- Что такое потребляемая мощность?
- Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
- Формула расчета мощности по току и напряжению электросхемы
- Мощность в цепи переменного электрического тока
- Происхождение единицы измерения киловатт/час
- Особенности вычисления
- Расчет потребляемой мощности двигателя
- Понятие мощности электродвигателя
- Мощность и нагрев двигателя
- Расчет мощности двигателя на основе измерений
- Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии
- Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой
- Как и зачем экономить электроэнергию на основании данных о расходе электричества бытовыми приборами.
- Как определить?
- Смотрим в техпаспорт
- Закон Ома в помощь
- Используем электросчетчик
- Ваттметром
- Смотрим в паспорт
- Установленная мощность для электрических станций
- Измерение мощности с помощью электросчетчика
- Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
- Графики и формулы под однофазное напряжение
- Как работает резистор
- Как работает индуктивность
- Как работает конденсатор
- Как работает реальная схема со всеми видами сопротивлений
- Математические действия
- Прямое измерение тока
- Замер токовыми клещами
- Таблица потребления электричества основными электроприборами по мощности
- Калькулятор потребления электроэнергии
- Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
- Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения
- Измерение мощности приборами
- Закон Ома в помощь!
- Замер токовыми клещами
- Как определить мощность электроприбора подручными средствами: 3 способа
- Мультиметр и простой расчёт
- Ваттметр
- Определение потребляемой мощности
- Данные на шильдике
- Расчёт по формуле
- Измерение ваттметром
- Метод исключения
- Калькулятор потребляемой мощности
- Расчёт мощности на бумаге
Что такое потребляемая мощность?
Потребляемая мощность – это числовая мера количества электрической энергии, необходимой для работы электроприбора или преобразуемой им в процессе работы. Для статических устройств (плиты, утюги, телевизоры, осветительные приборы) энергия тока в процессе работы преобразуется в тепло). Путем преобразования (электродвигатели) — энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.
Основной единицей электрической мощности является ватт, ее числовое значение
Р = U×I,
где U – напряжение, Вольты, I – сила тока, ампер.
Иногда этот параметр указывают в В×А (В×А для импортного оборудования), что более правильно для переменного тока. Разница между ваттами и V×A для бытовых сетей невелика и ею можно пренебречь.
Потребляемый электрический ток важен при планировании электропроводки (от него зависит сечение проводов, а также выбор марок и количества автоматических выключателей). В процессе эксплуатации он определяет расходы на содержание дома.
Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть разработана до высокой степени совершенства: ее нормальная работа не требует специальных знаний.
Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному выходу из строя, а в тяжелых случаях — к пожару.
Условием правильной работы является отсутствие перегрузок.
При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключенного к ним оборудования измеряется в разных единицах:
- для розеток это максимально допустимый переменный ток (6 А для традиционных советских розеток старого жилфонда, 10 и даже 16 А для розеток европейского типа);
- подключаемое оборудование характеризуется мощностью, которая измеряется в ваттах (для мощных устройств вместо ватт указываются более крупные единицы: киловатты (1 кВт = 1000 Вт, что позволяет не запутаться во множестве нулей).
Поэтому возникает необходимость:
- определить связь между током и током;
- найти мощность отдельного электрического агрегата.
Соотношение между ваттами и амперами простое и следует непосредственно из приведенного выше определения ватт. Задача упрощается тем, что напряжение функционирующей бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). С этого момента сила всегда остается силой.
Формула расчета мощности по току и напряжению электросхемы
Бабушка, соседка снизу, жаловалась: дети подарили мне пылесос. Работает отлично, но откуда-то исходит запах гари.
Я пошел, чтобы увидеть. Проводка у нас старая: алюминиевая лапша 2,5 кв. Пылесос потребляет 2,5 кВт. Я понял, как формула расчета тока по току и напряжению работает для этого случая.
Разделите 2500 ватт на 220 вольт. Получил чуть больше 11 ампер. Наши кабели выдерживают нагрузку 22 А. У нас почти вдвое больше запаса мощности. Другие потребители отключаются во время очистки.
Стали проверять и принюхиваться: запах возле квартирного щита. Вскрыл, осмотрел: шина нулевой сборки вся в копоти, на одной перемычке изоляция прогорела. Фиксирующий винт ослаблен. Это и есть причина пожара. Исправлено.
На этом примере я показываю, что всегда необходимо оценивать потребляемую мощность электроприборов и возможности проводки с защитными устройствами. Я говорю об этом ниже.
