Расчет мощности по мощности: формула, расчет онлайн, выбор автомата

Формула расчета мощности электрического тока

По закону Ома ток (I) пропорционален напряжению (U) и обратно пропорционален сопротивлению (R), а мощность (P) рассчитывается как произведение напряжения и тока. Исходя из этого, рассчитывается ток на участке сети: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется составляющая, и формула для однофазной сети имеет вид:

I = P/(U*cos φ),

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается равным 380 В, cos φ — коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Виды клемм для соединения проводов: советы по выбору
Схема подключения УЗО: инструкция, способы, ошибки

Для современных источников питания реактивная составляющая незначительна, значение cos φ можно принять равным 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют высокое индуктивное сопротивление.

В сетях, где планируется подключение таких устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8, либо силу тока следует рассчитывать по стандартной методике, а затем использовать коэффициент умножения 0,95/0,8 = 1.19 используется.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициент мощности 0,95, получим I=P/209 для однофазной сети и I=P/624 для трехфазной сети, то есть , в трехфазной сети при той же нагрузке ток в три раза меньше. Парадокса здесь нет, так как трехфазная проводка обеспечивает трехфазную проводку, а при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится на три.

Так как напряжение между каждой фазой и рабочими нулевыми проводами равно 220 В, то формулу можно переписать и в другом виде, чтобы было понятнее: I = P/(3*220*cos φ).

Что такое УЗО в электрике: разновидности, принцип действия
Электропроводка двухклавишного выключателя: схемы, советы, инструкция

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

В интернете встречал изображение в виде круглой таблички, где удачно размещены формулы закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Диск состоит из четырех не связанных друг с другом секторов и очень удобен для практического использования

По таблице легко подобрать формулу для расчета необходимого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, вам нужно определить потребляемую мощность изделия при известном токе и напряжении питания. По таблице в текущем секторе видим, что для расчета подходит формула I = P/U.

А если нужно определить напряжение питания U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или омах.

Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: разбираемся во взаимосвязях этих величин

Владельцы квартир, частных домов и других электрифицированных объектов часто сталкиваются с вопросом определения значений основных электрических величин, так как рассчитать мощность по допустимой силе тока и известному напряжению или решить обратную задачу не очень просто.

Прямое применение известного закона Ома без учета особенностей бытовых сетей и приборов может привести к неверному результату.

В этой статье мы разберемся, что такое мощность и расскажем, как рассчитать этот показатель.

Основные понятия величин

Электрические расчеты основаны на известных соотношениях между силой тока (I, Ампер), значением напряжения (U, Вольт), значением мощности (P, Ватт) и сопротивлением (R, Ом). Практические расчеты обычно требуют знания значений первых трех.

Числовых выражений перечисленных величин, предупреждаем, недостаточно — нужны дополнительные характеристики, раскрывающие режим энергопотребления.

Сила электрического тока

Расчет достаточного сечения проводников и оценку выключателя для конкретной ветви электрической сети проводят по величине максимально возможной силы тока на этом участке. Это необходимо для предотвращения ситуации возгорания проводки, которая часто приводит к возгоранию.

Рабочие параметры автоматов и устройств защиты от замыканий на землю выбираются в соответствии с нормативными требованиями. Для определения допустимого сечения жил в зависимости от максимально возможного тока необходимо пользоваться таблицей, предоставленной изготовителем изделия, ведь кабели чаще всего выпускаются по ТУ, а не по ГОСТ.

При одинаковой маркировке кабели, изготовленные по ГОСТу (слева) и ТУ (справа), отличаются как визуально, так и по основным характеристикам

Поскольку рассчитать силу электрического тока можно по потребляемому приборами току и напряжению сети, необходимо правильно определить значения этих двух показателей.

Напряжение в бытовых сетях

Многие владельцы квартир считают, что стандартное фазное напряжение для бытовых нужд составляет примерно 220 В. В большинстве случаев это действительно так. Хотя по ГОСТ 29322-2014 от 01.10.2015 внутри РФ должен был быть переход на систему 230 В, совместимую со странами ЕЭС.

Допустимо отклонение 5 % от нормы для любого периода, а 10 % для периода, не превышающего 1 час. Так, по старым правилам значение напряжения может варьироваться от 198 до 242 В, а по действующему ГОСТу — от 207 до 253 В.

