Как посчитать ампераж по мощности - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как посчитать ампераж по мощности

Как узнать ампераж

Люди часто испытывают затруднения при переводе различных электротехнических величин. Формулы вычислений известны со школьного курса физики, но поскольку в жизни встречаются нечасто, навык оперирования ими обычно утрачивается.

Можно ли вычислить амперы зная мощность и напряжение

Большинство электротехнических величин взаимосвязаны между собой, поэтому, зная некоторые из них, можно абсолютно точно вычислить оставшиеся по простым формулам.

Основным законом электротехники является закон Ома, который связывает между собой величину сила тока в цепи с напряжением и сопротивлением простым выражением:

Где I — сила тока, ампер;

U — напряжение, вольт;

R — сопротивление, Ом.

Зная любые две величины, легко найти третью путем простейшего преобразования формулы. Другая формула связывает между собой силу тока, напряжение и потребляемую мощность:

Где Р — мощность, ватт.

Указанные формулы справедливы как для постоянного, так и для переменного тока.

Что такое амперы

Следует освежить в памяти определение силы тока, который выражается в амперах. Из курса физики известно, что сила тока определяется количеством заряда, перенесенного через объем за определенный промежуток времени. Это не наглядно и не всегда понятно.

Проще принять, что ток является величиной нагрева элементов электрической цепи. Чем больше сила тока, тем большее количество теплоты будет выделяться.

Большое число бытовых и промышленных приборов и устройств используют именно нагревающее свойство тока:

  • Нагревательные устройства (электроплиты, чайники, утюги).
  • Лампы накаливания (свечение перегретой нити накаливания).

Предохранители, используемые для защиты от короткого замыкания, также используют нагревательное свойство тока. В плавких предохранителях это перегорание тонкой калиброванной проволоки, в автоматических выключателях – изгибание биметаллической пластины.

Зачем нужно рассчитывать ток

На большинстве электроприборов указывается мощность потребления. Это необходимо для того, чтобы правильно вести учет потребления электроэнергии. Но для всего остального значение мощности несет мало информации. Параметры автоматов защиты и плавких вставок, сечение электропроводки, требуют знать протекающий ток или, как говорят электрики, ампераж нагрузки.

Простой пример: какой паяльник сильнее перегружает электропроводку, 42-х вольтовый на 80 Вт или 220-и вольтовый на 100 Вт? Логичный ответ, что более мощный, является неправильным. Ведь на самом деле, при включении второго паяльника в сети протекает ток около 0.5 А, а при включении первого — почти 2 А. Соответственно, для таких устройств требуется различная электропроводка и номинал защитных устройств. При одинаковой толщине проводов питания нагрев будет сильнее, при работе с низковольтным инструментом.

По этой же причине в линиях электропередач стремятся по максимуму повысить передаваемое напряжение. Поскольку мощность нагрузки остается одинаковой, при более высоком напряжении по проводам протекает меньший ток и поэтому:

  • Снижаются потери;
  • Уменьшается нагрев;
  • Снижается сечение проводов и, как следствие, их масса и нагрузка на опоры линий электропередач.

Как вычислить напряжение и мощность тока

Выше были показаны формулы, по каким можно высчитать какую-либо величину на основании значения известных.

Известна формула для определения мощности, исходя из тока и напряжения. Перед тем, как найти ампер формула должна быть преобразована следующим образом:

Если на устройстве указано, какая потребляемая мощность и сила тока в цепи, то можно определить, на работу с каким напряжением рассчитано устройство:

Также, пользуясь дополнительно законом Ома, можно определить значение сопротивления нагрузки. Чтобы не путаться в формулах, можно воспользоваться мнемонической записью, которая позволяет легко вычислить любое из значений, когда известны любые два других.

Как правильно рассчитать амперы по мощности и напряжению

Для того, чтобы правильно произвести вычисления, все используемые величины должны быть одной размерности, то есть, если мощность выражается в ваттах, то напряжение должно быть выражено в вольтах, а ток — в амперах.

Если оперируют мощностью в киловатт, то, соответственно, напряжение должно быть в киловольтах, а ток в килоамперах.

