Как определить ток по мощности и напряжению. Как рассчитать силу тока – практические советы для домашнего электрика.

Для подбора кабеля, сечения проводов, выключателей защиты, следует вычислить силу тока. Проводка, автоматы с неверно подобранными показателями опасны: может случиться замыкание и пожар.

Говоря об электроприборах, сети, прежде всего упоминают о напряжении. Его величина указывается в вольтах (В), обозначается U. Показатель напряжения зависит от нескольких факторов:

• материала проводки;
• сопротивления прибора;
• температуры.

Один из главных показателей электричества - напряжение

Различают виды напряжения – постоянное и переменное. Постоянное, если на один конец цепи поступает отрицательный потенциал, на другой – положительный. Самый доступный пример постоянного напряжения – батарейка. Нагрузку подключают, соблюдая полярность, иначе можно повредить устройство. Постоянный ток невозможно без потерь передать на значительные расстояния.

Переменный ток возникает, когда постоянно меняется его полярность. Количество изменений называют частотой, измеряется в герцах. Переменные напряжения возможно передавать очень далеко. Используют экономически выгодные трехфазные сети: в них минимальные потери электроэнергии. Они выполнены четырьмя проводами: три фазных и нулевой. Если посмотреть на линию электропередач, увидим 4 провода между столбами. От них к дому подводят два – фазный ток 220 В. Если подключить 4 провода, потребитель получит линейный ток 380 В.

Характеристика электричества не ограничивается напряжением. Важна сила тока в амперах (А), обозначение – латинская I. В любом месте цепи она одинакова. Для измерения служат амперметр, миллиамперметр, мультиметр. Ток бывает очень большой, тысячи ампер, и маленький – миллионные части ампер. Малую силу измеряют миллиамперами.

Амперметр служит для измерения силы тока

Движение электричества по любому материалу вызывает сопротивление. Оно выражается омами (Ом), обозначается R или r. Сопротивление зависимо от сечения и материала проводника. Чтобы охарактеризовать сопротивление разных материалов, употребляется термин удельное сопротивление. Медь характеризуется меньшим сопротивлением, чем алюминий: 0,017 и 0,03 Ом соответственно. У короткого провода сопротивление меньше, чем у длинного. Толстый провод отличается от толстого меньшим сопротивлением.

Характеристика любого прибора содержит указания мощности (ватты (В) или киловатты (кВт). Мощность обозначают P, зависит от напряжения и тока. Из-за сопротивления проводки энергия частично теряется – от источника требуется ток больше необходимого.

Как рассчитать силу тока по закону Ома

При двух известных величинах всегда можно найти третью. Для вычислений наиболее часто пользуются законом Ома с тремя величинами: силой тока, напряженим, сопротивлением: I=U/R.

Он применяется для цепи с нагрузкой из ТЭНов, лампочек, резисторов, имеющих активное сопротивление.

Если имеются катушки, конденсаторы, это уже реактивное сопротивление, обозначают X. Катушки создают индуктивное (XL), конденсаторы – емкостное сопротивление (XC). Сила тока рассчитывается с применением формулы, в основе которой также закон Ома: I=U/X.

Прежде определяют индуктивное и емкостное сопротивления, они вместе составляют реактивное сопротивление (C+L).

Обходиться без участия электроэнергии сегодня было бы достаточно сложно, если ни сказать больше - невозможно. Каждый современный дом зависит от электрической сети, а поэтому расчет потребляемой мощности электроэнергии – базовая задача для каждого домовладельца, не желающего переплачивать за услуги компаний, предоставляющих электроэнергию.

Ближе к сути: как производится расчет?

Оформление заказа проекта электрификации дома или квартиры даёт возможность владельцу недвижимости получить приблизительное представление относительно потребляемой мощности. Однако часто полезно предварительно информировать себя об ориентировочной цифре потребляемой мощности. Предварительное представление позволяет достигнуть определенности в вопросе величины приобретаемой мощности, дает возможность не переплачивать личные средства за нерасходуемую энергию. В условиях роста цен на электроэнергию актуальным становится вопрос экономии, целесообразности энергопотребления в доме, по причине чего практичные хозяева желают заблаговременно осведомляться относительно подобных вопросов. Порой выгоднее оплаты лишних киловатт (величина измерения мощности электроэнергии, кВт) оказывается отказ от некоторых потребителей энергии, бытовых электрических приборов.

