0,85 |
| Компрессор | 700 — 2500 | 0,7 |
| Электромоторы | 250 — 3000 | 0,7 — 0,8 |
| Вакуумный насос | 1000 — 2500 | 0,85 |
| Электросварка (дуговая) | 1800 — 2500 | 0,3 — 0,6 |
Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен. Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает. Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.
Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.
Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении
Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:
I=U/R ,
причем искомая сила тока именуется амперами.
А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:
P=U*I ,
причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.
Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению. Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство. Также как синхронные и асинхронные движки.
Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока. Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов. Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.
Расчет мощности в цепях переменного электротока
Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров. Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма. Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.
Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.
Треугольники мощности и напряженияДля измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало. Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности. По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.
Лабораторный ваттметр 
Щитовой ваттметрУ большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора. При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U. Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.
Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных. Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие. Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.
Лабораторный фазометр 
Щитовой фазометрИспользуем формулы
Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам
я вычислю искомый параметр электрической цепи. Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение. Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:
Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…
Похожие статьи:Потребляемая мощность трансформатора
Силовые трансформаторы «потребляют» индуктивные VARS во время работы. Это связано с потребностью в реактивной мощности двух отдельных ответвлений трансформатора, а именно:
- Шунтная намагничивающая реактивность
- Реактивное сопротивление утечки серии
Реактивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, может достигать 5% от номинальной мощности трансформатора при подаче тока полной нагрузки.Коэффициент мощности на первичной обмотке трансформатора обычно ниже, чем измеренный на вторичной обмотке из-за этого требования реактивной мощности трансформатора. Если измерение производится при среднем напряжении, то будет измеряться также дополнительная реактивная мощность, потребляемая трансформатором. В таких случаях важно знать, сколько реактивной мощности потребляется трансформатором, чтобы ее можно было вычесть из нагрузки реактивной мощности нагрузки. Это обычно тот случай, когда счетчик электроэнергии находится на первичной обмотке, а трансформатор также принадлежит электросети.Нет смысла выставлять счет за реактивную мощность, потребляемую трансформатором, принадлежащим коммунальному предприятию, поскольку они могли бы очень хорошо поставить счетчик на стороне низкого напряжения, и в этом случае клиенту не придется платить за него. Когда заказчик владеет трансформатором, то реактивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, будет измеряться коммунальным предприятием.
Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета потребляемой реактивной мощности в трансформаторе при полной нагрузке и номинальном напряжении .Чтобы рассчитать реактивную мощность только из-за намагничивающего сопротивления шунта, используйте% load в качестве «холостого хода».
Батареи конденсаторов обычно будут меньше, чем рассчитанное значение, так как существует риск чрезмерной компенсации в условиях малой нагрузки. Может быть установлен конденсатор с автоматическим ступенчатым коэффициентом мощности, который будет переключать только необходимые ступени конденсатора, чтобы довести коэффициент мощности до желаемого уровня. Однако для этого измерение коэффициента мощности должно быть выполнено на первичной обмотке трансформатора, что не всегда возможно.Чаще всего реактивная мощность, потребляемая силовым трансформатором, составляет лишь небольшой процент от потребляемой реактивной мощности установки, и точная компенсация может не потребоваться.
,Клуб Электроники — Энергетика и Энергетика
Клуб Электроники — Сила и Энергия — ватт, джоуль
Мощность | Вычислить | Перегрев | Энергия
Следующая страница: AC, DC и электрические сигналы
См. Также: Напряжение и ток
Что такое сила?
Мощность — это показатель использования или подачи энергии:
Мощность измеряется в ваттах (Вт)
Энергия измеряется в джоулях (Дж)
Время измеряется в секундах (с)
Электроника в основном связана с малым количеством энергии, поэтому мощность часто измеряется в милливаттах (мВт), 1 мВт = 0.001W. Например, светодиод потребляет около 40 мВт и биплер потребляет около 100 мВт, даже лампа, такая как лампа горелки, потребляет всего около 1 Вт.
Типичная мощность, используемая в сетевых электрических цепях, намного больше, поэтому эта мощность может быть измеряется в киловаттах (кВт), 1 кВт = 1000 Вт. Например, типичная сетевая лампа использует 60 Вт и чайник потребляет около 3 кВт.