Обратите внимание! Последний случай характерен только для мощной энергетики, а в быту обычно используют ватт, вольт и ампер.

Лучше обновить в памяти правила перевода кратных единиц:

  • Кило — тысяча;
  • Киловатт — тысяча ватт (1кВт = 1000 Вт);
  • Киловольт — тысяча вольт (1кВ = 1000 В);
  • Килоампер — тысяча ампер (1кА = 1000А);
  • Милли — одна тысячная;
  • милливатт — одна тысячная ватта (1мВт = 0.001Вт);
  • милливольт — одна тысячная вольта (1мВ = 0.001В);
  • миллиампер — одна тысячная ампера (1мА = 0.001А).

Сейчас большое количество бытовой техники потребляют мощность более киловатта, поэтому для правильных вычислений нужно данную величину перевести в ватт.

Например: На электрочайнике написано, что мощность потребления равна 1.8 кВт. Для того, чтобы рассчитать величину тока при подключении к бытовой сети 220 В, в формулу надо подставлять 1800 Вт. Тогда на выходе получается ток в амперах.

Как перевести ватты в амперы

Теперь о самом главном, как найти амперы зная мощность нагрузки и напряжение питания? Необходимо следующее:

  1. Привести величины к одному порядку (перевести киловатты в ватты);
  2. Подобрать нужную формулу вычислений (в данном случае I=P/U);
  3. Произвести вычисления.

Любые расчеты не представляют сложности, но для еще большего упрощения и исключения появления ошибок можно воспользоваться онлайн-калькулятором расчета. В такой программе достаточно ввести имеющиеся значения и получить недостающие величины.

Как перевести амперы в киловатты: принципы перевода и практические примеры с пояснениями

Амперы и киловатты – характеристики электроэнергии, потребляемой устройствами, подключенными к сети. Первую называют еще нагрузкой, а вторую – мощностью. Необходимость перевода возникает на стадии подбора защитных устройств, в маркировке которых чаще всего указывается лишь сила тока.

Все о том, как перевести Амперы в Киловатты, вы узнаете из предложенной нами статьи. Мы рассмотрим теорию, разберемся с основными принципами перевода, а затем поясним смысл этих действий на практических примерах. Следуя нашим советам, вы сможете самостоятельно выполнять такие вычисления.

Причины для выполнения перевода

Мощность и сила тока — ключевые характеристики, необходимые для грамотного подбора защитных устройств для оборудования, питающегося электроэнергией. Защита нужна для предотвращения оплавления изоляции проводки и поломки агрегатов.

Электропроводка, питающая освещение, электроплиту, кофе-машину должна защищаться индивидуально подобранными устройствами. Ведь каждый потребитель создает «свою» нагрузку – другими словами, потребляет определенный ток.

Кстати, кабели, провода, питающие перечисленные бытовые устройства, обладают определенной токонесущей способностью. Последняя диктуется сечением жил.

Каждое защитное устройство обязано срабатывать в момент скачка напряжения, опасного для защищаемого типа техники или группы технических устройств. Значит, подбирать УЗО и автоматы следует так, чтобы во время угрозы для маломощного прибора не отключалась полностью сеть, а только ветка, для которой этот скачек является критичным.

На корпусах предложенных торговой сетью автоматических выключателей проставлена цифра, обозначающая величину предельно допустимого тока. Естественно, указана она в Амперах.

А вот на электроприборах, которые обязаны защищать эти автоматы, обозначена потребляемая ими мощность. Тут и возникает необходимость в переводе. Несмотря на то, что разбираемые нами единицы принадлежат разным токовым характеристикам, связь между ними прямая и довольно тесная.

Напряжением именуют разность потенциалов, проще говоря, работу, вложенную в перемещение заряда от одной точки к другой. Выражается оно в Вольтах. Потенциал – это и есть энергия в каждой из точек, в которой находится/находился заряд.

Под силой тока подразумевается число Ампер, проходящих по проводнику в конкретную единицу времени. Суть мощности заключается в отражении скорости, с которой происходило перемещение заряда.

