Меню

Формула потребляемой мощности электроприборов

Как рассчитать потребляемую мощность электроприбора?

Поговорим о том, как рассчитать потребляемую мощность. Для проведения вычислений потребуются элементарные знания из школьного курса электродинамики, связанные с напряжением, током, мощностью.

Параметры для вычислений

Чтобы рассчитать потребляемую мощность по току, необходимо знать его силу, а также величину напряжения источника. Мощность (Р) вычисляют путем перемножения тока на электрическое напряжение.

Формула для вычислений

Для того чтобы понять, как рассчитать потребляемую мощность электроприбора, остановимся на определении каждой физической величины, используемой в формуле.

Силой тока называют величину электрического заряда, который проходит через заданную площадь проводника за единицу времени.

Напряжение — это физическая величина, которая характеризуется электрическим полем, создаваемым током.

Единицей мощности является Вт, который представляет собой произведение 1А на 1В.

Особенности вычисления

К примеру, можно рассчитать потребляемую мощность электроэнергии при токе в цепи 3 А, напряжении 100 В. Величина мощности в таком случае составит 300 Вт.

В качестве внесистемной единицы измерения мощности используют вольт-ампер. Силу стараются указывать на прерывателях цепи (автоматических выключателях). Это максимальное значение, при котором будет происходить срабатывание прерывателя.

Кроме того, параметры напряжения и значение тока всегда присутствуют в документации, прилагаемой к приборам, и пишутся на его корпусе.

Значения этих физических величин, характерные для основных электрических приборов, можно отыскать в специализированных справочниках. Например, для бытовых осветительных приборов нормой считается сила тока в диапазоне пятнадцати ампер. Для мощных приборов, используемых в домашнем хозяйстве, сила тока может достигать 60 ампер. Показатель электрического напряжения в сети составляет 220 В.

Математические действия

Для того чтобы понять, как рассчитать потребляемую мощность, воспользуемся конкретным примером. Если показатель напряжения сети составляет 220 В, а по цепи протекает ток 2 А, то потребляемая мощность данного прибора составит 440 Вт.

Как рассчитать потребляемый ток, если дано значение силы тока? К примеру, при мощности 48 Вт и напряжении 24 В для определения силы тока нужно разделить величину мощности на напряжение. Ток в цепи составляет 2 А.

Как рассчитать потребляемый ток, зная мощность? Максимальный ток в цепи можно определить по величине мощности и электрического напряжения. Например, при 100 Вт и 2 В для вычисления тока мощность делим на напряжение, получаем 50 А.

Правила расчета потребляемой мощности

Поговорим о том, как рассчитать потребляемую мощность приборов, используемых в быту. Сначала его нужно внимательно осмотреть. Часто указывают мощность на самом корпусе прибора, для этого производителем штампуется специальная наклейка. Что можно прочитать на такой этикетке? Величину силы тока, параметры напряжения, а также максимальную мощность данного прибора. В некоторых случаях подобные сведения указываются изготовителем на шильдике бытового прибора.

Потребители оплачивают электрическую энергию именно на основе потребленной мощности, выражаемой в киловаттах. Номинальный ее показатель предполагает величину мощности, которая нужна для стабильного функционирования прибора. К примеру, для бытовых холодильников, этот параметр составляет 500 Вт.

Для экономии электрической энергии и денежных ресурсов, важно провести полные расчеты. Как рассчитать мощность потребляемой энергии во всем доме? Рассмотрим конкретный образец.

Расчет мощности лампочек

К примеру, при использовании двух электрических лампочек, имеющих мощности 100 Вт и 23 Вт, можно оценить экономическую целесообразность приобретения лампы меньшей мощности. Попробуем пояснить данное предположение на конкретном расчете. Итак, при вычитании из большего параметра меньшего, получаем разницу 77 В. При оплате счета за потребляемую электрическую энергию, начисления осуществляются на основе потребленных кВт/час. При работе ламп на протяжении длительного временного промежутка, можно, путем умножения, определить разницу в оплате за 23- и 100-ваттной лампы.