Расчет мощности с использованием тока и напряжения
уравнения
| Мощность = Ток × Напряжение |
Существует три способа написания уравнения для мощности, тока и напряжения:
где:
P = мощность в ваттах (Вт)
В = напряжение в вольтах (В)
I = ток в амперах (A)
или:
P = мощность в милливаттах (мВт)
В = напряжение в вольтах (В)
I = ток в миллиамперах (мА)
PIV треугольник
Вы можете использовать треугольник PIV, чтобы помочь вам запомнить эти три уравнения.Используйте его так же, как треугольник закона Ома:
- Чтобы рассчитать мощность , P : положите палец на P, это оставляет I V, поэтому уравнение P = I × V
- Чтобы рассчитать ток , я : положи палец на I, это оставляет P над V, поэтому уравнение I = P / V
- Чтобы рассчитать напряжение , V : положите палец на V, это оставляет P над I, так что уравнение V = P / I
Усилитель довольно большой для электроники, поэтому мы часто измеряем ток в миллиамперах (мА) и мощность в милливаттах (мВт).
1 мА = 0,001 А и 1 мВт = 0,001 Вт.
Расчет мощности с использованием сопротивления
уравнения
по закону Ома V = I × R
мы можем преобразовать P = I × V в:
где:
P = мощность в ваттах (Вт)
I = ток в амперах (A)
R = сопротивление в омах (
)
В = напряжение в вольтах (В)
Треугольники
Вы можете использовать треугольники, чтобы помочь с этими уравнениями тоже:
Потраченная впустую мощность и перегрев
Обычно полезна электрическая энергия, например, загорается лампа или вращается двигатель.Однако электрическая энергия преобразуется в тепло всякий раз, когда ток протекает через Сопротивление, и это может быть проблемой, если это вызывает перегрев устройства или провода. В В электронике эффект обычно незначителен, но если сопротивление низкое (провод или низкое значение резистора например) ток может быть достаточно большим, чтобы вызвать проблему.
Вы можете видеть из уравнения P = I² × R , что для данного Сопротивление мощности зависит от тока в квадрате , поэтому удвоение тока даст в 4 раза больше мощности.
Резисторы рассчитаны по максимальной мощности, которую они могут развить в них без повреждений, но номиналы мощности редко указываются в списках деталей, потому что подходят стандартные номиналы 0,25 Вт или 0,5 Вт. для большинства цепей. Дополнительная информация доступна на странице резисторов.
Провода и кабели рассчитаны по максимальному току, который они могут пропустить без перегрева. Они имеют очень низкое сопротивление, поэтому максимальный ток относительно велик. Для получения дополнительной информации о Текущий рейтинг смотрите на странице кабелей.
Энергия
Количество используемой (или поставляемой) энергии зависит от мощности и времени, в течение которого она используется:
Устройство с низким энергопотреблением, работающее в течение длительного времени, может потреблять больше энергии, чем устройство с высоким энергопотреблением работает в течение короткого времени.
Например:
- Лампа мощностью 60 Вт, включенная на 8 часов, потребляет 60 Вт × 8 × 3600 с = 1728 кДж.
- Чайник мощностью 3 кВт, включенный на 5 минут, использует 3000 Вт × 5 × 60 с = 900 кДж.
Стандартной единицей энергии является джоуль (Дж), но 1 Дж — очень небольшое количество энергии для электроснабжения. поэтому килоджоул (кДж) или мегаджоуль (мДж) иногда используются в научной работе.
В домашних условиях мы измеряем электрическую энергию в киловатт-часах (кВтч), часто называемую «единицей» электричества, когда контекст ясен. 1 кВт-ч — энергия, потребляемая электроприбором мощностью 1 кВт при включении на 1 час:
Например:
- Лампа мощностью 60 Вт, включенная на 8 часов, использует 0,06 кВт × 8 = 0,48 кВт.
- Чайник мощностью 3 кВт, включенный на 5 минут, использует 3 кВт × 5 / 60 = 0,25 кВт.
