Мощност формулата

  • Инструмент

При проектиране на електрическо оборудване и изчисляване на кабели и стартово и защитно оборудване е важно да се изчисли правилно мощността и тока на електрическото оборудване. Тази статия описва как да намерите тези опции.

Формули за изчисляване на електрическата мощност

Какво е власт

Когато електрическият нагревател или електрическият двигател са в действие, те генерират топлина или извършват механична работа, чиято единица за измерване е 1 джаул (J).

Една от основните характеристики на електрическото оборудване е мощността, която показва количеството топлина или работа, извършена за 1 секунда и се изразява във ватове (W):

В електротехниката 1W се освобождава, когато токът преминава през 1А при напрежение 1V:

Съгласно закона на Ом, мощта може да се намери, знаейки съпротивлението на натоварването и тока или напрежението:

  • P (W) е мощността на уреда;
  • I (A) е токът, преминаващ през устройството;
  • R (Ω) е съпротивлението на устройството;
  • U (V) е напрежението.

Номиналната мощност се извиква при номиналните параметри на мрежата и номиналното натоварване на вала на двигателя.

За да се установи количеството електроенергия, консумирана за целия период на работа, тя трябва да се умножи по времето, когато устройството работи. Научената стойност се измерва в kWh.

Изчисляване на AC и DC напрежение

Електрическата мрежа, която доставя електрически уреди, може да бъде три вида:

  • постоянно напрежение;
  • променлива еднофазна;
  • променлива трифазна.

За всеки тип изчислението използва собствената формула за мощност.

Изчисляване на постоянното напрежение

Най-простите изчисления се правят в DC мрежата. Мощността на свързаните с него електрически устройства е пряко пропорционална на тока и напрежението и за да се намери, формулата се използва:

Например, при електродвигател с номинален ток от 4.55A, свързан към мрежата 220V, мощността е 1000 вата или 1kW.

И напротив, при известно мрежово напрежение и мощност токът се изчислява по следната формула:

Еднофазни товари

В мрежа, в която няма електрически двигатели, както и в електрическата мрежа за битови нужди, могат да се използват формули за DC мрежа.

Интересното е. В електрическата мрежа за битови нужди на 220V токът може да се изчисли с помощта на опростена формула: 1 kW = 5A.

Захранването с променлив ток се изчислява по-трудно Тези устройства, в допълнение към активните, консумират реактивна енергия и формулата:

показва общата консумация на енергия на устройството. За да разберете активния компонент, трябва да вземете предвид cosφ - параметъра, който показва дела на активната енергия в общия:

Например, при електродвигател с мощност 1kW и cosφ 0,7, общата консумирана от устройството енергия ще бъде 1,43 kW, а токът е 6,5А.

Триъгълник на активна, реактивна и обща енергия

Изчисляване в трифазна мрежа

Трифазната електроенергийна мрежа може да бъде представена като три еднофазни мрежи. Въпреки това, при еднофазни мрежи се използва концепцията за "фазово напрежение" (Uph), измерена между нулеви и фазови проводници, в мрежа от 0,4 kV, равна на 220V. В трифазните електрически мрежи, вместо "фаза", понятието "напрежение на мрежата" (Ulin), измерено между линиите и мрежата от 0,4 kV, е равно на 380V:

Ето защо формулата за активното натоварване, например електрически бойлер, изглежда така:

При определяне на мощността на електродвигателя е необходимо да се вземе предвид cosφ, изразът има следната форма:

На практика този параметър обикновено е известен и трябва да знаете тока. За да направите това, използвайте следния израз:

Например за електрически мотор с мощност 3 kW (3000 W) и cosφ 0,7 изчислението е, както следва:

Интересното е. Вместо изчисления, можем да предположим, че в трифазна мрежа 380V 1kW съответства на 2А.

конска сила

В някои случаи при определяне на мощността на автомобилите се използва остаряла единица за измерване "конски сили".

Тази единица е била пусната в обращение от Джеймс Уайт, в чиято чест единицата на власт от 1 вата е кръстена, през 1789. Той бил нает от един пивовар, за да построи парна машина за помпа, която да замести кон. За да се определи какъв вид двигател е необходим, те са взели кон и са го използвали, за да изпомпват вода.

Смята се, че пивоварът е взел най-силния кон и го е направил да работи без почивка. Истинската сила на коня е по-малко от 1,5 пъти.

В различните страни съотношението 1 HP и 1 kW е малко по-различно. В Русия се счита за 1ЛС = 0.735 kW, а автомобилният двигател с мощност 80 к.с. съответства на електродвигател с мощност 58.8 кВт.

Познаването на това как да се определи мощността и как да се установи тока на електрическите устройства е необходимо за проектирането на електрическите мрежи, изчисляването на кабелите и контролните уреди.

Изчисляване на електрическата мощност: формули, онлайн изчисления, избор на машината

При проектиране на електрическата инсталация в стаята, човек трябва да започне чрез изчисляване на тока в схемите. Следователно грешка в това изчисление може да бъде скъпа. Електрически контакт може да се разтопи под въздействието на твърде много ток за него. Ако токът в кабела е по-голям от изчисленото за този материал и напречното сечение на сърцевината, кабелът ще прегрее, което може да доведе до топене на кабела, счупване или късо съединение в мрежата с неприятни последици, включително необходимостта от пълното заместване на кабелите - не е най-лошото.

Необходимо е също така да се знае силата на тока в схемата за избор на прекъсвачи, които трябва да осигурят адекватна защита срещу претоварване на мрежата. Ако машината е с голяма разлика при пара, до момента на нейното задействане, устройството може вече да не работи. Но ако номиналният ток на прекъсвача е по-малък от тока, който се получава в мрежата по време на пиковите натоварвания, машината ще бъде разядена, като постоянно изключва захранването на стаята, когато ютията или каната са включени.

Формулата за изчисляване на мощността на електрически ток

Съгласно закона на Ом ток (I) е пропорционален на напрежението (U) и обратно пропорционален на съпротивлението (R), а мощността (P) се изчислява като продукт на напрежение и ток. Въз основа на това се изчислява токът в мрежовата секция: I = P / U.

