Konvertera Amperes till Watts: regler och praktiska exempel på omvandling av spänning och strömenheter

Ägare av privata hus, lägenheter, stugor eller små verktygslokaler anslutna till el behöver ofta omvandla ampere till watt eller lösa det omvända problemet. För att genomföra överföringar av enheter som bestämmer de aktuella egenskaperna används välkända formler som bygger på Ohms lag.

Vi kommer att prata om hur man korrekt översätter fysiska enheter. Dessutom innehåller artikeln vi presenterade metoder för att bestämma driftskraften och startströmmarna för hushållsapparater. Nuanserna för att beräkna tvärsnittet av komponenterna i ledningarna analyseras.

Bestämma kraften hos anslutna enheter

För att beräkna värdet på maximal möjlig effekt på en kretsdel är det nödvändigt att sammanfatta prestanda för alla anslutna enheter. Men inte allt är så enkelt: många av dessa enheter är komplexa elektrodynamiska system, så du måste bestämma deras parametrar korrekt.

Aktiva och fulla kraftkomponenter

Enhetens aktiva (eller förbrukade) ström (P) bestämmer den oåterkalleliga förlusten av el under dess drift. Det är denna indikator som elmätaren kommer att beräkna, och därför påverkar den mängden resurser (pengar) som spenderas under drift av enheten.

Den aktiva komponenten i watt indikeras för alla elförbrukare. Men det finns en annan indikator - effektfaktor (cos (f)), som finns i den tekniska dokumentationen, såväl som på specialplattor eller etiketter med huvudparametrarna.

Genom det kan du beräkna den totala effekten (S) enheter enligt följande formel:

S = P / cos (f)

Den fysiska betydelsen av dessa kvantiteter kan beskrivas på följande sätt: ström med full effekt går från källan (transformatorn) till den elektriska apparaten, som omvandlar sin aktiva komponent, och återför den återstående (reaktiva) tillbaka till nätverket. Således måste belastningen på kretskomponenterna (ledningar och brytare) beräknas exakt med hänsyn till full effekt.

Du kan beräkna full effekt enligt de data som finns i det tekniska databladet på enheten eller på typskylten på elmotorn

För de flesta hushållsapparater är koefficienten enhet, därför är den aktiva och fulla kraften densamma. Men om konsumenten har kondensatorer (kapacitet) eller en induktor, inträffar en reaktiv komponent.

Du måste vara uppmärksam på följande typer av utrustning:

• kylskåp;
• tvättmaskiner;
• luftkonditioneringsapparater;
• pumpar;
• induktionsugnar och spisar;
• lysrör;
• TV-apparater
• datorer och annan utrustning med elektronisk fyllning.

Också ofta till elektriska system för privata hus eller ekonomiska anslutningar ansluter maskinverktyg med elmotorer, bågsvetsmaskiner och annan utrustning, vars totala effekt är betydligt högre än förbrukad. Därför måste du bekanta dig med de tekniska egenskaperna hos enheterna innan du ansluter dem till nätverket.

Komprimeringsströmmar för kompressorer och motorer

Om hushållsapparaterna är utrustade med en elektrisk motor, kompressor, glödtråd eller en transformator vid ingången till strömförsörjningen, inträffar i början av dess drift strömmar under en kort tid (jag_n). Deras värde kan flera gånger överskrida de nominella värdena (jag_n) som anges i enhetspasset.

Dessa värden är relaterade med följande formel:

jag_n = k * I_n

här k - multiplikationskoefficient för startström.

Dokumentationen för elmotorer innehåller all information som krävs för att beräkna startström, inklusive multiplikationskoefficienten (sista kolumnen)

Mångfaldsindexet överstiger värdet "2" i följande vanliga hushållsapparater:

• nedsänkbar pump;
• kyl och frys;
• kraftfull dammsugare;
• en tvättmaskin;
• delat system;
• en mikrovågsugn;
• neonbelysning;
• vissa typer av elverktyg (borr, perforator, kompressor).

Beräkningen av den totala effekten i närvaro av sådana anordningar i kretsen måste utföras med hänsyn till deras startströmmar. Eftersom tiden för ökad strömförbrukning är liten och synkron inkludering är osannolikt räcker det att ta en, den mest kraftfulla enheten med avseende på startströmmar.

Strömstyrka och ledningsparametrar

För att bestämma erforderligt tvärsnitt av ledare och brytare översätta det totala antalet watt till ampere och erhålla värdet på den maximala kontinuerliga strömmen.

Korrelationen mellan ledarnas tvärsnitt och den maximala strömstyrkan som är acceptabel för ledningar utförs med hjälp av tabeller tillhandahållna av kabeltillverkarna. Beroende på tillverkaren kan huvudindikatorerna variera något, men samtidigt måste de alltid följa den aktuella GOST 31996-2012.

Ett exempel på en korrespondensstabell över tvärsnittet för ledande ledare och den maximala tillåtna kontinuerliga strömmen, beroende på kopplingsmetoden

Ibland väljer de ledningar inte med ett minimalt acceptabelt tvärsnitt, men med något större. Detta är motiverat, eftersom reservbandbredden låter dig ansluta nya elektriska apparater utan att dyra demontera gamla och lägga nya kablar.

Parametrar inställd till den elektriska panelen brytare de väljs så att det garanteras att arbeta vid avstängning om strömstyrkan överstiger ett värde som bestäms som det maximalt tillåtna för den lagda ledningen.

Maskinens nominella ström (jag_n) beräknas med strömmen som är acceptabel för kabeln (jag_p) enligt följande formel:

jag_n <= Jag_p / 1.45

Vanligtvis väljs en automatisk maskin med det maximala värdet bland de tillåtna nominella värdena för att minimera risken för frånkoppling med en stark men ändå tillåten belastning på kretsen.

