Kaip apskaičiuoti galią, srovę ir įtampą: namų sąlygų skaičiavimo principai ir pavyzdžiai

Butų, privačių namų ir kitų elektrifikuotų objektų savininkams dažnai kyla klausimas dėl pagrindinių elektrinių dydžių verčių nustatymo, nes nėra labai paprasta apskaičiuoti galią pagal leistiną srovės stiprį ir žinomą įtampą arba išspręsti atvirkštinę problemą.

Tiesioginis garsiojo Ohmo įstatymo taikymas neatsižvelgiant į buitinių tinklų ir prietaisų ypatybes gali sukelti neteisingą rezultatą.

Šioje medžiagoje mes suprasime, kas yra galia, ir kalbėsime apie tai, kaip apskaičiuoti šį rodiklį.

Pagrindinės kiekių sąvokos

Elektriniai skaičiavimai grindžiami gerai žinomais ryšiais tarp srovės stiprio (I, Ampere), įtampos vertės (U, V), galios vertės (P, W) ir varžos (R, Ohm). Praktiniams skaičiavimams paprastai reikia žinoti pirmųjų trijų reikšmes.

Mes jus įspėsime, kad išvardytų verčių skaitine išraiška nepakanka - mums reikia papildomų charakteristikų, kurios parodytų energijos suvartojimo režimą.

Elektros srovė

Pakankamo branduolių skerspjūvio ir grandinės pertraukiklio įvertinimas tam tikrai elektros tinklo atšakai apskaičiuojami pagal didžiausią įmanomą šios sekcijos srovės vertę. Tai būtina siekiant užkirsti kelią gaisro situacijai laidų laidoje, dėl kurios dažnai kyla gaisras.

Darbininkai mašinos parametrai ir RCD parenkami pagal norminius reikalavimus. Norint nustatyti leistiną laidininkų skerspjūvį, atsižvelgiant į maksimalų galimą srovės stiprį, būtina naudoti gaminio gamintojo pateiktą lentelę, nes kabeliai dažniausiai gaminami pagal technines specifikacijas, o ne pagal GOST.

Turintys tą patį ženklinimą, kabeliai, pagaminti pagal GOST (kairėje) ir TU (dešinėje), skiriasi tiek vizualiai, tiek pagrindinėmis charakteristikomis

Kadangi galima apskaičiuoti elektros srovės stiprį iš prietaisų sunaudotos galios ir tinklo įtampos, būtina teisingai nustatyti šių dviejų rodiklių reikšmes.

Įtampa buitiniuose tinkluose

Daugelis butų savininkų mano, kad standartinė buitinių fazių įtampa yra maždaug 220 V.Daugeliu atvejų tai tiesa. Nors iki GOST 29322-2014 nuo 2015-10-01 Rusijos Federacijoje turėjo būti perėjimas prie 230 V sistemos, suderinamos su EEB šalimis

5% nukrypimas nuo standarto yra priimtinas bet kuriam laikotarpiui, o 10% - ne ilgesniam kaip 1 valandos laikotarpiui. Taigi pagal senąsias taisykles įtampos vertė gali svyruoti nuo 198 iki 242 V, o pagal dabartinę GOST - nuo 207 iki 253 V.

Taip pat yra atvejų, kai įtampa tinkle ilgą laiką yra žymiai mažesnė nei normatyvinė. Tokia situacija susidaro, kai bendra prie šakos prijungtų elektrinių prietaisų galia yra daug didesnė, nei planuota, ir kai dauguma jų yra įjungti, įvyksta „tinklo nutekėjimas“.

Ši problema iškyla organizacijų, atsakingų už elektros tiekimą, atsakomybės srityje ir yra susijusi su paskirstymo transformatorių perkrova, pastotės nusidėvėjimu ar su nepakankamu laidų skerspjūviu.

Sumažinta įėjimo įtampa lemia ne tik dabartinio parametro pasikeitimą ir galimą apsaugos išjungimą, bet ir greitą elektros prietaisų, turinčių asinchroninius variklius ar sudėtingą elektroniką, gedimą.