В реални условия към формулата се добавя още един компонент, а формулата за еднофазна мрежа има формата:

и за трифазна мрежа: I = P / (1.73 * U * cos φ),

където U за трифазна мрежа е заснета 380 V, cos φ е коефициентът на мощността, отразяващ съотношението на активните и реактивните компоненти на товарното съпротивление.

За съвременните захранвания, реактивният компонент е незначителен, cos φ може да бъде равен на 0,95. Изключението се прави от трансформатори с висока мощност (например заваръчни машини) и електрически двигатели, които имат голяма индуктивна съпротива. В мрежите, за които се планира да бъдат свързани такива устройства, максималният ток трябва да се изчисли, като се използва коефициент cos φ 0,8 или изчислен по стандартния метод, след което следва да се приложи коефициент на нарастване 0,95 / 0,8 = 1,19.

Замяната на ефективните стойности на напрежение 220 V / 380 V и коефициент на мощността 0.95 получава I = P / 209 за еднофазна мрежа и I = P / 624 за трифазна мрежа, т.е. в трифазна мрежа със същото натоварване токът е три пъти по-малък. Тук няма парадокс, тъй като трифазното окабеляване осигурява трифазни проводници и с еднообразно натоварване на всяка от фазите, то е разделено на три. Тъй като напрежението между всяка фаза и работните неутрални жици е равно на 220 V, е възможно да се пренапише формулата в различна форма, така че е по-ясна: I = P / (3 * 220 * cos φ).

Избираме рейтинг на прекъсвача

Прилагайки формулата I = P / 209, получаваме, че при товар с мощност от 1 kW токът в еднофазова мрежа ще бъде 4,78 А. Напрежението в нашите мрежи не винаги е точно 220 V, затова няма голяма грешка да се чете текущата сила с малка разлика като 5 A на киловата натоварване. Веднага е очевидно, че не се препоръчва да включите желязото с мощност 1,5 kW в удължителния кабел с надпис "5 A", тъй като токът ще бъде 1,5 пъти по-висок от стойността на паспорта. И вие можете веднага да "калибрирате" стандартните стойности на автоматиката и да определите какъв товар те са предназначени за:

  • 6 A - 1.2 kW;
  • 8 A - 1.6 kW;
  • 10 А - 2 кВт;
  • 16 A - 3.2 kW;
  • 20 А - 4 кВт;
  • 25 А - 5 кВт;
  • 32 A - 6,4 kW;
  • 40 А - 8 кВт;
  • 50 А - 10 кВт;
  • 63 A - 12,6 kW;
  • 80 А - 16 кВт;
  • 100 А - 20 кВт.

Използвайки техниката "5 ампера на киловат", може да се оцени силата на тока, която се получава в мрежата при свързването на домашните уреди. Високите натоварвания в мрежата са от интерес, така че за изчислението трябва да използвате максималната консумация на енергия, а не средната. Тази информация се съдържа в документацията за продукта. Едва ли е подходящо да изчислите този показател сами, като обобщите паспорните възможности на компресорите, електродвигателите и нагревателните елементи, включени в устройството, тъй като има и такъв показател като ефективност, който трябва да бъде оценен спекулативно с риска да се направи голяма грешка.

Когато проектирате електрическото окабеляване в апартамент или селска къща, данните за състава и паспорта на електрическото оборудване, което ще бъде свързано, не винаги са известни, но можете да използвате приблизителните данни за електрически уреди, които са типични за ежедневието ни:

  • електрическа сауна (12 kW) - 60 A;
  • електрическа печка (10 kW) - 50 A;
  • панелът за готвене (8 kW) - 40 A;
  • (6 kW) - 30 A;
  • съдомиялна машина (2,5 kW) - 12,5 A;
  • перална машина (2,5 kW) - 12,5 A;
  • Джакузи (2,5 kW) - 12,5 A;
  • климатик (2,4 kW) - 12 A;
  • Микровълнова фурна (2,2 kW) - 11 A;
  • акумулативен електрически бойлер (2 kW) - 10 A;
  • електрическа кана (1,8 kW) - 9 A;
  • желязо (1,6 kW) - 8 A;
  • солариум (1,5 kW) - 7,5 A;
  • прахосмукачка (1.4 kW) - 7 A;
  • месомелачка (1.1 kW) - 5.5 A;
  • тостер (1 kW) - 5 A;
  • кафемашина (1 kW) - 5 A;
  • сешоар (1 kW) - 5 A;
  • настолен компютър (0,5 kW) - 2,5 A;
  • хладилник (0.4 kW) - 2 A.

Консумацията на електроенергия от осветителни тела и потребителска електроника е малка, като цяло общата мощност на осветителните тела може да бъде оценена на 1,5 kW и е достатъчна автоматична група от 10 A за осветление. Потребителската електроника е свързана със същите гнезда като ютията, допълнителният капацитет за резервиране за нея е непрактичен.

Ако обобщим всички тези токове, цифрата е впечатляваща. На практика възможността за свързване на товара е ограничена от размера на разпределената електрическа енергия, за апартаментите с електрическа печка в съвременните къщи е 10-12 kW, а апартамента с номинална стойност 50 А е инсталиран на входа на апартамента и тези 12 kW трябва да бъдат разпределени, като се има предвид, че най-мощните потребители насочени към кухнята и банята. Публикуването ще доведе до по-малко безпокойство, ако го разбиете в достатъчен брой групи, всеки със собствен автоматичен. За електрическата готварска печка се изработва отделен вход с автоматичен превключвател 40А и е инсталирана електрическа гнездо с номинален ток 40А, няма повече да се свърже там. Създадена е отделна група за пералната машина и друго оборудване за баня с автоматична машина със съответната стойност. Тази група обикновено е защитена от RCD с номинален ток от 15% по-голям от този на прекъсвача. Отделни групи се разпределят за осветление и за стени в всяка стая.

Ще ви отнеме известно време, за да изчислите мощностите и токовете, но можете да сте сигурни, че произведенията няма да бъдат загубени. Компетентно проектираното и добре сглобено окабеляване е гаранция за комфорта и безопасността на вашия дом.

Как да се изчисли мощност от ток и напрежение?

