- Что такое мощность в электричестве
- Формулы
- Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока
- Однофазные нагрузки
- Расчет в трехфазной сети
- Средняя P в активной нагрузке
- Единицы измерения и обозначение
- Сила электрического тока через напряжение и ток
- Пример расчета мощности электрического тока
- Измерение мощности электрического тока
- Единицы измерения электрического тока, применяемые на практике
- Связь мощности тока с действием тока в электрической цепи
- Что это такое и как рассчитать нагрузку
- Энергия может быть двух видов: реактивной и активной.
- В чем измеряется?
- От чего зависит нагрузка электрического тока
- Параметры электрических приборов
- Как определить максимальную нагрузку тока
- Мгновенная электрическая мощность: вычисляем значение
- Дифференциальные выражения для электрической мощности
- Электрическая мощность: цепь постоянного тока
- Электрическая мощность: цепь переменного тока
- Активная мощность
- Реактивная мощность
- Полная мощность
- Комплексная мощность
- Мощность электрооборудования и неактивная мощность
- Измерения
- Прямые замеры
- Косвенные замеры
- Фазометры
- Регулирование cos
- Расчет потребляемой мощности
- Мощность некоторых электрических приборов
- Подбор номинала автоматического выключателя
Что такое мощность в электричестве
Механическая мощность как физическая величина равна отношению работы, совершаемой за определенный промежуток времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, мощность допустимо представлять как скорость преобразования энергии. Обсудив компоненты механической энергии, давайте рассмотрим, что представляет собой электрическая мощность. Напряжение — это работа, совершаемая для перемещения одного кулона электрического заряда, а ток — это количество кулонов, проходящих за одну секунду. Произведение напряжения и тока показывает общее количество работы, выполненной за одну секунду.
Мощность электрического тока — количественная мера тока, характеризующая его энергетические свойства. Он определяется основными параметрами: силой тока и напряжением. Мощность электрического тока измеряется с помощью прибора, называемого ваттметром. Единицей измерения является ватт (Вт).
Проанализировав полученную формулу, можно сделать вывод, что показатель мощности в равной степени зависит от силы тока и напряжения. То есть одно и то же значение можно получить при низком напряжении и большом токе или при высоком напряжении и малом токе. Используя зависимость мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электроэнергию на большие расстояния путем преобразования мощности в повышающих и понижающих трансформаторных подстанциях.
Наука делит электрическую энергию на:
- активный. Он предполагает преобразование энергии в тепловую, механическую и другую энергию. Показатель выражается в ваттах и рассчитывается по формуле U*I;
- реагент. Эта величина характеризует электрические заряды, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается в реактивных вольт-амперах и является произведением напряжения, силы тока и угла отсечки.
Чтобы было проще понять значение активной и реактивной мощности, обратимся к отопительному оборудованию, в котором электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Формулы
Многие электроприборы имеют маркировку мощности. Мощность (P) указывает на работу (A), совершаемую электрическим устройством в единицу времени (t). Следовательно, чтобы найти среднюю мощность электрического тока, необходимо разделить его работу на время, то есть Р = А/т.
Посмотрим, какова мощность электрического тока. Для этого рассмотрим электрическую цепь (см рис. 1), которая состоит из источника тока, проводов и какого-либо электрического приемника, которым может быть резистор, аккумулятор, электродвигатель и т д
Рис. 1. Электрическая цепь, в которой напряжение и сила тока постоянны
Рекомендуемое электрическое напряжение также указано на электрооборудовании. Как эти две величины связаны друг с другом? Из школьного курса физики мы знаем, что напряжение (U) между концами данного электроприемника определяется следующим образом: U = A/q, где: A — работа, совершаемая источником электрического напряжения по передаче заряда электроэнергии (д) вдоль проводника.
Величина электрического заряда рассчитывается по формуле: q = I*t
Имеем A = P * t; A = U*q и q = I * t. После преобразования формул получаем: A = P*t = U*q = U*I*t
Отсюда следует (разделив обе части уравнения на t), что P = U*I. То есть можно сказать, что количество энергии, передаваемой от источника тока к резистору, определяется по формуле: P = U*I
Из этой формулы можно найти, что U = P/I, I = P/U.
