Обходиться без электроэнергии сегодня, по сути, невозможно. На ней завязана вся деятельность человека в быту и на работе. Большинство всех бытовых и промышленных приборов работает от электричества. И наиболее важный аспект в таких обстоятельствах — верный расчет мощности электричества.
Что собой представляет мощность в электричестве
Под этим показателем подразумевают численную меру количества энергии, которая соответствует скорости изменения, или передачи ее в сети. У хозяйственно-бытовых приборов именно то количество электроэнергии, которое необходимо для их нормального функционирования — это и есть потребляемая мощность. В статичных приборах электричество трансформируется в свет или тепло. А в приборах с подвижными рабочими элементами — в энергию механического движения.
Формулировка выражается именно таким образом: за мощность (Р) принимают результат произведения моментальных значений напряжения (U) и силы тока (I) на части электроцепи.
P= U*I
Общая (полная) мощность образуется из таких собирательных элементов: активной и реактивной. Потребляемую (активную) измеряют в ваттах (Вт, кВт), реактивную — в вольт-амперах реактивных (ВАр, кВАр). Общая — в вольт-амперах (ВА).
Порядок вычисления электрической мощности в домашних условиях
Для выполнения предварительных расчетов следует первоначально собрать характеристики обо всех точках электропотребления, которые подключены к сети. Для этого следует придерживаться такого порядка:
- Написать список всех приборов.
- В каждом пункте списка следует указать эту необходимую величину, которую можно взять из паспортных данных.
- Провести суммарный подсчет осветительных приборов.
- Просуммировать показатели п.2 и п.3.
- Полученное число следует округлить в большую сторону и добавить 15-25 % для избежания возможных перегрузок.
Чтобы рассчитать более верные показатели, следует учесть и такую величину, как коэффициент спроса. Эта величина обусловлена общей мощностью и устанавливается существующими нормативными параметрами.
| Установленная (заявленная) мощность, кВт | до 14 | >14 — 20 | >20 — 30 | >30 — 40 | >40 — 50 | >50 — 60 | >70 |
| Коэффициент спроса | 0,8 | 0,65 | 0,6 | 0,55 | 0,5 | 0,48 | 0,45 |
Общую величину следует умножить на этот коэффициент. А итоговое число и будет отражением потребности в электричестве.
Оценка значения переменного электрического тока при однофазной нагрузке
Соответствующий расчет проводят для отдельного строения, или квартиры с подключенной однофазной электрической сетью. В таком случае мощность переменного тока составляет 220 вольт для освещения и бытовых домашних электроприборов. Для этого следует просуммировать все возможные подключения.
Ток в проводке при общей мощности просчитывается по следующей формуле:
I=P/U*cosφ
где I — сила тока в амперах, Р — мощность в ваттах, U — напряжение в вольтах, cos φ — фазовый мультипликатор сдвига в сети переменного тока, к которой подключаются электроприборы.
Также его еще именуют показатель мощности. Такое значение может варьировать от 0 до 1. Чем он больше и ближе к 1, тем предпочтительнее. Для обычных бытовых сетей значение этого коэффициента принимают за 0,95. Подставляя все известные значения в формулу:
- Р — сумма мощностей подключаемых приборов;
- U — установленное сетевое напряжение 220 вольт;
- cos φ — 0,95.
Это позволит в последующем рассчитать нужное сечение провода для подвода к счетчику, а также параметры для автоматов-пускателей при разводке. Эти вычисления подойдут для других объектов, имеющих похожий однофазный ввод.
Оценка значения переменного электрического тока при трехфазной нагрузке
Для иного образца можно взять похожий жилой дом, где к счетчику подведен переменный ток напряжением 380/220 вольт. Указание двух напряжений говорит, что при таком подключении заводят четыре провода, из которых 3 фазированных и один — нейтраль (или ноль по прежнему обозначению).
При таком варианте подключения между фазированными проводами напряжение создается в 380 В. Оно называется линейным. А между всяким фазированным и нейтральным — 220 В. Такое напряжение называется фазным. В таким случае подключать любой электробытовой прибор можно к нейтральному и любому фазированному проводу. При этом варианте в доме единовременно существуют трех- и монофазная нагрузки.
При необходимости подключения приборов с трехфазной нагрузкой следует проводить вычисление трехфазной сети, исходя из этой формулы:
I=P*1000/√3*cosφ
При варианте комбинированного подключения (когда имеются приборы по одно- и трехфазной системе подключения) следует стремиться к равномерному подсоединению на отдельную фазу. Окончательный итог будет складываться из суммы токов, подключенных отдельно к каждой фазе и от приборов с монофазным подсоединением.
Оценка значения при постоянном электрическом токе
Постоянный ток используется в бытовых электронных приборах и в автомобильной технике. Если есть надобность в расчете при устройстве дополнительных потребителей, то следует придерживаться определенной последовательности.
Пример расчета при установке еще одной лампочки освещения на автомобиле. Известно, что поставленный предохранитель выдерживает ток до 10 ампер. Существующая лампочка имеет мощность 60 ватт. А вновь подключаемая — 65 ватт. Из известной нам формулы:
I =P/U
можно рассчитать потребляемый ток, сложив предварительно мощности обеих лампочек: 65+60=125 ватт. В случае с постоянным током cos φ не учитывается. Напряжение автомобильной сети обычно 12 вольт. Отсюда сила тока (I) будет составлять 10,42 А. Становится понятно, что установленный предохранитель может не выдержать. И его следует заменить на более мощный. Дополнительно, нужно еще учесть сопротивление и сечение провода.
Для проведения расчета электрической мощности по току и напряжению удобно подставить исходные данные в предлагаемый калькулятор. Это значительно упростит все расчеты.
