Güç, akım ve gerilim nasıl hesaplanır: ev koşulları için hesaplama prensipleri ve örnekleri

Dairelerin, özel evlerin ve diğer elektrikli nesnelerin sahipleri genellikle ana elektrik miktarlarının değerlerini belirleme sorunuyla karşı karşıyadır, çünkü izin verilen akım gücünden ve bilinen voltajdan güç hesaplamak veya ters problemi çözmek çok basit değildir.

Ev ağlarının ve cihazlarının özelliklerini dikkate almadan ünlü Ohm yasasının doğrudan uygulanması yanlış bir sonuca yol açabilir.

Bu malzemede, gücün ne olduğunu anlayacağız ve bu göstergenin nasıl hesaplanacağı hakkında konuşacağız.

Miktarların temel kavramları

Elektriksel hesaplamalar, akım gücü (I, Amper), voltaj değeri (U, Volt), güç değeri (P, Watt) ve direnç (R, Ohm) arasındaki iyi bilinen ilişkilere dayanmaktadır. Pratik hesaplamalar genellikle ilk üçünün değerleri hakkında bilgi gerektirir.

Listelenen değerlerin sayısal ifadelerinin yeterli olmadığı konusunda sizi uyaracağız - güç tüketimi modunu ortaya çıkaran ek özelliklere ihtiyacımız var.

Elektrik akımı

Çekirdeklerin yeterli bir enine kesitinin hesaplanması ve güç şebekesinin belirli bir dalı için devre kesicinin derecesi, bu bölüm için mümkün olan maksimum akım değerine göre gerçekleştirilir. Bu, kablolarda genellikle yangına yol açan bir yangın durumunu önlemek için gereklidir.

işçi makine parametreleri ve RCD'ler yasal gerekliliklere göre seçilir. İletkenlerin izin verilen enine kesitini belirlemek için, mümkün olan maksimum akım gücüne bağlı olarak, ürün üreticisi tarafından sağlanan tabloyu kullanmak gerekir, çünkü kablolar çoğunlukla GOST'a göre değil TU'ya göre üretilir.

Aynı işarete sahip olan GOST (sol) ve TU (sağ) uyarınca üretilen kablolar hem görsel olarak hem de temel özelliklerde farklılık gösterir

Elektrik akımı gücünü, cihazlar tarafından tüketilen güç ve şebeke voltajından hesaplamak mümkün olduğundan, bu iki göstergenin değerlerini doğru bir şekilde belirlemek gerekir.

Ev ağlarında voltaj

Birçok apartman sahibi, ev ihtiyaçları için standart faz voltajının yaklaşık 220 V olduğuna inanmaktadır.Çoğu durumda bu doğrudur. Rağmen GOST 29322-2014 Rusya Federasyonu içinde 01.10.2015 tarihinden itibaren AET ülkeleriyle uyumlu 230 V'luk bir sisteme geçilecekti

Standarttan% 5 sapma herhangi bir süre için kabul edilebilir ve 1 saati aşmayan bir süre için% 10 kabul edilebilir. Böylece, eski kurallara göre, voltaj değeri 198 ila 242 V aralığında ve mevcut GOST'a göre - 207 ila 253 V arasında dalgalanabilir.

Ağdaki voltajın uzun bir süre normdan çok daha düşük olduğu durumlar da vardır. Böyle bir durum, şubeye bağlı elektrikli cihazların toplam gücü planlanandan çok daha yüksek olduğunda ve çoğunluğu açıldığında, “ağın bozulması” meydana gelir.

Bu sorun, elektrik tedarikinden sorumlu kuruluşların sorumluluk alanında ortaya çıkar ve dağıtım transformatörlerinin aşırı yüklenmesi, trafo merkezlerinin bozulması veya tellerin yetersiz kesiti ile ilişkilidir.

Düşük giriş voltajı sadece akım parametresinde ve olası koruma açmasında bir değişikliğe değil, aynı zamanda asenkron motorlar veya karmaşık elektronikler içeren elektrikli cihazların hızlı bir şekilde bozulmasına neden olur.