Мощность обозначают в Ваттах и Киловаттах. Ясно, что второй вариант используется, когда слишком внушительную четырех- или пятизначную цифру нужно сократить для простоты восприятия. Для этого ее значение просто делят на тысячу, а остаток округляют как обычно в большую сторону.

Для питания мощного оборудования нужна более высокая скорость потока энергии. Предельно допустимое напряжение для него больше, чем для маломощной техники. У подбираемых для него автоматов предел срабатывания должен быть выше. Следовательно, точный подбор по нагрузке с грамотно выполненным переводом единиц просто необходим.

Правила проведения перевода

Часто изучая инструкцию, прилагаемую к некоторым приборам, можно увидеть обозначение мощности в вольт-амперах. Специалисты знают разницу между ваттами (Вт) и вольт-амперами (ВА), но практически эти величины обозначают одно и то же, поэтому преобразовывать здесь ничего не нужно. А вот кВт/час и киловатты — понятия разные и путать их нельзя ни в коем случае.

Чтобы продемонстрировать, как выразить электрическую мощность через ток, нужно воспользоваться следующими инструментами:

  • тестером;
  • токоизмерительными клещами;
  • электротехническим справочником;
  • калькулятором.

При перерасчете ампер в кВт используют следующий алгоритм:

  1. Берут тестер напряжения и измеряют напряжение в электроцепи.
  2. Используя токоизмерительные ключи, замеряют силу тока.
  3. Производят перерасчет, используя формулу для постоянного напряжения в сети или переменного.

В результате мощность получают в ваттах. Чтобы преобразить их в киловатты, делят получившееся на 1000.

У нас на сайте также есть материал о правилах перевода Амперов в Ватты. Чтобы с ним ознакомиться, переходите, пожалуйста, по следующей ссылке.

Однофазная электрическая цепь

На однофазную цепь (220 В) рассчитано большинство бытовых приборов. Нагрузка здесь измеряется в киловаттах, а маркировка АВ содержит амперы.

Ключевым при переводе в этом случае является закон Ома, который гласит, что P, т.е. мощность, равна I (силе тока) умноженной на U (напряжение). Подробнее о расчете мощности, силы тока и напряжения, а также о взаимосвязи этих величин мы говорили в этой статье.

кВт = (1А х 1 В) / 1 0ᶾ

А как же это выглядит на практике? Чтобы разобраться, рассмотрим конкретный пример.

Читайте также:  Почему пищит духовой шкаф?

Допустим, автоматический предохранитель на счетчике старого типа рассчитан на 16 А. С целью определения мощности приборов, которые можно безболезненно включить в сеть одновременно, нужно осуществить перевод ампер в киловатты с применением вышеприведенной формулы.

220 х 16 х 1 = 3520 Вт = 3,5КВт

Как для постоянного, так и переменного тока применяется одна формула перевода, но справедлива она только для активных потребителей, таких как нагреватели лампы накаливания. При емкостной нагрузке обязательно возникает сдвиг фаз между током и напряжением.

Это и есть коэффициент мощности или cos φ. Тогда как при наличии только активной нагрузки этот параметр принимают за единицу, то при реактивной нагрузке его нужно принимать во внимание.

Если нагрузка смешанная, значение параметра колеблется в диапазоне 0,85. Чем меньше приходится на реактивную составляющую мощности, тем незначительней потери и тем выше коэффициент мощности. По этой причине последний параметр стремятся повысить. Обычно производители указывают значение коэффициента мощности на этикетке.

Трехфазная электрическая цепь

В случае переменного тока в трехфазной сети берут значение электрического тока одной фазы, затем умножают на напряжение этой же фазы. То, что получили, умножают на косинус фи.

После подсчета напряжения во всех фазах, полученные данные складывают. Сумма, полученная в результате этих действий, является мощностью электроустановки, подсоединенной к трехфазной сети.

Основные формулы имеют следующий вид:

Ватт = √3 Ампер х Вольт или P = √3 х U х I

Ампер = √3 х Вольт либо I= P/√3 х U

Следует иметь понятие о разнице между напряжением фазным и линейным, а также между токами линейными и фазными. Перевод ампер в киловатты в любом случае выполняют по одной и той же формуле. Исключение — соединение треугольником при расчете нагрузок, подключенных индивидуально.