По закону Ома для участка цепи I = U/R, где R — электрическое сопротивление участка цепи. Таким образом, из формулы P = U*I следуют две другие формулы для мощности электрического тока, то есть P = U2/R, P = I2R.
Формула Р = I2R удобна для электрических цепей с последовательным соединением проводников, так как сила электрического тока при таком соединении в проводниках одинакова.
Для параллельно соединенных проводников работу и мощность удобнее выражать через одинаковое для них электрическое напряжение без учета силы электрического тока, т е лучше использовать формулу Р = U2/R.
Если электроприборы соединены последовательно или параллельно, их электрическая мощность суммируется. В этом случае для расчета полной мощности используется следующая формула:
Робщ = Р1 + Р2 +… + Рн, где Р1, Р2,.. — мощность отдельных электропотребителей.
Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока
Для расчета силы I (силы тока) необходимо значение U (напряжения) разделить на величину сопротивления.
Расчет силы тока по мощности и напряжению:
Я = ты ÷ р
Измеряется в амперах.
Для такого случая электрическую P (активную мощность) можно рассчитать как произведение электрической силы I на значение U.
Формула расчета мощности по току и напряжению:
Р=У×И
Все составляющие этих двух формул характерны для постоянного тока и называются активными.
На основе этих двух формул мы также можем вывести еще две формулы, по которым можно распознать P:
Р = I2 × R
Р = U2 ÷ R
Однофазные нагрузки
В однофазных сетях переменного тока требуется рассчитывать нагрузки P и Q отдельно, затем их необходимо сложить векторным расчетом.
С=П+К
В скалярной форме это будет выглядеть так:
S = √P2 + Q2
В результате расчет P, Q, S выглядит как прямоугольный треугольник. Два катета этого треугольника представляют компоненты P и Q, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.
S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в реактивных вольт-амперах (ВАр), P измеряется в ваттах (Вт).
Зная значения катетов треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать показано на изображении треугольника.
Расчет в трехфазной сети
Переменная I (ток) отличается от постоянной по всем параметрам, особенно при наличии нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильной характеристики подключенной нагрузки. Трехфазные сети получили широкое распространение благодаря простоте их использования и дешевизне материалов.
Трехфазные цепи можно соединить двумя способами: звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначены символами А, В, С. Нулевой провод обозначен символом N.
При соединении звездой различают два вида U (напряжения): фазное и линейное. Фаза U определяется как U между фазой и нейтралью. Линейное U определяется как U между двумя фазами.
Эти два U связаны:
UL = UF × √3
Линейный и фазный электрические токи при соединении звездой равны между собой: IL = IФ
Форма расчета S при соединении звездой:
S = SA + SB + SC = 3 × U × I
Активный П:
Р = 3×Uф×Si×cosφ
Q реактивный:
Q = √3 × Uf × If × sinφ.
При соединении треугольником фаза и линейное U равны между собой: UL = UF
Линейная I при соединении треугольником определяется по формуле:
ИЛ = СИ × √3
Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:
- S = 3 × Sf = √3 × Uf × Si;
- Р = √3 × Uf × If × cosφ;
- Q = √3 × Uf × If × sinφ.
Средняя P в активной нагрузке
В электрических сетях Р измеряют специальным прибором — ваттметром. Схемы подключения зависят от того, как подключается нагрузка.
При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе и результат умножается на три. В случае несбалансированной нагрузки для измерения требуются три прибора.
Р-параметры сети или установки являются важными данными для электрического устройства. Данные P об активном потреблении передаются за определенный период времени, то есть передается среднее потребление P за расчетный период времени.
Единицы измерения и обозначение
Единицей мощности в Международной системе единиц (СИ) является ватт. При этом русское обозначение: W, международное: W). 1 Вт = 1 Дж/с. Из формулы P = U * I следует, что: 1 ватт = 1 вольт * 1 ампер, или 1 Вт = 1 В * А.