- Что такое мощность в электричестве: о сложном Как рассчитать электрическую мощность в быту
- Как измерить электрическую мощность в домашних условиях
Почему реактивное сопротивление цепи влияет на формулы AC PowerPower для однофазных и трехфазных силовых цепей
- Графики и формулы для однофазного напряжения
- Как работает трехфазный источник питания
Калькулятор мощности для вашего
Мощность в цепи переменного электрического тока
Электроприборы, подключенные к сети, работают в цепи переменного тока, поэтому будем считать ток при данных условиях. Но сначала дадим общее определение понятия.
Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.
Читайте также: Соседи воруют электричество: что делать и куда обращаться?
В более узком смысле говорят, что электрическая мощность есть отношение между работой, совершаемой за определенный промежуток времени, и этим промежутком времени.
Если переписать это определение менее научно, то получается, что электроэнергия – это определенное количество энергии, потребляемое потребителем за определенный период времени. Самый простой пример – обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка преобразует электричество, которое она использует, в тепло и свет, является ее мощностью. Следовательно, чем выше этот показатель изначально у лампочки, тем больше энергии она будет потреблять, и тем больше света давать.
Поскольку в данном случае речь идет не только о процессе превращения электричества во что-то другое (свет, тепло и т д.), но и о процессе колебаний электрического и магнитного полей, то между током и напряжением возникает фазовый сдвиг, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.
При расчете мощности в цепи переменного тока принято различать активную, реактивную и полную составляющие.
Происхождение единицы измерения киловатт/час
Интенсивное изучение электричества европейскими учеными началось примерно с XVII века, тогда же были сделаны фундаментальные открытия, положившие начало развитию такой науки, как электротехника. Шотландский инженер, изобретатель-механик (1736-1819) Джеймс Уатт ввел первую единицу мощности — лошадиную силу.
Портрет Джеймса Уатта:
В 1782 году Британская ассоциация инженеров присвоила фамилию ученого единице измерителя мощности — Ватт. Необходимо помнить, что в русском языке английская буква «W» имеет двойное чтение, как «B» или «Ua». Поэтому фамилия изобретателя читается как Ватт, а единица измерения — Ватт. В 1889 году единица измерения получила всемирное признание. Только в 1960 году «Ватт» официально вошел в международную систему СИ как измеритель мощности для всех видов энергии, будь то тепловая, механическая или электрическая.
Потребление электроэнергии, потребляемой за определенный период времени, измеряется в Втч. Для уменьшения количества знаков при указании потребляемой мощности электроприбора введена такая единица измерения, как киловатт-час — кВтч (1000 Втч).
Особенности вычисления
Для расчета мощности, не имея полных данных о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться усредненными характеристиками. Зайдя в справочники, можно узнать, что светотехническое оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов достигает 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно взять 0,7. — это среднее значение.
Однофазное напряжение в бытовой сети 220 В. Его линейное значение в трехфазной сети 380 В.
Расчет потребляемой мощности двигателя
В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как она рассчитывается.
Понятие мощности электродвигателя
Мощность, пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), для импортных моделей — в киловаттах и лошадиных силах (hk, HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с примерно равна 0,75 кВт.
На паспортной табличке двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это мощность, которую двигатель может отдать на механическую нагрузку с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальное механическое воздействие обозначается Р2.
Электрическая (потребляемая) мощность
мощность двигателя P1 всегда больше мощности P2, так как в любом блоке преобразования энергии есть потери. Основные потери в электродвигателе механические из-за трения. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда меньше 100 %. В этом случае справедлива формула:
Р2 = Р1 ƞ
КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть меньше 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная выше формула действительна для потребления активной мощности.
Но так как электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, то для расчета общей потребляемой мощности S
(по реактивной составляющей) необходимо учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается в виде коэффициента мощности (cosϕ).
С учетом этого формула для номинальной мощности двигателя выглядит так:
Р2 = Р1 ƞ = S ƞ cosϕ
Мощность и нагрев двигателя
Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°C и ограничивается максимальной температурой нагрева.
Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, влияние класса изоляции ограничивается обмоткой статора.
Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°C при температуре окружающей среды 40°C.
В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя снижается при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинальной.
Мы рассмотрели входную и выходную мощность, но надо сказать, что реальная трудоемкость P
(мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:
Р
Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и обеспечения запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допускаются, но они в первую очередь ограничиваются нагревом двигателя. Также желательно настроить защиту двигателя от перегрузки не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а по фактическому рабочему току.
Современные производители в основном выпускают моторы ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и так далее
Расчет мощности двигателя на основе измерений
На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, по рабочему току. Ток измеряется токоизмерительными клещами на максимальном режиме работы, когда рабочая мощность приближается к номинальной мощности. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С в зависимости от класса теплостойкости изоляции.