Norėdami išsiaiškinti prasmę tikroji įtampa būtina periodiškai matuoti naudojant voltmetrą. Jei indikatoriai labai „vaikšto“, tada juos reikia naudoti stabilizatorius arba brangesnis keitiklis, turintis energijos kaupimo funkciją.

Elektros prietaisų galios sąvokos niuansai

Visi prietaisai, vartojantys elektrą, turi tokį parametrą kaip galia. Kuo didesnis šis indikatorius, tuo daugiau energijos prietaisas paima iš grandinės.

Yra trys galios tipai:

• Aktyvus (P). Tai apibūdina elektros energijos virsmo kita forma, pavyzdžiui, elektromagnetine ar šilumine, greitį. Į tai reikia atsižvelgti apskaičiuojant negrįžtamas energijos sąnaudas, taigi ir prietaiso sąnaudas. Matavimo vienetas yra W.
• Reaktyvus (Q). Tai apibūdina energiją, kuri gaunama iš šaltinio (transformatoriaus) į vartotojui reaktyvius elementus (kondensatorius, variklio apvijas), bet tada beveik akimirksniu grįžta į šaltinį. Matavimo vienetas yra W arba var (dekodavimas - reaktyvusis voltas amperu).
• Visas (S). Tai apibūdina apkrovą, kurią vartotojas patiria grandinės elementams. Jis naudojamas apskaičiuojant laido skerspjūvio plotą ir pasirenkant mašinų reitingą, tai yra, srovės stipris apskaičiuojamas esant visų elektros grandinių, prijungtų prie grandinės, galiai. Matavimo vienetas yra W arba V * A (V * A yra voltų amperas).

Visus šiuos parametrus galima perskaičiuoti per fazės kampą, kuris susidaro tarp įtampos vektoriaus ir srovės (f):

P = S * cos (f);

Q = S * nuodėmė (f);

S² = P² + Q².

Prie buitinių prietaisų, kuriuose bendra galia gali žymiai viršyti aktyvųjį, įeina šaldytuvai, skalbimo mašinos, fluorescencinės ir kai kurios energiją taupančios lempos, taip pat maitinimo elektronikos įtaisai.

Varikliai paprastai nurodo aktyviąją galią ir koeficientą. Tokiu atveju visa galia apskaičiuojama taip: S = P / cos (f) = 750 / 0,78 = 962 W

Taip pat yra toks dalykas kaip piko ar pradinė galia. Faktas yra tas, kad varikliams pagreitinti reikia daug daugiau pastangų nei išlaikyti jų sukimąsi. Todėl, kai įjungiate tokius prietaisus kaip šaldytuvas ar skalbimo mašina, grandinės skyriuje atsiranda trumpalaikis apkrovos antplūdis.

Pradinės srovės gali būti kelis kartus didesnės nei darbinės. Skaičiuodami reikalingą kabelių sekcijos ir renkantis mašinos reitingą reikėtų į tai atsižvelgti.

Norėdami tai padaryti, turite nustatyti įrenginį, kuriame yra didžiausias paleidimo ir veikimo galios skirtumas, ir pridėti jį prie bendros vertės. Kitų prietaisų paleidimo srovių galima nepaisyti, nes tuo pačiu metu veikiant įvairių vartotojų varikliams tikimybė yra beveik lygi nuliui.

Linijiniai ir faziniai santykiai

Šiais laikais paplitusi praktika sujungti namų apyvokos daiktus į trifazius elektros tinklus.

Tai pateisinama dėl šių priežasčių:

• Didelis energijos suvartojimas. Tokiu atveju didelės fazės vienos fazės tinklo sumavimas bus labai neracionalus dėl didelio laido skerspjūvio ir didelių transformatoriaus medžiagų sąnaudų.
• Įtaisų, veikiančių iš trijų fazių, buvimas. Tokio prietaiso prijungimo prie vienfazės grandinės grandinės įgyvendinimas nėra labai paprastas ir kupinas trikdžių, kurie atsiranda, pavyzdžiui, paleidžiant indukcinį variklį.

Trifazius įrenginius galima sujungti dviem būdais - „žvaigžde“ ir „trikampiu“.

