Како израчунати снагу, струју и напон: принципи и примери прорачуна за домаће услове

Власници станова, приватних кућа и других електрифицираних објеката често се суочавају са питањем одређивања вриједности основних електричних величина, јер није баш лако израчунати снагу на основу дозвољене јачине струје и познатог напона или ријешити проблем. инверзни проблем.

Директна примена познатог Охмовог закона без узимања у обзир карактеристика кућних мрежа и уређаја може довести до погрешног резултата.

У овом материјалу ћемо разумети шта је снага и рећи вам како израчунати овај индикатор.

Основни појмови величина

Електрични прорачуни су засновани на добро познатим односима између струје (И, Ампер), напона (У, Волт), вредности снаге (П, Ватт) и отпора (Р, Охм). Практичне калкулације обично захтевају познавање вредности прве три.

Упозоравамо вас да нумерички изрази наведених вредности нису довољни - потребне су додатне карактеристике које откривају режим потрошње енергије.

Јачина електричне струје

Прорачун довољног попречног пресека проводника и оцена прекидача за одређену грану електричне мреже врши се према вредности максимално могуће струје за ову деоницу. Ово је неопходно како би се спречило да се ожичење запали, што често доводи до пожара.

Радници параметри машине а РЦД се бирају у складу са регулаторним захтевима.За одређивање дозвољеног попречног пресека жила у зависности од максималне могуће јачине струје, потребно је користити табелу коју је дао произвођач производа, јер се каблови најчешће производе према спецификацијама, а не према ГОСТ-у.

Имајући исте ознаке, каблови произведени у складу са ГОСТ (лево) и ТУ (десно) разликују се и визуелно и по основним карактеристикама

Пошто се јачина електричне струје може израчунати на основу снаге коју троше уређаји и напона мреже, потребно је правилно одредити вредности ова два индикатора.

Напон домаћинства

Многи власници станова верују да је стандардни фазни напон за потребе домаћинства приближно 220 В. У већини случајева то је тачно. Мада ГОСТ 29322-2014 од 01.10.2015. унутар Руске Федерације требало је да дође до преласка на систем од 230 В компатибилан са земљама ЕЕЗ.

Одступање од 5% од стандарда је прихватљиво за било који период, а 10% за период који не прелази 1 сат. Дакле, према старим правилима, вредност напона може да варира у распону од 198 до 242 В, а према садашњем ГОСТ-у - од 207 до 253 В.

Постоје и случајеви када је напон у мрежи дуго времена знатно нижи од стандардног. Ова ситуација настаје када је укупна снага електричних уређаја прикључених на грану много већа од планиране и када се већина њих укључи, долази до „испадања мреже“.

Овај проблем се јавља у области одговорности организација одговорних за снабдевање електричном енергијом, а повезан је са преоптерећењем дистрибутивних трансформатора, пропадањем трафостаница или недовољним пресеком жице.

Смањен улазни напон доводи не само до промене тренутног параметра и могућег активирања заштите, већ и до брзог квара електричних уређаја који садрже асинхроне електромоторе или сложену електронику.

Да сазнам значење стварни напон морате периодично да вршите мерења помоћу волтметра. Ако индикатори јако варирају, онда је неопходно користити стабилизатор или скупљи претварач са функцијом складиштења електричне енергије.

Нијансе у концепту снаге електричних уређаја

Сви уређаји који троше електричну енергију имају такав параметар као снага. Што је овај индикатор већи, то више енергије уређај узима из кола.

Постоје три врсте моћи:

• Активан (П). Карактерише брзину конверзије електричне енергије у други облик, на пример у електромагнетни или термални. Мора се узети у обзир приликом израчунавања неповратних трошкова електричне енергије, а самим тим и трошкова рада уређаја. Јединица мере - В.
• реактиван (П). Карактерише енергију која долази из извора (трансформатора) до реактивних елемената потрошача (кондензатора, намотаја мотора), али се затим скоро тренутно враћа извору. Јединица мере је В или вар (тумачење је реактивни волт-ампер).
• пуна (С). Карактерише оптерећење које потрошач намеће елементима кола. Користи се при израчунавању површине попречног пресека кабла и одабиру рејтинга машина, односно јачина струје се израчунава на основу пуне снаге свих електричних уређаја прикључених на коло. Јединица мере је В или В*А (В*А – волт ампер).

Сви ови параметри се могу поново израчунати кроз фазни угао који се јавља између вектора напона и струје (ф):

П = С *цос(ф);

П = С *грех(ф);

С² = П² + П².

У уређаје за домаћинство код којих укупна снага може значајно да премаши активну снагу спадају фрижидери, машине за прање веша, флуоресцентне и неке штедљиве сијалице, као и јединице енергетске електронике.