Существуют также единицы мощности, кратные ваттам: гектаватт (гВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт). Другими словами, 1 ГВт = 100 Вт, 1 кВт = 1000 Вт, 1 МВт = 1 000 000 Вт.
Единицы мощности, используемые в электротехнике, кратны ваттам: микроватт (мкВт), милливатт (мВт), гектоватт (гВт), киловатт (кВт) и мегаватт (МВт). Другими словами, 1 мкВт = 1*10-6 Вт, 1 мВт = 1*10-3 Вт, 1 ГВт = 1*102 Вт, 1 кВт = 1*103 Вт, 1 МВт = 1*106 Вт.
Каждое электрическое устройство имеет определенную мощность (указана на самом устройстве). Это типичная номинальная мощность для некоторых электроприборов.
Устройство | Мощность, Вт |
Телевидение в режиме ожидания | 0,5 |
Фонарь лампа | Около 1 |
Лампы накаливания | 25-150 |
Холодильник | 160 |
Электрический нагреватель | 500-2000 |
Пылесос | До 1300-1800 гг |
Электрический чайник | Около 2000 |
Железо | 1200-2200 |
Стиральная машина | До 2300 |
Раньше для обозначения мощности использовалась единица измерения — лошадиная сила (л.с.), которая известна сейчас. Преобразуйте лошадиные силы в ватты, используя выражение: 1 л.с. = 735,5 Вт
Сила электрического тока через напряжение и ток
Поскольку разность потенциалов, вычисляемая по формуле (F1-F2), определяет напряжение (U), то несложно сделать вывод, что зависимость, установленная законом Ома, не может быть использована. Электрическая мощность (P) также определяется током (I) на конкретном участке линии. Окончательное выражение: P = U x I.
Пример расчета мощности электрического тока
В конце вы сможете проверить свои знания на 2 типичных примерах.
Представьте, что в первой задаче у вас есть резистор R = 50 Ом, через который протекает электрический ток I = 0,3А. Какая электрическая мощность преобразуется этим резистором?
Найти решение можно, найдя соответствующую формулу и подставив в нее заданные значения. То есть получаем: P = I2R = 0,32 * 50 = 4,5 Вт
Во второй задаче дан резистор R, электрическое сопротивление которого равно 700 Ом. В техпаспорте указано, что максимальная мощность этого резистора составляет 10 Вт. Насколько высоким может быть напряжение, подаваемое на этот резистор?
Для решения этой задачи выбираем соответствующую формулу: P=U2/R, из которой находим Umax=Pmax*R=700*10=83,67 В.
Это означает, что максимальное напряжение может составлять 83,67 В. В целях безопасности выберите напряжение значительно ниже этого предела.
Подробнее о том, как найти мощность электрического тока, я писал в статье: https://www.asutpp.ru/kak-nayti-moschnost.html
Измерение мощности электрического тока
Силу электрического тока можно измерить вольтметром и амперметром. Чтобы рассчитать требуемую мощность, умножьте напряжение на силу тока. Электрический ток и напряжение можно узнать из показаний прибора.
Рис. 2. Измерение мощности электрического тока
Помните, что вы всегда должны определять электрическое напряжение параллельно с нагрузкой и электрический ток последовательно.
Существуют специальные приборы — ваттметры, определяющие мощность электрического тока в цепи, которые, по сути, заменяют два прибора — амперметр и вольтметр.
Единицы измерения электрического тока, применяемые на практике
В паспортах потребителей электроэнергии (лампочки, плиты, электродвигатели) обычно указывается сила электрического тока в них. Исходя из мощности, найти работу электрического тока за заданный промежуток времени достаточно просто, нужно только воспользоваться формулой А = P*t.
Выразив мощность в ваттах, а время в секундах, получим работу в джоулях: 1 Вт = 1 Дж/с, где 1 Дж = 1 Вт * с.