Подставляем измеренный ток в формулу для расчета реальной механической силы на валу:
P = 1,73 UI cosϕ ƞ, куда
- U — напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения — «звезда» или «треугольник»),
- I — измеряемый ток,
- cosϕ и ƞ — коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для двигателей малой мощности (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.
- Если вам нужно найти эффект бренда
двигателя, то результат округляется до ближайшего значения из ряда оценок. - П2 > П
- Если вам необходимо рассчитать потребляемую активную мощность
, воспользуемся следующей формулой: - P1 = 1,73 МЕ ƞ
Это активная мощность, которая измеряется амперметрами. В промышленности используется дополнительное оборудование для измерения реактивной (и полной мощности S). При таком способе нельзя использовать приведенную выше формулу, но это сделать проще — если двигатель подключен в «звезду», умножаем измеренное значение тока на 2 и получаем примерную мощность в кВт.
Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии
Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный счетчик) и узнать разницу в показаниях за строго определенное время.
Например, при работе двигателя в течение часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (P1).
Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.
Другие полезные ресурсы:
Степени защиты IP Трехфазный двигатель в однофазной сети Типичные неисправности двигателя
Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой
Не следует забывать, что при пуске оборудования, содержащего электродвигатель (насос, компрессор), «пусковой ток» в 3-5 раз превышает номинальное значение. Соответственно, в этот момент происходит «скачок» нагрузки, пропорциональный пусковому току в 3-5 раз.
При выборе стабилизатора или ИБП важно учитывать пусковые токи защищаемого оборудования и выбирать устройство по максимальному значению пусковой мощности.
Например, если купить стабилизатор на 1 кВт для электродрели с активной мощностью 700 Вт, в момент запуска он отключится из-за перегрузки. В этом случае нужен продукт с минимум тройным запасом мощности:
- 700 Вт × 3 = 2,1 кВт.
Как и зачем экономить электроэнергию на основании данных о расходе электричества бытовыми приборами.
Есть как минимум две причины, по которым вам следует экономить энергию. Это и сохранение природных ресурсов, и снижение вредных выбросов в атмосферу, и снижение потребительских расходов. Проанализируйте, сколько электроэнергии потребляет каждый прибор в вашем доме и можно ли уменьшить этот показатель. Если общее потребление превышает принятую в России среднестатистическую норму потребления электроэнергии в 350 кВт на человека в месяц, достаточно принять простые меры. Вот как вы можете экономить энергию:
- не оставляйте свет включенным без необходимости
- если прибор не используется, выключите его из сети;
- используйте только энергосберегающие лампы, их высокая стоимость быстро окупится, так как они работают гораздо дольше, чем простые лампы накаливания;
- перевести компьютер в экономичный режим ожидания, через определенное время устройство автоматически выключится, а при переходе в активный режим будет «кушать» меньше электроэнергии;
- не оставляйте окна открытыми при включенном кондиционере и заставляйте его работать на холостом ходу;
- поставьте холодильник и морозильник подальше от горячей батареи и окон, чтобы защитить от жарких солнечных лучей;
- размораживайте холодильник, как только в морозильной камере образовался иней, он увеличивает потребление электроэнергии;
- по возможности не используйте переходники и удлинители;
- регулярно удаляйте накипь в чайнике, это приводит к большему расходу электроэнергии на нагрев;
- установить многотарифные счетчики для использования энергоемкого оборудования в ночное время, когда тарифы почти в два раза ниже.
Отдавайте предпочтение бытовой технике с высоким классом энергоэффективности. С 2011 года вся бытовая техника от холодильников и стиральных машин до ламп маркируется специальными индексами – А, В, С, D, Е, F, G.
Бытовые приборы с маркировкой А, А+ и А++ потребляют меньше всего электроэнергии, относятся к 1 классу энергосбережения, экономят до 50-80% электроэнергии. Классы B и C экономят от 10 до 50%. Остальные показатели означают, что электроприборы мало экономят или являются энергоемкими.
экономия электроэнергии актуальна для каждой семьи, ведь затраты на нее ложатся тяжелым бременем на семейный бюджет. Знание того, как рассчитать среднесуточное энергопотребление для каждого устройства, поможет вам сократить расходы.
Как определить?
Для решения проблемы поиска мощности можно использовать разные методы. Все они доступны для использования даже со знаниями по физике и электротехнике на уровне школьной программы.
Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определить сразу.
Смотрим в техпаспорт
Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на шильдике. Последний располагается на задней стенке корпуса или его основании.
При отсутствии описания этот параметр можно найти в интернете, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.