Также бывают случаи, когда напряжение в сети значительно ниже нормативного на протяжении длительного времени. Такая ситуация возникает, когда суммарная мощность электроприборов, подключенных к ветке, намного выше запланированной, а при включении большинства из них происходит «просадка сети”.

Эта проблема возникает в зоне ответственности организаций, ответственных за снабжение электроэнергией, и связана она с перегрузкой распределительных трансформаторов, износом подстанций или недостаточным сечением проводов.

Пониженное входное напряжение приводит не только к изменению параметра тока и возможному срабатыванию защиты, но и к быстрому выходу из строя электроприборов, содержащих асинхронные электродвигатели или сложную электронику

Чтобы узнать значение реального напряжения, необходимо периодически проводить измерения с помощью вольтметра. Если показатели сильно колеблются, необходимо использовать стабилизатор или более дорогой преобразователь с функцией накопителя энергии.

Нюансы в понятии мощности электроприборов

Все устройства, потребляющие мощность, имеют такой параметр, как мощность. Чем выше этот показатель, тем больше энергии устройство забирает из цепи.

Электричество бывает трех видов:

• Активный (Р). Характеризует скорость перехода электрической энергии в другую форму, например электромагнитную или тепловую. Это необходимо учитывать при расчете безвозвратных затрат электроэнергии, а значит и стоимости устройства. Единица измерения — Вт.
• Реактивный (Q). Он характеризует энергию, которая поступает от источника (трансформатора) к реактивным элементам потребителя (конденсаторам, обмоткам двигателя), но затем практически сразу возвращается к источнику. Единица измерения – Вт или вар (расшифровка – реактивные вольт-ампер).
• Полный (С). Характеризует нагрузку, которую потребитель возлагает на элементы схемы. Его применяют при расчете площади поперечного сечения кабеля и при выборе номинала машин, то есть расчет силы тока производят по суммарной мощности всех электроприборов, включенных в цепь. Единицей измерения является Вт или В*А (В*А — вольт-ампер).

Все эти параметры можно пересчитать через угол сдвига фаз, возникающий между вектором напряжения и током (f):

Р = S * cos(f);

Q = S * грех (f);

S2 = P2 + Q2.

Трёхфазное или однофазное подключение

В зависимости от используемого типа подключения потребляемая мощность определяется по-разному.

Расчет мощности

В однофазной сети потребляемая энергия рассчитывается по простейшей формуле:

P=U∙I∙cosϕ,

где cosϕ — коэффициент мощности, характеризующий фазовый сдвиг между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3-х фазной сети складывается из потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности для трехфазного тока выглядит следующим образом:

Ptot=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – соответственно напряжение, ток и коэффициент мощности в каждой фазе.

Примечание. Видно, что в общем случае трехфазное подключение требует большего количества измерительных блоков.

Иногда можно рассчитать энергопотребление по упрощенной версии. При симметричном потреблении, например при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула имеет следующий вид:

P=3Uф∙Iф∙cosϕ=√3Ul∙Il∙cosϕ,

куда:

• Uф, Iф — фазное напряжение и ток;
• Uл, Iл — линейные напряжение и ток.

Асинхронный двигатель

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности необходимо знание нескольких факторов:

• Количество фаз питания;
• Способ подключения потребителей.

При однофазном подключении используются два провода:

Трехфазная сеть характеризуется наличием трех или четырех проводников (соединение с глухозаземленной нейтралью). При этом используются две разные схемы включения:

• «Треугольник». Каждая нагрузка подключена к двум соседним. Напряжение каждой фазы подается на точки подключения потребителей.
• «Звезда». Все три потребителя подключены в одной точке. К другим концам подключаются фазы питания. Это цепь с изолированной нейтралью. В цепи с заземленной нейтралью точка подключения потребителя подключается к нейтральному проводнику.

Предупреждения

1. Если через инвертор проходит слишком большой ток, он может выйти из строя.
2. Подключение слишком большого количества приборов к инвертору может привести к недостаточному току для каждого прибора. Это может привести к повреждению или отключению устройств.
3. Когда вы рассчитаете силу по формуле, вы получите приблизительное значение. Если вам нужны точные показания мощности, используйте ваттметр.

Для чего бывают необходимы такие расчеты?