Но эту единицу работы неудобно применять на практике, так как она потребляется электропотребителями в течение длительных периодов времени, как, например, в бытовых приборах — в течение нескольких часов, в электропоездах — в течение нескольких часов или даже суток, а расчет потребленной электроэнергии по счетчику электроэнергии в большинстве случаев производится один раз в месяц.
Поэтому при расчете работы потребляемого и вырабатываемого тока или электроэнергии во всех этих случаях необходимо переводить эти промежутки времени в секунды, что усложняет расчеты.
Перишкин А.В. Физика 8.- М.: Дрофа, 2010. 2
Поэтому на практике при расчете работы электрического тока время удобнее выражать в часах, а работу электрического тока — не в джоулях, а в других единицах: например, в ватт-часах (Вт * ч), гектоватт * час (гВт * ч), киловатт час (кВтч).
Перишкин А.В. Физика 8.- М.: Дрофа, 2010. 2
Применяются следующие причины:
- 1 Вт*ч = 3600 Дж;
- 1 ГВт*ч = 100 Вт*ч = 360 000 Дж;
- 1 кВтч = 1000 Втч = 3 600 000 Дж.
Домашнее задание. Есть электрическая лампа, рассчитанная на ток 100 Вт. Лампа работает по 6 часов каждый день. Нам нужно найти работу электрического тока за месяц (30 дней) и стоимость потребленной электроэнергии, принимая тариф 500 копеек за кВтч.
Напишем условие задачи и решим ее.
Исходные данные: P = 100 Вт, t = 6 ч * 30 = 180 ч, тариф = 500 к/кВтч .
Решение проблемы. Мы знаем, что A = P*t, поэтому получаем: A = 100 Вт*180 ч = 18 000 Вт*ч = 18 кВт*ч.
Рассчитываем стоимость следующим образом: Себестоимость = 500 к/кВт*ч * 18 кВтч = 9000 коп = 90 руб.
Ответ: При = 18 кВтч стоимость потребленной электроэнергии = 90 руб.
Связь мощности тока с действием тока в электрической цепи
Сравнение текущей мощности с номинальной мощностью электрического устройства позволяет определить, насколько устройство нагружено в электрической цепи. Если сила тока меньше номинального тока, то действие тока недостаточно сильное или не проявляется вовсе. Подключение мощного устройства к слабому источнику тока не вызывает на него никакого действия. Устройства, рассчитанные на слаботочную работу, при подключении к источникам, создающим сильное поле, перегорают.
Что это такое и как рассчитать нагрузку
Нагрузка электрическим током является величиной, характеризующей его свойства. Показывает количество энергии, потребляемой электроприборами. Сила тока измеряется специальным прибором – ваттметром.
Если подключить измерительный прибор последовательно, можно проверить силу тока. При параллельном соединении определяется напряжение. Величина потребления контура рассчитывается по формулам: P = I x U или P = U2 / R = I2 x R.
Электрический заряд равен напряжению на потребителе, умноженному на величину протекающего через него тока.
Р = U х I
Формула указывает, какие измерения определяют этот параметр. Если нагрузка активна, измеряется в ваттах, реактивной единицей электрической мощности является ВА.
Энергия может быть двух видов: реактивной и активной.
Активная — это истинная электрическая мощность, она производит реальную работу на нагрузку, W показывает этот параметр. Он преобразует энергию в механическую, тепловую и другие разновидности.
Если включить мощную установку или конденсатор, то напряжение внутри сети падает. Такие нагрузки создают колебательный контур, получающий питание от источника питания. Полезные функции в этой ситуации выполняют только компоненты Pact. Активный индикатор рассчитывается следующим образом:
- U x I — постоянный ток (переменный с резистивной нагрузкой);
- U x I x cos фи — для однофазной линии 220 В;
- U x √3 x cos phi = U x 1,7321 x cos phi — Трехфазная сеть, U x √3 x 380 В.
Есть и другие виды энергии, но об этом позже.
В чем измеряется?