Мощность, указанная производителем оборудования, относится к пиковой мощности и потребляется от сети только при полной нагрузке, что бывает достаточно редко. Полученная разница считается маржей. На нормативном уровне этот запас определяется через коэффициент мощности.
Закон Ома в помощь
Мощность большинства бытовых электроприборов можно достаточно точно оценить экспериментально и рассчитать по известному со школы закону Ома. Этот эмпирический закон связывает напряжение, ток и сопротивление нагрузки R следующим образом:
Р = U2/R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Ниже приведен простой расчет по формуле
Р = 48 400/Р Вт.
Например, при R=200 Ом получаем мощность P=240 Вт.
Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление устройства, которое в первую очередь создается входными трансформаторами и дросселями, в связи с чем полученная оценка несколько завышена.
Используем электросчетчик
При определении эффекта по счетчику можно действовать двумя разными способами. В обоих случаях питание от бытовой сети должно получать только тестируемое устройство. Все без исключения другие потребители должны быть отключены.
В первом подходе для измерения мощности используется оптический индикатор измерителя, интенсивность вспышки которого пропорциональна потреблению. Коэффициент пропорциональности указывается на передней панели в единицах имп/кВтч или имп/кВтч, рисунок 1, где имп – количество импульсов (миганий индикатора) на киловатт-час.
Рис. 1. Лицевая панель бытового электросчетчика с оптическим индикатором
После включения исследуемого прибора необходимо начать отсчет вспышек на индикаторе в течение 15 или 20 минут. Полученное значение затем умножается на 3 или 4 (для 20- или 15-минутного интервала выборки соответственно) и делится на коэффициент, указанный на передней панели. Результат расчета дает мощность агрегата в кВт, которую в некоторых случаях практически переводят в ватты путем умножения на 1000.
Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт-час. При 20-минутном интервале измерения индикатор сработал (мигал) 160 раз. Тогда мощность агрегата составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.
Второй подход также использует 15- или 20-минутный временной интервал, но потребляемая мощность определяется уже на цифровой шкале. Например, при разнице показаний за 20 минут 0,2 кВтч мощность прибора 0,2×3 = 0,6 кВт или 600 Вт.
Ваттметром
Современный бытовой электросчетчик или ваттметр удобен в использовании, потому что:
- включается непосредственно в автоматический выключатель, для чего снабжен вилкой и розеткой, см рис. 2;
- оснащен легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними схемами автонастройки, исключающими ошибки в показаниях;
- отличаются хорошими массогабаритными показателями.
Устройство готово к работе сразу после включения.
Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр
Единственным недостатком является его узкая специализация, поэтому данное устройство редко встречается в домашнем хозяйстве.
Смотрим в паспорт
Первый способ – посмотреть паспорт электроприбора. Все заводские агрегаты поставляются с этикеткой корпуса, инструкцией и гарантийным паспортом. В этих буклетах указаны область применения, условия эксплуатации и технические данные.
Выше небольшой фрагмент паспортных данных, а точнее таблица данных по модельному ряду конвекторов. В столбце №1 указан ток, проходящий через блок, во втором столбце указано, какой ток потребляет блок при включении одного и двух ТЭНов. Здесь на примере обогревателя по паспорту можно легко узнать потребляемую мощность прибора. Точно так же можно определить, сколько потребляет телевизор или даже светодиодная лампа.
Установленная мощность для электрических станций
Для электростанций установленная мощность рассчитывается путем суммирования эффектов отдельных генераторов и связанных с ними двигателей. Эти значения почти всегда совпадают. В случае отклонения расчет ведется с меньшей мощностью.
Установленная мощность российских электростанций
В результате в дорогостоящих установках с высокой топливной экономичностью стоимость электроэнергии крайне зависит от режима потребления. Поэтому для крупных станций выгодно использовать установленную мощность максимум часов в год, а для небольших ГТУ с большим расходом топлива целесообразнее включать в часы пик нагрузки, когда общее время работы на годовой база маленькая.
Измерение мощности с помощью электросчетчика
Чтобы узнать мощность электроприбора с помощью счетчика, нужно отключить от сети все остальные устройства и посмотреть на счетчик:
- Есть электронные измерительные приборы, которые сразу показывают, какова потребляемая мощность. Для этого нужно просто использовать нужные кнопки, найти активную мощность;
- В других амперметрах мигающий индикатор позволяет подсчитать количество импульсов. Например, если вы считаете их за 1 минуту, нужно полученное число умножить на 60 (получите количество импульсов в час). Прибор должен показывать значение имп/кВт*ч (3200 или другое число). Теперь количество импульсов в час делим на имп/кВт*ч, и получаем мощность электроприбора;
- Если установлен индукционный счетчик, мощность рассчитывается в несколько шагов.