Фундаментом расчета суммарного потребления мощности электроэнергии для частного дома, который выполняется на этапе проектирования системы электрификации , служат нагрузки оконечных потребителей электроэнергии. Стоит отметить, что данные относительно приблизительной цифры потребления электричества силовым оборудованием, электроприборами бытового типа, позволят интересующемуся провести самостоятельное оценивание энергопотребления дома.

Для того чтобы произвести расчет мощности самостоятельно, потребуется умение пользования таблицей, а также основные знания физики из школьного курса. Данные, изложенные в рамках таблицы, основываются на практическом опыте проектирования систем водоснабжения, а также освещения домов частного типа. Несмотря на ориентировочность данных, значения таблицы по части потребляемой мощности могут точно отражать реальные показатели, так как взяты они из технических паспортов на специальное оборудование.

В рамках таблицы приведены наименования самых распространенных бытовых электроприборов, потребителей электроэнергии, в числе которых лампы люминесцентные, накаливания, галогенные, светодиодные, электрическая плита, холодильник, розетка, посудомоечная машина, вытяжка (кухонная), электрочайник, аэрогриль, кофемашина, духовой шкаф, стиральная машина, котел электрический и др. С увеличением количества электрических приборов вопрос относительно экономии расходной части мощности становится все более важным! Для каждого энергопотребителя, бытового электроприбора приведен примерный показатель мощности, которую он потребляет во время эксплуатации, а также параметры напряжения электросети (однофазная сеть переменного тока - 220В, трехфазная - 380В).

Помимо данных, приведенных в таблице ориентировочного расчета потребляемой мощности частного дома расчет потребует от интересующегося использовать коэффициент спроса, значение которого определяется посредством нормативной документации. Чтобы произвести расчет самостоятельно понадобится сделать выбор из представленного перечня потребителей, планирующихся к использованию, после чего просуммировать данные. Следующим этапом является умножение полученной суммы на коэффициент одновременного пользования, зависящего от потребляемой мощности.

Для примера стоит сказать следующее: при получении суммы потребителей, равной 32,8 кВт, таблица №1 иллюстрирует, что коэффициент спроса равен 0,6. Произведение 32,8 кВт на коэффициент 0,6 позволяет получить ориентировочный показатель мощности, которая будет потребляться домом, то есть 19,68 кВт. Оценка, полученная в результате подобного расчета мощности, может использоваться в дальнейшем с целью корректировки значения приобретаемой мощности, своих потребителей, если выделенная мощность имеет меньшее значение от полученного показателя.

Самостоятельный предварительный расчет потребляемой электрической мощности дома. Советы потребителю

Основным показателем, рассчитываемым в проекте электрики частного дома, является общая потребляемая мощность. Заказав проект электрики, владелец частного дома обязательно получит цифру потребляемой мощности, которая будет в нем указана. Но часто бывает полезно понять ориентировочную потребляемую мощность еще до заказа проекта, на этапе покупки «киловатт». Предварительный расчет поможет Вам определиться с величиной покупаемой мощности (если есть различные предложения), а также осмысленно подойти к своим потребностям в части энергопотребления. Иногда бывает выгоднее отказаться от некоторых энергопотребителей, чем платить за лишние киловатты.

Основой расчета общей потребляемой мощности частного дома, выполняемого в ходе проектирования электрики, являются нагрузки оконечных потребителей электроэнергии. Именно данные о примерном потреблении электричества элементами освещения, силовым оборудованием и бытовыми приборами, используемыми в Вашем доме, и дадут возможность проведения самостоятельной «прикидки» требуемых киловатт.

Для самостоятельного расчета требуемой электрической мощности на Ваш дом, приводим таблицу «Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)» (Таблица № 1). Данные, приведенные в таблице, основаны на нашем опыте проектирования систем электроснабжения и освещения частных домов. Являясь ориентировочными, приведенные значения потребляемой мощности достаточно точно отражают их реальные значения, поскольку взяты из технических паспортов на соответствующее оборудование.