Förhållandet mellan grundläggande elektriska mängder

Kraft och strömstyrka kan anslutas genom spänning (U) eller kretsmotstånd (R). Tillämpa dock i praktiken formeln P = I² * R är svårt, eftersom det är svårt att exakt beräkna motståndet i ett verkligt område.

En- och trefasanslutning

De flesta elektriska ledningar för hushållsbruk är enfas.

I det här fallet konverterar den totala kraften (S) och växelström (jag) att använda en känd spänning inträffar enligt följande formler som härrör från Ohms klassiska lag:

S = U * I

I = S / U

Nu har praxis att föra ett trefasnät till bostäder, inhemska och små industrianläggningar blivit utbrett. Detta är motiverat från att minimera kostnaderna för kablar och transformatorer, som bärs av företaget som levererar el.

När man summerar ett trefasnät installeras en ingångs trepolig effektbrytare (överst till vänster), en trefasmätare (uppe till höger) och för varje vald krets - vanliga enpoliga enheter (längst ner till vänster)

Tvärsnittet av ledningsledarna och den nominella effekten vid användning av trefaskonsumenter bestäms också av strömstyrkan, som beräknas enligt följande:

jag_l = S / (1,73 * U_l)

Här är indexet "l”Betyder mängdernas linjära karaktär.

Vid planering och efterföljande implementering inomhusledningar det är bättre att isolera trefaskonsumenter i separata kretsar. Enheter som arbetar med 220 V-standard försöker mer eller mindre enhetligt sprida i faser, så att det inte uppstår någon betydande störning i strömmen.

Ibland tillåter de blandad anslutning av enheter som fungerar både från en och från tre faser. Denna situation är inte den enklaste, så det är bättre att överväga den med ett specifikt exempel.

Låt en trefas induktionsugn med en aktiv effekt på 7,0 kW och en effektfaktor på 0,9 inkluderas i kretsen. En 0,8 kW mikrovågsugn med en "2" multipel av inströmsström är ansluten till fas "A", och en elektrisk vattenkokare på 2,2 kW är ansluten till fas "B". Det är nödvändigt att beräkna strömförsörjningsparametrarna för detta avsnitt.

Schema för anslutning av enheter till nätverket. Med denna konfiguration installeras alltid en trefas brytare. Det är förbjudet att använda flera enfasmaskiner för skydd

Vi bestämmer den totala effekten för alla enheter:

S_jag = P_jag / cos (f) = 7000 / 0,9 = 7800 V * A;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 V * A;

S_med = P_c = 2200 V * A.

Bestäm strömstyrkan för varje enhet:

jag_jag = S_jag / (1,73 * U_l) = 7800 / (1,73 * 380) = 11,9 A;

jag_m = S_m / U_f = 1600/220 = 7,2 A;

jag_c = S_c / U_f = 2200/220 = 10 A.

Vi bestämmer aktuell styrka i faser:

jag^EN = Jag_jag + Jag_m = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

jag^B = Jag_jag + Jag_c = 11,9 + 10 = 21,9 A;

jag^C = Jag_jag = 11,9 A.

Den maximala strömmen för alla elektriska apparater som är påslagen strömmar genom fas “B” och kommer att vara lika med 21,9 A. En tillräcklig kombination för problemfri drift av alla enheter i denna krets är en 4,0 mm-sektion av kopparledare² och effektbrytare på 20 eller 25 A.

Typisk hushållsspänning

Eftersom effekt och strömstyrka är anslutna genom spänning är det nödvändigt att bestämma detta värde exakt. Innan GOST 29322-2014 infördes från oktober 2015 var värdet för ett vanligt nät 220 V, och för ett trefas nät var det 380 V.

Enligt ett nytt dokument anpassas dessa indikatorer till europeiska krav - 230/400 V, men de flesta hushållens strömförsörjningssystem fungerar fortfarande enligt de gamla parametrarna.

Du kan få det verkliga spänningsvärdet med en voltmeter. Om siffrorna är mycket mindre än referensen måste du ansluta ingångsstabilisatorn

Avvikelse på 5% av det verkliga värdet från referensvärdet är acceptabelt för varje period och 10% - högst en timme. När du sänker spänningen, vissa konsumenter, till exempel en vattenkokare, glödlampa eller mikrovågsugn, tappa i ström.

Men om enheten är utrustad med en integrerad stabilisator (till exempel en gaspanna) eller har en separat strömförsörjning, kommer energiförbrukningen att förbli konstant.

I detta fall, med tanke på att I = S / U, kommer ett spänningsfall att öka strömstyrkan. Därför rekommenderas det inte att välja tvärsnittet för kabelledarna "end to end" till de maximala konstruktionsvärdena, men det är önskvärt att ha en marginal på 15-20%.

Användbar video om ämnet

Mätning av ström med en multimeter och efterföljande beräkning av effekt:

Elektronisk enhet för att bestämma spänning, ström och automatisk effektberäkning:

Det är ganska enkelt att bestämma strömstyrkan, känna till nätverksspänningen och den totala effekten för enheterna i kretsen. Svårigheten ligger i att mäta eller beräkna de initiala parametrarna.

Om det finns tvivel om riktigheten hos den hittade lösningen är det bättre att vända sig till elektriker, eftersom fel i beräkningarna kan leda till allvarliga problem.

Vill du dela din egen erfarenhet av att konvertera ampere till watt? Finns det en originalmetod i ditt arsenal som kan vara användbart för besökare? Skriv kommentarer i blocket nedan, skriv ett foto och ställ frågor om artikelns ämne.