Како израчунати снагу, струју и напон: принципи и примери израчуна за домаће услове

Власници станова, приватних кућа и других електрифицираних објеката често се суочавају с проблемом утврђивања вриједности главних електричних величина, јер није лако израчунати снагу из дозвољене јакости струје и познатог напона или ријешити обрнути проблем.

Директна примена чувеног Охмовог закона без узимања у обзир карактеристика кућанских мрежа и уређаја може довести до нетачног резултата.

У овом материјалу ћемо разумети шта је снага и разговарати о томе како израчунати овај индикатор.

Основни појмови количина

Електрични прорачуни заснивају се на добро познатим односима између јачине струје (И, Ампере), вредности напона (У, Волт), вредности снаге (П, Ватт) и отпора (Р, Охм). Практични прорачуни обично захтевају познавање вредности прве три.

Упозорићемо вас да нумерички изрази наведених вредности нису довољни - потребне су нам додатне карактеристике које откривају режим потрошње енергије.

Електрична струја

Прорачун довољног попречног пресјека језгара и називне вриједности прекидача за поједину грану електроенергетске мреже врши се према вриједности највеће могуће струје за овај одјељак. Ово је неопходно за спречавање пожара у ожичењу, што често доводи до пожара.

Радници параметри машине и РЦД-ови се бирају у складу са регулаторним захтевима. За одређивање дозвољеног попречног пресека проводника, зависно од највеће могуће јачине струје, потребно је користити табелу коју је дао произвођач производа, јер се каблови најчешће производе према ТУ, а не према ГОСТ-у.

Имајући исте ознаке, каблови произведени у складу са ГОСТ (лево) и ТУ (десно) разликују се и визуелно и у основним карактеристикама

Будући да је могуће израчунати јачину електричне струје од снаге коју троше уређаји и напона мреже, потребно је тачно одредити вредности ова два показатеља.

Напон у домаћинствима

Многи власници станова верују да је стандардни фазни напон за потребе домаћинства око 220 В.У већини случајева то је тачно. Иако би ГОСТ 29322-2014 од 01.10.2015. у оквиру Руске Федерације требало је да се изврши прелазак на 230 В систем компатибилан са земљама ЕЕЗ

Одступање од 5% од норме је прихватљиво за било који период, а 10% за период који не прелази 1 сат. Тако, према старим правилима, вредност напона може да варира у опсегу од 198 до 242 В, а према тренутном ГОСТ-у - од 207 до 253 В.

Постоје и случајеви када је напон у мрежи дуже време знатно нижи од нормативног. Таква ситуација настаје када је укупна снага електричних уређаја спојених на подружницу много већа од планиране и када је већина њих укључена долази до „испадања мреже“.

Овај проблем настаје у зони одговорности организација одговорних за снабдевање електричном енергијом, а повезан је са преоптерећењем дистрибутивних трансформатора, пропадањем трафостаница или недовољним пресеком жица.

Смањени улазни напон доводи не само до промене тренутног параметра и могућег искључивања заштите, већ и до брзог прекида електричних уређаја који садрже асинхроне моторе или сложену електронику

Да сазнамо смисао реални напон периодично је потребно мерење помоћу волтметра. Ако су индикатори веома "ходајући", тада је неопходна примена стабилизатор или скупљи претварач са функцијом складиштења енергије.

Нијансе у концепту снаге електричних уређаја

Сви уређаји који троше електричну енергију имају такав параметар као што је снага. Што је виши овај индикатор, више енергије уређај узима из круга.

Постоје три врсте снаге:

• Активно (П). Карактерише брзину претварања електричне енергије у други облик, на пример, електромагнетну или термичку. То се мора узети у обзир при израчунавању неповратних трошкова енергије, а самим тим и трошкова уређаја. Јединица мере је В.
• Реактивно (К). Карактерише енергију која долази од извора (трансформатора) до реактивних елемената потрошача (кондензатори, намотаји мотора), али се тада готово тренутно враћа у извор. Јединица мере је В или вар (декодирање - волт-ампер реактивно).
• Комплетна (С). Карактерише оптерећење које потрошач намеће елементима склопа. Користи се за израчунавање површине попречног пресека кабла и избора степена машине, то јест, тренутна снага рачуна се на пуну снагу свих електричних уређаја повезаних у круг. Јединица мере је В или В * А (В * А је волтански ампер).

Сви ови параметри могу се прерачунати кроз фазни угао који настаје између вектора напона и струје (ф):

П = С * цос (ф);

К = С * грех (ф);

С² = П² + К².

К кућанским апаратима, у којима укупна снага може значајно да пређе активне, укључују фрижидере, веш машине, флуоресцентне и неке штедне жаруље, као и јединице за електроничку струју.