Чтобы лучше понять, как рассчитать потребляемую мощность, возьмем пример, когда в квартире используется десять лампочек, мощность каждой из которых составляет 100 Вт.

В сумме лампы потребляют 1000 Вт, то есть 1 кВт. Если за год они горят 2000 часов, это составляет 2000 кВт. При средней стоимости одного киловатт-часа 5 рублей придется заплатить за годовое использование ламп 50000 рублей. Для того чтобы снизить материальные расходы, многие владельцы квартир и домов уже давно установили энергосберегающие лампы.

Некоторые приборы потребляют электрическую энергию даже в тех случаях, когда они не работают, но остаются включенными в розетку. Если на приборе продолжает гореть светодиод, это свидетельствует о потреблении им некоторой мощности.

При вычислении потребляемой мощности по формуле результат получается весьма условным. Поэтому в случае, когда необходимо получение достоверного результата, используют ваттметры.

Заключение

В связи с постоянным ростом цен на электрическую энергию вопросы, касающиеся расчета потребляемой мощности, поиска способов экономии, являются своевременными и актуальными.

Практичные владельцы городских квартир и загородных особняков стараются заранее анализировать потребляемую мощность приобретаемых приборов, чтобы не оплачивать потом огромные счета за электроэнергию. Фундаментальные вычисления суммарной потребляемой мощности электрической энергии для индивидуального дома выполняют на стадии проектирования системы электрификации. В таком случае можно не только избежать лишних затрат на электрическую энергию, но и не допускать перегрузок, которые могут привести к порче приборов и даже к возгоранию.

Читайте также:  Мощность это физическая величина показывающая какая

Среди распространенных бытовых приборов, которые нужно учесть при вычислении суммарной потребляемой мощности, отметим лампы накаливания, электрическую плиту, холодильник, кухонный комбайн, пылесос, персональный комьютер, кофемашину, аэрогриль, электрический чайник, кухонную вытяжку, посудомоечную машину, бойлер.

Каждый из них рассчитан на потребление определенной мощности, то есть, будет «включен» в квитанцию за электрическую энергию. Самым простым способом достижения экономии семейного бюджета можно считать приобретение приборов для домашнего применения, имеющих класс энергосбережения А++.

Источник



Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Мощность электрического тока

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

  • трансформаторы;
  • трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Значения cos ϕ в зависимости от типа нагрузки

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

  • S – полная мощность (ВА);
  • P – активная часть (Вт);
  • Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Графическое пояснение сути полной мощности

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

  • силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
  • напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

Читайте также:  Статический преобразователь реактивной мощности

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

  • I – ток в амперах;
  • U – напряжение в вольтах;
  • cos ϕ – сдвиг фаз.

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Основные формулы для вычисления

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

  • определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
  • узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Токоизмерительные клещи

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Измерение при помощи мультиметра

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измеритель мощности

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

  • выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
  • отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
  • произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
  • результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

  • составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
  • в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
  • для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
  • просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Читайте также:  Мощность двигателя ми 8амт

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Источник

Как рассчитать примерную мощность электроприборов?

Простой способ расчёта мощности электроприборов

Мощность каждого электроприбора указана в техпаспорте и дублируется на прикрепленной к нему бирке или табличке. Самый простой способ расчёта — просуммировать мощности всех подключаемых к стабилизатору или ИБП потребителей.

Поправка: сейчас мы рассмотрели оборудование без электродвигателей. Оно обладает только активной составляющей мощности. К этой категории относятся электроплиты, кипятильники, лампы накаливания и др.

Холодильники, стиральные машины, дрели и прочее оборудование с электродвигателями обладает также реактивной составляющей мощности.