Давайте разберемся, действительно ли необходим такой расчет?

• Даже неискушенный в электротехнике человек обязательно видел в проходных характеристиках бытовых приборов показатель их потребляемой мощности, выраженный в ваттах или киловаттах. А для обеспечения безопасности эксплуатации электропроводка в доме (а лучше отдельные его линии) должна быть защищена автоматическими выключателями. Ну или предохранители-«вилки», которые до сих пор встречаются в старых домах. А на автоматах или предохранителях максимальный ток указывается в амперах. Вот классический пример, когда нужно оценить, какое устройство защиты подходит для конкретной нагрузки, выраженной в ваттах.

Общая картина такова, что в характеристиках устройств указан ток, а автоматы рассчитаны на определенный ток. Соответствие должно быть рассчитано.
Это особенно важно, если выделяются линии для подключения мощных бытовых приборов. Здесь будет иметь значение не только номинал автомата, но и сечение кабеля для прокладки такой линии.

Какой кабель прокладывать в домашней электросети?

На этот вопрос нет простого ответа – нужно учитывать множество нюансов. Они хорошо описаны в специальной публикации нашего портала «Какой кабель использовать для разводки в квартире».

• Ограничения по току могут быть и на электрофурнитуре – розетках, выключателях, клеммных контактах и ​​т д. Они часто указываются непосредственно на корпусе устройства. То есть необходимо рассчитать, какую допустимую нагрузку в ваттах можно подключить к такой точке. Опять же, такие расчеты должны быть особенно важны для тех, кто любит использовать удлинители с тройниками (что категорически не рекомендуется), подключая тем самым к одной розетке несколько устройств одновременно.

Некоторые даже не задумываются о том, способна ли розетка выдерживать такую ​​нагрузку длительное время. А это чревато очень серьезными последствиями.

• Ситуация необходимости считать в ту или иную сторону может возникнуть и у автомобилистов. Например, куплено устройство и нужно узнать, какой предохранитель защитит линию подключения.
• Также необходима обратная задача. Это может быть вызвано отсутствием информации о фактическом энергопотреблении того или иного устройства. Кстати, с показателями мощности некоторые недобросовестные производители бытовой техники иногда устраивают такую ​​неразбериху, что не знаешь чему верить. А чтобы реально оценить потребление, надо прибегнуть к измерениям. Прибор для непосредственного измерения мощности, ваттметр — вещь редкая, но вполне можно обойтись обычным мультиметром, сначала измерить напряжение и протекающий ток, а потом произвести необходимый расчет.

Как правильно измерить ток?

работать с амперметром не так просто, так как он должен быть подключен к разрыву проверяемой цепи. Кроме того, необходимо соблюдать особые меры предосторожности, иначе можно просто уничтожить свой измерительный прибор. Как измерить силу тока мультиметром — читайте в специальной публикации нашего портала.

Характеристики трехфазной системы

Трехфазные цепи обычно соединяют двумя основными способами — звездой (рис. 1) и треугольником, о чем пойдет речь ниже. На всех схемах для более практичного использования фазы обозначены символами A, B, C или U, V, W.

При использовании схемы «звезда» (рис. 1) значение полного напряжения на пересечении фаз N равно нулю. В этом случае трехфазный ток по сравнению с однофазным будет иметь постоянное действие. Это положение указывает на баланс трехфазной системы, а мгновенная полная мощность будет выражаться формулой:

Соединение звездой характеризуется двумя видами напряжения — фазным (рис. 2) и линейным (рис. 3). В первом случае определяется напряжение между одной из фаз и точным пересечением нуля N. Линейное напряжение соответствует напряжению, существующему между самими фазами.

Таким образом, значение полной мощности для соединения звездой показывается следующей формулой:

Однако следует учитывать разницу между линейным и фазным напряжениями, которая составляет √3. Поэтому необходимо вычислить сумму сил всех фаз. Для расчета активной мощности используется формула P = 3 x Uf x If x cosφ, а для реактивной мощности — P = √3 x Ul x If x cosφ.

Еще один распространенный способ соединения фаз – «треугольник».

Этот тип подключения предполагает одинаковое значение фазного (Uф) и линейного (Uл) напряжения. Соотношение между фазным и линейным токами определяется по формуле I = √3 x Iph, согласно которой значение фазного тока будет Iph = I x √3.

Таким образом, степени линейных величин при таком способе связи будут выражаться по следующим формулам:

• Полная мощность: S = 3 x Sph = √3 x U x I;
• Активная мощность: P = √3 x U x I x cosφ;
• Реактивная мощность: Q = √3 x U x I x sinφ.

На первый взгляд формулы мощности для каждого типа соединения кажутся одинаковыми. При отсутствии достаточных знаний и опыта это может привести к неверным выводам. Чтобы избежать подобных ошибок, рассмотрим пример типичного расчета.

• Подключение электродвигателя выполнено в виде треугольника, напряжение в сети 380 В, сила тока 10 А. Следовательно, значение полной мощности будет следующим: S = 1,73 х 380 х 10 = 6574 В х А.
• Кроме того, этот же электродвигатель был соединен звездой. При этом каждая фазная обмотка стала получать напряжение в 1,73 раза ниже, чем при соединении треугольником, хотя напряжение сети осталось прежним. Следовательно, ток в обмотках также уменьшился в 1,73 раза. Есть еще один важный момент: если линейный ток был в 1,73 раза выше фазного тока при соединении треугольником, то значение становилось равным позже, когда схема менялась на звезду. В результате уменьшение линейного тока составило: 1,73 х 1,73 = 3 раза.
• Таким образом, в одной и той же формуле используются разные значения: S = 1,73 х 380 х 10/3 = 2191 В х А, следовательно, при обратном подключении электродвигателя из схемы треугольник в звезду мощность будет сократиться в 3 раза.

Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

Синусоидальная гармоника напряжения, действуя на резистивный резистор, изменяет величину тока без отклонения на комплексной плоскости.

Такой ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии и генерирует активную мощность. Частота колебаний сигнала на него не влияет.

Сопротивление конденсатора и катушки индуктивности зависит от частоты гармоники. Его противодействие отклоняет направление тока на каждом из этих элементов в разные стороны.

Такие процессы связаны с потерей части энергии на бесполезные превращения. В них используется сила Q, называемая реактивной, влияние которой на полную мощность S и связь с активной Р практически изображается графически прямоугольным треугольником.

Я хотел нарисовать его на фоне оборудования из груд фарфора и металла, где мне пришлось поработать довольно долго. Я был отвлечен. Не судите строго.

Сравните это с треугольником сопротивления, который я опубликовал ранее. Вы находите общие черты?

Это геометрические пропорции фигуры, описывающие их формулы, и угол φ, определяющий потерю полной мощности. Я обращаюсь к ним более подробно.

Таблица перевода Ампер – Ватт

Чтобы преобразовать ватты в амперы, вам нужно использовать предыдущую формулу и расширить ее. Для расчета тока нужно мощность разделить на напряжение: I = P/U. В следующей таблице приведены силы тока устройств с разным напряжением — 6, 12, 24, 220 и 380 вольт.

Помните, что для высоковольтных сетей указанный ток меняется в зависимости от КПД.

Таблица отношения ампер к ваттам в зависимости от напряжения.

6В	12В	24В	220В	380В
5 Вт	0,83 А	0,42 А	0,21 А	0,02 А	0,008А
6 Вт	1,00 А	0,5А	0,25 А	0,03 А	0,009 А
7 Вт	1,17 А	0,58 А	0,29А	0,03 А	0,01 А
8 Вт	1,33 А	0,66 А	0,33 А	0,04 А	0,01 А
9 Вт	1,5 А	0,75 А	0,38 А	0,04 А	0,01 А
10 Вт	1,66 А	0,84 А	0,42 А	0,05 А	0,015 А
20 Вт	3,34 А	1,68 А	0,83 А	0,09 А	0,03 А
30 Вт	5.00А	2,5 А	1,25 А	0,14 А	0,045 А
40 Вт	6,67 А	3,33 А	1,67 А	0,13 А	0,06 А
50 Вт	8.33А	4.17А	2,03 А	0,23 А	0,076 А
60 Вт	10.00А	5.00А	2,50 А	0,27 А	0,09 А
70 Вт	11,67 А	5,83 А	2,92 А	0,32 А	0,1 А
80 Вт	13.33А	6,67 А	3,33 А	0,36 А	0,12 А
90 Вт	15.00А	7,50 А	3,75 А	0,41 А	0,14 А
100 Вт	16,67 А	3,33 А	4.17А	0,45 А	0,15 А
200 Вт	33,33А	16,66 А	8.33А	0,91 А	0,3 А
300 Вт	50.00А	25,00 А	12,50 А	1,36 А	0,46 А
400 Вт	66,66А	33,33А	16,7 А	1,82 А	0,6 А
500 Вт	83.34А	41,67 А	20,83 А	2,27 А	0,76 А
600 Вт	100.00А	50.00А	25,00 А	2,73 А	0,91 А
700 Вт	116,67 А	58.34А	29.17А	3,18 А	1,06 А
800 Вт	133.33А	66,68А	33,33А	3,64 А	1,22 А
900 Вт	150.00А	75.00А	37,50 А	4.09А	1,37 А
1000 Вт	166,67 А	83.33А	41,67 А	4,55 А	1,52 А

По таблице также легко определить влияние, если известны напряжение и ток. Это полезно не только для расчета энергопотребления, но и для выбора специального оборудования, отвечающего за бесперебойную работу или предотвращающего перегрев.

Зачем нужно рассчитывать ток

На большинстве электроприборов указывается потребляемая мощность. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность правильно регистрировать потребляемую мощность. Но для всего остального значение мощности дает мало информации. Параметры автоматических выключателей и предохранителей, сечение проводов требуют от вас знания протекающего тока или, как говорят электрики, силы нагрузки.

Вам будет интересно Расчет эквивалентного сопротивления

Простой пример: какой паяльник больше перегружает электропроводку, 42 вольта на 80 ватт или 220 вольт на 100 ватт? Логический ответ, который является более сильным, неверен. На самом деле при включении второго паяльника в сети протекает ток около 0,5 А, а при включении первого почти 2 А.

Соответственно такие устройства требуют разной проводки и классификации устройств защиты. При одинаковой толщине силовых кабелей нагрев будет сильнее при работе низковольтным инструментом.

По этой же причине в ЛЭП стремятся максимально увеличить передаваемое напряжение. Поскольку мощность нагрузки остается прежней, при более высоком напряжении по проводам протекает меньший ток и поэтому:

• Снижение потерь;
• Тепло уменьшается;
• Уменьшается сечение проводов и, как следствие, снижается их масса и нагрузка на опоры ЛЭП.

Башня ЛЭП высокого напряжения

Сколько Ватт в 1 Ампере?

Для определения мощности цепи важно также понятие напряжения. Это электродвижущая сила, которая перемещает электроны. Измеряется в вольтах. Большинство устройств имеют эту функцию в своей документации.

Для определения мощности при токе в один ампер нужно знать напряжение сети. Так для розетки на 220 вольт получится: P = 1 * 220 = 220 Вт. Формула для расчета: P=I*U, где I – сила тока, а U – напряжение. В трехфазной сети необходимо учитывать поправочный коэффициент, отражающий процент эффективности работы. В большинстве случаев он колеблется от 0,67 до 0,95.

Расчет мощности трехфазной сети

Расчет мощности трехфазной сети

Трехфазная нагрузка называется равномерной, когда по всем фазным проводникам протекает одинаковый ток. В этом случае ток в нейтральном проводнике равен нулю. Примером равномерной (симметричной) нагрузки являются трехфазные электродвигатели. В этом случае мощность потребителя рассчитывается по формуле

P = 3 * Uf * I * cos (φ) = 1,73 Ul * I * cos (φ) (1)

Когда по фазным проводникам протекают токи разной величины, нагрузку называют неравномерной или несимметричной. В случае несимметричной нагрузки ток протекает по нулевому (нейтральному) проводу. В этом случае мощность определяется по формуле:

• Ptot = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)
• Пример 1
• Какой ток протекает в цепи трехфазного электродвигателя мощностью 1,45 кВт и cos(φ) = 0,76? Напряжение сети Uf/Ulin = 220/380 В
• Решение: трехфазные двигатели являются симметричными нагрузками. Используя формулу (1), после преобразований получаем:
• I = P / 3 * Uf * cos (φ) = 1450 / 3 * 220 * 0,76 = 2,9 А
• Пример 2
• Какой ток потребляет кабина с трехфазным вводом, если по фазным проводам протекают токи 4,2; 5,1 и 12 А? Принять cos(φ) = 1
• Решение: Используя формулу (2), имеем:
• Pобщ = (4,2 + 5,1 + 12) * 220 = 21,3 * 220 = 4,7 кВт
• Расчет величины электрического переменного тока при однофазной нагрузке.
• Предположим, у нас есть обычный дом или квартира, где есть сеть переменного тока с напряжением 220 вольт.
• В доме есть электроприборы:

Для освещения дома было установлено 5 электроламп по 100 Вт и 8 электроламп по 60 Вт. 2. Электрическая духовка мощностью 2 кВт или 2000 Вт. 3. Телевизор, мощностью 0,1 киловатта или 100 ватт четыре.

Холодильник, мощностью 0,3 киловатта или 300 ватт. 5. Стиральная машина мощностью 0,6 кВт или 600 Вт.

Нас интересует, какой ток будет течь на входе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов, и не выйдет ли из строя наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

1. Расчет: 1. Определить суммарную мощность всех агрегатов: 500+480+2000+100+300+600=3980 Вт 2. Ток, протекающий в проводе при этой мощности, определяется по формуле:

где: I — сила тока в амперах (А) P — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В) cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электрических сетей можно взять 0,95) Подставляем в формулу числа: I u003d 3980/220*0,95=19,04 А Вывод: Счетчик выдержит, так как сила тока в цепи меньше 20 А. Для удобства пользователя ниже приведена схема расчета тока.

Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значение мощности в ваттах для всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, обычно 220 и коэффициент мощности 0,95 для бытовой нагрузки, нажать кнопку «Рассчитать» и текущее значение в амперах появится в поле «Current.

Если у вас нагрузка в киловаттах, то ее следует перевести в ватты, которые вы умножаете на 1000. Чтобы удалить указанное значение мощности, нажмите на кнопку «Удалить».

Удаление стандартных значений напряжения и косинуса следует производить клавишей удаления путем перемещения курсора в соответствующую ячейку (при необходимости).

Расчетная форма для определения тока при однофазной нагрузке.

Расчет величины электрического переменного тока при трехфазной нагрузке.

Теперь предположим, что у нас есть обычный дом или квартира, где есть сеть переменного тока с напряжением 380/220 вольт. Почему указаны два напряжения — 380 В и 220 В? Дело в том, что при подключении к трехфазной сети в ваш дом входит 4 провода — 3 фазы и нейтраль (ноль по старинке).

Так, напряжение между фазными проводами или иначе — линейное напряжение будет 380 В, а между любой из фаз и нейтралью или иначе фазное напряжение будет 220 В. Каждая из трех фаз имеет свое обозначение латинскими буквами буквы А, В, С. Нейтральный обозначается латинской буквой N.

Таким образом, между фазами А и В, А и С, В и С — будет напряжение 380 В. Между А и N, В и N, С и N будет 220 В и электроприборы напряжением 220 В. К этим проводам можно подключить V, а значит, в доме могут быть как трехфазные, так и однофазные нагрузки.

На самом деле трехфазные нагрузки принято считать в киловаттах, поэтому, если они написаны в ваттах, их следует разделить на 1000. Нас интересует, какой ток будет протекать на входе в наш дом или квартиру, при этом все вышеперечисленное электроприборы работают, а если наш электросчетчик выйдет из строя на 20 ампер?

• Расчет: Определяем суммарную мощность всех агрегатов: 3 кВт + 15 кВт = 18 кВт 2. Ток, протекающий в фазном проводе при этой мощности, определяется по формуле:
• где: I — сила тока в амперах (А) P — мощность в киловаттах (кВт) U — линейное напряжение, В cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электрических сетей можно принять 0,95) В формуле заменить цифры: = 28,79 EN
• Определение
• Линейные и фазные токи
• Пример расчета:.
• К источнику трехфазной сети с линейным напряжением Uп=380В и частотой f=50Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда», с полным сопротивлением в фазе Z=90Ом и индуктивность L= 180 мГн. Определить активную, реактивную и полную мощность, коэффициент мощности,
• Решение.
• 1 фазное напряжение:
• U ф = U л / √ 3 = 380 / √ 3 = 220 В.
• Фазный ток
• 
• Линейный ток
• 
• 4 Реактивное сопротивление в фазе:
• 
• 5 Активное сопротивление по фазе:
• 
• 6 Коэффициент мощности катушки:
• 
• sinφ=XL/z= 56,5/90=0,628
• 7 Ток, потребляемый нагрузкой:
• а) активный:
• 
• Или же
• б) реактивный:
• в) Заполните:
• Расчет мощности трехфазной сети

Трехфазная нагрузка называется равномерной, когда по всем фазным проводникам протекает одинаковый ток. В этом случае ток в нейтральном проводнике равен нулю. Примером равномерной (симметричной) нагрузки являются трехфазные электродвигатели. В этом случае мощность потребителя рассчитывается по формуле

P = 3 * Uf * I * cos (φ) = 1,73 Ul * I * cos (φ) (1)

Когда по фазным проводникам протекают токи разной величины, нагрузку называют неравномерной или несимметричной. В случае несимметричной нагрузки ток протекает по нулевому (нейтральному) проводу. В этом случае мощность определяется по формуле:

1. Ptot = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)
2. Пример 1
3. Какой ток протекает в цепи трехфазного электродвигателя мощностью 1,45 кВт и cos(φ) = 0,76? Напряжение сети Uf/Ulin = 220/380 В
4. Решение: трехфазные двигатели являются симметричными нагрузками. Используя формулу (1), после преобразований получаем:
5. I = P / 3 * Uf * cos (φ) = 1450 / 3 * 220 * 0,76 = 2,9 А
6. Пример 2
7. Какой ток потребляет кабина с трехфазным вводом, если по фазным проводам протекают токи 4,2; 5,1 и 12 А? Принять cos(φ) = 1
8. Решение: Используя формулу (2), имеем:
9. Pобщ = (4,2 + 5,1 + 12) * 220 = 21,3 * 220 = 4,7 кВт

Формулы для расчётов цепи постоянного тока

Самый простой способ рассчитать мощность для цепи постоянного тока. Если это ток и напряжение, вам просто нужно использовать приведенную выше формулу для расчета:

П=пользовательский интерфейс

Но не всегда можно найти мощность по току и напряжению. Если вы их не знаете, вы можете определить P, зная сопротивление и напряжение:

Р=У2/Р

Также можно выполнить расчет, зная ток и сопротивление:

Р=I2*R

Последние две формулы удобны для расчета мощности участка цепи, если известен R падающего на него элемента I или U.

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.

Рис. 2. Паспортная табличка двигателя

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.

Зачем нужен калькулятор

Онлайн-калькулятор используется для преобразования двух физических величин друг в друга. Преобразование ампер в ватты с помощью этого калькулятора занимает считанные минуты. Сервис позволяет быстро рассчитать необходимые характеристики устройства, определить ток, который будет потреблять оборудование за час работы.

Подбираем номинал автоматического выключателя

Используя формулу I = P/209, получаем, что при нагрузке мощностью 1 кВт сила тока в однофазной сети составит 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда точно равно 220 В, поэтому оно не будет большой ошибкой рассчитать силу тока с небольшим запасом вроде 5 А на каждый киловатт нагрузки.

Сразу понятно, что не рекомендуется включать утюг мощностью 1,5 кВт в удлинитель с пометкой «5 А», так как сила тока будет в полтора раза выше паспортного значения. А можно сразу «откалибровать» стандартные номиналы машин 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;
• 50 А — 10 кВт;
• 63 А — 12,6 кВт;
• 80 А — 16 кВт;
• 100 А — 20 кВт.

По методике «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающего в сети при подключении бытовых приборов. Нас интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эту информацию можно найти в документации по продукту. Вряд ли стоит рассчитывать этот показатель самостоятельно, суммируя паспортную мощность компрессоров, электродвигателей и ТЭНов, входящих в агрегат, так как есть еще такой показатель, как КПД, который необходимо оценивать умозрительно с риском совершить большую ошибку.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме состав и паспортные данные подключаемого электрооборудования не всегда точны, но можно использовать ориентировочные данные для электроприборов, распространенных в нашем быту:

• электрическая сауна (12 кВт) — 60 А;
• электрическая плита (10 кВт) – 50 А;
• плита (8 кВт) — 40 А;
• проточный электрический водонагреватель (6 кВт) — 30 А;
• посудомоечная машина (2,5 кВт) – 12,5 А;
• стиральная машина (2,5 кВт) – 12,5 А;
• водоворот (2,5 кВт) – 12,5 А;
• кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
• Микроволновая печь (2,2 кВт) — 11 А;
• накопительный электрический водонагреватель (2 кВт) — 10 А;
• чайник (1,8 кВт) — 9 А;
• железо (1,6 кВт) — 8 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.