На корпусах или упаковке последних моделей электроприборов указана и сила тока, и мощность. Обладая этими данными, можно считать вопрос, как быстро перевести амперы в киловатты, решенным.

Специалисты применяют для цепей с переменным током конфиденциальное правило: силу тока делят на два, если нужно примерно вычислить мощность в процессе подбора пускорегулирующей аппаратуры. Также поступают и при расчете диаметра проводников для таких цепей.

Примеры перевода ампер в киловатты

Преобразование ампер в киловатты — довольно простая математическая операция.

Существует также много онлайн – программ, где нужно всего-навсего ввести известные параметры и нажать соответствующую кнопку.

Пример №1 — перевод А в кВт в однофазной сети 220В

Перед нами стоит задача: определить предельную мощность, допустимую для автоматического выключателя однополюсного с номинальным током 25 А.

P = U х I

Подставив значения, которые известны, получим: P = 220 В х 25 А = 5 500 Вт = 5,5 кВт.

Это обозначает, что к этому автомату могут быть подключены потребители, общая мощность которых не выходит за пределы 5,5 кВт.

По такой же схеме можно решить вопрос подбора сечения провода для электрочайника, потребляющего 2 кВт.

В этом случае I = P : U= 2000 : 220 = 9 А.

Это совсем маленькое значение. Нужно серьезно подойти к выбору сечения провода и материалу. Если отдать предпочтение алюминиевому, он выдержит только слабые нагрузки, медный с такого же диаметра будет мощнее в два раза.

Подробнее о выборе нужного сечения провода для устройства домашней проводки, а также правила вычисления сечения кабеля по мощности и по диаметру мы разбирали в следующих статьях:

Пример №2 — обратный перевод в однофазной сети

Усложним задачу — продемонстрируем процесс перевода киловатт в амперы. Имеем какое-то число потребителей.

  • четыре лампы накаливания каждая по 100 Вт;
  • один обогреватель мощностью 3 кВт;
  • один ПК мощностью 0,5 кВт.

Определению суммарной мощности предшествует приведение величин всех потребителей к одному показателю, точнее — киловатты следует перевести в ватты.

Мощность обогревателя равна 3 кВт х 1000 = 3000 Вт. Мощность компьютера — 0,5 кВт х 1000 = 500 Вт. Лампы — 100 Вт х 4 шт. = 400 Вт.

Тогда обобщенная мощность: 400 Вт + 3000 Вт + 500 Вт = 3 900 Вт или 3,9 кВт.

Такой мощности соответствует сила тока I = P : U = 3900Вт : 220В = 17,7 А.

Из этого вытекает, что приобрести следует автомат, рассчитанный на номинальный ток не меньше, чем 17,7 А.

Наиболее соответствующим нагрузке мощностью 2,9 кВт является автомат стандартный однофазный 20 А.

Пример №3 — перевод ампер в кВт в трехфазной сети

Алгоритм перевода ампер в киловатты и в обратном направлении в трехфазной сети отличается от сети однофазной только формулой. Допустим, нужно высчитать, какую же наибольшую мощность выдержит АВ, номинальный ток которого 40 А.

В формулу подставляют известные данные и получают:

P = √3 х 380 В х 40 А = 26 296 Вт = 26,3кВт

Трехфазный АБ на 40 А гарантировано выдержит нагрузку 26,3 кВт.

Пример №4 — обратный перевод в трехфазной сети

Если мощность потребителя, подключаемого к трехфазной сети, известна, ток автомата вычислить легко. Допустим, имеется трехфазный потребитель мощностью 13,2 кВт.

В ваттах это будет: 13,2 кт х 1000 = 13 200 Вт

Далее, сила тока: I = 13200Вт : (√3 х 380) = 20,0 А

Получается, что этому электропотребителю нужен автомат номиналом 20 А.

Для однофазных аппаратов существует следующее правило: один киловатт соответствует 4,54 А. Один ампер — это 0,22 кВт или 220 В. Это утверждение — прямой результат, вытекающий из формул для напряжения 220 В.