Всеки от елементите на електрическата мрежа е осезаем обект на конкретна конструкция. Но функцията му е в двойно състояние. Той може да бъде или електрически, или без енергия. Ако няма електрическа връзка, нищо не застрашава целостта на обекта. Но когато се включи източник на захранване, т.е. когато напрежението (U) и електрическият ток се появят, грешният дизайн на елемента за захранване може да бъде фатален за него, ако напрежението и електрическият ток водят до генериране на топлина.

Освен това, нашите читатели ще получат информация за това как правилно да се изчисли текущата и напрежената мощност, така че електрическите вериги да работят правилно и непрекъснато.

Разлики в мощността при AC и DC напрежения

Най-просто е изчисляването на мощността на електрическите вериги при постоянен ток. За техните парцели, законът на Ом е валиден, в който се прилага само прилаганият U и съпротивата. За да се изчисли текущата I, U е разделена на съпротивлението R:

освен това, изискваната сила на тока се нарича ампер.

И тъй като електрическото захранване P за такъв случай е продукт на U и електрическия ток, то е толкова лесно, колкото електрическия ток, изчислен по формулата:

освен това, изискваната мощност на товара се нарича вата.

Всички компоненти на тези две формули са характерни за постоянен електрически ток и се наричат ​​активни. Напомняме на нашите читатели, че законът на Ом, който позволява изчисляването на текущата сила, е много разнообразен на дисплея. Неговите формули отчитат особеностите на физическите процеси, съответстващи на природата на електроенергията. И с постоянен и променлив U, те се различават значително. Константа U трансформатор е абсолютно безполезно устройство. Също така като синхронни и асинхронни двигатели.

Принципът на тяхното функциониране е в променящото се магнитно поле, създадено от елементите на електрическите вериги с индуктивност. Това поле се появява само като последствие от променливата U и съответния променлив ток. Но електричеството също е характерно за натрупването на заряди в елементите на електрическите вериги. Това явление се нарича електрически капацитет и е в основата на дизайна на кондензатори. Параметрите, свързани с индуктивността и капацитета, се наричат ​​реактивни.

Изчисляване на мощността в променливотокови вериги

Следователно, за да се определи токът от гледна точка на мощност и напрежение, както в конвенционална 220 V мрежа за захранване, така и във всяка друга, където се използва променлива U, трябва да се вземат под внимание няколко активни и реактивни параметъра. За тази цел приложете векторно смятане. В резултат на това показването на изчислената мощност и U има формата на триъгълник. Двете му страни са активните и реактивни компоненти, а третият е тяхната сума. Например, общата мощност на натоварване S, наричана волт-ампери.

Реактивният компонент се нарича Vars. Знаейки размерите на страните за силовите триъгълници и U, е възможно токът да се изчисли от мощност и напрежение. Как да направите това, обяснява образа на два триъгълника, както е показано по-долу.

За измерване на използваната мощност специални устройства. И техните многофункционални модели са много малко. Това се дължи на факта, че за постоянен електрически ток, а също и в зависимост от честотата, се използва съответният конструктивен принцип на електромера. По тази причина устройство, предназначено за измерване на мощност в индустриални честотни вериги с променлив ток при постоянен ток или при повишена честота, ще покаже резултат с неприемлива грешка.

За повечето от нашите читатели, ефективността на едно или друго изчисление, използвайки стойността на мощността, най-вероятно не възниква при измерената стойност, а според паспортните данни на съответното електрическо устройство. Можете лесно да изчислите тока, за да определите например параметрите на електрическото окабеляване или свързващия кабел. Ако U е известно и основно съответства на параметрите на електрическата мрежа, изчисляването на тока от мощността се намалява до получаване на частичната мощност от разделянето и U. Полученият по този начин изчислен ток ще определи напречното сечение на проводниците и топлинните процеси в електрическата верига с електрическото устройство.

Но въпросът е съвсем естествено, как да се изчисли натоварването ток в отсъствието на информация за него? Отговорът е както следва. Правилното и пълно изчисление на натоварващия ток, доставен от променливите U е възможно въз основа на измерените данни. Те трябва да се получат с помощта на инструмент, който измерва фазовото отместване между U и електрическия ток във веригата. Това е фазов метър. Пълното изчисление на мощността на тока ще даде активните и реактивните компоненти. Те се дължат на ъгъла φ, който е показан по-горе върху изображенията на триъгълниците.

Използваме формулата

Този ъгъл също така характеризира фазовото отместване в схемите на променливата U, съдържаща индуктивни и капацитивни елементи. За да се изчислят активните и реактивните компоненти, се използват тригонометричните функции, използвани във формулите. Преди да изчислите резултата, използвайки тези формули, е необходимо, използвайки калкулатори или таблици Bradis, да определите sin φ и cos φ. След това по формулите

Аз ще се изчисли желания параметър на електрическата верига. Но трябва да се има предвид, че всеки параметър, изчислен от тези формули, дължащ се на U, постоянно променящ се в съответствие със законите на хармоничните трептения, може да приеме или моментна, или rms или междинна стойност. Трите формули, показани по-горе, са валидни за ефективните стойности на електрическия ток и U. Всяка от останалите две стойности е резултат от процедурата за изчисление, използвайки различна формула, която отчита пропускането на времето t:

Но това не са всички нюанси. Например за електропроводите се прилагат формули, в които се включват вълновите процеси. И изглеждат различно. Но това е друга история...

Изчисляване на мощността за ток и напрежение, схема и таблици.

За да се предпазите, когато работите с домакински уреди, първо трябва да изчислите правилно напречното сечение на кабела и окабеляването. Защото ако кабелът е избран неправилно, той може да доведе до късо съединение, което може да предизвика пожар в сградата, последствията могат да бъдат катастрофални.

Това правило важи за избора на кабел за електродвигатели.

Изчисляване на мощността за ток и напрежение

Това изчисление се извършва на факта на властта, е необходимо да го направите още преди да започне дизайна на вашия дом (къща, апартамент).

  • От тази стойност зависи от кабелните захранващи устройства, които са свързани към мрежата.
  • Съгласно формулата можете да изчислите текущата сила, затова трябва да вземете точното напрежение на мрежата и натоварването на захранващите устройства. Нейната стойност ни позволява да разберем площта на напречното сечение на проводниците.

