Kuinka laskea teho, virta ja jännite: periaatteet ja esimerkit laskennasta kotimaisille olosuhteille

Asuntojen, yksityistalojen ja muiden sähköistettyjen esineiden omistajat kohtaavat usein tärkeimpien sähkömäärien arvojen määrittämisen kysymyksen, koska ei ole kovin helppoa laskea tehoa sallitusta virran voimakkuudesta ja tunnetusta jännitteestä tai kääntää käänteinen ongelma.

Kuuluisan Ohmin lain suora soveltaminen ottamatta huomioon kotitalouksien verkkojen ja laitteiden ominaisuuksia voi johtaa väärään tulokseen.

Tässä materiaalissa ymmärrämme mikä on voima ja puhumme kuinka indikaattori lasketaan.

Peruskäsitteet määrille

Sähkölaskelmat perustuvat tunnettuihin suhteisiin virran lujuuden (I, ampeeri), jännitearvon (U, volttia), tehoarvon (P, watti) ja vastuksen (R, ohmi) välillä. Käytännölliset laskelmat vaativat yleensä tietämyksen kolmen ensimmäisen arvosta.

Varoitamme sinua, että lueteltujen arvojen numeeriset ilmaisut eivät riitä - tarvitsemme lisäominaisuuksia, jotka paljastavat virrankulutusmoodin.

Sähkövirta

Ytimien riittävän poikkileikkauksen ja virrankatkaisijan nimellisarvon laskeminen sähköverkon tietylle haaralle suoritetaan tämän osan suurimman mahdollisen virran arvon perusteella. Tämä on välttämätöntä johtojen palotilanteen estämiseksi, mikä usein johtaa tulipaloon.

työskentely koneparametrit ja RCD: t valitaan lakisääteisten vaatimusten mukaisesti. Johtimien sallitun poikkileikkauksen määrittämiseksi suurimmasta mahdollisesta virtavahvuudesta riippuen on käytettävä tuotteen valmistajan toimittamaa taulukkoa, koska kaapelit valmistetaan useimmiten TU: n eikä GOST: n mukaan.

Samalla merkinnällä GOST (vasen) ja TU (oikea) mukaisesti valmistetut kaapelit eroavat sekä visuaalisesti että perusominaisuuksista

Koska sähkövirran voimakkuus on mahdollista laskea laitteiden käyttämästä virrasta ja verkkojännitteestä, on tarpeen määrittää näiden kahden indikaattorin arvot oikein.

Jännite kotitalousverkoissa

Monet asunnonomistajat uskovat, että kotitalouksien tarpeiden vakiovaihejännite on noin 220 V.Useimmissa tapauksissa tämä on totta. Vaikka mennessä GOST 29322-2014 Vuodesta 01.10.2015 Venäjän federaatiossa oli tarkoitus siirtyä ETY-maiden kanssa yhteensopivaan 230 V: n järjestelmään

5%: n poikkeama standardista on hyväksyttävä mille tahansa jaksolle ja 10%: n jaksolle, joka ei ylitä yhtä tuntia. Joten vanhojen sääntöjen mukaan jännitearvo voi vaihdella välillä 198 - 242 V, ja nykyisen GOST: n mukaan - välillä 207 - 253 V.

On myös tapauksia, joissa jännite verkossa on pitkään huomattavasti alhaisempi kuin normatiivinen. Tällainen tilanne syntyy, kun haaraan kytkettyjen sähkölaitteiden kokonaisteho on paljon suunniteltua suurempi ja kun suurin osa laitteista on kytketty päälle, "verkon purkautuminen" tapahtuu.

Tämä ongelma ilmenee sähköntoimituksesta vastaavien organisaatioiden vastuualueella, ja se liittyy jakelumuuntajien ylikuormitukseen, sähköasemien huonontumiseen tai johtojen riittämättömään poikkileikkaukseen.

Alennettu tulojännite ei johda vain nykyisen parametrin muutokseen ja mahdolliseen suojauskatkokseen, vaan myös asynkronisia moottoreita tai monimutkaista elektroniikkaa sisältävien sähkölaitteiden nopeaan rikkoutumiseen.

Selvittää merkitys todellinen jännite on tarpeen mitata ajoittain volttimittarilla. Jos indikaattorit ovat hyvin “kävelyä”, niin sovellus on tarpeen stabilointiaine tai kalliimpi muunnin, jolla on energian varastointitoiminto.