Единицей измерения электрической энергии в России является Вт. По международным стандартам — Вт. Это энергия, выделяемая в единицу времени. Один ватт равен одному джоулю за 1 секунду (Дж/с). Также джоуль – это единица электрической мощности, секунда – это время.
Для малого значения используются различные приставки: «милли-», «микро-», для большого значения «мега-». Например: 5800 Вт = 5,8 кВт = 5,8 кВт.
Умножение 1 киловатт-часа на 1 час дает один киловатт-час (кВтч). Это единица измерения количества электроэнергии, отпущенной абонентам. Его используют энергетические компании, имеющие соответствующее оборудование (генераторы и центры преобразования). Они генерируют и преобразуют выработанную электроэнергию, которая затем распределяется среди потребителей.
Точно так же энергетическая емкость батарей измеряется в ампер-часах (Ач). Портативные типы батарей питания измеряются в миллиампер-часах (мАч).
Для единицы измерения Ватт по международным стандартам присвоено буквенное обозначение W, названное в честь Джеймса Ватта. Он первым стал использовать термин «лошадиная сила», который на сегодняшний день является устаревшей единицей параметра ватт.
Коэффициенты преобразования энергии:
- мощность (л.с.) — 746 Вт;
- киловатты (кВт) — 1×1000 Вт;
- мегаватты (МВт) −1 × 1 000 000 Вт;
- гигаватт (ГВт) — 1×1000000000 Вт.
Сегодня «лошадиная сила» используется для обозначения второго измерения мощности двигателя транспортного средства.
От чего зависит нагрузка электрического тока
Существующие линии электропроводки испытывают сопротивление при движении электронов, характеризующее потери напряжения. Цепи, где присутствует источник переменного тока, имеют одну особенность: ключевую роль здесь играет синусоидальное колебание электрических индикаторов.
Следующая информация позволит вам выбрать лучший метод расчета, основанный на реальных условиях сети.
Параметры электрических приборов
Каждая современная квартира должна быть оборудована бытовой техникой. Для подключения их к сети необходимо составить принципиальную схему, где нагрузки, подключаемые к отдельным линиям, распределяются согласованно друг с другом. Необходимо предусмотреть автоматический выключатель на базе ПУЭ во избежание несчастных случаев.
Сначала уточняются параметры электропроводки. Затем их проверяют по групповой схеме на подключение к сети бытовых приборов.
Стандартные характеристики потребляемой электрической мощности (Вт):
- настольный компьютер – 170-1 250;
- жК телевизор — 120 — 265;
- ноутбук — 40-280;
- кондиционер — 1 200 — 2 500;
- железо — 450-1850.
Для защиты сети нужен автомат, выбираем его с учетом всех важных факторов.
Важно обратить внимание на нагрузки с повышенными параметрами реактивной мощности.
Как определить максимальную нагрузку тока
Полезная мощность показывает максимальное значение при сравнении сопротивления нагрузки R с таким же параметром внутри источника — r.
Р = р.
P max = E2/4r, где E — движущая сила источника тока.
Чтобы рассчитать ограничение по току электрического устройства, вам необходимо знать параметр номинальной нагрузки и входное напряжение переменного тока. Технический лист устройства, инструкция или эмблема содержат первый показатель.
Например, при номинальном параметре электроприборов (Р) 12 Вт максимальная величина потребляемого тока в переменном напряжении будет для:
- 120 В — I = 12/120 = 0,100 А или 100 мА.
- 220 В — I = 12 / 220 = 0,055 А или 55 мА.
При необходимости количество потребляемой электроэнергии выражается комплексной величиной. Для этого используются основные соотношения, вместо сопротивления используется импеданс.
Мгновенная электрическая мощность: вычисляем значение
Этот индикатор устанавливает мгновенные значения измеренных данных. Ключевое определение возникает с учетом того, что простой единичный заряд (q) движется за заданное время Δt. Для выполнения конкретного действия затрачивается энергия электрического тока PF1-F2 = U/ ∆t или (U/ ∆t) xq = U x (q/ ∆t). Формула учитывает движение q за период Δt. Поскольку ток по классическому определению равен заряду, прошедшему от F1 к F2 (I = q/Δt), получается окончательное выражение: PF1-F2 = U x I.