Для таких электроприборов необходимо вычислить полную мощность (измеряется в Вольт-Амперах (ВА)), которая, в отличие от описанного выше, не будет равна активной мощности. Соотношение между полной и активной мощностью выражается формулой:

  • Pполная = Pактивная / cos (ф).

Сos(φ) указывается в документации и на бирке электроприбора (встречается обозначение PF – Power Factor). При отсутствии данных допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7-0,8.

Например, если P активная мощность электродрели составляет 700 Вт, то P полная рассчитывается как 700 / 0,7 = 1000 ВА.

Вывод: для точного расчета суммарной мощности нагрузки нужно сложить полную мощность всех выбранных приборов (в Вольт-Амперах). Для электроприборов без двигателей полная мощность будет равна активной.

Рекомендуется подбирать стабилизатор с мощностью, превышающей полученное суммированием значение на 20-30%, что обеспечит следующие преимущества:

  • избавит оборудование от перегрузки;
  • позволит подключать дополнительных потребителей.

Как измерить потребляемую мощность и проверить счётчик

Как измерить потребляемую мощность и проверить счётчик

Знать мощность требуется во многих случаях. Например: Для расчёта требуемых сечений кабеля электропроводки.

Для определения расхода электроэнергии (потребляемая мощность). Остановимся на потребляемой мощности подробней.

Обозначение мощности – английская буква P. Единица измерения – Ватт (W, Вт). 1000 Вт = Киловатт

Единица измерения использованной электроэнергии Киловатт-час. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа (мощность, умноженная на время).

Сейчас много бытовой техники. В таблице (опубликована в интернете, со многими данными можно поспорить) приведены ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники среднестатистической семьи. Указаны примерное время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники, время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

Конечно данные усреднённые, можно составить подобную таблицу для своей техники. Посчитать по новым данным. Если реальный расход и примерный расчёт на много отличаются, есть повод проверить счётчик.

Как можно измерить мощность в быту? Самый распространённый способ при помощи счётчика электроэнергии.

По современному счётчику электроэнергии можно узнать не только расход электроэнергии. Можно определить ещё несколько видов нужной информации.

Для примера фото шкалы одного современного счётчика:

Данный счётчик показывает показания в киловатт*часах по тарифам: 1 – дневной, 2 – ночной, 3 (4) тарифы. В Перми 3 тарифа. В других городах другое количество тарифов (выходные, праздничные дни и тд.) Существуют счётчики учитывающие большее количество тарифов.

Показывает мощность (Р) в Ваттах.

Е – kW*h показания, в случае, если счётчик используется в местности где однотарифный учёт. При многотарифном учёте это является суммой показаний тарифов. Этот показатель мы видим в данный момент на дисплее прибора.

6400 imp/(kW*h) Это передаточный коэффициент — количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*часе. Или число оборотов диска (импульсов индикатора) за которое счётчик насчитает один киловатт*час. Для данного счётчика – 6400 импульсов / КВт *час

Не все счётчики измеряют мощность. На всех обязательно указывается:

сколько оборотов сделает диск в одном КВт *час (для электромеханических счётчиков).

Количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*час (для электронных счётчиков).

При наличии этих данных и секундомера можно определить мощность.

Есть токоизмерительные клещи? Тогда можно сравнить фактическую мощность и мощность, учитываемую счётчиком. Значит, с точностью достаточной для домашних условий, проверить счётчик.

Возникли сомнения в точности счётчика электрической энергии? Уверены в своих силах и имеете навыки работы с приборами? Тогда приступаем к замерам, расчётам и проверке счётчика.

Замеры нужно проводить при включенной активной нагрузке. Например, лампы накаливания (только не энергосберегающие и светодиодные). Можно также включить утюг, бытовой нагреватель или чайник, но они могут нагреться и выключиться в самый не подходящий для нас момент. Реактивная нагрузка (техника с электродвигателями и трансформаторами — холодильник, пылесос, стабилизатор …) внесёт дополнительные погрешности.

Источник