Nuansseja sähkölaitteiden tehon käsitteessä

Kaikilla sähköä kuluttavilla laitteilla on sellainen parametri kuin teho. Mitä korkeampi tämä indikaattori, sitä enemmän energiaa laite kuluttaa piiristä.

Virta on kolmea tyyppiä:

• Aktiivinen (P). Se kuvaa sähköenergian muuntamisnopeutta toiseen muotoon, esimerkiksi sähkömagneettiseen tai termiseen. Se on otettava huomioon laskettaessa peruuttamattomia energiakustannuksia ja siten laitteen kustannuksia. Mittayksikkö on W.
• Reaktiivinen (Q). Se kuvaa energiaa, joka tulee lähteestä (muuntaja) kuluttajien reaktiivisiin elementteihin (kondensaattorit, moottorin käämit), mutta palaa sitten melkein heti lähteeseen. Mittayksikkö on W tai var (dekoodaus - volttiväärereaktiivinen).
• Täysi (S). Se kuvaa kuormaa, jonka kuluttaja asettaa piirin elementeille. Sitä käytetään laskettaessa kaapelin poikkileikkauspinta-alaa ja valittaessa koneiden nimellisarvoa, ts. Virran voimakkuus lasketaan kaikkien piiriin kytkettyjen sähkölaitteiden täydellä teholla. Mittayksikkö on W tai V * A (V * A on voltin ampeeri).

Kaikki nämä parametrit voidaan laskea uudelleen vaihekulman kautta, joka tapahtuu jännitevektorin ja virran välillä (f):

P = S * cos (f);

Q = S * synti (f);

S² = P² + Q².

Kotitalouskoneisiin, joiden kokonaisteho voi merkittävästi ylittää aktiivisen, kuuluvat jääkaapit, pesukoneet, loisteputket ja jotkut energiansäästölamput sekä tehoelektroniikkayksiköt.

Moottorit osoittavat yleensä aktiivisen tehon ja kertoimen. Tässä tapauksessa kokonaisteho lasketaan seuraavasti: S = P / cos (f) = 750 / 0,78 = 962 W

On myös sellainen asia kuin huippu- tai käynnistysvoima. Tosiasia, että moottorien kiihdyttäminen vaatii paljon enemmän vaivaa kuin niiden pyörimisen ylläpitäminen. Siksi, kun kytket laitteisiin, kuten jääkaappiin tai pesukoneeseen, virtapiirin osassa tapahtuu lyhytaikainen kuormituksen nousu.

Käynnistysvirrat voivat olla useita kertoja suurempia kuin toimivat. Laskettaessa tarvittavaa kaapeliosat ja koneen luokituksen valinnassa tulisi tämä ottaa huomioon.

Tätä varten sinun on määritettävä laite, jolla on suurin ero käynnistys- ja käyttöteholla, ja lisättävä se kokonaisarvoon. Muiden laitteiden käynnistysvirrat voidaan jättää huomioimatta, koska samanaikaisen toiminnan todennäköisyys sisällyttämällä eri kuluttajien moottoreita on melkein nolla.

Lineaariset ja vaihesuhteet

Nykyään taloustavaroiden kytkeminen kolmivaiheisiin sähköverkkoihin on levinnyt.

Tämä on perusteltua seuraavista syistä:

• Merkittävä virrankulutus. Tässä tapauksessa yhden vaiheen suuritehoisen verkon yhteenlaskeminen on erittäin irrationaalista johtuen suuresta kaapelin poikkileikkauksesta ja muuntajan suuresta materiaalinkulutuksesta.
• Kolmesta vaiheesta toimivien laitteiden läsnäolo. Piirin toteuttaminen tällaisen laitteen kytkemiseksi yksivaiheiseen piiriin ei ole kovin yksinkertaista ja täynnä häiriöitä, joita esiintyy esimerkiksi induktiomoottorin käynnistyksen yhteydessä.

Kolmivaiheisia laitteita voidaan kytkeä kahdella tavalla - “tähti” ja “kolmio”.