Условно полагая, что за очень малый промежуток времени получим мгновенную мощность участка электрической цепи P(t) = U(t) x I(t). Такие же выводы можно сделать, учитывая соответствующий параметр сопротивления: P(t) = (I(t)) 2 x R = (U(t)) 2 /R.
Дифференциальные выражения для электрической мощности
У рабочих проводников есть одна особенность: линия теряет энергию на единицу объема из-за наличия сопротивления внутри электрической цепи. Часть энергии уходит на нагрев проводов. Эти моменты необходимо соблюдать с учетом плотности тока (j).
Параметр удельной нагрузки определяется по формуле: Р уд = (j2) х R уд. Для упрощения оценки в основном используется одинаковая электропроводность. Его значение обратно пропорционально соответствующему параметру сопротивления.
Электрическая мощность: цепь постоянного тока
Приведенные выше формулы приведены без поправочных коэффициентов. Они используются для расчета схемы с подключением к источнику постоянного тока. С помощью обыкновенного прибора — мультиметра при правильном положении переключателя устанавливается сопротивление подключенной к сети нагрузки.
Электрическая мощность: цепь переменного тока
Для таких линий неприемлемо использование формул, определяющих мгновенные параметры, так как итоговый показатель изменяется от минимального до максимального значения с изменением частоты сети. Типовая однофазная сеть 220 В характеризуется синусоидальным сигналом частотой 50 Гц.Допускается использовать простую формулу Р=U х I при подключении устройств с резистивными параметрами:
- ТЭН стиральных машин;
- спиральные инфракрасные обогреватели;
- лампы накаливания.
Эта формула используется для установки нагрузки.
Активная мощность
Ситуация коренным образом меняется, если включить мощный электродвигатель или конденсатор. Такие нагрузки образуют колебательный контур, обменивающийся энергией с источником питания. Полезные функции в этом случае выполняет только активный компонент (Covenant). Он рассчитывается следующим образом:
- U*I — постоянный ток (переменный с резистивной нагрузкой);
- U * I * cos ϕ – для ~220В, однофазное;
- U * √3 * cos ϕ = U * 1,7321 * cos ϕ — три фазы, U * √3 * ~380В.
Реактивная мощность
Этот параметр, несмотря на отсутствие полезной работы, необходимо учитывать для правильной оценки важных параметров сети. Дело в том, что проводники нагреваются при прохождении тока в любом направлении. Эффекты циклической энергии при достаточно высокой интенсивности:
- разрушают жилы и защитные оболочки кабелей;
- вызвать короткое замыкание;
- повредить обмотки электроприводов и трансформаторов.
Реактивная составляющая определяется по формуле:
Preact = U * I * sin ϕ.
Принимает отрицательное (положительное) значение при подключении нагрузки с емкостной (индуктивной) характеристикой соответственно.
Как измеряется текущая мощность для таких ситуаций, понятно из определения. Поскольку речь идет об изменении параметров электрического (магнитного) поля, конечный результат обозначают реактивными вольт-амперами (сокращенно единица — вар).
Полная мощность
Если рассматриваемые величины выразить с помощью векторов, то получится треугольник. Длина сторон будет соответствовать энергопотреблению определенного компонента. Угол между кажущейся (Ptotal) и активной (ϕ) мощностью используется в расчетах для расчетов. Общая формула:
Pобщ = √((Ковенант)2 + (Ковенант)2).
Комплексная мощность
Потребление энергии может быть выражено, при необходимости, в комплексных величинах. Используйте основные пропорции. Вместо сопротивления используется импеданс.
Мощность электрооборудования и неактивная мощность
Паспорта на оборудование содержат активную нагрузку — коэффициент мощности, что является важной характеристикой. Показывает, насколько эффективно прибор потребляет электроэнергию.