На моторима су обично назначени активна снага и коефицијент. У овом случају, укупна снага се израчунава на следећи начин: С = П / цос(ф) = 750 / 0,78 = 962 В

Постоји и таква ствар као што је вршна или почетна снага. Чињеница је да убрзавање мотора захтева много више напора него одржавање њихове ротације. Стога, када укључите уређаје као што су фрижидер или машина за прање веша, на делу струјног кола долази до краткотрајног пораста оптерећења.

Почетне струје могу бити неколико пута веће од радних струја. Приликом израчунавања потребних кабловске секције Приликом одабира номиналне вредности машине, ово треба узети у обзир.

Да бисте то урадили, потребно је да одредите уређај са највећом разликом у почетној и радној снази и додате га укупној вредности. Почетне струје других уређаја могу се занемарити, пошто је вероватноћа истовременог активирања мотора за различите потрошаче практично нула.

Линеарни и фазни односи

Данас је пракса повезивања кућних објеката на трофазне електричне мреже постала широко распрострањена.

Ово је оправдано из следећих разлога:

• Значајна потрошња енергије. У овом случају, повезивање једнофазне мреже велике снаге биће веома ирационално због великог попречног пресека кабла и велике потрошње материјала трансформатора.
• Доступност уређаја који раде на три фазе. Имплементација кола за повезивање таквог уређаја са једнофазним колом није баш једноставна и препуна је сметњи које се јављају, на пример, приликом покретања асинхроног мотора.

Постоје два начина за повезивање трофазних уређаја - "звезда" и "троугао".

Шематски дијаграми преноса снаге у три фазе. Добили су називе „звезда“ и „троугао“ због геометријске сличности са овим објектима

У круговима типа звезда, линеарне и фазне струје су идентичне, а линеарни напон је 1,73 пута већи од фазног напона:

И_л = И_ф;

У_л = 1.73 * У_ф.

Ова формула објашњава познати однос напона за кућне и нисконапонске индустријске мреже са фреквенцијом од 50 Хз: 220 / 380 В (према новом ГОСТ-у: 230 / 400 В).

Са троуглом везом, напротив, напон је исти, а линеарне струје су веће од фазних струја:

И_л = 1.73 * И_ф;

У_л = У_ф.

Ове формуле се могу користити само са симетричним фазним оптерећењима. Ако је потрошња струје кроз каблове различита (небалансирани пријемник), онда се прорачуни спроводе по правилима векторске алгебре, а резултујућа изједначавајућа струја се компензује неутралном жицом. Међутим, за мреже са прикљученим кућним апаратима, такви случајеви су ретки.

Однос између основних величина

Најчешћи задатак са којим се суочавају обични потрошачи је израчунавање стварне јачине струје. Дакле, како правилно израчунати амперажу на основу познатих вредности напона и снаге? Неопходно је то решити оправдавањем вредности попречног пресека језгара и рејтинга машине, имајући техничке податке о уређајима који ће се напајати у ово коло.

Након израчунавања струје, често се бирају каблови са најмањим дозвољеним попречним пресеком. Међутим, то није увек тачно, јер такво решење доводи до значајних ограничења када је потребно додати нове електричне уређаје у мрежу.

Понекад је потребно извршити обрнуте прорачуне и утврдити која укупна снага се може прикључити на уређаје на познатом напону и максималној дозвољеној струји, која је ограничена постојећим ожичењем.

Ова два проблема можете решити за једнофазно коло користећи једноставну формулу:

И = С / У;

С = У * И,

Где С – укупна укупна снага свих електричних потрошача.

Кружни дијаграм који одражава Омов закон и изражава зависност снаге, струје, напона и отпора је погодан за израчунавање параметара једнофазног кола

Да бисте решили проблем израчунавања струје користећи познате или израчунате вредности снаге и напона у трофазном колу, потребно је да знате укупно оптерећење наметнуто свакој фази.

И потребни попречни пресек жила каблова и минимална дозвољена снага машине се бирају према најпрометнијој линији, с обзиром да:

С = 3 * мак{С₁, С₂, С₃}.

И = С / (У * 1.73).

Дозвољена снага за сваку фазу може се израчунати помоћу следеће формуле:

С_1,2,3 <С/3= И * У / 1.73,

Где И – максимална дозвољена струја за постојеће ожичење.

Закључци и користан видео на тему

Прорачун јачине струје по снази за избор попречног пресека кабла:

Одређивање потрошње енергије група електричних уређаја на примеру приватне куће:

Можете израчунати јачину струје да бисте сами одредили параметре ожичења или сами одредили дозвољену снагу у постојећем колу. Да бисте исправно решили проблем, потребно је узети у обзир нијансе које се јављају у пракси, а не само користити познате формуле које раде под "идеалним" условима.

Ако имате питања о теми чланка или можете додати занимљиве информације овом материјалу, оставите своје коментаре у блоку испод.