Возможно, вам потребуется преобразовать бытовую единицу в кВтч в единицу научной энергии, джоуль (Дж):
1 кВт · ч = 1 кВт × 1 час = 1000 Вт × 3600 с = 3.6MJ
Следующая страница: AC & DC Сигналы | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому другому. Этот сайт отображает рекламу, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Никакая личная информация не передается рекламодателям.Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, классифицируемые как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламных объявлений, основанных на использовании вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснено Google. Чтобы узнать, как удалять и контролировать куки из вашего браузера, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.
electronicsclub.info © Джон Хьюз 2020
Сайт размещен на Tsohost
,Конденсаторные батареи и ступени
В зависимости от размера модуля компенсации, он собирается с конденсаторами одинакового размера (в больших единицах) или другого размера. Блок с общей реактивной мощностью, например, 300 кВар состоит из шести силовых конденсаторов по 50 кВАр каждый.
Как рассчитать количество шагов и реактивную мощность конденсаторных батарей (фоторепортаж: Janitza electronics)Таким образом, количество конденсаторов идентично количеству ступеней: шесть конденсаторов, управляемых шестью ступенями .
Однако банки компенсации с неравными шагами, например 50 кВар и 25 кВар (см. Рис. 1), позволяют компенсацию в режиме «точного пошагового» . Меньшие блоки до 150 кВАр имеют экономичные комбинации конденсаторов разных размеров.
Рисунок 1 — Компенсационный банк с защитой от реактора 400 кВар, 400 В, 50 Гц, 16 × 25 кВар (фото предоставлено: Frako Kondensatoren und Anlagenbau GmbH, Германия)Компенсационный блок с общей мощностью 110 кВар, например, , собран с четырьмя конденсаторами 10, 20 и 2 × 40 кВАр (соотношение 1: 2: 4: 4) для обеспечения управления в 11 шагах .Более старый коэффициент мощности передает управление с помощью фиксированной программы переключения, так называемой «геометрической последовательности переключения» (см. Рисунок 2).
Современные реле «выбирают» правильный размер конденсатора , обращаясь к фактической потребности в реактивной мощности непосредственно .
Рисунок 2 — Фиксированные программы переключения для конденсаторов одинакового или неравного размераПосле определения общей потребности в реактивной мощности, подлежащей компенсации, затем определяется, какие типы единиц компенсации (см. Эту статью) следует использовать.Что касается их местоположения, следует иметь в виду, что выводы должны быть всегда освобождены от реактивной мощности.
Потери мощности (кВт · ч) вдоль выводов возрастают в квадрате с полной мощностью (I 2 × R) .
В небольших установках часто достаточно одной компенсации центрального типа. Коэффициент мощности, запрашиваемый поставщиком электроэнергии, должен сохраняться в среднем в течение одного расчетного периода. Краткие отклонения от целевого значения коэффициента мощности не должны контролироваться быстро.Таким образом, задержки переключения на шаг от 30 до 40 с вполне достаточны.
Необходимо учитывать, что более короткие задержки увеличивают количество операций переключения, которые часто подсчитываются современными реле коэффициента мощности.
Еще одним критерием выбора компенсационных банков является тип потребителя . Если есть только несколько потребителей с высокой номинальной мощностью, то применяется конденсаторная батарея с грубым пошаговым управлением. Установки со многими потребителями среднего или малого размера требуют компенсации с контролем точного шага.
Для этой цели доступны более дорогих компенсационных единиц с 12 или даже 14 ступенями (рисунок 3).
Рисунок 3 — Принципиальная электрическая схема блока компенсации, готового к установке:Где:
- (a) Блок управления, включая реле коэффициента мощности
- (b) Базовая единица с шагами 1–6
- (c) Удлинитель с шагами 7–12
- F1 — главные предохранители
- F2 — предохранители управления
- F3 — предохранители конденсаторов
- K1 – K12 — контакторы
- P1 — реле коэффициента мощности
- T1 — силовой трансформатор
- T2 — трансформатор тока (устанавливается на распределительной панели)
- X1 — терминал управления
- X2 — штекерные соединения между модулями
В течение проектного периода следует учитывать возможное продление в будущем.Это должно спланировать достаточно места для модуля расширения и, кроме того, установить реле коэффициента мощности с дополнительными выходами управления.
Большинство электронных реле коэффициента мощности, имеющихся на рынке, способны автоматически распознавать незанятые шаги и выводить их из строя . Если модуль расширения установлен, существующая компенсация должна быть «без напряжения», включая реле коэффициента мощности.