Ако знаете всички електрически уреди, които трябва да бъдат захранвани от мрежата в бъдеще, тогава можете лесно да правите изчисления за захранващата верига. Същите изчисления могат да се извършват за производствени цели.

220 волта еднофазно захранване

Формулата на текущата сила I (А - ампери):

Където P е електрическото пълно натоварване (обозначението му трябва да бъде посочено в техническия лист на това устройство), W - watt;

U - захранващо напрежение, V (волта).

Таблицата показва стандартните натоварвания на електрическите уреди и консумирания от тях ток (220 V).

Изчисляване на текущата стойност за мощност и напрежение

За да се гарантира безопасността при работа с домакински електроуреди, е необходимо да се изчисли правилно напречното сечение на захранващия кабел и окабеляване. Тъй като неправилно избраното напречно сечение на кабелите може да доведе до пожар в кабелите поради късо съединение. Това заплашва да предизвика пожар в сградата. Това важи и за избора на кабел за свързване на електродвигатели.

Текущо изчисление

Степента на тока се изчислява от мощността и е необходима в етапа на проектиране (планиране) на жилището - апартамент, къща.

  • Изборът на захранващия кабел (проводник), през който могат да бъдат свързани устройства за консумация на енергия, зависи от стойността на тази стойност.
  • Знаейки напрежението на електрическата мрежа и пълното натоварване на електрическите устройства, е възможно да се изчисли по формулата силата на тока, която ще трябва да се премине през проводник (жица, кабел). В зависимост от размера му се избира площта на напречното сечение

Ако електрическите консуматори са известни в апартамент или къща, е необходимо да направите прости изчисления, за да монтирате правилно веригата за захранване.

Подобни изчисления се извършват за производствени цели: определяне на необходимата площ на напречното сечение на кабелните сърца при свързване на промишлено оборудване (различни индустриални електрически двигатели и механизми).

220 V еднофазна мрежа

Токът I (в ампери, А) се изчислява по формулата:

I = P / U

където P е електрическото пълно натоварване (задължително посочено в техническия лист на устройството), W (W);

Изчисляване на мощността за ток и напрежение

При проектирането на електрически вериги се извършва изчисление на мощността. Въз основа на него се прави избор на основни елементи и се изчислява допустимото натоварване. Ако изчислението за веригата DC не е трудно (в съответствие със закона на Ом, е необходимо да се умножи тока от напрежение - P = U * I), а след това изчисляване на променливотоковата мощност не е толкова просто. За обяснение ще трябва да се обърнете към основите на електротехниката, без да влезете в подробности, дайте кратко резюме на основните теми.

Обща мощност и нейните компоненти

В електрически вериги, мощността се изчислява въз основа на законите на синусоидалните промени в напрежението и тока. В тази връзка беше въведена концепцията за обща мощност (S), която включва два компонента: реактивен (Q) и активен (P). Графично описание на тези количества може да бъде направено чрез силовия триъгълник (виж фигура 1).

Под активния компонент (Р) се говори за мощността на полезния товар (неотменимо преобразуване на електричеството в топлина, светлина и др.). Тази стойност се измерва във ватове (W), на ниво домакинство е обичайно да се правят изчисления в киловати (kW), в производствения сектор - мегават (mW).

Реактивният компонент (Q) описва капацитивното и индуктивното електрическо натоварване в верига на променлив ток, единицата за измерване на това количество Var.

Фиг. 1. Триъгълникът на мощността (А) и напрежението (В)

В съответствие с графичното представяне отношенията в триъгълника на мощността могат да бъдат описани с помощта на елементарни тригонометрични идентичности, което дава възможност да се използват следните формули:

  • S = √ P 2 + Q 2, - за пълна мощност;
  • и Q = U * I * cos⁡ φ, и P = U * I * sin φ - за реактивните и активните компоненти.

Тези изчисления са приложими за еднофазна мрежа (например домакинство 220 V), за да се изчисли мощността на трифазна мрежа (380 V). Трябва да добавите коефициент √ 3 (със симетрично натоварване) към формулите или да обобщите силите на всички фази (ако товарът е асиметричен).

За по-добро разбиране на процеса на въздействие на компонентите на общата мощност, нека разгледаме "чистата" проява на товара в активна, индуктивна и капацитивна форма.

Активно натоварване

Вземете хипотетична схема, която използва "чиста" съпротива и съответния източник на променливо напрежение. Графично описание на работата на такава схема е показано на фигура 2, която показва основните параметри за определен период от време (t).

Фигура 2. Идеална активна мощност на натоварване

Можем да видим, че напрежението и токът са синхронизирани във фаза и честота, докато мощността е двойно по-голяма от честотата. Моля, имайте предвид, че посоката на тази стойност е положителна и постоянно се увеличава.

Капацитивен товар

Както може да се види на Фигура 3, графиката на характеристиките на капацитивния товар е малко по-различна от активната.

Фигура 3. Графика на идеалното капацитивно натоварване

Честотата на колебание на капацитивната мощност е два пъти по-голяма от честотата на синусоидното напрежение. Що се отнася до общата стойност на този параметър, по време на един хармоничен период той е нула. В този случай не се наблюдава увеличение на енергията (ΔW). Този резултат показва, че движението му се извършва и в двете посоки на веригата. Това означава, че когато напрежението се увеличи, има натрупване на заряд в резервоара. Когато възникне отрицателен полукръг, натрупаният заряд се разрежда във веригата.

В процеса на натрупване на енергия в капацитета на товара и последващото освобождаване от отговорност не се извършва полезна работа.

Индуктивно натоварване

Графиката по-долу показва характера на "чист" индуктивен товар. Както можете да видите, само посоката на властта се е променила, а за увеличението е нула.

Графика на идеалния капацитивен товар

Отрицателно въздействие на реактивния товар

В примерите по-горе бяха разгледани варианти, при които има "чисто" реактивно натоварване. Факторът на въздействие на активното съпротивление не беше взет под внимание. При такива условия реактивният ефект е нула, което означава, че можете да го игнорирате. Както разбирате, в реални условия това е невъзможно. Дори ако хипотетично съществува такъв товар, не можем да изключим съпротивлението на кабелите от мед или алуминий на кабела, необходими за свързването му към източника на енергия.