Выводы и полезное видео по теме

О связи ватт, ампер и вольт:

Зависимость между амперами и киловольтами описывает закон Ома. Здесь наблюдается обратная пропорциональность силы электротока по отношению к сопротивлению. Что касается напряжения, то прослеживается прямая зависимость силы тока от этого параметра.

У вас остались вопросы по принципу перевода Амперов в Киловатты или хотите уточнить нюансы практического расчета? Задавайте свои вопросы нашим экспертам в блоке комментариев, расположенном ниже под статьей.

Если у вас есть полезная информация, дополняющая изложенный выше материал, или уточнения, поправки, пишите свои замечания и дополнения ниже.

Как перевести амперы в киловатты: онлайн калькулятор и формулы

Для некоторых этот вопрос покажется наивным – ведь все так очевидно! Но ведь школьные знания из области физики, если они не имели практического приложения в жизни человека, имеют свойство потихоньку улетучиваться. А задача понять взаимосвязь между двумя этими величинами иногда становится насущной даже для далеких от электротехники людей, чисто на бытовом уровне. Например, при приобретении новой домашней техники, электрооборудовании для автомобиля, при установке новой розетки или выключателя, при прокладке линии питания и т.п.

Как перевести амперы в киловатты

Сразу оговоримся, что в самой формулировке вопроса – как перевести амперы в киловатты, уже заложена явная некорректность. Это тесно взаимосвязанные, но все же совершенно разные величины. То есть речь может идти не о переводе, а о ясном представлении этой взаимосвязи и возможности при необходимости провести нужные вычисления. Об этом и пойдет речь дальше.

Какая взаимосвязь между показателями силы тока, напряжения и потребляемой мощности?

Для начала – буквально несколько слов о природе этих величин.

  • Напряжение – это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи. А потенциал, упрощенно – количество заряда, то есть, по сути, показатель энергии в данной точке. Измеряется в вольтах (В).
  • При наличии разности потенциалов (то есть напряжения) при замыкании цепи по ней начинает протекать ток – направленное движение электрически заряженных частиц. Показатель силы тока – это количество заряда, прошедшее через какую-то точку в единицу времени (в секунду). Единицы измерения — амперы (А).
  • Наконец, конечная цель электрического тока в приборах и устройствах – это выполнение определенной работы, связанной либо с перемещением самого заряда, либо с преобразованием в другие виды энергии – тепловую, кинетическую, волновую и т.п. Количество этой работы, выполненное за единицу времени (за секунду), как раз и является электрической мощностью. Единица измерения – ватт (Вт).

Для любой из упомянутых величин имеются производные величины, показывающие десятичную разрядность. Весь «спектр» знать необязательно, но в наиболее часто используемых — разбираться надо:

  • микро…(мк или µ) — n×0.000 001
  • милли…(м) — n×0.001
  • кило… (к) — n×1 000
  • мега… (М) — n×1 000 000

Например, показатель мощности в 3.2 кВт – не что иное, как 3200 Вт

При проведении расчетов все величины должны быть приведены к одинаковым по десятичному разряду производным. Обычно на бытовом уровне оперируют «чистыми» величинами, и только показатель мощности, если он достаточно высокий, указывают в результате в киловаттах.

Взаимосвязь этих трех величин в упрощенном виде для цепи постоянного тока описывается следующей формулой:

P = U × I

P — мощность, Вт;

U — напряжение, В;

I — сила тока, А.

Как видно, провести расчет, зная эту формулу – труда не составит.

Для чего бывают необходимы такие расчеты?

Давайте посмотрим, так ли нужен бывает подобный расчет?

  • Даже неопытный в электротехнике человек наверняка видел в паспортных характеристиках бытовых приборов показатель их потребляемой мощности, выраженный в ваттах или киловаттах. А для обеспечения безопасности эксплуатации электропроводка в доме (или, что лучше – отдельные ее линии) должна защищаться автоматическими включателями. Ну или плавкими предохранителями – «пробками», что еще встречается в домах старой постройки. И на автоматах или предохранителях максимальный ток указан в амперах. Вот – классический пример, когда требуется оценить, какой же по номиналу прибор защиты подойдёт к той или иной нагрузке, выраженной в ваттах.
Читайте также:  Распредкоробки электрические размеры

Обычная картина – в характеристиках приборов указывается мощность, а автоматы рассчитаны на определенный ток. Приходится просчитывать соответствие.