Расчет мощности по счетчику.
Расчет потребляемой мощности с помощью индукционного счетчика:
- необходимо найти на дисплее счетчика цифру, обозначающую количество оборотов диска на 1 кВтч;
- воспользуйтесь секундомером, посчитайте, сколько оборотов сделает диск за 15 секунд (можно взять другой временной отрезок);
- вычислить мощность по формуле P = (3600 х N х 1000) / (15 х n), где n — коэффициент, найденный на счетчике, N — подсчитанное количество оборотов диска, 15 — период времени в секундах, который может быть представлено другим числом.
Пример. Диск сделал 5 оборотов за 15 секунд. Коэффициент передачи электросчетчика равен 1200. Тогда мощность будет равна:
P = (3600 х 5 х 1000) / (15 х 1200) = 1000 Вт.
очевидно, что измерить мощность приборов, рассчитанных на малое потребление, с помощью индукционного счетчика практически невозможно. Ошибка измерения слишком велика. Если диск вращается очень медленно, невозможно правильно учесть часть оборота. На электронном счетчике результат будет чуть точнее.
В сети есть калькуляторы для расчета мощности, где нужно вводить значения токов и напряжений в соответствующие окна и получать рассчитанное значение мощности. Иногда в поле калькулятора достаточно указать наименование электроприбора. Другой вариант — использовать таблицы, показывающие среднюю потребляемую мощность различных электроприборов.
Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
В идеальном теоретическом случае трехфазная цепь состоит из трех одинаковых однофазных цепей. На практике всегда есть какие-то отклонения. Но в большинстве случаев ими пренебрегают при анализе.
Поэтому сначала рассмотрим самый простой вопрос.
Графики и формулы под однофазное напряжение
Как работает резистор
На чисто резистивном резисторе синусоиды тока и напряжения совпадают под углом, направлены одинаково в каждый полупериод, поэтому их произведение, выражающее мощность, всегда положительно.
Его значение в произвольный момент времени t называется мгновенным и обозначается строчной буквой р.
Среднее значение мощности за период называется активной составляющей. График переменного тока имеет симметричную вспышку с максимальным значением Pm в середине каждого полупериода T/2.
Если взять половину значения Pm/2 и провести прямую за период T, то получится прямоугольник с ординатой P.
Площадь равна двум площадям графиков активных компонентов за полупериод. Если внимательно присмотреться к картинке, то можно представить, что верхняя часть носика срезана, перевернута и заполнена пустым пространством внизу.
Представление этого графика помогает помнить, что на активном сопротивлении мощность постоянного и переменного тока рассчитывается по одной и той же формуле, знак не меняет.
На резисторе не создаются реактивные потери.
Как работает индуктивность
Катушка с обмоткой своими витками запасает энергию магнитного поля. Из-за процесса накопления индуктивное сопротивление толкает вектор тока вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения на комплексной плоскости.
Перемножая их мгновенные значения, получаем значения мощностей, которые за период меняют знак (направление) в каждом полупериоде.
Частота изменения мощности на индуктивности в два раза выше, чем у ее составляющих: синусоид тока и напряжения. Он состоит из двух частей:
- активный, обозначается индексом PL;
- реактивный КЖ.
Реактивная часть индуктивности создается постоянным обменом энергией между катушкой и приложенным источником. На его значение влияет значение индуктивного сопротивления XL.
Как работает конденсатор
Емкость конденсатора постоянно накапливает заряд между обкладками. Из-за этого вектор тока смещается вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения.
График мгновенной мощности аналогичен предыдущему, но начинается с отрицательной полуволны.
Реактивная составляющая, выделяющаяся на конденсаторе, зависит от величины емкости XC.
Как работает реальная схема со всеми видами сопротивлений
В чистом виде вышеприведенные графики и выражения встречаются не так часто. Фактически передача электроэнергии и работа ее на переменном токе связана со сложным преодолением сил электрического сопротивления резисторов, конденсаторов и индуктивностей.
Математические действия
Основная формула позволяет вычислить неизвестное значение, когда известны два других. Например, если известен потребляемый устройством ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, потребляемая мощность равна P = 2 * 220 = 440 Вт.
Например, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке 220 В, тогда можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение сетевого шнура.
I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.
В случае дробных значений при использовании калькулятора для расчетов полученные значения округляются до десятых долей от нужного значения.
Основные формулы для расчета
Прямое измерение тока
Методы этой группы более точны, поскольку основаны на измерении постоянного тока. Есть два устройства для выполнения этой процедуры в домашних условиях.