Реактивният компонент може да се прояви под формата на нагряване на активните компоненти на дадена верига, например мотор, трансформатор, свързващи проводници, захранващ кабел и т.н. За това се изразходва известно количество енергия, което води до намаляване на основните характеристики.

Реактивната мощност се отразява на схемата по следния начин:

  • не произвежда полезна работа;
  • причинява сериозни загуби и необичайни натоварвания на електрически уреди;
  • може да предизвика сериозна катастрофа.

Ето защо, като се правят подходящи изчисления за електрическата верига, не може да се изключи влиянието на индуктивните и капацитивните натоварвания и, ако е необходимо, да се използват технически системи за компенсиране на това.

Изчисляване на консумацията на енергия

В ежедневието често трябва да се справят с изчисляването на консумацията на енергия, например, за да се провери допустимото натоварване на окабеляването, преди да се свърже енергоемкият потребител (климатик, котел, електрическа печка и др.). Също така при такова изчисление съществува необходимост от избор на прекъсвач за табло, през което апартаментът е свързан към електрозахранването.

В такива случаи не е необходимо да се прави изчисление на мощността чрез ток и напрежение, достатъчно е да се обобщи консумираната енергия на всички устройства, които могат да бъдат включени едновременно. Без да сте свързани с изчисления, можете да откриете тази стойност за всяко устройство по три начина:

  1. отнасящи се до техническата документация на изделието;
  2. разглеждайки тази стойност на стикера за задния панел; Потреблението на енергия на устройството често се показва на задната страна.
  3. Използвайки таблицата, която показва средната консумация на електроенергия за домакински уреди.
Таблица на стойностите на средната консумация на енергия

При изчисляване трябва да се има предвид, че началната мощност на някои електрически уреди може да се различава значително от номиналната. За домакинските устройства този параметър почти никога не е посочен в техническата документация, така че трябва да се обърнете към съответната таблица, която съдържа средните стойности на параметрите на началната мощност за различните устройства (желателно е да изберете максималната стойност).

Изчисляване на електрическите вериги онлайн и основната формула за изчисляване

Вероятно всеки, който е направил или прави ремонт, е имал проблем с определянето на определено електрическо количество. За някои това става истинско препятствие, но за някой всичко е изключително ясно и няма трудности при определянето на тази или тази стойност. Тази статия е посветена на първата категория - т.е. за тези, които не са много силни в теорията на електрическите вериги и тези, които са характерни за тях.

Затова, да се върнем малко в миналото и да се опитаме да си припомним един курс по физика по отношение на електротехниците. Както си спомняме, основните електрически величини се определят въз основа само на един закон - законът на Ом. Този закон е основа за извършването на абсолютно всякакви изчисления и изглежда като:

Имайте предвид, че в този случай става дума за изчисляване на най-простата електрическа верига, която изглежда така:

Подчертаваме, че абсолютно всяко изчисление се извършва точно чрез тази формула. Това означава, че е възможно да се определи тази или тази стойност чрез сложни математически изчисления, знаейки два различни електрически параметъра. Каквото и да е било, нашият ресурс е предназначен да опрости живота на някой, който извършва ремонтни дейности и следователно ще опростим решаването на проблема за определяне на електрическите параметри чрез идентифициране на основните формули и предоставяне на възможност за изчисляване на електрическите вериги онлайн.

Как да знаете текущата знаейки силата и напрежението?

В този случай формулата за изчисление е, както следва:

Изчислете текущата сила онлайн:

(Не въвеждаме числа чрез точка, например: 0.5)

Как да знаете напрежението, знаейки силата на тока?

За да разберете напрежението, като узнаете съпротивлението на текущия потребител, можете да използвате формулата:

Изчисляване на напрежението онлайн:

Ако съпротивлението е неизвестно, но силата на потребителя е известна, напрежението се изчислява по формулата:

Определяне на стойността на онлайн:

Как да се изчисли мощност знае текущата и напрежението?

Тук е необходимо да се разбере величината на ефективното напрежение и ефективния ток в електрическата верига. Съгласно формулата, дадена по-горе, мощността се определя чрез умножаване на тока от действителното напрежение.

Изчисляване на веригата онлайн:

Как да се определи консумацията на енергия на верига с тестер, който измерва съпротивление?

Този въпрос бе зададен в коментар в един от материалите на нашия сайт. Побързайте да отговорите на този въпрос. Така че, първо, измерваме с теста съпротивлението на електрическото устройство (за да направим това, достатъчно е да свържем сондите на тестер към щепсела на захранващия кабел). Познавайки съпротивлението, можем да определим силата, за която е необходимо да разделим напрежението в квадрата на съпротивлението.

Формулата за изчисляване на напречното сечение на проводника и начина на определяне на напречното сечение на проводника

Доста въпроси, свързани с определянето на напречното сечение на проводниците при изграждането на електрическата инсталация. Ако се впуснете в електрическата теория, формулата за изчисляване на напречното сечение има следната форма:

Разбира се, на практика такава формула се използва рядко, прибягвайки до по-проста изчислителна схема. Тази схема е съвсем проста: определя силата на тока, който ще действа в схемата, след което напречното сечение се определя съгласно специална таблица. По-подробно за това можете да прочетете в материала - "Напречното сечение на проводника за електрическа инсталация"

Да дадем пример. Има 2000 W бойлер, какво напречно сечение на проводника трябва да бъде, за да го свържете с електроенергия на домакинствата? Първо, нека да определим силата на тока, който ще действа във веригата:

Както можете да видите, сегашната сила е доста прилична. Закръглете стойността до 10 А и прегледайте таблицата:

По този начин за нашия котел се нуждаете от тел с напречно сечение от 1,7 мм. За по-голяма надеждност използваме тел с напречно сечение от 2 или 2,5 мм.

Изчислете тока в електрическата верига онлайн

Правилността на избора на напречно сечение на кабел или превключвател зависи до голяма степен от стойностите на много параметри на електрическата мрежа. Един от най-важните сред тях е настоящето.

Определянето му с помощта на специални измервателни устройства не винаги е възможно (например на етапа на проектиране на системата за захранване) и може да се извърши чрез математически метод на изчисление.