Таблица 1. Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)

Наименование оборудования	Рн, кВт (за ед.)	Uн, В сети
Лампа накаливания	0.5	220
Лампа люминесцентная	0,04	220
Лампа светодиодная	0,02	220
Лампа галогенная	0,04	220
Розеточное место	0,1	220
Холодильник	0,5	220
Электроплита	4	220
Кухонная вытяжка	0,3	220
Посудомоечная машина	1,5	220
Измельчитель отходов	0,4	220
Электроподжиг плиты	0,1	220
Аэрогриль	1,2	220
Чайник	2,3	220
Кофемашина	2,0	220
Стиральная машина	1,5	220
Духовой шкаф	1,2	220
Посудомоечная машина	1,2	220
СВЧ-печь	1,3	220
Гидромассажная ванна	0,6	220
Сауна	6,0	380
Котел электрический	12	380
Котел газовый	0,2	220
Насосное оборудование котельной	0,8	220
Система химводоподготовки	0,2	220
Привод ворот	0,4	220
Телевизор «Плазма»	0,4	220
Освещение улицы	1,0	220
Компьютерное место	0,9	220
Электрический теплый пол	0.8	220
Септик	0.65	220
Канализационно-напорная станция	1.5	220-380
Кондиционер	1,5	220
Вентиляционная установка	2.5	220-380
Сауна	7	220-380
Электрокамин	0,3	220
Проводы рольставен	0,3	220
Электрические полотенцесушители	0.75	220
Парогенератор	1.5	380
Скважный насос	2	220-380

Кроме данных, приведенных в таблице 1, для расчета также понадобится коэффициент спроса, значение которого четко определено нормативными документами и приведено в таблице № 2.

Таблица 2. Коэффициенты спроса (по нормативам)

Для того, чтобы самостоятельно рассчитать примерную потребляемую мощность, необходимо выбрать из списка потребителей, которые планируются к использованию и просуммировать их (предварительно умножив каждую позицию на количество потребителей одного типа). Далее необходимо умножить полученную сумму на коэффициент одновременного использования, который зависит от потребляемой мощности (таблица № 2).

Пример: если сумма потребителей у вас получилась 32,8 кВт, то по таблице № 1 коэффициент спроса будет равен 0,6. Умножив 32,8 кВт на 0,6, получим ориентировочное значение потребляемой мощности (на дом) 19,68 кВт.

Полученную оценку потребляемой мощности Вашего дома Вы можете использовать в дальнейшем для корректировки значения приобретаемой мощности, либо своих потребностей, если выделенная мощность меньше полученного значения.

Подключение к бытовой или промышленной электрической сети потребителя, мощность которого больше той, на которую рассчитан кабель или провод чревато самыми неприятными, а порой и катастрофическими, последствиями. При правильной организации электропроводки внутри жилого помещения будут постоянно срабатывать автоматические выключатели или перегорать плавкие предохранители (пробки).

Если защита выполнена неправильно или вообще отсутствует, это может привести:

• к перегоранию питающего провода или кабеля;
• оплавлению изоляции и короткому замыканию между проводами;
• перегреву медных или алюминиевых кабельных жил провода и пожару.

Поэтому перед подключение потребителя к электросети желательно знать не только его паспортную электрическую мощность, но и потребляемый от сети ток.

Расчет потребляемой мощности

Формула расчета мощности по току и напряжению знакома еще из школьного курса физики. Расчет мощности электрического тока (в ваттах) для однофазной сети проводится по выражению:

• в котором U – напряжение в вольтах
• I – ток в амперах;
• Cosφ – коэффициент мощности, зависящий от характера нагрузки.

Может возникнуть вопрос – а зачем нужна формула расчета мощности по току, когда ее можно узнать из паспорта подключаемого устройства? Определение электрических параметров, включая мощность и потребляемый ток необходим на стадии проектирования электропроводки. По максимальному току, протекающему в сети определяется сечение провода или кабеля. Для расчета тока по мощности можно использовать преобразованную формулу:

Коэффициент мощности зависит от типа нагрузки (активная или реактивная). При бытовых расчетах его величину рекомендуется принимать равной 0,90…0,95. Однако при подключении электроплит, обогревателей, ламп накаливания, нагрузка которых считается активной этот коэффициент можно считать равным 1.