Замер токовыми клещами
Наиболее удобными для использования являются токовые клещи, не требующие разрыва контролируемой цепи. Выполнен в виде портативного прибора с измерительным блоком на основе тороидального сердечника. Для измерения тока узел раскрывают так же, как пассатижами, а затем закрывают проволочной крышкой, рис. 3. Текущее значение тока находят по изменению магнитного поля, которое регистрируется датчиком Холла.
Рис. 3. Измерение зажима
Таблица потребления электричества основными электроприборами по мощности
Показатели мощности электроприборов помогут вам рассчитать, выработать рациональный подход к энергопотреблению и сэкономить средства. В таблице приведены средние показатели тока, указанные в технических паспортах на устройства, применяемые в жилых квартирах:
Электроприбор | Мощность, Вт |
Техника | |
Холодильник | 300 |
Освещение ламп | 20 — 250 |
Электрическая плита | 7000 |
Электробритва | До 100 |
Посудомоечная машина | 2500 |
Телевизор (плазменный, LCD, LCD и т д) | 70 — 200 |
Стиральная машина | 1500 — 3000 |
Электрическая духовка | 1000 — 4000 |
Утюг | 2000 г |
Чайник | 1600 — 2000 |
Масляный нагреватель | 800 — 2500 |
Микроволновая печь | 800 |
Аэрогриль | 1200 — 2000 |
Вентилятор отопления дома | 750 — 1700 |
Фен | 450 — 2000 |
Кофеварка, кофемашина | 600 — 1500 |
Кондиционирование воздуха | 2000 г |
Мобильное зарядное устройство | 25 |
Пылесос | 400 — 2000 |
Мультиварка, пароварка | 800 — 2000 |
Компьютер | 250 |
Ноутбук | 80 |
Музыкальный центр | 50 — 500 |
Кухонная машина | 200 — 1500 |
Мясорубка | 230 — 3000 |
Блендер | 180 |
Морозильные камеры, камеры | 1500 — 5000 |
Игровая консоль | 10 — 30 |
Паровой котел | 1200 — 1500 |
Электрический инструмент | |
Перфоратор | 600 — 1400 |
Головоломка | 250 — 700 |
Сверлить | 400–800 |
Калькулятор потребления электроэнергии
Потребляемую мощность можно рассчитать с помощью электронного калькулятора мощности. Для этого введите в поля следующие данные:
- мощность для одного или нескольких приборов (например, лампочек, компьютеров или телевизоров);
- цена, по которой вы покупаете 1 кВтч электроэнергии;
- Время работы прибора, если точное время не известно, берите примерное;
- периодичность и время работы в сутки (час, сутки, месяц, год).
Если вы введете свой региональный тариф на электроэнергию, онлайн-калькулятор рассчитает, сколько денег вы тратите на каждый бытовой прибор или электроинструмент.
Если калькулятор не появился, перейдите в раздел калькуляторы и услуги — по этой ссылке.
Вы также можете использовать другие наши калькуляторы по этой ссылке.
Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
Синусоидальная гармоника напряжения, действуя на резистивный резистор, изменяет величину тока без отклонения на комплексной плоскости.
Такой ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии и генерирует активную мощность. Частота колебаний сигнала на него не влияет.
Сопротивление конденсатора и катушки индуктивности зависит от частоты гармоники. Его противодействие отклоняет направление тока на каждом из этих элементов в разные стороны.
Такие процессы связаны с потерей части энергии на бесполезные превращения. В них используется сила Q, называемая реактивной, влияние которой на полную мощность S и связь с активной Р практически изображается графически прямоугольным треугольником.
Я хотел нарисовать его на фоне оборудования из груд фарфора и металла, где мне пришлось поработать довольно долго. Я был отвлечен. Не судите строго.
Сравните это с треугольником сопротивления, который я опубликовал ранее. Вы находите общие черты?
Это геометрические пропорции фигуры, описывающие их формулы, и угол φ, определяющий потерю полной мощности. Я обращаюсь к ним более подробно.
Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения
Чтобы ответить на вопрос, как определить силу тока, необходимо напряжение разделить на общее количество ватт. При этом все необходимые расчеты можно произвести самостоятельно, а можно прибегнуть к специальному онлайн-калькулятору.
Расчет показателя мощности в амперах и ваттах
Узнать потребляемый ток можно по силе тока резистора, умножив первую на сопротивление, выраженное в омах. В результате вы получите значение, представленное в вольтах, умноженных на омы. Получите усилитель.
Примечание! Если сопротивления нет, то вы должны разделить показатель ватт на действующую энергию, то есть вы разделите ватт на ампер, и вы получите значение электричества в вольтах. Чтобы понять показания мощности через количество электроэнергии с напряжением, можно перемножить соответствующие показания прибора.