Anlamını bulmak için gerçek voltaj bir voltmetre kullanarak periyodik olarak ölçüm yapmak gerekir. Göstergeler çok "yürüyor" ise, uygulama gereklidir stabilizatör enerji depolama fonksiyonu ile veya daha pahalı dönüştürücü.

Elektrikli ev aletleri gücü kavramında nüanslar

Elektrik tüketen tüm cihazların güç gibi bir parametresi vardır. Bu gösterge ne kadar yüksek olursa, cihaz devreden o kadar fazla enerji alır.

Üç tür güç vardır:

• Etkin (P). Elektrik enerjisinin başka bir forma, örneğin elektromanyetik veya termik dönüşüm oranını karakterize eder. Geri dönüşümsüz enerji maliyetleri ve dolayısıyla cihazın maliyeti hesaplanırken dikkate alınmalıdır. Ölçü birimi W'dir.
• Reaktif (S). Kaynaktan (transformatör) tüketici reaktif elemanlarına (kapasitörler, motor sargıları) gelen enerjiyi karakterize eder, ancak neredeyse anında kaynağa geri döner. Ölçü birimi W veya var (kod çözme - volt-amper reaktif).
• Tam (S). Tüketicinin devre elemanlarına yüklediği yükü karakterize eder. Kablonun kesit alanının hesaplanmasında ve makinelerin derecesinin seçilmesinde kullanılır, yani akım gücü, devreye bağlı tüm elektrikli cihazların tam gücünde hesaplanır. Ölçü birimi W veya V * A'dır (V * A volt amperdir).

Tüm bu parametreler, voltaj vektörü ile akım (faz vektörü) arasında oluşan faz açısı ile yeniden hesaplanabilir.f):

P = S * cos (f);

S = S * günah (f);

S² = P² + S².

Toplam gücün aktif olarak önemli ölçüde aşabileceği ev aletleri için buzdolapları, çamaşır makineleri, floresan ve bazı enerji tasarruflu lambalar ile güç elektroniği üniteleri bulunur.

Motorlar genellikle aktif gücü ve katsayıyı gösterir. Bu durumda, toplam güç aşağıdaki gibi hesaplanır: S = P / cos (f) = 750 / 0.78 = 962 W

Zirve veya marş gücü gibi bir şey de vardır. Gerçek şu ki, motorları hızlandırmak, dönüşlerini korumaktan çok daha fazla çaba gerektirir. Bu nedenle, buzdolabı veya çamaşır makinesi gibi cihazları açtığınızda, devrenin bir bölümünde kısa süreli bir yük dalgalanması meydana gelir.

Başlangıç ​​akımları, çalışan akımlardan birkaç kat daha yüksek olabilir. Gerekli hesaplarken kablo bölümleri ve makinenin derecesinin seçimi dikkate alınmalıdır.

Bunu yapmak için, başlatma ve çalışma gücünde en büyük farkı gösteren cihazı belirlemeniz ve toplam değere eklemeniz gerekir. Farklı tüketicilerden motorların dahil edilmesinde eşzamanlı çalışma olasılığı neredeyse sıfır olduğundan, diğer cihazların başlangıç ​​akımları göz ardı edilebilir.

Doğrusal ve faz ilişkileri

Günümüzde, ev eşyalarını üç fazlı elektrik şebekelerine bağlama uygulaması yaygınlaşmıştır.

Bu, aşağıdaki nedenlerden dolayı haklıdır:

• Önemli güç tüketimi. Bu durumda, tek fazlı yüksek güçlü bir ağın toplanması, kablonun geniş kesiti ve transformatörün yüksek malzeme tüketimi nedeniyle çok mantıksız olacaktır.
• Üç fazdan çalışan cihazların varlığı. Böyle bir cihazı tek fazlı bir devreye bağlamak için devrenin uygulanması çok basit değildir ve örneğin bir endüksiyon motoru çalıştırılırken meydana gelen parazitlerle doludur.

Üç fazlı cihazları bağlamanın iki yolu vardır - “yıldız” ve “üçgen”.