Особенно это важно, если выделяются линии для подключения мощной бытовой техники. Здесь будет важен не только номинал автомата, но и сечение кабеля для прокладки такой линии.

Какой кабель должен прокладываться в домашней электросети?

Однозначно на этот вопрос не ответить – приходится принимать во внимание множество нюансов. Они хорошо изложены в специальной публикации нашего портала «Какой кабель использовать для проводки в квартире».

  • Ограничения по току могут быть и на изделиях электротехнической арматуры – розетках, выключателях, клеммных разъемах и т.п. Они часто указываются непосредственно на корпусе прибора. То есть необходимо подсчитать, какую допустимую нагрузку в ваттах можно подключать к такой точке. Опять же – особую важность такие расчёты должны представлять для любителей использовать удлинители с тройниками (что делать настоятельно не рекомендуется), тем самым подключающих к одной розетке сразу несколько приборов.

Некоторые даже не задумываются, способна ли розетка долго выдерживать такую нагрузку. А это чревато очень серьезными последствиями.

  • Ситуация с необходимостью подсчета в одну или другую сторону может возникнуть и у автолюбителей. Например, приобретен какой-то прибор, и требуется узнать, каким предохранителем следует защитить линию его подключения.
  • Случается необходимость и в обратной задаче. Она может быть вызвана отсутствием информации о реально потребляемой мощности того или иного прибора. Кстати, с показателями мощности некоторыми недобросовестными производителями бытовой техники устраивается порой такая неразбериха, что не знаешь, чему верить. И чтобы реально оценить потребление, приходится прибегать к замерам. Прибор для прямого измерения мощности, ваттметр – штука редкая, но вполне можно обойтись обычным мультиметром, замерив сначала напряжение, а поток ток, и затем проведя необходимый расчет.

Как правильно измерить силу тока?

Работа с амперметром – не такая простая, так как его приходится подключать в разрыв тестируемой цепи. Кроме того, требуется соблюдение особых мер предосторожности, иначе можно просто погубить свой измерительный прибор. Как измерить силу тока мультиметром – читайте в специальной публикации нашего портала.

Проводим расчеты

Как уже говорилось, для начала исходные величины необходимо привести к единому представлены. Оптимальный вариант – к «чистым» значениям, то есть вольтам, амперам, ваттам.

  • Расчет для постоянного тока

Здесь – никаких сложностей. Формула была показана выше.

При расчете мощности по силе тока:

P = U × I

Если считается сила тока по известной мощности,

I = P / U

  • Расчет для однофазного переменного тока

Вот здесь может быть особенность. Дело в том, что некоторые виды нагрузок в работе потребляют не только обычную, активную мощность, но и так называемую реактивную. Упрощенно говоря, она затрачивается на обеспечение условий работы прибора – создание электромагнитных полей, индукции, заряда мощных конденсаторов. Интересно, что на само общее потребление электроэнергии эта составляющая особо не влияет, так как, образно говоря, «сбрасывается» обратно в сеть. Но вот для определения номиналов защитной автоматики, сечения кабеля – ее желательно принимать в расчет.

Для этого применяется специальный коэффициент мощности, иначе называемый косинусом φ (cos φ). Он обычно указывается в технических характеристиках приборов и устройств с выраженной реактивной составляющей мощности.

Значение коэффициента мощности (cos φ) на шильдике асинхронного электродвигателя.

Формулы с этим коэффициентом приобретают следующий вид:

P = U × I × cos φ

I = P / (U × cos φ)

У приборов, в которых реактивная мощность не используется (лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, телевизионная и оргтехника и т.п.), этот коэффициент равен единице, и не влияет на результаты расчета. Но если для изделий, например, с электроприводами или индукторами этот показатель указан в паспортных данных, будет правильным принять его в расчет. Разница в показателях силы тока может быть довольно существенной.