Расчет электричества через электрическую силу и напряжение
Измерение мощности приборами
Как измерить эффект
Если это обычный бытовой прибор, подключенный к розетке, то известно, что питающее напряжение электрической сети равно 220 В. При его подключении к другим источникам питания снимается их напряжение.
Силу тока можно измерить:
- зажимной метр;
- с помощью тестера.
С токоизмерительными клещами измерения проще, так как они проводятся бесконтактным способом на подходящем к нагрузке проводе.
Существует два метода измерения мощности мультиметром:
- Включите его в режиме измерения тока последовательно с электроприбором, затем рассчитайте мощность по формуле. Этот способ не всегда подходит, так как может не получиться разорвать цепь питания прибора для подключения мультиметра;
- Подключить к прибору мультиметр в режиме измерения сопротивления, затем определить силу тока по формуле I=U/R, зная напряжение. Затем посчитайте мощность.
Измерение сопротивления нагревательного элемента мультиметром
Важно! Если измеряется сила тока бытовых электроприборов, тестер настраивается на измерение переменного тока.
Закон Ома в помощь!
Второй способ – определить силу тока и рассчитать потребление по формуле, закону Ома. Берем мультиметр, включаем режим измерения прозвонки или сопротивления. Измеряем сопротивление R ти. Теперь мы можем рассчитать ток, который может пройти через систему A ti. Также нужно знать напряжение для решения формулы, а оно в домашней сети 220 вольт.
После того, как ток найден, можно определить мощность устройства. Для этого умножьте ампер на вольт.
Подробнее о том, как пользоваться мультиметром, вы можете узнать из нашей статьи!
Замер токовыми клещами
При наличии токоизмерительных клещей легко определить потребление. Для этого необходимо измерить силу тока в одном из проводников, подключенных к прибору.
Видео ниже наглядно демонстрирует метод определения потребляемой мощности электричества по току на примере обычной лампы накаливания:
Если под рукой нет силовых клещей, лучше воспользоваться обычным тестером. Каждый электрик, даже самоучка, должен иметь в своем арсенале этот счетчик.
Вот мы и рассмотрели, как можно определить потребляемую мощность устройства по току, формуле и показаниям счетчика. Надеемся, что приведенные способы были вам интересны и пригодились для самостоятельного определения параметров!
Вы, наверное, не знаете:
Как определить мощность электроприбора подручными средствами: 3 способа
При подключении нового бытового прибора необходимо узнать мощность. Параметр важен, так как провода в квартире могут не «тянуть» на мощных потребителей. Но лишь у немногих есть специальный прибор для измерения этой величины, чаще всего связанный с электриком на профессиональном уровне. Но определить мощность электроприбора можно и подручными средствами.
Мультиметр и простой расчёт
Конечно без измерительных приборов не получится узнать мощность оборудования. Нужен самый простой и доступный мультиметр, но только с текущим режимом измерения.
Рисунок 1: Стандартный и недорогой мультиметр
Чтобы определить мощность электроприбора с помощью мультиметра, необходимо сделать следующее:
- Включить режим «Измерение переменного тока» мультиметра».
- Подключите один щуп к вилке электроприбора, а другой вставьте в розетку.
- Проведите провод от другого разъема к вилке розетки.
- Включите прибор и измерьте ток.
Ваттметр
В современных магазинах продаются специальные ваттметры, которые сразу показывают на экране потребляемую мощность устройства, подключенного к сети.
Усложняем электрическую задачу: информация с характеристиками устройства отсутствует или утеряна.
Проделываем следующие манипуляции:
- выключить все электроприборы в квартире/доме;
- запомнить начальное значение на дисплее электросчетчика;
- подключить устройство на час;
- вычитаем конечное значение из начального значения электросчетчика.
Получаем эмпирическое значение потребляемой мощности электроприбора.
Определение потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности по мощности можно производить несколькими способами. Они описаны ниже.
Данные на шильдике
Со временем сложилась общепринятая практика — указывать технические параметры бытовой техники на шильдиках. Чтобы узнать потребляемую мощность, достаточно прочитать данные на диске.
Паспортная табличка:
Расчёт по формуле
зная напряжение источника питания (бытовая розетка, батарейки или аккумулятор) и потребляемый устройством ток, нет ничего проще, чем определить потребляемую устройством мощность. В этом случае формула расчета будет выглядеть так:
П = пользовательский интерфейс
где Р — мощность (Вт);
U — напряжение (В);
I — сила тока (А).
