Konverzia ampérov na watty: pravidlá a praktické príklady prevodu napäťových a prúdových jednotiek

Majitelia súkromných domov, bytov, chát alebo malých technických miestností napojených na elektrinu často potrebujú prevádzať ampéry na watty alebo riešiť inverzný problém. Na uskutočnenie prevodov jednotiek, ktoré určujú charakteristiky súčasných, sa používajú známe vzorce, ktoré vychádzajú z Ohmovho zákona.

Budeme hovoriť o tom, ako správne preložiť fyzické jednotky. Okrem toho článok, ktorý sme uviedli, poskytuje metódy na určenie prevádzkového výkonu a počiatočných prúdov domácich spotrebičov. Analyzujú sa nuansy výpočtu prierezu komponentov elektroinštalácie.

Určenie výkonu pripojených zariadení

Aby bolo možné vypočítať hodnotu maximálneho možného výkonu v obvodovej časti, je potrebné zosumarizovať výkon všetkých pripojených zariadení. Ale nie všetko je také jednoduché: mnohé z týchto zariadení sú zložité elektrodynamické systémy, takže musíte správne určiť ich parametre.

Aktívne a plne výkonné komponenty

Aktívny (alebo spotrebovaný) výkon zariadenia (P) určuje neodvolateľnú stratu elektriny počas jej prevádzky. Je to tento ukazovateľ, že elektromer počíta, a preto ovplyvňuje množstvo zdrojov (peňazí) vynaložených počas prevádzky zariadenia.

Aktívna zložka vo wattoch je určená pre všetkých spotrebiteľov elektrickej energie. Existuje však ďalší ukazovateľ - účinník (cos (F)), ktoré nájdete v technickej dokumentácii, ako aj na osobitných štítkoch alebo štítkoch s hlavnými parametrami.

Vďaka tomu môžete vypočítať celkový výkon (S) pomôcky podľa tohto vzorca:

S = P / cos (f)

Fyzický význam týchto veličín možno opísať takto: prúd s plným výkonom prechádza zo zdroja (transformátora) do elektrického zariadenia, ktoré prevádza svoju aktívnu zložku, a vracia zvyšné (reaktívne) späť do siete. Zaťaženie komponentov obvodu (vedenie a prerušovače obvodu) sa preto musí presne vypočítať s ohľadom na plný výkon.

Plný výkon môžete vypočítať podľa údajov, ktoré sú uvedené v technickom liste zariadenia alebo na typovom štítku elektromotora.

Pre väčšinu domácich spotrebičov je koeficient jednota, takže aktívny a plný výkon sú rovnaké. Ak však spotrebiteľ má kondenzátory (kapacity) alebo induktor, vyskytne sa reaktívna zložka.

Musíte venovať pozornosť nasledujúcim typom zariadení:

• chladničky;
• práčky;
• Klimatizačné zariadenia;
• čerpadlá;
• indukčné pece a kachle;
• žiarivky;
• Televízory
• počítače a iné vybavenie s elektronickou náplňou.

Tiež často elektrický systém súkromných domov alebo ekonomické zariadenia spájajú obrábacie stroje s elektromotormi, strojmi na zváranie elektrickým oblúkom a inými zariadeniami, ktorých celkový výkon je výrazne vyšší ako spotrebovaný. Preto sa pred pripojením k sieti musíte dôkladne oboznámiť s technickými charakteristikami týchto zariadení.

Spínacie prúdy kompresorov a motorov

Ak sú domáce spotrebiče vybavené elektrickým motorom, kompresorom, žiarovkou alebo transformátorom pri vstupe do napájacieho zdroja, potom na začiatku jeho činnosti nastanú na krátky čas štartovacie prúdy (ja_n). Ich hodnota môže niekoľkokrát prekročiť nominálne hodnoty (ja_n) uvedené v pase zariadenia.

Tieto hodnoty súvisia s nasledujúcim vzorcom:

ja_n = k * I_n

tu k - koeficient multiplicity počiatočného prúdu.

Dokumentácia pre elektrické motory obsahuje všetky údaje potrebné na výpočet rozbehového prúdu vrátane koeficientu multiplicity (posledný stĺpec).