Это число от -1 до 1, оно никогда не равно единице. Этот коэффициент зависит от типа нагрузки: C, L или R. Первые 2 отрицательно влияют на PF = cos φ системы. Если его параметр велик, увеличивается потребляемый приборами ток. Многие силовые нагрузки являются индуктивными, заставляя ток отставать от напряжения.
В электрических цепях переменного тока сети переменного тока генерируют мощность холостого хода. Вычисляется просто: квадратный корень из суммы (Pa2 + Pr2). Если реактивный напор равен нулю, то пассивный напор равен |Па|.
Наличие нелинейных искажений тока в электрических сетях производится несоблюдением направления, возникающего между U/I, так как энергия имеет импульсный характер. В нелинейных режимах кажущаяся мощность тока (МОТ) увеличивается. Такая нагрузка простаивает, потребляет энергию искажения Pr и тока. Единица измерения такая же, как и для обычной мощности Вт.
Измерения
Как показано выше, некоторые исходные данные могут быть получены в ходе практических измерений. Характеристики типовых специальных устройств перечислены ниже.
Прямые замеры
Ваттметры выпускаются в разных модификациях для сетей ~220В и ~380В. В процессе выполнения рабочих операций вносятся соответствующие коррективы. Датчики должны быть подключены в соответствии с инструкциями производителя и правильным расположением проводника. Как правило, в конструкциях устройств применяют две катушки с параллельным и последовательным подключением к нагрузке. Для большей точности используются профессиональные приборы категории «лабораторные.
Косвенные замеры
Эти операции выполняются мультиметрами. Измеряются сопротивление, ток и напряжение, после чего рассчитывается мощность.
Фазометры
Эти приборы измеряют фазовый сдвиг между различными электрическими параметрами. При таком устройстве можно определить cos ϕ, если в сопроводительных документах на оборудование отсутствует паспортное значение.
Регулирование cos
Упомянутое выше негативное влияние реактивных компонентов компенсируется специальными дополнениями к общей электрической схеме. Расчеты выполняются по представленным формулам.
Расчет потребляемой мощности
В расчетах электроэнергии потребность возникает, когда необходимо определить, сколько энергии потребляет тот или иной потребитель. Или для расчета нагрузки, которую должны выдержать провода комнатной электропроводки. Для выбора диаметра проводника, который будет использоваться для проводки, нужно рассчитать суммарную потребляемую мощность Pcons всех бытовых приборов, одновременно подключенных к розетке.
Рконс = Рном * Т,
куда:
- Pном — номинальная мощность устройства, (Вт);
- T — время работы устройства, (ч).
Если лампа накаливания с Рном=60 Вт будет работать в течение дня четыре часа, то Рном=Рном*Т=100*4=400 Вт.
Мощность некоторых электрических приборов
При обустройстве современной квартиры часто приходится решать задачу согласования нагрузок на отдельные линии. Чтобы избежать несчастных случаев, необходимо правильно установить автоматический выключатель. Начните с уточнения параметров проводки. Далее проверяются подключенные группы устройств. Типичные параметры потребляемой мощности (Вт):
- персональный компьютер — 170-1 250;
- ноутбук — 40-280;
- ЖК телевизор — 120-265;
- железо — 450-1850;
- кондиционер — 1 200 — 2 500.
Правильная машина определяется с учетом всех существенных факторов. Особое внимание уделяется нагрузкам с высокими значениями реактивной составляющей мощности.
Подбор номинала автоматического выключателя
Автоматические выключатели защищают электрооборудование от токов короткого замыкания и перегрузок.
В аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь посредством теплового или электромагнитного расцепляющего механизма.
Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с разными коэффициентами теплового расширения. При превышении номинального тока пластина прогибается и приводит в действие спусковой механизм.
Магнитный расцепитель имеет соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I в катушке усиливается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает спусковой механизм.
Минимум I, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, регулируется с помощью регулировочного винта.
Рабочий ток электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного маневра на номинальный электрический ток расцепителя.