Мультиметр:
Например, с помощью мультиметра в режиме амперметра узнают силу тока, на которую рассчитана пила – 8,2 ампера. Так как оборудование питается от бытовой электросети на 220 вольт, рассчитать потребляемую мощность пилы будет достаточно просто: 220×8,2 = 1800 Вт = 1,8 кВт.
Схема измерения силы тока мультиметром:
Измерение ваттметром
Это универсальный способ расчета потребляемой мощности с помощью такого устройства. В настоящее время купить его в сетевой торговле в одном из китайских интернет-магазинов достаточно просто.
Ваттметр:
Ваттметр – это измеритель мощности различных потребителей электроэнергии. Прибор определяет текущую характеристику устройства любого назначения, питающегося от бытовой электросети. Сзади находится вилка, которая вставляется в розетку. В передней части корпуса под дисплеем есть отдельная розетка. К нему подключается тестируемое оборудование.
с помощью этого тестера можно рассчитать потребляемую мощность любого бытового электроприбора. Счетчик электроэнергии представляет собой своеобразный мост, соединяющий через себя потребителя с источником электроэнергии. Делают замеры за определенное время. Затем вы можете подсчитать, сколько денег «использует» холодильник или стиральная машина. Тестер имеет встроенный аккумулятор, который необходим для запоминания ранее полученных измерений и расчета денежных затрат на потребленную электроэнергию. Другими словами, ваттметр можно описать как индивидуальный электросчетчик, обслуживающий один электроприбор.
Метод исключения
В этом методе электрический счетчик действует как измеритель мощности. Предположим, в доме работает электрооборудование, на котором нет шильдика, документация на него давно утеряна или его вообще не было. Это самый простой способ расчета потребляемой мощности — это метод исключения. Протекают они следующим образом: в квартире или доме деактивируются все приборы, выключается освещение, а блок-выключатели электросчетчика устанавливаются в положение «Выкл», кроме одного.
Снятие показаний счетчиков:
Желаемое устройство включено как можно дольше. Количество электроэнергии, потребленной в течение 1 часа, должно быть зафиксировано. Если обстоятельства этого не позволяют, подключение происходит в течение временного интервала, кратного 60 минутам.
Например, если оборудование проработало 10 или 20 минут, результат умножается соответственно на 6 или 3. Если в течение часа устройство потребляло 800 Вт, это означает, что мощность составляет 0,8 кВтч. Если вывести среднее количество часов работы электропотребителя в месяц, то можно определить затраты, которые влечет за собой это оборудование. Для этого показатель умножается на стоимость 1 кВтч.
Калькулятор потребляемой мощности
В качестве измерителя мощности можно использовать онлайн-калькулятор. Один из его вариантов всегда можно найти в Интернете. Основное назначение сетевого сервиса поможет вам определить мощность всех потребителей электроэнергии в доме, квартире или офисе. Полученные результаты носят ориентировочный характер, но могут быть использованы для расчета потребляемой мощности различных типов потребителей.
С помощью калькулятора домовладельцы могут рассчитать будущие расходы на электроэнергию. Зная слабые места в общей картине энергопотребления, можно оптимизировать работу важнейших электроприборов. Это может обеспечить значительную экономию семейного бюджета.
Калькулятор прост в использовании. В окна интерфейса вносятся корректные данные о осветительных приборах — мощность и количество ламп разного типа, далее вносится информация об электроприборах: холодильнике, телевизоре, стиральной машине и другой бытовой технике, компьютере, связанном с ним офисе оборудование и различные электроинструменты. После этого в окне «Стоимость 1 кВт» вводится текущий тариф на электроэнергию. Нажав курсором кнопку «Рассчитать», они получают расчетное значение энергопотребления за месяц, а также сумму к оплате за электроэнергию.
Расчёт мощности на бумаге
Узнать потребляемую мощность электроприбора можно по данным паспортам изделий. Производитель должен указывать этот параметр для каждого устройства.
Что делать, если отсутствует документ на товар? Первый из способов измерения – это расчет «на бумаге».
Для этого достаточно посмотреть на «бирку» (обычно сзади/сзади устройства), на которой указаны следующие параметры:
- производитель и серийный номер устройства;
- входное напряжение;
- потребляемая электроэнергия;
- как бонус — энергопотребление.
Если последнее значение отсутствует, его можно рассчитать: достаточно умножить напряжение сети на потребляемый ток, и мы получим потребляемый ток активной нагрузки.
Реактивная нагрузка немного сложнее! Обязательно знать коэффициент мощности и номинальную нагрузку (на табличке). Например, перфоратор мощностью 2 кВт с коэффициентом 0,85 имеет реактивную нагрузку: 2000/0,85=2352 Вт.