После завершения установки модуль расширенной компенсации будет снова включен.Прежде всего, реле коэффициента мощности проверяет все выходы с самого начала и распознает шаги нового конденсатора (см. Рис. 4a и 4b).
Рисунок 4 — Контроллер коэффициента мощности: 30–525 В, 50/60 Гц; до 12 выходов управления — подходит для работы в четырех квадрантах (фото предоставлено: Condensator Dominit GmbH, Германия) 
Рисунок 5 — Реле контроля реактивной мощности: 400 В / 230 В, 50 Гц; 12 управляющих выходов; подходит для четырехквадрантной операции (фото предоставлено Frako Kondensatoren und Anlagenbau GmbH, Германия)Старые реле коэффициента мощности, все еще работающие на многих станциях по всему миру, следуют строгой программе переключения, например, переключение с шага 1 на 6 или вниз с 6 на 1 или 0 (см. Рисунок 2, арифметическая последовательность).
Эта программа имеет существенный недостаток в отношении количества часов работы на шаг: В худшем случае на шаг 1 все время подается питание по сравнению с шагом 6, который никогда не переключался в !
Поэтому современные реле коэффициента мощности были заменены на так называемую программу вращения или круговой коммутации , как показано на рисунке 5. Эта программа распределяет часы работы равномерно по конденсаторам.
Рисунок 5 — Круговая или ротационная программа переключения, показанная по желаниюКонденсатор, находящийся под напряжением в течение самого длительного времени во время процедуры управления, будет сначала отключен, а затем будет подключен конденсатор, который был отключен дольше всего.Даже, например, во время окончания работы в пятницу (см. Секторы A и B), если все конденсаторы будут отключены, утром в понедельник тогда на конденсатор 7 или 3 будет подано напряжение в первую очередь, обращаясь к секторам C и D, при условии, что не было отключение при нулевом напряжении.
Как упоминалось выше, меньшие компенсационные блоки работают с конденсаторами разных размеров, например, 10 кВАр, 20 кВар и двумя конденсаторами по 40 кВар каждый. Благодаря соотношению мощностей 1: 2: 4: 4 , так называемая геометрическая последовательность (см. Рисунок 2) используется много раз.
Первый шаг в 10 квар символизирует размер шага компенсационного банка и имеет наибольшее количество операций переключения в течение срока его службы. Он будет включен и выключен четыре раза до последнего шага 7, строго следуя программе переключения.
Однако современные микропроцессорные реле коэффициента мощности всегда «выбирают» соответствующий конденсатор, в зависимости от фактического отклонения реактивной мощности .
Это экономит операции переключения, особенно для конденсаторов 10 и 20 кВАр; они будут включены в процедуру контроля, если фактическое отклонение реактивной мощности превышает две трети (66%) только 10 или 20 кВар.Это определяет так называемое значение «C / k» — значение, которое рассчитывается по размеру шага C, деленному на отношение k трансформатора тока .
Пороговый уровень C / k Значение
Большинство банков компенсации контролируются поэтапно. Для этого важно «знать» , когда разрешено (де) активировать ступень конденсатора с помощью реле коэффициента мощности.
Так называемое значение C / k рассчитывается на величиной шага C, деленной на отношение k трансформатора тока .
Ясно, что конденсатор с, например, 50 кВАр не может быть включен, если реле коэффициента мощности измеряет отклонение реактивной мощности всего 10 кВар относительно предварительно отрегулированного целевого коэффициента мощности. Если это так, 40 кВар «зависнет» на другой стороне линии, представляющей целевой коэффициент мощности (см. Рисунок 6).
Рисунок 6 — Функция между линией cos φ d и линией C / kРеле отключится из-за уровня 10 кВАР. Эта процедура, называемая «охотой» (колеблющейся), будет повторяться постоянно.Эта опасность возникла в более старых реле коэффициента мощности с ручной настройкой C / k, когда она была установлена неправильно или слишком низко . По крайней мере, две трети (66%) размера шага должны существовать как отклонение, чтобы войти в процедуру контроля. Процент может варьироваться от 65 до 85% в зависимости от реалистичных допусков конденсатора, трансформатора тока и самого реле коэффициента мощности.