При използване на калкулатора, предложен по-горе за изчислението, се приема, че силата, естеството на товара и напрежението в мрежата са вече известни.

В зависимост от захранващата мрежа изчислението се извършва с помощта на опростена формула:

P е електрическата мощност на товара, W; U е действителното мрежово напрежение, V; cosφ е факторът на мощността.

Стойността на последната стойност зависи от естеството на товара. По този начин факторът на мощността на активния товар (нажежаеми лампи, нагревателни елементи и т.н.) е близо до 1.

Въпреки това, като се има предвид, че при всяко активно натоварване има незначителен реактивен компонент, коефициентът на мощността cosφ на активния товар, използван за изчислението, е 0,95.

За изчисляване на тока в захранващите вериги на товар, характеризиращ се с висока реактивна мощност (електродвигатели, дроселни устройства, заваръчни трансформатори, индукционни пещи и др.), Средната стойност cosφ се приема за 0.8.

За по-голяма точност на изчислението се препоръчва да се използва действителната му стойност като мрежово напрежение (U) (се предполага измерване на напрежението). При липса на такава възможност е възможно да се използват стандартни напрежения: фаза 220 V за еднофазна мрежа или линейна 380 за трифазна.

Изчисляване на трифазната мощност

В статията, за да се опрости нотация, линейни стойности на напрежението, тока и мощността на трифазната система ще бъдат дадени без индекси, т.е. U, I и P.

Силата на трифазния ток е равна на тройната мощност на една фаза.

Когато е свързан със звезда, PY = 3 · Uf · Ако · cos phi = 3 · Uf · I · cosfi.

При свързване към триъгълник, P = 3 · Uf · Ако · cos phi = 3 · U · Ако · cosfi.

На практика се прилага формула, в която токът и напрежението означават линейни величини както за звезда, така и за делта. Заместникът Uf = U / 1.73 в първото уравнение и I = I / 1.73 във втория, получаваме общата формула P = 1.73 · U · I · cosfi.

1. Каква мощност P1 отнема от мрежата трифазния асинхронен двигател, показан на Фиг. 1 и 2, когато е свързан към звезда и триъгълник, ако линейното напрежение е U = 380 V, а линейният ток е I = 20 A при cosfi = 0,7 ·

Волтметърът и амперметърът показват линейни стойности, ефективни стойности.

Мощността на двигателя според общата формула ще бъде:

P1 = 1, 73; U · I · cosfi = 1,73; 380; 20; 0,7 = 9203 W = 9,2 kW.

Ако изчислим мощността през фазовите стойности на тока и напрежението, тогава когато се свържем със звезда, фазовият ток е If = I = 20 А и фазовото напрежение Uf = U / 1.73 = 380 / 1.73,

P1 = 3 · Uf · Ако · cosfi = 3 · U / 1.73 · I · cosfi = 31.7380 / 1.73 · 20 · 0.7;

P1 = 3,380 / 1,73; 20; 0,7 = 9225 W = 9,2 kW.

Когато е свързан към триъгълник, фазовото напрежение Uf = U и фазовият ток If = I / 1, 73 = 20/1, 73; по този начин

P1 = 3 · Uf · Ако · cosfi = 3 · U · I / 1, 73 · cosfi;

P1 = 3,380 · 20 / 1,73 · 0,7 = 9225 W = 9,2 kW.

2. Четирипроводна мрежа от трифазен ток между линията и неутралните проводници включва лампи и мотор D е свързан към трите линейни проводника, както е показано на фиг. 3.

Всяка фаза включва 100 лампи с мощност 40 W и 10 двигателя с мощност 5 kW. Каква активна и пълна мощност генератора G трябва да даде при sinfi = 0.8 Какви са фазовите, линейните и неутралните проводници на генератора при линейно напрежение U = 380 V ·

Общата мощност на лампата е PL = 3 · 100 · 40 W = 12000 W = 12 kW.

Лампите са под фазовото напрежение Uf = U / 1, 73 = 380 / 1.73 = 220 V.

Общата мощност на трифазните двигатели Pd = 10,5 kW = 50 kW.

Активната мощност, подадена от генератора, PG и получена от потребителя P1, е равна, ако пренебрегнем загубата на енергия в проводниците на предаване на захранването:

P1 = PG = P1 + Pd = 12 + 50 = 62 kW.

Общата мощност на генератора е S = PG / cosfi = 62 / 0.8 = 77.5 kVA.

В този пример всички фази са еднакво натоварени и следователно токът в неутралния проводник във всеки момент е нула.

Фазовият ток на статорната намотка на генератора е равен на линейния ток на линията (Iφ = I) и неговата стойност може да бъде получена чрез формулата за мощността на трифазния ток:

I = Р / (1.73; U · cosfi) = 62000 / (1.73.380; 0.8) = 117.8 А.

3. На фиг. 4 показва, че плоча от 500 W е свързана към фаза В и нулевия проводник, а лампа с 60 вата е свързана към фаза С и нулева жица. Трите фази ABC са свързани към 2 kW мотор с cosfi = 0.7 и електрическа печка с мощност 3 kW.

Какъв е общият активен и пълен капацитет на потребителите равен? Кои токове преминават в отделни фази при линейно напрежение на мрежата U = 380 V

Активната мощност на потребителите е P = 500 + 60 + 2000 + 3000 = 5560 W = 5.56 kW.

Обща мощност на двигателя S = P / cosfi = 2000 / 0.7 = 2857 VA.

Общата обща мощност на потребителите ще бъде: Scom = 500 + 60 + 2857 + 3000 = 6417 VA = 6.417 kVA.

Ток на електрически ток Ip = Pп / Uf = Pп / (U · 1, 73) = 500/220 = 2,27 A.

Ток на лампата Il = Pl / Il = 60/220 = 0.27 A.

Токът на електрическата печка ще бъде определен от формулата на мощността за трифазен ток с cosfi = 1 (активно съпротивление):

P = 1, 73; U; I; cosfi = 1, 73; U; I;

I = Р / (1,73 U) = 3000 / (1,73,380) = 4,56 А

Токът на мотора ID = P / (1.73 · U · cosfi) = 2000 / (1.73 · 380 · 0.7) = 4.34 А.