Kaaviot sähkön siirrosta kolmessa vaiheessa. Nimi “tähti” ja “kolmio”, jonka he saivat geometrisen samankaltaisuuden vuoksi näihin esineisiin

Tähtityyppisissä piireissä lineaarinen ja vaihevirrat ovat identtisiä ja lineaarinen jännite on 1,73 kertaa suurempi kuin vaihejännite:

minä_l = minä_f;

U_l = 1.73 * U_f.

Tämä kaava selittää tunnettujen jännitesuhteiden kotitalous- ja matalajänniteverkoille, joiden taajuus on 50 Hz: 220/380 V (uuden GOST: 230/400 V: n mukaan).

Kolmiotyyppiä kytkettäessä päinvastoin, jännite osuu yhteen ja lineaariset virrat ovat suuremmat kuin vaihevirrat:

minä_l = 1.73 * minä_f;

U_l = U_f.

Näitä kaavoja voidaan käyttää vain symmetrisen vaihekuorman kanssa. Jos kaapeleiden virrankulutus on erilainen (epätasapainoinen vastaanotin), laskelmat suoritetaan vektorialgebran sääntöjä käyttämällä, ja tuloksena oleva tasausvirta kompensoidaan neutraalijohdolla. Verkkoissa, joissa on kytketty laite, tällaiset tapaukset ovat kuitenkin harvinaisia.

Päämäärien suhde

Tavallisin ongelma, johon tavalliset kuluttajat kohtaavat, on todellisen virran voimakkuuden laskeminen. Joten miten oikein laskea ampeeri tunnettujen jännite- ja tehoarvojen perusteella? On välttämätöntä ratkaista se, kun ytimien poikkileikkauksen ja koneen nimellisarvoa perustellaan, ja sillä on tekniset tiedot laitteista, jotka saavat virran tässä piirissä.

Virran lujuuden laskemisen jälkeen valitaan usein kaapeli, jolla on pienin sallittu poikkileikkaus. Tämä ei kuitenkaan ole aina oikein, koska tällainen ratkaisu johtaa merkittäviin rajoituksiin, kun on tarpeen lisätä uusia sähkölaitteita verkkoon.

Joskus on tarpeen suorittaa käänteisiä laskelmia ja määrittää, mikä kokonaisteho voidaan kytkeä laitteisiin tunnetulla jännitteellä ja suurimmalla sallitulla virranvoimalla, jota nykyinen johdotus rajoittaa.

Voit ratkaista nämä kaksi yksivaiheisen piirin ongelmaa yksinkertaisella kaavalla:

minä = S / U;

S = U * minä,

jossa S - kaikkien sähkökuluttajien näennäisteho yhteensä.

Pöytäkaavio, joka heijastaa Ohmin lakia ja ilmaisee tehon, virran, jännitteen ja vastuksen riippuvuutta, sopii yksivaiheisen piirin parametrien laskemiseen

Jotta voitaisiin ratkaista ongelma laskea virranvoimakkuus tunnetuista tai laskettuista tehon ja jännitteen arvoista kolmivaihepiirissä, sinun on tiedettävä kullekin vaiheelle asetettu kokonaiskuorma.

Ja vaadittavat kaapelijohtimien poikkileikkaukset ja koneen minimi sallittu nimellisarvo valitaan vilkkaimmalle linjalle ottaen huomioon, että:

S = 3 * korkeintaan {S₁, S₂, S₃}.

minä = S / (U * 1.73).

Kunkin vaiheen sallittu teho voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

S_1,2,3 minä * U / 1.73,

jossa minä - Olemassa olevien johdotusten suurin sallittu virta.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Laskeminen virranvoimasta teholla kaapeliosan valitsemiseksi:

Sähkölaiteryhmien virrankulutuksen määrittäminen esimerkiksi omakotitalona:

Virran voimakkuuden laskeminen johdotusparametrien määrittämiseksi tai olemassa olevan piirin sallitun tehon määrittämiseksi voidaan tehdä itsenäisesti. Ongelman ratkaisemiseksi oikein on otettava huomioon käytännössä ilmenevät vivahteet, eikä vain käytettävä tunnettuja kaavoja, jotka toimivat ”ihanteellisissa” olosuhteissa.

Jos sinulla on kysyttävää artikkelin aiheesta tai voit täydentää tätä materiaalia mielenkiintoisilla tiedoilla, jätä kommenttisi alla olevaan kohtaan.