Index multiplicity prekračuje hodnotu „2“ v nasledujúcich bežných domácich spotrebičoch:

• ponorné čerpadlo;
• chladnička a mraznička;
• výkonný vysávač;
• práčka;
• rozdelený systém;
• mikrovlnná rúra;
• neónové osvetlenie;
• niektoré druhy elektrického náradia (vŕtačka, perforátor, kompresor).

Výpočet celkového výkonu v prítomnosti takýchto zariadení v obvode sa musí vykonať so zreteľom na ich počiatočné prúdy. Pretože čas zvýšenej spotreby energie je malý a synchrónne začlenenie nie je pravdepodobné, stačí vziať jedno, najúčinnejšie zariadenie vzhľadom na počiatočné prúdy.

Parametre prúdu a zapojenia

Na určenie požadovaného prierezu vodičov a ističe previesť celkový počet wattov na ampéry a získať hodnotu maximálneho trvalého prúdu.

Korelácia prierezu vodičov a maximálnej prúdovej sily prijateľnej na zapojenie sa vykonáva pomocou tabuliek poskytnutých výrobcami káblov. V závislosti od výrobcu sa hlavné ukazovatele môžu mierne líšiť, ale zároveň musia vždy zodpovedať súčasným GOST 31996-2012.

Príklad tabuľky zhody prierezu vodivých vodičov a maximálneho povoleného trvalého prúdu v závislosti od spôsobu zapojenia

Niekedy si vyberú káble nie s minimálnym prijateľným prierezom, ale s mierne väčším prierezom. Je to opodstatnené, pretože rezervná šírka pásma umožňuje pripojenie nových elektrických spotrebičov bez drahej demontáže starých a ukladania nových káblov.

Nastavené parametre na elektrický panel ističe sú vybrané tak, aby bolo zaručené, že budú pracovať pri vypínaní, ak prúdová sila prekročí hodnotu stanovenú ako maximálna povolená hodnota pre položené káble.

Menovitý prúd stroja (ja_n) sa vypočítavajú podľa prúdu prijateľného pre kábel (ja_p) podľa nasledujúceho vzorca:

ja_n <= I_p / 1.45

Zvyčajne sa vyberie automatický stroj s maximálnou hodnotou medzi povolenými nominálnymi hodnotami, aby sa minimalizovala pravdepodobnosť odpojenia pri silnom, ale stále prípustnom zaťažení obvodu.

Vzťah základných elektrických veličín

Napájanie a prúd môžu byť pripojené prostredníctvom napätia (U) alebo odpor obvodu (R). V praxi však platí vzorec P = I² * R je ťažké, pretože je ťažké presne vypočítať odpor v reálnej oblasti.

Jedno a trojfázové pripojenie

Väčšina elektrických vedení pre použitie v domácnosti je jednofázová.

V tomto prípade je prepočet celkového výkonu (S) a striedavý prúd (ja) použitie známeho napätia nastáva podľa nasledujúcich vzorcov vyplývajúcich z Ohmovho klasického zákona:

S = U * I

I = S / U

V súčasnosti sa rozšírila prax zavádzania trojfázovej siete do obytných, domácich a malých priemyselných zariadení. Je to odôvodnené pozíciou minimalizovania nákladov na káble a transformátory, ktoré znáša spoločnosť dodávajúca elektrinu.

Pri sčítaní trojfázovej siete je nainštalovaný vstupný trojpólový istič (vľavo hore), trojfázový merač (vpravo hore) a pre každý vybraný obvod - bežné jednopólové zariadenia (vľavo dole).

Prierez vodivých vodičov a menovitý výkon pri použití trojfázových spotrebičov je tiež určený prúdovou silou, ktorá sa vypočíta takto:

ja_l = S / (1,73 * U_l)

Tu je index “l„Znamená lineárnu povahu množstiev.

Pri plánovaní a následnej implementácii vnútorné zapojenie je lepšie izolovať trojfázové spotrebiče v samostatných obvodoch. Zariadenia pracujúce od normy 220 V sa snažia viac alebo menej rovnomerne rozptýliť vo fázach, aby nedošlo k významnému skresleniu energie.

Niekedy umožňujú zmiešané pripojenie zariadení pracujúcich tak z jednej, ako aj z troch fáz. Táto situácia nie je najjednoduchšia, preto je lepšie zvážiť konkrétny príklad.