В проводника от фаза А тече токът на двигателя и електрическата верига

Във фаза В потоците на мотора, керемидите и електрическата верига протичат:

Във фаза С токовете на двигателя, лампата и електрическото поле протичат:

Навсякъде се дават настоящите стойности на токовете.

На фиг. 4 показва защитната повърхност на електрическата инсталация. Нулевата проводник е заземен плътно на захранващата подстанция и на потребителя. Всички части на инсталациите, до които човек може да докосне, са свързани към неутралния проводник и по този начин са заземени.

Ако една от фазите, например С, е случайно заземена, се получава еднофазна късо съединение и предпазител или прекъсвач на тази фаза я изключва от захранването. Ако човек, който стои на земята, докосва неизолиран проводник от фази А и В, той ще бъде само при фазово напрежение. При неуточнен неутрал, фаза С няма да бъде прекъсната и човекът ще бъде под напрежение по линия във връзка с фази А и В.

4. Каква мощност, доставяна на двигателя, ще бъде показана чрез трифазен токоизмервателен уред, свързан към трифазна мрежа с линейно напрежение U = 380 V при линеен ток от I = 10 A и cosfi = 0,7 · К. двигател DC = 0,8 Каква е мощността двигателя върху вала (фиг.5);

Уотмерът ще покаже захранването, подадено към мотора P1, т.е. нетната мощност P2 плюс загубата на мощност в двигателя:

P1 = 1,73 U · I · cosfi = 1,73 · 380 · 10 · 0,7 = 4,6 kW.

Нетна мощност минус загуби в намотките и стоманата, както и механични лагери

5. Трифазен генератор дава ток I = 50 А при напрежение U = 400 V и cosfi = 0,7. Каква механична мощност в конски сили е необходима за завъртане на генератора, когато ефективността на генератора е 0,8 (фигура 6).

Активната електрическа мощност на генератора, дадена на електрическия мотор, PG2 = · (3 ·) U · I · cosfi = 1.73 · 400 · 50 · 0.7 = 24220 W = 24.22 kW.

Механичната мощност, подадена на генератора, PG1 покрива активната мощност на PG2 и загубите в него: PG1 = PG2 / G = 24.22 / 0.8 · 30.3 kW.

Тази механична конски сили е равна на:

PG1 = 30.3; 1.36; 41.2 l. а.

На фиг. 6 показва, че механичната мощност на PG1 се подава към генератора. Генераторът го преобразува в електрическа, която е равна на

Тази мощност, активна и равна на PG2 = 1.73 · U · I · cosfi, се предава по жичен път на електрически мотор, в който се превръща в механична мощност. Освен това генераторът изпраща реактивната мощност на двигателя Q, която магнетизира двигателя, но не се консумира и се връща към генератора.

Тя е равна на Q = 1.73 · U · I · sinfi и не се превръща в топлина или механична мощност. Общата мощност S = P · cosfi, както видяхме по-рано, определя само степента на използване на материалите, използвани за производството на машината. ]

6. Трифазният генератор работи при напрежение U = 5000 V и ток I = 200 A при cosfi = 0,8. Какъв е факторът на ефективност, ако мощността на двигателя, която върти генератора, е 2000 литра. а.

Мощност на двигателя, приложена към вала на генератора (ако няма междинни зъбни колела)

Мощност, разработена от трифазен генератор

PG2 = (3) U · I · cosfi = 1,73 · 5000 · 200 · 0,8 = 1384000 W = 1384 kW.

К. стр. Г. Генератор генератор PG2 / PG1 = 1384/1472 = 0.94 = 94%.

7. Какъв ток преминава в намотката на трифазен трансформатор при мощност 100 kVA и напрежение U = 22000 V при cosfi = 1

Общата мощност на трансформатора е S = 1.73 · U · I = 1.73 · 22000 · I.

Оттук и сегашната I = S / (1.73 · U) = (100 · 1000) / (1.73 · 22000) = 2.63 А.;

8. Какъв ток консумира трифазен асинхронен двигател с мощност на вала от 40 литра. а. при напрежение 380 V, ако неговата cosfi = 0,8 и ефективността = 0,9

Мощност на двигателя на вала, т.е. полезна, P2 = 40,736 = 29440 вата.

Мощността, доставяна на двигателя, т.е. мощността, получена от мрежата,

Токът на мотора I = P1 / (1.73 · U · I · cosfi) = 32711 / (1.73 · 380 · 0.8) = 62 A.

9. Трифазният асинхронен двигател има следните данни за панела: P = 15 л. в. U = 380/220 V; cosfi = 0.8 връзка - звезда. Стойностите, посочени на таблото, се наричат ​​номинални.

Каква е активната, пълна и реактивна мощност на двигателя? Какви са величините на токовете: пълни, активни и реактивни (Фигура 7)?

Механичната мощност на двигателя (полезна) е равна на:

Мощността P1, доставена на двигателя, е по-полезна за загубите в двигателя:

Обща мощност S = P1 / cosfi = 13 / 0.8 = 16.25 kVA;

Q = S · sinfi = 16.25 · 0.6 = 9.75 kVAr (виж мощностния триъгълник).

Токът в свързващите проводници, т.е. линеен, е: I = P1 / (1,73 · U · cosfi) = S / (1,73 · U) = 16250 / (1,731,7380) = 24,7 А.

Активен ток Ia = I · cosfi = 24.7 · 0.8 = 19.76 А.

Реактивен (магнетизиращ) ток Ip = I · sinfi = 24.7 · 0.6 = 14.82 А.

10. Определете тока в намотката на трифазен електродвигател, ако е свързан в триъгълник и нетната мощност на двигателя P2 = 5.8 л. а. с ffm = 90%, коефициент на мощността cosfi = 0.8 и мрежово напрежение 380 V.

Нетна мощност на двигателя P2 = 5.8 л. с., или 4,26 kW. Захранване, подадено към двигателя

Р1 = 4.26 / 0.9 = 4.74 kW. I = Р1 / (1.73 · U · cosfi) = (4.74.1000) / (1.73.380 · 0.8) = 9.02 А.