Мотори обично показују активну снагу и коефицијент. У овом се случају укупна снага израчунава на сљедећи начин: С = П / цос (ф) = 750 / 0,78 = 962 В

Постоји и таква ствар као што је вршна или почетна снага. Чињеница је да је за убрзавање мотора потребно много више труда него за одржавање њихове ротације. Због тога, при укључивању уређаја као што су фрижидер или машина за веш, долази до краткотрајног повећања оптерећења на делу кола.

Полазне струје могу бити неколико пута веће од радних. При израчунавању потребног секције каблова избор оцјене машине треба то узети у обзир.

Да бисте то учинили, морате одредити уређај с највећом разликом у стартној и радној снази и додати га укупној вредности. Полазне струје других уређаја се могу занемарити, јер је вероватноћа истовременог рада на укључивању мотора од различитих потрошача готово нула.

Линеарни и фазни односи

Данас се раширила пракса повезивања кућанских објеката на трофазне електроенергетске мреже.

То је оправдано из следећих разлога:

• Значајна потрошња енергије. У овом случају, сумирање једнофазне мреже велике снаге биће веома ирационално због великог пресека кабла и велике потрошње материјала трансформатора.
• Присуство уређаја који раде из три фазе. Имплементација кола за повезивање таквог уређаја на једнофазни круг није баш једноставна и препуна је сметњи које се јављају, на пример, при покретању индукцијског мотора.

Постоје два начина за повезивање трофазних уређаја - „звезда“ и „троугао“.

Шематски дијаграми преноса електричне енергије у три фазе. Назив „звезда“ и „троугао“ добили су због геометријске сличности са овим објектима

У круговима звезданог типа су линеарна и фазна струја идентичне, а линеарни напон је 1,73 пута већи од фазног напона:

Ја_л = Ја_ф;

У_л = 1.73 * У_ф.

Ова формула објашњава добро познати омјер напона за домаћинство и нисконапонске индустријске мреже са фреквенцијом 50 Хз: 220/380 В (према новом ГОСТ: 230/400 В).

Код повезивања типа троугла, напротив, напон се поклапа, а линеарне струје су више од фазних:

Ја_л = 1.73 * Ја_ф;

У_л = У_ф.

Ове се формуле могу применити само са симетричним фазним оптерећењем. Ако је потрошња струје по кабловима различита (неуравнотежени пријемник), прорачуни се изводе по правилима векторске алгебре, а резултирајућа изједначујућа струја надокнађује се неутралном жицом. Међутим, за мреже са повезаним уређајима су такви случајеви ретки.

Однос главних количина

Најчешћи проблем са којим се сусрећу обични потрошачи је израчунавање реалне снаге струје. Па како правилно израчунати амперажу према познатим вредностима напона и снаге? То је неопходно решити приликом потврђивања вредности попречног пресека језгара и снаге машине, с техничким информацијама о уређајима који ће се напајати у овом кругу.

Након израчунавања јакости струје, често се бира кабл са најмањим дозвољеним пресеком. Међутим, то није увек тачно, јер такво решење доводи до значајних ограничења када је потребно додати нове електричне уређаје у мрежу.

Понекад је потребно извршити обрнуте прорачуне и одредити која укупна снага може бити повезана на уређаје са познатим напоном и максималном дозвољеном јакошћу струје, која је ограничена постојећим ожичењем.

Ова два проблема за једнофазни круг можете решити једноставном формулом:

Ја = С / У;

С = У * Ја,

где С - укупна привидна снага свих потрошача електричне енергије.

Копна таблица која одражава Охмов закон и изражава зависност снаге, струје, напона и отпора погодна је за израчунавање параметара једнофазног круга

Да бисте решили проблем израчунавања снаге струје из познатих или израчунатих вредности снаге и напона у трофазном кругу, морате знати укупно оптерећење које се поставља на сваку фазу.

И потребни пресек кабловских водича и минимална дозвољена оцена машине су изабрани дуж најпрометније линије, имајући у виду да:

С = 3 * макс. {С₁, С₂, С₃}.

Ја = С / (У * 1.73).

Дозвољена снага за сваку фазу се може израчунати следећом формулом:

С_1,2,3 <С / 3 = Ја * У / 1.73,

где Ја - Највећа дозвољена струја за постојеће ожичење.

Закључци и корисни видео о овој теми

Прорачун јакости струје помоћу снаге за одабир секције кабла:

Утврђивање потрошње електричне енергије група електричних уређаја као пример приватне куће:

Израчунавање јакости струје за одређивање параметара ожичења или одређивање дозвољене снаге у постојећем кругу може се извршити независно. За исправно решење проблема потребно је узети у обзир нијансе које настају у пракси, а не само користити познате формуле које раде у „идеалним“ условима.

Ако имате питања о теми чланка или можете овај материјал надопунити занимљивим информацијама, оставите своје коментаре у доњем блоку.