Üç fazda elektrik iletiminin şematik diyagramları. Bu nesnelerle geometrik benzerliklerinden dolayı aldıkları “yıldız” ve “üçgen” adı

Yıldız tipi devrelerde, doğrusal ve faz akımları aynıdır ve doğrusal voltaj, faz voltajından 1.73 kat daha büyüktür:

ben_l = ben_f;

U_l = 1.73 * U_f.

Bu formül, 50 Hz: 220/380 V frekanslı ev ve düşük voltajlı endüstriyel ağlar için iyi bilinen voltaj oranını açıklar (yeni GOST: 230/400 V'ye göre).

Bir üçgen tipini bağlarken, aksine, voltaj çakışır ve doğrusal akımlar fazlardan daha büyüktür:

ben_l = 1.73 * ben_f;

U_l = U_f.

Bu formüller sadece simetrik bir faz yüküyle uygulanabilir. Kablolardaki akım tüketimi farklıysa (asimetrik alıcı), hesaplamalar vektör cebiri kuralları kullanılarak gerçekleştirilir ve elde edilen dengeleme akımı nötr tel tarafından telafi edilir. Bununla birlikte, bağlı cihazlara sahip ağlar için bu tür durumlar nadirdir.

Ana miktarların ilişkisi

Sıradan tüketicilerin karşılaştığı en yaygın sorun, gerçek akım gücünü hesaplamaktır. Peki, amper değerini doğru bilinen voltaj ve güç değerlerine göre nasıl hesaplayabiliriz? Bu devrede beslenecek cihazlar hakkında teknik bilgiye sahip olan, çekirdeklerin enine kesitinin değerlerini ve makinenin derecesini belirlerken çözmek gerekir.

Akım gücünü hesapladıktan sonra, izin verilen en küçük kesite sahip kablo genellikle seçilir. Bununla birlikte, bu her zaman doğru değildir, çünkü böyle bir çözüm ağa yeni elektrikli cihazların eklenmesi gerektiğinde önemli sınırlamalara yol açar.

Bazen ters hesaplamalar yapmak ve mevcut bir kablolama ile sınırlı olan bilinen bir voltaj ve izin verilen maksimum akım gücünde cihazlara hangi gücün bağlanabileceğini belirlemek gerekir.

Tek bir devre için bu iki problemi basit bir formül kullanarak çözebilirsiniz:

ben = S / U;

S = U * ben,

nerede S - tüm elektrikli tüketicilerin toplam görünür gücü.

Ohm yasasını yansıtan ve güç, akım, voltaj ve direncin bağımlılığını ifade eden pasta grafiği, tek fazlı bir devrenin parametrelerini hesaplamak için uygundur

Üç fazlı bir devrede bilinen veya hesaplanan güç ve voltaj değerlerinden akım gücünü hesaplama problemini çözmek için, her faza uygulanan toplam yükü bilmeniz gerekir.

Ve kablo iletkenlerinin gerekli kesiti ve makinenin izin verilen minimum derecesi, en yoğun hat boyunca seçilir, aşağıdakileri göz önünde bulundurarak:

S = 3 * maks. {S₁, S₂, S₃}.

ben = S / (U * 1.73).

Her faz için izin verilen güç aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

S_1,2,3 ben * U / 1.73,

nerede ben - Mevcut kablolama için izin verilen maksimum akım.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Kablo bölümünü seçmek için akım gücünün güçle hesaplanması:

Özel bir ev örneği olarak elektrikli ev aletleri gruplarının güç tüketiminin belirlenmesi:

Kablolama parametrelerini belirlemek veya mevcut bir devrede izin verilen gücü belirlemek için akım gücünün hesaplanması bağımsız olarak yapılabilir. Sorunun doğru çözümü için, sadece “ideal” koşullar altında çalışan iyi bilinen formülleri kullanmakla kalmayıp, pratikte ortaya çıkan nüansları da hesaba katmak gerekir.

Makalenin konusu hakkında sorularınız varsa veya bu materyali ilginç bilgilerle destekleyebiliyorsanız, lütfen yorumlarınızı aşağıdaki blokta bırakın.