  • Расчет для трехфазного переменного тока

Не будем углубляться в теорию и разновидности схем трёхфазных подключений нагрузки. Просто приведем несколько видоизмененные формулы, использующиеся для расчетов в таких условиях:

P = √3 × U × I × cos φ

I = P / (√3 × U × cos φ)

Чтобы нашему читателю было легче произвести необходимые расчеты, ниже размещены два калькулятора.

Для обоих общей исходной величиной является напряжение. А далее, в зависимости от направления расчета, указывается или замеренное значение тока, или известное значение мощности прибора.

Коэффициент мощности по умолчанию указан, равным единице. То есть для постоянного тока и для приборов, в которых используется только активная мощность, он оставляется как есть, по умолчанию.

Других вопросов по расчету, наверное, возникнуть не должно.

Калькулятор расчеты силы тока по известному значению потребляемой мощности

Калькулятор расчета потребляемой мощности по промеренному значению силы тока

Полученные значения могут использоваться для дальнейшего подбора необходимого защитного или стабилизирующего оборудования, для прогнозов потребления энергии, для анализа правильности организации своей домашней электросети.

А пример, как рассчитываются параметры для выделенной линии с последующим подбором автоматического выключателя, хорошо показан в предлагаемом вниманию видеосюжете:

Видео: Как подобрать автомат по току нагрузки

Как рассчитать амперы

При создании и ремонте электрической сети питания необходимо уточнение базовых параметров: тока, напряжения, мощности, сопротивления. Такие действия выполняют перед подключением нагревательных приборов, станков, других мощных потребителей. В данной публикации рассказано о том, как рассчитать амперы и другие характеристики без ошибок.

Электрический ток

Для простоты электрические параметры часто объясняют на примере перемещения воды по трубам. Данным термином, выраженным в амперах (А), обозначают скорость передвижения электронов в проводнике. Препятствия для жидкости создают малые размеры и дистанция транспортной системы. На сопротивление электрическому току оказывают влияние:

  • наличие свободных электронов, химическая чистота материала;
  • площадь поперечного сечения (длина) провода;
  • температурные условия.

О напряжении, токе и мощности

Продолжив аналогии с водой, напряжение можно сравнить с давлением в магистрали. По мере увеличения разницы потенциалов (вольтаж) получают большую силу электрического тока при остальных равных условиях. Если подключить в цепь лампу накаливания, будет видно, как соответствующим образом изменяется свечение спирали.

Мощность – это комплексный показатель, определяющий потребляемую энергию. Его рассчитывают с учетом приложенного напряжения и тока в цепи.

Как рассчитать число ампер в сети

На практике применяют разные схемы вычислений. В частности, пользуются автоматизированными программами (калькуляторами). Такие инструменты предлагают бесплатно специализированные сайты в режиме онлайн. Ниже представлены формулы и примеры, которые помогут рассчитывать электрические параметры самостоятельно.

Как узнать ток, зная мощность и напряжение

Источник питания постоянного тока (аккумулятор) обеспечивает напряжение на выходе 12 Вольт. Известна мощность потребления – 2 Вт. Как рассчитать ампераж, показано на примере:

К сведению. Для удобства на практике применяют дробные и кратные величины. В данном примере – 167 мА (миллиампер).

Как узнать напряжение, зная силу тока

Выше показано, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение. Эту же формулу используют для обратного действия. Если сила тока равна 200 мА, при мощности 2 Вт в точках измерения, прибор покажет следующее напряжение:

U = P/I = 2/0,2 = 10 V.

Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение

Результат можно вычислить с помощью следующего примера:

P = I*U = 0,2 * 10 = 2 Вт.

В левой части рисунка приведена формула для расчета механической мощности:

  • А – полезная работа в Джоулях;
  • t – временной период, за который выполнена эта операция.

Как определить мощность цепи, имея тестер сопротивления

В реальных условиях существенное влияние оказывает электрическое сопротивление проводника. Выбрав соответствующий режим, можно узнать действительное значение с помощью мультитестера. Переключатель устанавливают в положение, которое соответствует определенному диапазону. Переходят от больших значений к малым до появления индикации на экране.