Значение C / k символизирует пороговый уровень, проходящий параллельно обеим сторонам симметрично так называемой «обратной линии» , представляющей желаемый целевой коэффициент мощности cos φ d (см. Рисунок 6).Таким образом возникает полоса пропускания нечувствительной зоны.
- Если обнаруженный вектор кажущегося тока находится в пределах полосы пропускания, любое управление реактивной мощностью должно быть остановлено.
- Если вектор превышает пороговый уровень вправо, реле коэффициента мощности должно переключаться с шагом конденсатора.
- Если вектор превышает пороговый уровень влево, ступени конденсатора должны быть отключены, чтобы вектор снова попал в полосу пропускания.
Все реле коэффициента мощности должны соответствовать математическому описанию, чтобы избежать «охоты»:
Где:
- C / k — необходимый уровень реактивного тока для входа в процедуру управления (Ar = ампер реактивный)
- Qc — ступень конденсатора (квар)
- U — дельта-напряжение сети (кВ)
- к — коэффициент трансформации трансформатора тока
В современных микропроцессорных реле правильная регулировка C / k происходит автоматически .Они также поддаются минимальной чувствительности в 1%; при более низких значениях реле не способны «распознавать» ступени конденсатора. Поэтому значение C / k и его значение очень важны для понимания.
Со временем реле коэффициента реактивной мощности с ручной настройкой C / k предназначены для выключения.
Ссылка // Компенсация реактивной мощности Вольфганга Хофмана, Юргена Шлаббаха и Вольфганга Джаста (Покупка печатной копии у Amazon)
,Калькулятор
Введите свои собственные значения в белых полях, результаты отображаются в зеленых полях.
Принцип и определения
Емкость и энергия аккумулятора или системы хранения
Емкость батареи или аккумулятора — это количество энергии, хранимой в соответствии с определенной температурой, значением тока зарядки и разрядки и временем зарядки или разрядки.
Номинальная вместимость и C-Rate
C-rate используется для масштабирования тока заряда и разряда батареи.
Для данной емкости C-скорость — это мера, показывающая, при каком токе батарея заряжается и разряжается, чтобы достичь своей определенной емкости.
Заряд 1С (или С / 1) заряжает батарею, которая, скажем, 1000 Ач при 1000 А в течение одного часа, поэтому в конце часа батарея достигает емкости 1000 Ач;
разряд 1C (или C / 1) разряжает батарею с той же скоростью.
Заряд 0,5C или (C / 2) заряжает батарею, например, 1000 Ач при 500 А, поэтому для зарядки батареи номинальной емкостью 1000 Ач требуется два часа;
Заряд 2C заряжает батарею с номинальным напряжением, скажем, 1000 Ач при 2000 А, поэтому теоретически для зарядки батареи с номинальной емкостью 1000 Ач требуется 30 минут;
Номинал А-ч обычно отмечается на батарее.
Последний пример: свинцово-кислотная батарея с номинальной емкостью C10 (или C / 10) 3000 Ач должна заряжаться или разряжаться в течение 10 часов с текущий заряд или разряд 300 А.
Почему важно знать C-скорость или C-рейтинг батареи
C-rate — это важные данные для батареи, поскольку для большинства батарей запасенная или доступная энергия зависит от скорости заряда или тока разряда. В общем-то, для данной емкости у вас будет меньше энергии, если вы разряжаете в течение одного часа, чем если вы разряжаете в течение 20 часов, и наоборот, вы будете хранить меньше энергии в батарее с текущим зарядом 100 А в течение 1 часа, чем с текущим зарядом 10 А в течение 10 часов.
Формула для расчета тока, имеющегося на выходе аккумуляторной системы
Как рассчитать выходной ток, мощность и энергию батареи в соответствии с C-нормой?
Самая простая формула:
I = Cr * Er
или
Cr = I / Er
Где
Er = номинальная энергия, запасенная в А-ч (номинальная емкость батареи, указанная производителем)
I = ток заряда или разряда в амперах (A)
Cr = C-скорость батареи
Уравнение для получения времени зарядки или зарядки или разрядки «t» в соответствии с текущей и номинальной емкостью:
t = Er / I
t = время, продолжительность заряда или разряда (времени работы) в часах
Отношения между Cr и t:
Cr = 1 / т
t = 1 / Cr
,