Вышеприведенные формулы расчета мощности по току и напряжению можно использовать для однофазной сети напряжением 220,0 вольт. Для трехфазной сети они имеют несколько модифицированный вид.

Расчет мощности трехфазных потребителей

Определение потребляемой мощности для трехфазной сети имеет свою специфику. Формула расчёта мощности электрического тока трехфазных бытовых потребителей имеет вид:

Р=3,00,5 ×U×I×Cosφ или 1,73×U×I×Cosφ,

Особенности расчета

Вышеприведенные формулы предназначены для упрощенных бытовых расчетов. При определении действующих параметров необходимо учитывать реальное подключение. Характерный пример – расчет потребляемой мощности от аккумулятора. Так как ток в цепи протекает постоянный, то коэффициент мощности не учитывается, так как характер нагрузки не влияет на потребляемую мощность. И для активных и реактивных потребителей его значение принимают равным 1,0.

Вторым нюансом, который следует учитывать пи проведении бытовых электрических расчетов – реальное значение напряжения. Не секрет, что в сельской местности сетевое напряжение может колебаться в достаточно широких пределах. Поэтому пи использовании расчетных формул в них необходимо подставлять реальные значения параметров.

Еще сложнее задача расчета трехфазных потребителей. При определении протекающего тока в сети необходимо дополнительно учитывать вид подключения - «звезда» или «треугольник».

Правильное произведение расчета мощности электрического тока – очень важный аспект, имеющий большое значение для Вашей безопасности в процессе эксплуатации электропроводки. В целом же, от верного проведения этих расчетов, а также правильного выбора сечения кабеля, зависит способность пожаробезопасности всего сооружения. А все потому, что если неправильно подобрать сечение кабеля, впоследствии может произойти короткое замыкание и, как результат, возгорание электрических проводов, от чего может загореться все помещение (здание). Что касается выбора подходящего сечения, то он зависит от множества различных показателей. Тем не менее, самый основной среди всех – это сила тока.

Как выполнить расчет мощности электрического тока? (формула)

В случае, когда цепь активна, силу тока в ней можно измерить при помощи специализированного прибора – амперметра. Но как же быть, если только составляется проект строения? Ведь измерять силу тока в несуществующей цепи, невозможно. В таком случае следует воспользоваться методом произведения расчетов.

Сила тока рассчитывается по формуле, если нам известны такие показатели, как: мощность, напряжение сети и характер нагрузки:

• В случае, если сеть 1-но-фазная, используется формула I = P / (U * cos φ);
• В случае, если сеть 3-х фазная, I = P / (1,73 * U * cos φ),

В данном случае: P – мощность электрической нагрузки, Вт; U – это фактическое напряжение в сети, В; cos φ – является коэфф. мощности.

Чтобы определить мощность, необходимо суммировать мощность приборов, которые планируются вводиться в эксплуатацию и, соответственно, будут подключены к нашей сети. Зачастую, эти значения имеются в паспортах электроприборов, или же берутся из известных значений подобных электроприборов. Данный показатель необходимо рассчитывать, когда только планируется проведение электропроводов в квартире.

Что касается коэффициента мощности, то он напрямую зависит от того, какой характер загрузки планируется. К примеру, если речь идет о лампах освещения или нагревательных приборах, то он равен единице. Тем не менее, в любой активной нагрузке бывают реактивные составляющие, из-за чего коэфф. мощности считают 0.95. В зависимости от видов электропроводки, данный фактор необходимо учитывать обязательно!

Так, если приборы и оборудование достаточно мощные (к примеру, это могут быть сварочный аппарат, электрический двигатель и т.п.), в них уже более высокая доля реактивной нагрузки. Соответственно, коэфф. мощности для таких приборов составит 0.8.

В случае, если ток однофазный, в сети принимается напряжение 220 Вт, в случае 3-х фазного тока – 380 Вт. Несмотря на этот фактор, чтобы точность была максимальной, при возможности все же стоит применять расчеты фактических значений напряжения, которые Вы измерите при помощи специальных приборов.