Do okruhu nechajte zahrnúť trojfázovú indukčnú pec s aktívnym výkonom 7,0 kW a účinníkom 0,9. Mikrovlnná rúra s výkonom 0,8 kW je pripojená na fázu „A“ s koeficientom „2“ násobku nábehového prúdu a na fázu „B“ - rýchlovarnú kanvicu 2,2 kW. V tejto časti je potrebné vypočítať parametre napájania.

Schéma pripojenia zariadení k sieti. Pri tejto konfigurácii je vždy nainštalovaný trojfázový istič. Je zakázané používať na ochranu niekoľko jednofázových strojov

Určujeme celkový výkon všetkých zariadení:

S_ja = P_ja / cos (f) = 7000 / 0,9 = 7800 V * A;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 V * A;

S_s = P_C = 2200 V * A.

Určite aktuálnu pevnosť každého zariadenia:

ja_ja = S_ja / (1,73 * U_l) = 7800 / (1,73 x 380) = 11,9 A;

ja_m = S_m / U_F = 1600/220 = 7,2 A;

ja_C = S_C / U_F = 2200/220 = 10 A.

Súčasnú silu určujeme vo fázach:

ja = I_ja + I_m = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

ja^B = I_ja + I_C = 11,9 + 10 = 21,9 A;

ja^C = I_ja = 11,9 A.

Maximálny prúd so všetkými zapnutými elektrickými zariadeniami prechádza fázou „B“ a bude sa rovnať 21,9 A. Dostatočnou kombináciou pre bezproblémovú prevádzku všetkých zariadení v tomto obvode je sekcia medených vodičov 4,0 mm.² a istič na 20 alebo 25 A.

Typické napätie v domácnosti

Pretože výkon a sila prúdu sú pripojené prostredníctvom napätia, je potrebné túto hodnotu presne určiť. Pred zavedením GOST 29322-2014 od októbra 2015 bola hodnota pre obyčajnú sieť 220 V a pre trojfázovú sieť 380 V.

Podľa nového dokumentu sú tieto ukazovatele uvedené do súladu s európskymi požiadavkami - 230/400 V, ale väčšina domácich napájacích systémov funguje stále podľa starých parametrov.

Skutočnú hodnotu napätia môžete získať pomocou voltmetra. Ak sú čísla oveľa menšie ako referenčná hodnota, musíte pripojiť vstupný stabilizátor

Odchýlka 5% skutočnej hodnoty od referenčnej hodnoty je prijateľná pre akékoľvek obdobie a 10% - nie viac ako jednu hodinu. Pri znižovaní napätia niektorí spotrebitelia, napríklad rýchlovarná kanvica, žiarovka alebo mikrovlnná rúra, strata energie.

Ak je však zariadenie vybavené integrovaným stabilizátorom (napríklad plynový kotol) alebo má samostatný zdroj spínaného napájania, spotreba energie zostane konštantná.

V tomto prípade, vzhľadom na to, že I = S / U, pokles napätia zvýši silu prúdu. Z tohto dôvodu sa neodporúča zvoliť prierez káblových vodičov „od jedného konca k druhému“ k maximálnym konštrukčným hodnotám, je však žiaduce mať rezervu 15 - 20%.

Užitočné video na túto tému

Meranie prúdu multimetrom a následný výpočet výkonu:

Elektronické zariadenie na určovanie napätia, prúdu a automatického výpočtu výkonu:

Určenie intenzity prúdu, znalosť sieťového napätia a celkového výkonu zariadení v obvode je celkom jednoduché. Obtiažnosť spočíva v meraní alebo výpočte počiatočných parametrov.

Ak existujú pochybnosti o správnosti nájdeného riešenia, je lepšie obrátiť sa na elektrikárov, pretože chyby vo výpočtoch môžu viesť k vážnym problémom.

Chcete sa podeliť o svoje vlastné skúsenosti s konverziou ampér na watty? Existuje vo vašom arzenáli originálna metóda, ktorá môže byť užitočná pre návštevníkov stránok? Do nižšie uvedeného bloku napíšte komentáre, uverejnite fotku a položte otázky týkajúce sa témy článku.