При свързване в триъгълник токът в мотофазна намотка ще бъде по-малък от тока на захранващите проводници: Ако = I / 1.73 = 9.02 / 1.73 = 5.2 A.

11. Дизелов генератор за електролитна инсталация, проектиран за напрежение U = 6 V и ток I = 3000 А в комбинация с трифазен асинхронен двигател, формира мотор-генератор. К. стр. Г. Генератор G = 70%, к.п. D. Двигател D = 90%, а неговият коефициент на действие cos = 0.8. Определете мощността на двигателя на вала и предоставеното му захранване (фигури 8 и 6).

Нетната мощност на генератора е PG2 = UГ · IГ = 61.73000 = 18000 W.

Мощността, подадена към генератора, е равна на мощността на вала Р2 на задвижващия индукционен двигател, която е равна на сумата от PG2 и загубите на мощност в генератора, т.е. PG1 = 18000 / 0.7 = 25714 W.

Активното захранване на мотора, доставено от него от мрежата AC,

P1 = 25714 / 0.9 = 28571 W = 28.67 kW.

12. Парна турбина с kpd · T = 30% върти генератор с kpd = 92% и cosfi = 0,9. Каква входна мощност (hp и kcal / s) трябва да има турбина, така че генераторът да осигурява ток от 2000 A при напрежение U = 6000 V (Преди да започнете изчислението, вижте фигури 6 и 9)

Мощността на алтернатора, предоставена на потребителя,

PG2 = 1,73 · U · I · cosfi = 1,73 · 6000 · 2000 · 0,9 = 18684 kW.

Мощността на генератора е равна на мощността P2 на турбинния вал:

Електричество, захранвано от турбината с пара

или Р1 = 67693; 1.36 = 92062 1. а.

Входната мощност на турбината в kcal / s се определя от формулата Q = 0.24 · P · t;

13. Определете напречното сечение на проводника с дължина 22 м, през който тече поток към трифазен двигател с капацитет 5 литра. а. напрежение 220 V, когато свързвате намотката на статора в триъгълник. cosfi = 0.8; = = 0.85. Допустимо понижение на напрежението в проводниците U = 5%.

Мощността, доставена на двигателя при полезна мощност на P2

Ток I = P1 / (U · 1.73 · cosfi) = 4430 / (220 · 1.73 · 0.8) = 14.57 А. преминава през свързващите проводници.

При трифазната линия токовете се добавят геометрично, поради което падането на напрежението в проводника трябва да бъде взето U: 1.73, а не U: 2, както при еднофазен ток. Тогава съпротивлението на тел:

където u е във волта.

Напречното сечение на проводниците в трифазен кръг е по-малко, отколкото в еднофазните.

14. Определете и сравнете напречното сечение на проводниците за постоянни редуващи се еднофазни и трифазни токове. 210 лампи от 60 W за напрежение 220 V, разположени на разстояние 200 m от източника на ток, са свързани към мрежата. Допустимото спадане на напрежението е 2%.

а) При постоянни и еднофазни променливи токове, т.е. когато има два проводника, напречните сечения ще бъдат еднакви, тъй като при осветлението cosfi = 1 и предаваната мощност

и текущата I = P / U = 12600/220 = 57.3 A.

Допустимото спадане на напрежението е U = 220 · 2/100 = 4,4 V.

Съпротивлението на двата проводника r = U / I · 4.4 / 57.3 = 0.0768 Ohms.

За пренос на енергия, общото напречно сечение на проводниците е 2 · S1 = 2 · 91.4 = 182.8 mm2 с дължина на проводника 200 m.

b) С трифазен ток лампата може да бъде свързана в триъгълник, 70 лампи на всяка страна.

С cosfi = 1, предаваната мощност P = 1.73 · Ul · I.

Допустимото спадане на напрежението в един проводник на трифазна мрежа не е U · 2 (както при еднофазова мрежа), но U · 1.73. Съпротивлението на един проводник в трифазна мрежа ще бъде:

Общото напречно сечение на проводниците за предаване на мощност от 12,6 kW в трифазна мрежа с делта съединител е по-малко, отколкото при еднофазно: 3 · S3f = 137,1 mm2.

в) При свързване към звезда е необходимо линейно напрежение U = 380 V, така че фазовото напрежение на лампите да е 220 V, т.е. лампите да са включени между неутралния проводник и всеки линеен.

Токът в проводниците ще бъде: I = P / (U: 1.73) = 12600 / (380: 1.73) = 19.15 A.

Съпротивление на жицата r = (U: 1.73) / I = (4.4: 1.73) / 19.15 = 0.1325 Ohm;

Общото напречно сечение на връзката звезда е най-малкото, което се постига чрез увеличаване на напрежението за предаване на тази мощност: 3 · S3 = 3 · 25.15 = 75.45 mm2.

Токов кръг

Електрически ток - насочено (подредено) движение на заредени частици.

Такива частици могат да бъдат: електрони в метали, йони (катиони и аниони) в електролити, йони и електрони в газове, електрони при определени условия във вакуум, електрони и дупки (проводимост на електронни отвори) в полупроводниците. Понякога електрическият ток се нарича изместване на тока в резултат на промяната във времето на електрическото поле.

Калкулатор на текущия кръг

Формула на текущата схема

когато:

  • P е електрическата мощност на товара, W;
  • U е действителното мрежово напрежение, V;
  • cosφ е факторът на мощността.

Стойността на последната стойност зависи от естеството на товара. По този начин факторът на мощността на активния товар (нажежаеми лампи, нагревателни елементи и т.н.) е близо до 1.

Въпреки това, като се има предвид, че при всяко активно натоварване има незначителен реактивен компонент, коефициентът на мощността cosφ на активния товар, използван за изчислението, е 0,95.

За изчисляване на тока в захранващите вериги на товар, характеризиращ се с висока реактивна мощност (електродвигатели, дроселни устройства, заваръчни трансформатори, индукционни пещи и др.), Средната стойност cosφ се приема за 0.8.

За по-голяма точност на изчислението се препоръчва да се използва действителната му стойност като мрежово напрежение (U) (се предполага измерване на напрежението). При липса на такава възможност е възможно да се използват стандартни напрежения: фаза 220 V за еднофазна мрежа или линейна 380 за трифазна.