Zamiana amperów na waty: zasady i praktyczne przykłady przeliczania jednostek napięcia i prądu

Właściciele prywatnych domów, mieszkań, domków letniskowych lub małych pomieszczeń gospodarczych podłączonych do prądu często muszą przeliczyć ampery na waty lub rozwiązać problem odwrotny. Aby przeprowadzić konwersję jednostek określających charakterystykę prądu, stosuje się dobrze znane wzory oparte na prawie Ohma.

Powiemy Ci, jak poprawnie przetłumaczyć jednostki fizyczne. Ponadto w prezentowanym przez nas artykule przedstawiono metody wyznaczania mocy roboczej i prądów rozruchowych urządzeń gospodarstwa domowego. Omówiono niuanse obliczania przekroju elementów instalacji elektrycznej.

Określanie mocy podłączonych urządzeń

Aby obliczyć wartość maksymalnej możliwej mocy w odcinku obwodu, należy zsumować wskaźniki wszystkich podłączonych urządzeń. Ale nie wszystko jest takie proste: wiele z tych urządzeń to złożone układy elektrodynamiczne, dlatego należy poprawnie określić ich parametry.

Składowa czynna i pozorna mocy

Moc czynna (lub pobierana) urządzenia (P) określa bezpowrotną utratę energii elektrycznej podczas jego pracy. Jest to wskaźnik, który obliczy licznik elektryczny, a zatem wpływa na ilość zasobów (pieniędzy) wydanych podczas pracy urządzenia.

Aktywny składnik w watach jest wskazany dla wszystkich odbiorców energii elektrycznej. Istnieje jednak inny wskaźnik - współczynnik mocy (cos(F)), które można znaleźć w dokumentacji technicznej, a także na specjalnych tabliczkach lub etykietach z głównymi parametrami.

Dzięki niemu możesz obliczyć całkowitą moc (S) urządzenia według następującego wzoru:

S = P / cos(f)

Fizyczne znaczenie tych wielkości można opisać w następujący sposób: od źródła (transformatora) do urządzenia elektrycznego przepływa prąd o pełnej mocy, który przetwarza jego część czynną, a pozostałą (bierną) część zwraca z powrotem do sieci. Dlatego obciążenie elementów obwodu (okablowanie i wyłączniki) należy obliczyć, biorąc pod uwagę pełną moc.

Moc całkowitą możesz obliczyć korzystając z danych znajdujących się w karcie technicznej urządzenia lub na tabliczce znamionowej silnika elektrycznego.

W przypadku większości urządzeń gospodarstwa domowego współczynnik jest równy jedności, dlatego moc czynna i pozorna są takie same. Ale jeśli odbiornik elektryczny ma kondensatory (kondensatory) lub cewkę indukcyjną, pojawia się element reaktywny.

Należy zwrócić uwagę na następujące rodzaje sprzętu:

• lodówki;
• pralki;
• klimatyzatory;
• lakierki;
• piekarniki i kuchenki indukcyjne;
• świetlówki;
• telewizory;
• komputery i inny sprzęt elektroniczny.

Często też instalacja elektryczna domów prywatnych lub obiekty biznesowe łączą maszyny z silnikami elektrycznymi, spawarkami łukowymi i innym sprzętem, którego łączna moc jest znacznie większa niż pobierana. Dlatego przed podłączeniem ich do sieci należy dokładnie zapoznać się z charakterystyką techniczną urządzeń.

Prądy rozruchowe sprężarek i silników

Jeżeli urządzenia gospodarstwa domowego wyposażone są w silnik elektryczny, sprężarkę, żarnik lub transformator na wejściu do zasilacza, to po uruchomieniu przez krótki czas pojawiają się prądy rozruchowe (I_P). Ich wartość może być kilkakrotnie wyższa niż wartości nominalne (I_N), określony w paszporcie urządzenia.

Wielkości te są powiązane następującym wzorem:

I_P = k * I_N

Tutaj k – współczynnik krotności prądu rozruchowego.

Dokumentacja silników elektrycznych zawiera wszystkie dane niezbędne do obliczenia prądu rozruchowego, łącznie ze współczynnikiem krotności (ostatnia kolumna)

Wskaźnik krotności przekracza wartość „2” dla następujących powszechnych urządzeń gospodarstwa domowego:

• pompa głębinowa;
• lodówka i zamrażarka;
• mocny odkurzacz;
• pralka;
• systemu podzielonego;
• kuchenka mikrofalowa;
• oświetlenie neonowe;
• niektóre rodzaje elektronarzędzi (wiertarka, wiertarka udarowa, kompresor).

Obliczenie całkowitej mocy w obecności takich urządzeń w obwodzie należy przeprowadzić, biorąc pod uwagę ich prądy rozruchowe. Ponieważ czas zwiększonego poboru mocy jest niewielki, a przełączanie synchroniczne jest mało prawdopodobne, wystarczy wziąć jedno urządzenie, które jest najpotężniejsze pod względem prądów rozruchowych.

Siła prądu i parametry okablowania

Aby określić wymagany przekrój przewodów elektrycznych i ocena wyłącznika automatycznego zamień całkowitą liczbę watów na ampery i uzyskaj wartość maksymalnego prądu ciągłego.

Korelację między przekrojem żył a maksymalnym dopuszczalnym prądem dla okablowania przeprowadza się za pomocą tabel dostarczonych przez producentów kabli. W zależności od producenta główne wskaźniki mogą się nieznacznie różnić, ale zawsze muszą być zgodne z aktualnym GOST 31996-2012.

Przykład tabeli zgodności przekroju przewodów przewodzących prąd z maksymalnym dopuszczalnym prądem ciągłym w zależności od sposobu okablowania

Czasami wybierają okablowanie nie o minimalnym dopuszczalnym przekroju, ale o nieco większym.Jest to uzasadnione, ponieważ rezerwa przepustowości pozwala na podłączenie nowych urządzeń elektrycznych bez kosztownego demontażu starych i układania nowych kabli.

Parametry instalowalne do panelu elektrycznego wyłączniki automatyczne dobrane tak, aby zagwarantować zadziałanie, jeśli prąd przekroczy wartość określoną jako maksymalna dopuszczalna dla zainstalowanego okablowania.

Prąd znamionowy maszyny (I_N) są obliczane na podstawie dopuszczalnego prądu dla kabla (I_P) według następującego wzoru:

I_N <= ja_P / 1.45

Zwykle wybiera się maszynę o maksymalnej wartości nominalnej spośród dozwolonych, aby zminimalizować prawdopodobieństwo wyłączenia, gdy obwód jest mocno, ale nadal dopuszczalnie obciążony.

Zależność pomiędzy podstawowymi wielkościami elektrycznymi

Moc i prąd można powiązać poprzez napięcie (U) lub rezystancja obwodu (R). Jednak w praktyce stosuje się wzór P = I² * R jest trudne, ponieważ trudno jest dokładnie obliczyć rezystancję w rzeczywistym obszarze.

Podłączenie jedno i trójfazowe

Większość przewodów elektrycznych do użytku domowego jest jednofazowa.

W takim przypadku ponowne obliczenie mocy całkowitej (S) i prąd przemienny (I) przy znanym napięciu następuje według wzorów wynikających z klasycznego prawa Ohma:

S=U*I

I=S/U

Obecnie praktyka podłączania sieci trójfazowej do obiektów mieszkalnych, domowych i małych obiektów przemysłowych stała się powszechna. Jest to uzasadnione ze względu na minimalizację kosztów kabli i transformatorów, które ponosi przedsiębiorstwo dostarczające energię elektryczną.

Podczas podłączania sieci trójfazowej instalowany jest trójbiegunowy wyłącznik wejściowy (w lewym górnym rogu), licznik trójfazowy (w prawym górnym rogu), a dla każdego dedykowanego obwodu - zwykłe urządzenia jednobiegunowe (w lewym dolnym rogu)

Przekrój żył przewodów i moc znamionową w przypadku korzystania z odbiorników trójfazowych zależą również od natężenia prądu, które oblicza się w następujący sposób:

I_l = S / (1,73 * U_l)

Tutaj indeks”l" oznacza liniowy charakter wielkości.

Podczas planowania i późniejszej realizacji okablowanie wewnętrzne Lepiej jest oddzielić odbiorniki trójfazowe na osobne obwody. Urządzenia pracujące na standardowym napięciu 220 V starają się rozkładać mniej więcej równomiernie pomiędzy fazami, tak aby nie było znaczącej asymetrii mocy.

Czasami dozwolone jest mieszane połączenie urządzeń działających zarówno na jednej, jak i na trzech fazach. Sytuacja ta nie jest najprostsza, dlatego lepiej rozważyć ją na konkretnym przykładzie.

Niech w obwodzie zostanie włączony trójfazowy piec indukcyjny o mocy czynnej 7,0 kW i współczynniku mocy 0,9. Kuchenkę mikrofalową o mocy 0,8 kW i współczynniku prądu rozruchowego „2” podłącza się do fazy „A”, a czajnik elektryczny o mocy 2,2 kW do fazy „B”. Konieczne jest obliczenie parametrów sieci elektrycznej dla tego obszaru.

Schemat podłączenia urządzeń do sieci. W tej konfiguracji zawsze instalowany jest wyłącznik trójfazowy. Zabrania się stosowania kilku wyłączników jednofazowych do ochrony.

Określmy całkowitą moc wszystkich urządzeń:

S_I = P_I / cos(f) = 7000 / 0,9 = 7800 VA;

S_M = P_M * 2 = 800 * 2 = 1600 VA;

S_Z = P_C = 2200 VA*A.

Określmy aktualną siłę każdego urządzenia:

I_I = S_I / (1,73 * U_l) = 7800 / (1,73 * 380) = 11,9 A;

I_M = S_M / ty_F = 1600 / 220 = 7,2 A;

I_C = S_C / ty_F = 2200 / 220 = 10 A.

Określmy aktualną siłę według fazy:

I^A = ja_I +ja_M = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

I^B = ja_I +ja_C = 11,9 + 10 = 21,9 A;

I^Z = ja_I = 11,9 A.

Maksymalny prąd przy włączonych wszystkich urządzeniach elektrycznych przepływa przez fazę „B” i wyniesie 21,9 A. Wystarczającą kombinacją do bezproblemowej pracy wszystkich urządzeń w tym obwodzie jest przekrój przewodów miedzianych 4,0 mm² oraz wyłącznik automatyczny 20 lub 25 A.

Typowe napięcie domowe

Ponieważ moc i prąd są powiązane poprzez napięcie, konieczne jest dokładne określenie tej wartości. Przed wprowadzeniem GOST 29322-2014 w październiku 2015 r. Wartość dla zwykłej sieci wynosiła 220 V, a dla sieci trójfazowej - 380 V.

Zgodnie z nowym dokumentem wskaźniki te dostosowują się do wymogów europejskich - 230/400 V, jednak większość domowych systemów zasilania nadal działa według starych parametrów.

Rzeczywistą wartość napięcia można uzyskać za pomocą woltomierza. Jeśli liczby są znacznie mniejsze niż wartości referencyjne, należy podłączyć stabilizator wejściowy

Dopuszczalne jest odchylenie 5% wartości rzeczywistej od wartości odniesienia w dowolnym okresie, a 10% - nie dłużej niż godzinę. Kiedy napięcie spada, niektóre odbiorniki, np. czajnik elektryczny, żarówka lub kuchenkę mikrofalową, strać moc.

Ale jeśli urządzenie jest wyposażone w zintegrowany stabilizator (na przykład kocioł gazowy) lub ma oddzielny zasilacz impulsowy, wówczas zużycie energii pozostanie stałe.

W tym przypadku, biorąc pod uwagę, że I = S / U, spadek napięcia doprowadzi do wzrostu prądu. Dlatego nie zaleca się dobierania przekroju żył kabla „od końca do szczytu” do maksymalnych obliczonych wartości, zaleca się jednak pozostawienie marginesu 15-20%.

Przydatny film na ten temat

Pomiar prądu za pomocą multimetru, a następnie obliczenie mocy:

Elektroniczne urządzenie do wykrywania napięcia, prądu i automatycznego obliczania mocy:

Określenie natężenia prądu, znając napięcie sieciowe i całkowitą moc urządzeń w odcinku obwodu, jest dość proste. Trudność polega na zmierzeniu lub obliczeniu parametrów początkowych.

Jeśli masz wątpliwości co do poprawności znalezionego rozwiązania, lepiej skontaktować się z elektrykami, ponieważ błędy w obliczeniach mogą prowadzić do poważnych problemów.

Czy chciałbyś podzielić się własnym doświadczeniem w konwersji amperów na waty? Czy masz w swoim arsenale oryginalną metodę, która może przydać się odwiedzającym witrynę? Prosimy o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zamieszczanie zdjęć i zadawanie pytań związanych z tematyką artykułu.