Как подключить проходной выключатель: схемы подключения
Расчет сечения кабеля по усилию: практические советы от профессионалов

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и достаточно 10 А автомата на группу освещения. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, резервировать для нее дополнительную мощность не желательно.

Если суммировать все эти тенденции, цифра впечатляет. На практике возможность подключения к нагрузке ограничивается количеством выделяемой электроэнергии, для квартир с электроплитой в современных домах это 10-12 кВт и в доме есть автомат номиналом 50 А квартиру и эти 12 кВт надо распределять, учитывая, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной.

Кабельная система будет меньше беспокоить, если она будет разделена на достаточное количество групп, каждая со своей машиной. Для электроплиты (верхней) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается розетка с номинальным током 40 А, больше ничего туда подключать не нужно.

Для стиральной машины и другой сантехники создана отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эта группа обычно защищена автоматическим выключателем замыкания на землю с номинальным током, на 15 % превышающим номинал автоматического выключателя. В каждой комнате есть отдельные группы для освещения и розеток.

Расчет сил и токов займет некоторое время, но вы можете быть уверены, что работа не будет напрасной. Грамотно спроектированная и правильно установленная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего дома.

Расчет электрических цепей

Все формулы, используемые для расчета электрических цепей, вытекают друг из друга.

Связь между электрическими свойствами

Так, например, по формуле расчета мощности можно рассчитать ток, если известны P и U.

Чтобы узнать, какой ток будет потреблять утюг (1100 Вт), подключенный к сети 220 В, нужно выразить силу тока из формулы мощности:

I = P/U = 1100/220 = 5 А.

Зная расчетное сопротивление катушки электроплиты, можно найти единицу P. Сила через сопротивление находится по формуле:

Р = U2/R.

Существует несколько методов, позволяющих решать поставленные задачи путем расчета различных параметров для заданной схемы.

Методы расчета электрических цепей

Расчет тока для цепей разного рода тока помогает правильно оценить состояние ЛЭП. Бытовые и промышленные агрегаты, подобранные в соответствии с заданными параметрами Pном и S, будут надежно работать и годами выдерживать максимальную нагрузку.

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ — угол сдвига между фазой тока и напряжения, и если последнее опережает ток, то сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.

cos φ – безразмерная величина, равная отношению активной мощности к полной мощности и показывающая, насколько эффективно используется энергия.

Формула расчета косинуса фи: cos φ = S/P

• S — полная мощность, ВА (вольт-ампер);
• Р — активная мощность, Вт.

Активная мощность (П) — реальная, полезная, реальная мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Фазового сдвига нет.

Формула для расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ

Реактивная мощность (Q) — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается обратно к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной чертой схемы, так как основная задача существующего блока питания — удешевить, а не прокачивать его туда-сюда. Этот эффект создается катушками и конденсаторами.

Формула для расчета реактивной мощности: P (VAR) = I × U × sin φ

Полная мощность электрического устройства (S) – это суммарная величина, включающая как активную, так и реактивную составляющие мощности.

Формула полной мощности: S (ВА) = I × U или S = ​​√(P2 + Q2)

Математический рассчет

Рассмотрим пример. У нас аккумулятор на 12 вольт. К нему напрямую подключается резистор (резистор) на 10 Ом. Чтобы рассчитать, какая мощность приложена к нашему резистору, можно воспользоваться формулой.

P = E2/RP = 122/10 P = 144/10. P = 14,4 Вт

Мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет 14,4 Вт.

Если вы хотите определить количество тока, протекающего через проводник, мы используем другую формулу

I = E/RI = 12/10 I = 1,2 А

Сила тока, протекающего по цепи, составляет 1,2 ампера —————— Калькуляторы напряжения, тока и сопротивления.

Читайте также: Евровагонка на крышу — как монтировать, установка своими руками и фото покрытия