Trijų fazių elektros perdavimo schemos. Pavadinimas „žvaigždė“ ir „trikampis“, kurį jie gavo dėl geometrinio panašumo į šiuos objektus

Žvaigždžių tipo grandinėse linijinė ir fazinė srovės yra tapačios, o linijinė įtampa yra 1,73 karto didesnė už fazės įtampą:

Aš_l = Aš_f;

U_l = 1.73 * U_f.

Ši formulė paaiškina gerai žinomą buitinių ir žemos įtampos pramoninių tinklų įtampos santykį, kai dažnis yra 50 Hz: 220/380 V (pagal naująjį GOST: 230/400 V).

Prijungiant trikampio tipą, priešingai, įtampa sutampa, o tiesinės srovės yra didesnės nei fazinės:

Aš_l = 1.73 * Aš_f;

U_l = U_f.

Šios formulės gali būti pritaikytos tik esant simetrinei fazės apkrovai. Jei srovės suvartojimas per kabelius yra skirtingas (nesubalansuotas imtuvas), tada skaičiavimai atliekami naudojant vektorinės algebros taisykles, o susidaranti išlyginamoji srovė kompensuojama neutralia viela. Tačiau tinkluose su prijungtais prietaisais tokie atvejai yra reti.

Pagrindinių kiekių santykis

Dažniausia problema, su kuria susiduria paprasti vartotojai, yra apskaičiuoti tikrąją srovės stiprį. Taigi kaip teisingai apskaičiuoti amperą pagal žinomas įtampos ir galios vertes? Tai būtina išspręsti pagrindžiant šerdies skerspjūvio ir mašinos vertes, turint techninę informaciją apie įrenginius, kurie bus maitinami šioje grandinėje.

Apskaičiavus srovės stiprį, dažnai pasirenkamas mažiausio leistino skerspjūvio kabelis. Tačiau tai ne visada yra teisinga, nes toks sprendimas lemia didelius apribojimus, kai reikia į tinklą įtraukti naujus elektros prietaisus.

Kartais reikia atlikti atvirkštinius skaičiavimus ir nustatyti, kokią bendrą galią galima prijungti prie prietaisų esant žinomai įtampai ir maksimaliam leistinam srovės stiprumui, kurį riboja esamas laidai.

Vienos fazės grandinei šias dvi problemas galite išspręsti naudodami paprastą formulę:

Aš = S / U;

S = U * Aš,

kur S - bendra visų elektros vartotojų tariamoji galia.

Skritulinė diagrama, atspindinti Ohmo dėsnį ir išreiškianti galios, srovės, įtampos ir varžos priklausomybę, tinka apskaičiuoti vienfazės grandinės parametrus

Norėdami išspręsti srovės stiprio apskaičiavimo iš žinomų ar apskaičiuotų galios ir įtampos verčių trifazėje grandinėje problemą, turite žinoti bendrą kiekvienos fazės apkrovą.

Būtinas kabelių laidininkų skerspjūvis ir mažiausias leistinas mašinos įvertinimas pasirenkami pačioje judriausioje linijoje atsižvelgiant į tai, kad:

S = 3 * daugiausiai {S₁, S₂, S₃}.

Aš = S / (U * 1.73).

Kiekvienos fazės leistiną galią galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

S_1,2,3 Aš * U / 1.73,

kur Aš - Didžiausia leistina esamų laidų srovė.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Srovės stiprio apskaičiavimas pagal galią, norint pasirinkti kabelio sekciją:

Elektros prietaisų grupių energijos suvartojimo nustatymas kaip privataus namo pavyzdys:

Srovės stiprio apskaičiavimas, norint nustatyti laidų parametrus arba nustatyti esamoje grandinėje leistiną galią, gali būti atliekamas nepriklausomai. Norint teisingai išspręsti problemą, būtina atsižvelgti į praktikoje atsirandančius niuansus, o ne tik naudoti gerai žinomas formules, veikiančias „idealiomis“ sąlygomis.

Jei turite klausimų apie straipsnio temą arba galite papildyti šią medžiagą įdomia informacija, palikite komentarus žemiau esančiame bloke.