При R=20 Ом, зная силу тока I= 200 мА, мощность вычисляют по следующей формуле:

P = I2*R = 0,04*20 = 0,8 Вт.

При необходимости уточняют напряжение:

U = I*R = 0,2*20 = 4 V.

Формула расчета сечения провода

Площадь сечения цилиндрического проводника вычисляют по стандартной геометрической формуле подсчета:

где:

К сведению. Для измерения провода используют микрометр или штангенциркуль.

При отсутствии специализированных инструментов узнавать размер можно с применением подручных средств. Взяв карандаш или другую подходящую основу с одинаковой шириной по продольной оси, наматывают последовательно провод. Приложив конструкцию к линейке, уточняют длину. Делением на количество витков получают диаметр проводника. Далее пользуются рассмотренной выше формулой.

Таблица ватт ампер для выбора сечения проводников по максимальному току (суммарной мощности потребления)

Площадь сечения, мм кв.Материал проводника
АлюминийМедь
Напряжение 220 VНапряжение 380 VНапряжение 220 VНапряжение 380 V
Ток (I), АМощность потребления (P), киловатт за часIPIPIP
2,5204,41912,5275,92516,5
4286,12315,1388,33019,8
6367,93019,84610,14026,4
1050113925,77015,45033
166013,25536,38518,77549,5

Расчет тока по мощности и напряжению

Основные формулы не только показывают, как посчитать амперы. Они демонстрируют зависимость тока от напряжения, мощности, сопротивления:

При большой длине проводника существенно возрастает влияние потерь, которые определяются особенностями определенного материала. Часть энергии используется впустую на обогрев окружающего пространства. Приходится делать коррекции для устойчивого питания конкретной нагрузки.

Для учета этого фактора делают уточненный расчет сопротивления:

где:

  • p – удельный коэффициент (0,03 – алюминий, 0,0175 – медь);
  • L – длина линии.

Вычисляют процентное отношение потерь по напряжению в идеальных условиях и с учетом удельного сопротивления определенного материала. Если полученное значение более 5%, выбирают кабельную продукцию с большим сечением из серийной номенклатуры.

Важно! При расчете умножают длину на два, чтобы учесть потери во всей цепи питания (от источника до подключенного оборудования и обратно).

Для чего нужен расчет тока

Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Такие потребители смещают вектор тока на 90° вперед (назад) по отношению к напряжению при емкостных (индуктивных) характеристиках, соответственно.

Расчет тока для однофазной сети

Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений. Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла.

Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно. Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу.

Расчет тока для трехфазной сети

Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. В представлении векторами на комплексной плоскости будет виден фазовый сдвиг на 120°.

Рисунки демонстрируют напряжения 220 V в каждой фазе и линейное значение 380 V. Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике (I0), который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок.

Как рассчитать мощность тока

Для коррекции индуктивных (емкостных) составляющих применяют расширенную формулу расчета:

При отсутствии таких нагрузок принимают дополнительный множитель равным единице.

Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат (предохранитель) с учетом параметров подключенного оборудования.

Зависимость тока от мощности потребления

Номинальный ток защитного устройства, АМощность потребления (кВт) для сети
Одна фазаТри фазы
20,41,3
61,33,9
163,510,5
255,516,4

Как пересчитать ватты в амперы

Для подключения электродвигателя нужно взять значение cos ϕ из сопроводительной документации. Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:

Единица измерения

Сила тока, в соответствии с международной системой стандартов (СИ), измеряется в амперах. Одна единица равна единичному заряду (кулону), который прошел за секунду через проводник.

Амперметр

Сколько в действительности будет потреблять определенная техника, можно выяснить с помощью специализированного прибора. Амперметр подключают в разрыв цепи. Если надо измерить 100 Ампер, иную большую величину, применяют шунт или бесконтактные модификации.

Видео

Расчет электрического тока по мощности: формулы, 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:

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.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

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;
  • 50 А – 10 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;
  • утюг (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.

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.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector