Как определить мощность сети?

Выделенная мощность электроэнергии на дом

Чтобы правильно подобрать стабилизатор напряжения для обеспечения защиты от нестабильного сетевого напряжения всего объема бытовых потребителей, владельцу частного дома важно знать, какая мощность электроэнергии или сколько киловатт выделено на его частное жилье.

В нашей статье мы рассмотрим основные способы определения выделенной мощности и разберем, как исходя из этого подобрать модель стабилизатора напряжения от ГК «Штиль».

Содержание

  • Что такое выделенная мощность электроэнергии?
  • Выделенная мощность и вводной автомат
  • Как определить, какая выделенная мощность электроэнергии в вашем доме?
  • 1) Посмотреть номинал вводного автомата
  • 2) Обратиться к эксплуатирующей организации
  • 3) Изучить договор энергоснабжения
  • Расчет суммарной потребляемой мощности нагрузки в доме
  • Подбор модели стабилизатора напряжения «Штиль» для защиты дома
  • Подбор по номиналу вводного автомата
  • Подбор в зависимости от суммарной мощности нагрузки
  • Помощь в выборе стабилизатора напряжения

    Что такое выделенная мощность электроэнергии?

    Выделенная мощность (или разрешенная мощность) представляет собой максимально допустимую единовременную нагрузку в кВт на сеть потребителя (квартиру, частный дом или коттедж), которую нельзя превышать.

    Правила подключения к электросети частных домов и квартир изложены в СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» и РМ-2696-01 «Временная инструкция по расчету электрических нагрузок жилых зданий». Согласно этим документам, на каждую квартиру или частный дом должно выделяться от 5 до 7 кВт, если установлена газовая плита, и от 8 до 11 кВт с установленной электроплитой. Кроме того, выделенная мощность должна прописываться в договоре на электроснабжение.

    Для сравнения, во времена СССР в квартирах, как правило, установленная норма электроэнергии составляла всего 1,5-3 кВт, но рост числа бытовых электроприборов и их потребляемой мощности постепенно требовал увеличивать данный параметр.

    На частные дома и дачи, расположенные в садоводческих, огороднических и дачных некоммерческих товариществах, как правило, выделяется электроэнергия в пределах присоединенной мощности, указанной в акте технологического присоединения, что составляет не более 15 кВт в трёхфазной сети (по 5 кВт на каждую фазу) или не более 5,5 кВт в однофазной сети. Данная норма установлена Постановлением Правительства РФ№334 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам совершенствования порядка технологического присоединения потребителей к электрическим сетям».

    Выделенная мощность и вводной автомат

    В соответствии со значением выделенной мощности в электрощите, куда поступает внешний силовой кабель электросети, устанавливается соответствующий вводной автомат (или автоматический выключатель), который размещается сразу после электросчетчика.

    Устройство представляет собой коробку с выключателем, предназначенную для защиты всей электропроводки дома от перегрузки и токов короткого замыкания, а также общего отключения его электропитания от внешней линии. Как правило, после вводного автомата, ставятся дополнительные автоматические выключатели на различные виды нагрузок.

    Вводные автоматы могут быть однополюсными, двухполюсными (используются в однофазных электросетях) и трёхполюсными (применяются в трёхфазной сети и позволяют отключать каждую фазу). Например, при разрешенной мощности 5,5 кВт в электрощите будет установлен вводной автомат на 25 А (С25). В интернете можно легко найти таблицы, в которых указана разрешенная мощность каждой модели автоматического выключателя.

    Как определить, какая выделенная мощность электроэнергии в вашем доме?

    Существует несколько способов определения точной выделенной мощности, которую имеет частный дом или дачный участок.

    1) Посмотреть номинал вводного автомата

    Проще всего определить выделенную мощность электроэнергии на дом по значению рабочего тока, на который рассчитан вводной автомат, установленный в электрощите. Для этого потребуется выполнить простой расчет. Например, на корпусе вводного автомата указан рабочий ток в значении 32 А. Необходимо воспользоваться следующей формулой: P макс = U x I, где:

    • U – номинальное напряжение сети (220 или 230 В – будет зависеть от того, какое сетевое напряжение подается в дом);
    • I – показатель рабочего тока вводного автомата в амперах.

    Проблема данного способа заключается в том, что номинал вводного автомата не всегда совпадает с официальной выделенной мощностью.

    Например, такое встречается, когда была выполнена модернизация внешней линии с увеличением ее мощности, а также если электропроводка давно не менялась или её монтаж выполнен некачественно.

    Если выделенная мощность электроэнергии значительно превышает возможности вводного автомата, то будет целесообразно его заменить и привести в соответствие всю электропроводку в доме.

    2) Обратиться к эксплуатирующей организации

    Выделенную мощность на дом также можно узнать в договоре на электроснабжение. Если он отсутствует, то необходимо обратиться к эксплуатирующей организации, которая должна выдать справку о фактическом электропотреблении и установленной мощности. В Москве и Московской области этим занимается ОАО «Мосэнергосбыт». Компания предоставляет услугу платно, ее стоимость составляет в среднем 2 тысячи рублей.

    Если частный дом обслуживает управляющая компания, то именно она обязана выдать собственнику справку о выделенной мощности или разрешение на подключение к электросетям дома и акт разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности.

    В СНТ данными по выделенной мощности на каждый участок владеет председатель товарищества, который об этом должен проинформировать его пользователей.

    3) Изучить договор энергоснабжения

    Узнать выделенную мощность можно в договоре на энергоснабжение индивидуального жилого дома (домовладения) между ОАО «Мосэнергосбыт» и собственником. Информация об этом обычно указывается в разделе «Предмет договора» со следующей формулировкой: максимальная мощность домовладения определяется исходя из параметров технологического присоединения энергопринимающих устройств абонента к электрическим сетям и составляет 5 кВт.

    Расчет суммарной потребляемой мощности нагрузки в доме

    Расчет суммарной потребляемой нагрузкой мощности необходим, чтобы выяснить, достаточно ли будет мощности для обеспечения электроэнергией имеющихся электроприборов и подключение новых потребителей в будущем.

    Потребляемая всей нагрузкой мощность рассчитывается как сумма потребляемой мощности всех приборов, включенных единовременно. Для этого требуется узнать максимальную активную мощность каждого потребителя с учетом его пусковых токов. Она указывается на «шильдике» или в техпаспорте устройства и измеряется в Вт.

    Также можно встретить обозначение потребляемой мощности в вольт-амперах (ВА). Но это не одно и то же значение. В ваттах измеряется активная мощность (обозначается буквой «Р»), в вольт-амперах – полная (обозначается буквой «S»). Для расчета максимальной нагрузки потребуется именно значение в Вт. Для перевода ВА в Вт необходимо воспользоваться онлайн-калькулятором или формулой: Р = S х сos(φ), где сos(φ) – коэффициент мощности (если он неизвестен, то обычно берут среднее значение, которое равно 0,8).

    После расчета суммарной потребляемой мощности нагрузки требуется добавить резерв, учитывающий возможное увеличение количества потребителей в будущем. Как правило, добавляется еще 20-30 % от величины максимальной нагрузки.

    Подбор модели стабилизатора напряжения «Штиль» для защиты дома

    Итак, имея данные по выделенной мощности, можно легко подобрать подходящую модель стабилизатора напряжения для защиты всей электросистемы в доме.

    При выборе модели стабилизатора для централизованного подключения электроприборов необходимо обращать внимание на его технические возможности. Например, важно, чтобы прибор имел клеммные колодки, через которые он будет легко подключаться к электросети.

    Стоит учитывать и конструктивное исполнение. Если стабилизатор будет устанавливаться рядом с электрощитом, то он должен иметь возможность настенного крепления. Уровень шума важен при установке прибора в жилом помещении.

    Подбор по номиналу вводного автомата

    Стабилизатор для однофазной сети

    Например, в дом проведена сеть 220 В с разрешенной выходной мощностью 5,5 кВт с установленным вводным автоматом на 25 А. В данном случае отлично подойдут модели стабилизаторов напряжения IS7000 настенного исполнения с выходной мощностью 7000 ВА/ 5000 Вт или IS1106RT для напольной или стоечной установки с выходной мощностью 6 кВА/ 5,4 кВт.

    Стабилизатор для трехфазной сети

    Другой пример. В частный дом проведена трёхфазная сеть 380 В на 15 кВт. При этом на каждую фазу приходится по 5 кВт. Соответственно, в электрощите установлено три однофазных автоматических выключателя на 25 А. В этом случае есть несколько вариантов обеспечить защиту всей электросистемы дома.

    Вариант Описание
    1) Установка однофазного стабилизатора на каждую питающую фазу Если в доме имеются только однофазные потребители, то самым удобным и функциональным вариантом обеспечения защиты будет установка по одному стабилизатору напряжения на каждую фазу. Для нашего случая также подойдут вышеуказанные стабилизаторы IS7000 на 7 кВА/ 5 кВт или IS7000RT на 7 кВА/ 5,5 кВт.

    Подбор в зависимости от суммарной мощности нагрузки

    Также подобрать необходимую модель стабилизатора напряжения для централизованной защиты дома можно, отталкиваясь от суммарной потребляемой мощности нагрузки, которая в данный момент подключена или планируется в будущем.

    Например, в доме с сетью 220 В установлены следующие однофазные электроприборы, к которым необходимо подключить стабилизатор напряжения:

    Электроприбор Потребляемая мощность, в Вт
    Телевизор 200
    Освещение (внутреннее и уличное) 1500
    Бойлер 1500
    Холодильник 1500 (с учетом пусковых токов)
    Микроволновка 1500
    Суммарная мощность 6200

    К этой сумме обязательно нужно добавить 30-ти процентный запас (6200 х 1,3), так как при просадке сетевого напряжения будет снижаться выходная мощность стабилизатора, что может привести к его перегрузке и переходу в режим байпас. Поэтому требуемая выходная мощность стабилизатора составит не менее 8000 Вт.

    Если выбирать из линейки инверторных стабилизатор напряжения серии «ИнСтаб», то для этого примера хорошо подойдут однофазные модели:

    • IS10000 на 10 кВА/ 9 кВт для настенной установки;
    • IS10000RT на 10 кВА/ 9 кВт для напольного или стоечного размещения.

    Помощь в выборе стабилизатора напряжения

    В официальном интернет-магазине ГК «Штиль» представлены модели инверторных стабилизаторов напряжения, предназначенные для надёжной защиты от нестабильного сетевого напряжения всей электросистемы вашего дома.

    Расчет Мощности по Току и Напряжению | Схема | Таблица

    Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

    Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

    Расчёт мощности по току и напряжению

    Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

    • Из этого значение зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
    • По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

    Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

    Однофазная сеть напряжением 220 вольт

    Формула силы тока I (A — амперы):

    Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

    U — напряжение электросети, В (вольт).

    В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (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

    На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

    Схема приборов при однофазном напряжении

    Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

    В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

    Сечение жилы провода, мм 2 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 и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

    Трёхфазная сеть напряжением 380 В

    В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:

    I = P /1,73 U

    P — потребляемая мощность в ватах;

    U — напряжение сети в вольтах.

    В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:

    I = P /657, 4

    Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.

    В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.

    Сечение жилы провода, мм 2 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 дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

    • электродвигатели;
    • индукционные печи;
    • дроссели приборов освещения;
    • сварочные трансформаторы.

    Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

    При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

    Что такое мощность электрического тока и как ее рассчитать

    Мощность электрического тока является величиной, которая характеризует его свойства. Она определяется силой тока и напряжением. Единицей измерения является Ватт, в честь первооткрывателя этой величины. Обозначается она буквами Вт, в английском языке буквой W. В формулах эта характеристика имеет другое условное обозначение – латинская буква Р. Измеряется мощность тока ваттметром. Найти мощности нужно умножив силу тока на напряжение, то есть амперы на вольты получаем Ватты.

    В статье будет рассказано подробно, о том, что такое мощность, как ее можно определить, от чего зависит и на что влияет. В качестве дополнения, материал содержит несколько видеоматериалов и один скачиваемый файл с подробным описанием этой характеристики.

    Что такое мощность в электричестве

    Механическая мощность как физическая величина равна отношению выполненной работы к некоторому промежутку времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, то и мощность допустимо представить как скорость преобразования энергий. Разобрав составляющие механической мощности, рассмотрим из чего складывается электрическая. Напряжение — выполняемая работа по перемещению одного кулона электрического заряда, а ток — количество проходящих кулонов за одну секунду. Произведение напряжения на ток показывает полный объем работы, выполненной за одну секунду.

    Мощность электрического тока – количественная мера тока, характеризующая его энергетические свойства. Определяется основными параметрами – силой тока и напряжением. Измеряется мощность электрического тока прибором, который называется Ваттметр. Единица измерения — Ватт (Вт).

    Проанализировав полученную формулу, можно заключить, что силовой показатель зависит одинаково от тока и напряжения. То есть, одно и тоже значение возможно получить при низком напряжении и большом тока, или при высоком напряжении и низком токе. Пользуясь зависимостью мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электричество на большие расстояния путем преобразования энергии на понижающих и повышающих трансформаторных подстанциях.

    Наука подразделяет электрическую мощность на:

    • активную. Подразумевает преобразование мощности в тепловую, механическую и другие виды энергии. Показатель выражают в Ваттах и вычисляют по формуле U*I;
    • реактивную. Эта величина характеризует электрические нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается как вольт-ампер реактивный и представляет собой произведение напряжения на силу тука и угол сдвига.

    Для простоты понимания смысла активной и реактивной мощности, обратимся к нагревательному оборудованию, где электрическая энергия преобразуется в тепловую.

    Как измерить мощность

    Знать силовые характеристики бытового оборудования необходимо всегда. Это требуется для расчета сечения проводки, учета расхода электроэнергии или электрификации дома. До начала монтажных работ такую информацию можно получить только путем сложения показателей мощности каждого отдельного устройства, добавив 10% запаса.

    Определить потребляемую нагрузку дома поможет счетчик. Прибор показывает сколько киловатт было потрачено за один час работы оборудования. И для того чтобы убедиться в правильности показаний, владелец квартиры может проверить точность устройства с помощью электронных средств измерения. Сюда относится амперметр, вольтметр или мультиметр.

    Мощность электрического тока расчет и формулы

    Для вычисления мощности тока в ваттах, силу тока в амперах умножаем на напряжение в вольтах. Обозначить мощность электрического тока латинским символом P, то приведенное выше правило можно записать в виде математической формулы P = I × U (1).

    Воспользуемся этой формулой на практике. Необходимо вычислить, какая мощность электрического тока требуется для накала нити лампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА. Р= 0,075 А × 4 В = 0,3 Вт Мощность электрического тока можно определить и другим способом. Например, нам известны сила тока и сопротивление цепи, а напряжение величина неизвестная, тогда мы воспользуемся соотношением из закона Ома: U=I × R Подставим правую часть формулы (1) IR вместо напряжения U. P = I× U = I×IR или Р = I2×R.

    Рассмотрим пример расчета: какая мощность теряется в реостате сопротивлением в 5 Ом, если через него идет ток, силой 0,5 А. Пользуясь формулой (2), вычислим:. P= I2 × R = 0,52×5 =0,25×5 = 1,25 Вт. Кроме того, мощность электрического тока можно рассчитать если известны напряжение и сопротивление, а сила тока величина неизвестна.

    Для этого вместо силы тока I в формулу подставляется отношение U/R и тогда формула приобретает следующий вид: Р = I × U=U2/R (3) Разберем очередной практический пример с использованием этой формулы, при 2,5 вольта падения напряжения на реостате сопротивлением в 5 Ом поглощаемая реостатом мощность будет определяться: Р = U2/R=(2,5)2/5=1,25 Вт; Выводы: Для нахождения мощности необходимо знать любые две из величин, из закона Ома. Мощность электрического тока равна работе тока, производимой в течение времени. P = A/t

    Работа электрического тока

    Проходя по цепи, ток совершает работу. Как например, водный поток направить течь, на лопасти генератора, то пон будет совершать работу, вращая лопасти. Так же и ток совершает работу, двигаясь по проводнику. И эта работа тем выше, чем больше величина сила тока и напряжения. Работа электрического тока, совершаемая на участке цепи, прямо пропорциональна силе тока, напряжению и времени действия тока. Работа электрического тока обозначается латинским символом A. Так как, произведение I×U есть мощность, то формулу работы электрического тока можно записать: A = P×t

    Единицей измерения работы электрического тока, является ватт в секундах или в джоулях. Поэтому, если мы хотим вычислить, какую работу осуществил ток, идя по цепи в течение временного интервала, мы должны умножить мощность на время Рассмотрим практический пример, через реостат с сопротивлением 5 Ом идет ток силой 0,5 А. Нужно вычислить, какую работу совершит ток в течение четырех часов. Работа в течение одной секунды будет: P=I2R = 0,52×5= 0,25×5 =1,25 Вт,

    Тогда за 4 часа t=14400 секунд. Следовательно: А = Р×t= 1,25×14 400= 18 000 вт-сек. Ватт-секунда или один джоуль считаетсяя слишком малой велечиной для измерения работы. Поэтому на практике применяют единицу, называемую ватт-час (втч). Один ватт-час это эквивалентно 3 600 Дж. В электротехнике используются и еще большие единицы, гектоваттчас (гвтч) и киловаттчас (квтч): 1 квтч =10 гвтч =1000 втч = 3600000 Дж, 1 гвтч =100 втч = 360 000 Дж, 1 втч = 3 600 Дж.

    Как рассчитать сопротивление и мощность

    Допустим, требуется подобрать токоограничивающий резистор для блока питания схемы освещения. Нам известно напряжение питания бортовой сети «U», равное 24 вольта и ток потребления «I» в 0,5 ампера, который нельзя превышать. По выражению (9) закона Ома вычислим сопротивление «R». R=24/0,5=48 Ом. На первый взгляд номинал резистора определен. Однако, этого недостаточно. Для надежной работы семы требуется выполнить расчет мощности по току потребления.

    Согласно действию закона Джоуля — Ленца активная мощность «Р» прямо пропорционально зависит от тока «I», проходящего через проводник, и приложенного напряжения «U». Эта взаимосвязь описана формулой Р=24х0,5=12 Вт.

    Проведенный расчет мощности резистора по току его потребления показывает, что в выбираемой схеме надо использовать сопротивление величиной 48 Ом и 12 Вт. Резистор меньшей мощности не выдержит приложенных нагрузок, будет греться и со временем сгорит. Этим примером показана зависимость того, как на мощность потребителя влияют ток нагрузки и напряжение в сети.

    Мощность тока

    Разобравшись с понятием механической мощности, перейдём к рассмотрению электрической мощности (мощность электрического тока). Как Вы должны знать U — это работа, выполняемая при перемещении одного кулона, а ток I — количество кулонов, проходящих за 1 сек. Поэтому произведение тока на напряжение показывает полную работу, выполненную за 1 сек, то есть электрическую мощность или мощность электрического тока.

    Активная электрическая мощность (это мощность, которая безвозвратно преобразуется в другие виды энергии — тепловую, световую, механическую и т.д.) имеет свою единицу измерения — Вт (Ватт). Она равна произведению 1 вольта на 1 ампер. В быту и на производстве мощность удобней измерять в кВт (киловаттах, 1 кВт = 1000 Вт). На электростанциях уже используются более крупные единицы — мВт (мегаватты, 1 мВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт).

    Реактивная электрическая мощность — это величина, которая характеризует такой вид электрической нагрузки, что создаются в устройствах (электрооборудовании) колебаниями энергии (индуктивного и емкостного характера) электромагнитного поля. Для обычного переменного тока она равна произведению рабочего тока I и падению напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = U*I*sin(угла). Реактивная мощность имеет свою единицу измерения под названием ВАр (вольт-ампер реактивный). Обозначается буквой «Q».

    Простым языком активную и реактивную электрическую мощность на примере можно выразить так: у нас имеется электротехническое устройство, которое имеет нагревательные тэны и электродвигатель. Тэны, как правило, сделаны из материала с высоким сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали тэна, электрическая энергия полностью преобразуется в тепло. Такой пример характерен активной электрической мощности.

    Электродвигатель этого устройства внутри имеет медную обмотку. Она представляет собой индуктивность. А как мы знаем, индуктивность обладает эффектом самоиндукции, а это способствует частичному возврату электроэнергии обратно в сеть. Эта энергия имеет некоторое смещение в значениях тока и напряжения, что вызывает негативное влияние на электросеть (дополнительно перегружая её).

    Похожими способностями обладает и ёмкость (конденсаторы). Она способна накапливать заряд и отдавать его обратно. Разница ёмкости от индуктивности заключается в противоположном смещении значений тока и напряжения относительно друг друга. Такая энергия ёмкости и индуктивности (смещённая по фазе относительно значения питающей электросети) и будет, по сути, являться реактивной электрической мощностью.

    Более подробно о свойствах реактивной мощности мы поговорим в соответствующей статье, а в завершении этой темы хотелось сказать о взаимном влиянии индуктивности и ёмкости. Поскольку и индуктивность, и ёмкость обладают способностью к сдвигу фазы, но при этом каждая из них делает это с противоположным эффектом, то такое свойство используют для компенсации реактивной мощности (повышение эффективности электроснабжения). На этом и завершу тему, электрическая мощность, мощность электрического тока.

    Формула мощности электрического тока — как правильно рассчитать

    Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.

    1. Что такое мощность (Р) электротока
    2. Что влияет на мощность тока
    3. Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении
    4. По какой формуле вычисляется
    5. Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока
    6. Однофазные нагрузки
    7. Расчет в трехфазной сети
    8. Средняя P в активной нагрузке
    9. Подбор номинала автоматического выключателя
    10. Видео о законах электротехники

    Что такое мощность (Р) электротока

    Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.

    Что влияет на мощность тока

    На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

    Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

    Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:

    • Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
    • Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
    • S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
    • U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
    • I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
    • R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.

    Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.

    Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.

    По какой формуле вычисляется

    Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

    Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.

    Расчет силы тока по мощности и напряжению:

    Измеряется в амперах.

    Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.

    Формула расчета мощности по току и напряжению:

    Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.

    Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:

    Однофазные нагрузки

    В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.

    В скалярном виде это будет выглядеть так:

    В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.

    S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).

    Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.

    Расчет в трехфазной сети

    Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.

    Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.

    При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.

    Эти два U связаны между собой соотношением:

    Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ

    Форма расчета S при соединении звездой:

    S = SA + SB + SC = 3 × U × I

    Р = 3 × Uф × Iф × cosφ

    Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

    При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ

    Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:

    Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:

    • S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
    • Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
    • Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

    Средняя P в активной нагрузке

    В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.

    При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.

    Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.

    Подбор номинала автоматического выключателя

    Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.

    При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.

    Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

    У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.

    Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.

    Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.

    Видео о законах электротехники

    Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.

    Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

    • Формула расчета мощности электрического тока
    • Подбираем номинал автоматического выключателя
    • Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети

    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.

    Электрическая мощность тока: как ее измерить и рассчитать

    Благосостояние и комфорт современного общества зависит всецело от высокотехнологичных гаджетов. Люди уже не представляют жизни без «умных» устройств. Микроэлектроника поглотила наш быт дома и на работе. Функционирует оборудование исключительно от электричества. Такие устройства обладают рядом преимуществ, как и недостатков — чувствительность к перепадам эл. напряжения.

    Если в офисе компании эту проблему способен устранить штат квалифицированных сотрудников, то дома часто приходится рассчитывать исключительно на собственные силы. Покупая новое оборудование в дом, необходимо учитывать технические характеристики устройства. Производитель указывает такую информацию для покупателей на шильдике, расположенном на задней стенке гаджета.

    Формула мощности представляет собой произведение силы тока на напряжение. Если знать этот параметр, то для пользователя складывается четкое представление, сколько электричество девайс будет потреблять и не вызовет ли проблем с электроснабжением.

    1. Что такое мощность в электричестве: просто о сложном
    2. Как рассчитать электрическую мощность в быту
    3. Как измерить электрическую мощность дома
    4. Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
    5. Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
    6. Как работает схема трехфазного электроснабжения
    7. Как узнать ток, зная мощность и напряжение
    8. Как узнать напряжение, зная силу тока
    9. Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение
    10. Интересная инфа по теме
    11. Заключение

    Что такое мощность в электричестве: просто о сложном

    Механическая мощность как физическая величина равна отношению выполненной работы к некоторому промежутку времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, то и мощность допустимо представить как скорость преобразования энергий.

    Разобрав составляющие механической мощности, рассмотрим из чего складывается электрическая. Напряжение — выполняемая работа по перемещению одного кулона электрического заряда, а ток — количество проходящих кулонов за одну секунду. Произведение напряжения на ток показывает полный объем работы, выполненной за одну секунду.

    Мощность электрического тока

    Проанализировав полученную формулу, можно заключить, что силовой показатель зависит одинаково от тока и напряжения. То есть, одно и тоже значение возможно получить при низком напряжении и большом тока, или при высоком напряжении и низком токе.

    Пользуясь зависимостью мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электричество на большие расстояния путем преобразования энергии на понижающих и повышающих трансформаторных подстанциях.

    Наука подразделяет электрическую мощность на:

    • активную. Подразумевает преобразование мощности в тепловую, механическую и другие виды энергии. Показатель выражают в Ваттах и вычисляют по формуле U*I;
    • реактивную. Эта величина характеризует электрические нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается как вольт-ампер реактивный и представляет собой произведение напряжения на силу тука и угол сдвига.

    Для простоты понимания смысла активной и реактивной мощности, обратимся к нагревательному оборудованию, где электрическая энергия преобразуется в тепловую.

    Как рассчитать электрическую мощность в быту

    Теоретическая электротехника рассматривает показатели как мгновенные величины, которые зафиксированы в некоторый временной отрезок. Если мгновенная мощность постоянной сети остается неизменной в любой точке цепи и во всех интервалах времени, то для переменной этот показатель будет всегда неодинаковым.

    Отсюда получим формулы для расчета мощности (P):

    • U*I;
    • I2*R;
    • U*I*cos(фи).

    В интернете сейчас есть онлайн-калькуляторы, которые сами посчитают и выдадут результат. Пользователю нужно лишь подставить значения характеристик, которые находятся на шильдике устройства.

    Как измерить электрическую мощность дома

    Знать силовые характеристики бытового оборудования необходимо всегда. Это требуется для расчета сечения проводки, учета расхода электроэнергии или электрофикации дома. До начала монтажных работ такую информацию можно получить только путем сложения показателей мощности каждого отдельного устройства, добавив 10% запаса.

    Определить потребляемую нагрузку дома поможет счетчик. Прибор показывает сколько киловатт было потрачено за один час работы оборудования. И для того чтобы убедиться в правильности показаний, владелец квартиры может проверить точность устройства с помощью электронных средств измерения. Сюда относится амперметр, вольтметр или мультиметр.

    Также существуют ваттметры и варметры, которые показывают результаты измерений в ваттах.

    Ваттметр

    Во время снятия показания включенной оставить только активную нагрузку как лампочки и нагреватели. Далее померить токовое напряжение. В конце сверить показания счетчика с полученным результатом вычислений.

    Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

    Потеря энергии в переменной цепи обусловлена наличием реактивного сопротивления, которое подразделяют на индуктивное и емкостное. В процессе работы оборудования часть энергии передается формируемым электрическим или магнитным полям.

    Это приводит к уменьшению полезной работы, потере электроэнергии и превышению силовых нагрузок устройств.

    Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания

    Выше уже была представлена формула для одной фазы: P=U*I*cos(фи).

    Отсюда следует, что в трехфазной сети показатель равен тройной мощности однофазной, соединенной в треугольник: P=3*U*I*cos(фи). На практике же инженеры пользуются формулой P=1,73*U*I*cos(фи).

    Как работает схема трехфазного электроснабжения

    Принцип работы трехфазной схемы электроснабжения заключается в одновременном задействовании четырех питающих кабелей, один из которых нулевой. Ток одинаковой частоты вырабатывается одним генератором и сдвинут по отношению друг к другу по времени на фазовый угол равный 120 градусам.

    Как узнать ток, зная мощность и напряжение

    Для вычисления тока электросети по мощности и напряжению используют формулы:

    • I=P/U – постоянный ток;
    • I=P/(U*cos(фи)) — однофазная сеть;
    • I=P/(1,73*U*cos(фи)) — трехфазная сеть.

    Для простоты расчетов значение фи принимают равной 0,95.

    Как узнать напряжение, зная силу тока

    Для расчета напряжения используют формулы:

    U=P/I – постоянный ток;

    U=P/(I*cos(фи)) — однофазная сеть;

    U=P/(1,73*I*cos(фи)) — трехфазная сеть.

    Из выражения видно, что напряжение прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально силе тока.

    Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение

    Силовую характеристику электроустановок рассчитывают по формуле:

    P=U*I — постоянный ток;

    P=U*I*cos(фи) – переменный ток однофазной сети.

    P=1,73*U*I*cos(фи) — трехфазная сеть.

    В статье приведены упрощенные формулы расчета активной мощности электросети, которые дают приблизительные результаты.

    Для получения точных результатов, необходимо учитывать также реактивное и обычное сопротивление, а также потери.

    Интересная инфа по теме

    Трехфазную схему электроснабжения используют в производстве. Суммарный вольтаж такой сети равен 380 В. Также такую проводку устанавливают на многоэтажные дома, а затем раздают по квартирам. Но есть один нюанс, который влияет на конечное напряжение в сети — соединение жилы под напряжение в результате дает 220 В. Трехфазная в отличие от однофазной не дает перекосы при подключении силового оборудования, так как нагрузка распределяется в щитке. Но для подведения трехфазной сети к частному дому требуется специальное разрешение, поэтому широко распространена схема с двумя жилами, одна их которых нулевая.

    Заключение

    Мощность электрического тока — один из важных параметров, который обязан знать каждый человек. Такая необходимость обусловлена безопасностью электросети (лимит на одновременное подключение нескольких приборов). Во время работы оборудования происходит нагрев не только внутренней схемы, но и проводки. Зная предельные возможности сети, всегда можно избежать неприятных ситуаций, связанных с ее перегревом и возможным коротким замыканием.

    Профильное образование: Троицкий аграрный техникум, специальность – электрик 3 разряда (1996 г.).
    IV группа допуска по электробезопасности.
    Электрик 4 разряда.
    Опыт работы – с 1996 года.
    Объекты работ: квартиры, дачи, бани, офисы и другие.
    Дополнительная информация: Ленинградская область (до 100 км от г. Санкт-Петербурга)

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: