Меню

Номинальный ток в физике

Как рассчитать номинальный ток

Как рассчитать номинальный ток

  • Как рассчитать номинальный ток
  • Как рассчитать электрическую нагрузку
  • Как рассчитать пусковой ток
  • — тестер;
  • — документация с указанием номинального напряжения и мощности;
  • — источник тока с известным ЭДС и внутренним сопротивлением.
  • Как рассчитать потребляемый токКак рассчитать потребляемый ток
  • Как определить мощность токаКак определить мощность тока
  • Как рассчитать ток короткого замыканияКак рассчитать ток короткого замыкания
  • Как выбрать автомат по токуКак выбрать автомат по току
  • Как по току рассчитать мощностьКак по току рассчитать мощность
  • Как найти номинальный токКак найти номинальный ток
  • Как определить ток светодиодаКак определить ток светодиода
  • Как вычислить силу токаКак вычислить силу тока
  • Как рассчитать электрическую мощностьКак рассчитать электрическую мощность
  • Как перевести амперы в киловатыКак перевести амперы в киловаты
  • Как определить мощность лампыКак определить мощность лампы
  • Как рассчитать ток нагрузкиКак рассчитать ток нагрузки
  • Как найти напряжение, зная мощностьКак найти напряжение, зная мощность
  • Как рассчитать амперыКак рассчитать амперы
  • Как узнать мощность токаКак узнать мощность тока
  • Как рассчитать сопротивление к светодиодуКак рассчитать сопротивление к светодиоду
  • Как подбирать сопротивления для светодиодовКак подбирать сопротивления для светодиодов
  • Как рассчитать ток в трансформатореКак рассчитать ток в трансформаторе
  • Как измерить электрическую мощностьКак измерить электрическую мощность
  • Как вычислить напряжение в цепиКак вычислить напряжение в цепи
  • Как рассчитать сечение проводаКак рассчитать сечение провода
  • Как рассчитать мощность прибораКак рассчитать мощность прибора

Источник

Какое напряжение в розетке?

С точки зрения специалистов в области электротехники вопрос «какой ток в розетке?» является не совсем корректным. Дело в том, что если к электросети не подключен потребитель, то в ней не протекает ток, поскольку в этом случае электрическая цепь разомкнута.

Ток в розетке

Однако если не вдаваться в споры о принятой терминологии, то номинальный ток является важнейшим параметром любого электротехнического оборудования. Выбор элементов электрической сети, способов их монтажа, а также характеристик потребителей должен осуществляться с учетом этих параметров.

Основные характеристики электроэнергии в бытовых сетях

На сегодняшний день существует несколько критериев, определяющих качество электроэнергии бытовых электрических сетей, имеющих напряжение 220 В. Все эти характеристики четко определены в ГОСТ 32144-2013. К наиболее важным из них относятся:

  1. Отклонение частоты.
  2. Медленные изменения, а также колебания и провалы напряжения.
  3. Несинусоидальность напряжения.
  4. Несимметрия напряжения в трехфазных сетях.

При обустройстве электрической проводки собственной квартиры нет нужды учитывать все параметры качества электроэнергии. Достаточно знать основные ее характеристики, проверить которые можно с использованием несложных и достаточно дешевых измерительных приборов.

характеристики электроэнергии

К таким параметрам относится частота питающей сети (постоянный или переменный ток), величина напряжения, а также мощность подключаемых потребителей.

Частота электрической сети

В настоящее время для питания большинства потребителей используется переменное напряжение. Его широкому распространению способствовала возможность передачи такой энергии на большие расстояния. Это качество обеспечивается способностью переменного тока протекать в электрических цепях, содержащих емкостные сопротивления, которые неизбежно присутствуют в протяженных линиях электропередач. Как известно из общего курса физики, постоянный ток не обладает способностью протекать по цепи, имеющей в своем составе конденсаторы.

Поскольку в розетках используется переменный ток, то одной из важнейших его характеристик является частота.

Частота электрической сети

В нашей стране принято использование электроэнергии переменного напряжения с частотой 50 Гц.

Стоит отметить. Некоторые потребители работают от напряжения повышенной частоты. Это позволяет значительно снизить их массо-габаритные показатели и улучшить некоторые специфические технические характеристики. Для питания подобных устройств используются частотные преобразователи, которые являются встроенными или приобретаются отдельно.

Проверить частоту в сети можно с использованием специальных приборов – частотомеров, однако для практических целей такие измерения используются достаточно редко. Гораздо важнее знать, сколько ампер протекает в электрической сети и какова величина ее напряжения.

Напряжение сети

Большинству людей известно, в обычной электрической розетке используется переменное напряжение 220 В.

напряжение в сети

Для питания более мощных потребителей может быть использована трехфазная сеть. В этом случае разность потенциалов между фазами составляет 380 В, а между фазой и нулем – те же 220 В. Собственно говоря, государственная энергосистема построена на использовании именно трехфазных электросетей. Разделение их на однофазные линии происходит непосредственно перед подключением потребителей.

Вследствие неравномерной нагрузки на разных фазах может возникнуть перекос, вызывающий протекание тока в общем нулевом проводе, а также снижение или повышение напряжения на отдельных потребителях.

Важно! Если напряжение в розетке выходит за пределы допустимых значений, то могут возникнуть существенные сложности в работе электрооборудования, вплоть до отключения его встроенной автоматической защитой или выхода электроустановки из строя.

Номинальный ток потребителя

Любое устройство, используемое в электрических сетях постоянного или переменного напряжения, имеет определенные параметры. Одним из них является номинальный ток.

Эта характеристика показывает, сколько ампер может быть пропущено через основную электрическую цепь устройства в течение длительного времени.

Читайте также:  Принципы работы коллекторных машин постоянного тока

В этом плане электрические розетки не составляют исключения из правил. Их также можно разделить в зависимости от номинального тока. Стандартными значениями для однофазных устройств бытового назначения являются 6, 10, 16, 25 и 32 ампер.

Разновидности розеток в зависимости от номинального тока

Розетки на 6 – 16 ампер используются наиболее часто и могут быть объединены в группы, получающие питание по выделенной линии от квартирного электрощитка. Устройства с номинальным током 25 ампер предназначены для питания более мощных потребителей.

Что же касается розеток на 32 ампера, то они выпускаются в большинстве случаев в трехфазном исполнении и предназначены для подключения особенно мощных потребителей, таких как электрические плиты или варочные поверхности.

Расчет номинального тока

При протекании электрического тока проводник существенно нагревается, что зачастую является причиной выхода из строя элементов электросети и даже приводит к пожару. Интенсивность нагрева зависит от двух факторов: квадрата величины тока, а также электрического сопротивления нагрузки. Несложно догадаться, что наиболее мощные потребители имеют минимальное сопротивление, позволяющее пропускать значительные токи.

Рассчитать какой ток в розетке можно, исходя из мощности подключаемого в нее устройства. В этом случае:

где Р – активная мощность потребителя, Вт.

U – напряжение сети, В.

Эта формула одинаково подходит для определения тока при переменном и постоянном напряжении.

Способы измерения напряжения и тока

Чтобы проверить соответствие величины напряжения электросети установленным требованиям, а также выяснить, сколько ампер протекает через тот или иной ее элемент, используются различные приборы для измерения тока и напряжения.

Индикаторная отвертка

Наиболее дешевым устройством, позволяющим проверить наличие потенциала на контактах розетки, является обыкновенная индикаторная отвертка. При этом узнать, сколько вольт приложено между контактами нельзя.

индикаторные отвертки

В нормально работающей сети при касании индикатора к фазному контакту розетки встроенный в рукоятку указателя напряжения светодиод ярко светится, при касании к нулевому проводу такое свечение отсутствует. Этот способ может применяться только для определения наличия напряжения в фазном проводе.

Существенными его недостатками являются невозможность контроля целостности нулевого проводника, величины напряжения, а также подверженность точности измерений влиянию «наводок», создаваемых магнитными полями проходящих рядом электрических проводов. Таким образом, индикатор может светиться даже при отсутствии номинального напряжения на фазном контакте розетки.

Тестер

Более точным способом измерения напряжения является использование специальных приборов – вольтметров (часто применяются тестеры или мультиметры, позволяющие измерять несколько величин: напряжение, ток, сопротивление, емкость конденсаторов и т.д).

Тестер

Такой прибор подключается параллельно к сети (его щупы вставляются в розетку при отсутствии подключенных к ней потребителей). Используя подобные устройства можно выяснить, сколько вольт постоянного или переменного напряжения приложено к контактам розетки.

Сила тока в розетке может быть измерена с использованием мультиметра, подключенного последовательно в сети в качестве амперметра.

Важно! Прибор, настроенный на измерение тока, нельзя подключать параллельно к сети. Он может выйти из строя.

Измерительные клещи

Главный недостаток использования амперметра – это сложность его подключения. Поэтому во многих случаях для того чтобы проверить, сколько ампер протекает в проводе, можно использовать измерительные клещи. Главным достоинством этого устройства является отсутствие необходимости размыкания цепи и отключения электрооборудования при его использовании.

измерительные клещи

Таким образом, среди всех характеристик электроэнергии бытовых электрических сетей, наиболее важными являются частота, напряжение, а также номинальный ток.

Узнать какой ток в розетке можно с использованием измерительных приборов или аналитическим путем с помощью формулы.

Источник

Что такое номинальный ток в электротехнике

Толковый словарь русского языка академика Ожегова объясняет значение слова «номинальный», как обозначенный, называющийся, но не исполняющий своих обязанностей, назначения, то есть фиктивный.

Это определение довольно точно поясняет электротехнические термины номинального напряжения, тока и мощности. Они вроде бы есть, назначены и определены, но на самом деле служат только как ориентиры для электриков. Действительные численные выражения этих параметров в реальности отличаются от назначенных величин.

К примеру, всем нам хорошо знакома переменная однофазная сеть с напряжением 220 вольт, которое считается номинальным. На самом деле его величина по ГОСТ может достигать только до верхнего предела 252 вольта. Так действует государственный стандарт.

Такая же картина просматривается и с номинальным током.

Принцип определения номинального тока

За основу выбора его величины взят максимально возможный тепловой нагрев электрических проводников, включая их изоляцию, которые должны неограниченно долгое время надежно работать под нагрузкой.

Читайте также:  Физика 8 класс зависимость силы тока от напряжения кратко

При номинальном токе поддерживается тепловой баланс между:

нагревом проводников от температурного воздействия электрических зарядов, описанным действием закона Джоуля—Ленца;

охлаждением за счет отвода части тепла в окружающую среду.

Тепловой баланс проводника с током

При этом тепло Q1 не должно оказывать влияние на механические и прочностные характеристики металла, а Q2 — на изменение химических и диэлектрических свойств слоя изоляции.

Даже при небольшом превышении номинального значения тока через какой-то промежуток времени потребуется снимать напряжение с электрооборудования для охлаждения металла токовода и изоляции. В противном случае их электротехнические свойства нарушатся и возникнет пробой диэлектрического слоя или деформация металла.

Любое электрическое оборудование (включая источники тока, его потребители, соединительные провода и системы, защитные устройства) рассчитывается, проектируется и изготавливается под работу при определенном номинальном токе.

Его величина указывается не только в технической заводской документации, но и на корпусе или шильдиках электрооборудования.

Примеры обозначения номинального тока на корпусе электрических приборов

На приведенной фотографии четко видны величины номинального тока 2,5 и 10 ампер, которые выполнены методом штамповки при изготовлении электрической вилки.

С целью стандартизации оборудования ГОСТом 6827-76 введен в действие целый ряд значений номинальных токов, при которых должны работать практически все электроустановки.

Ряд номинальных токов электрооборудования

Как подбирается защитное устройство по номинальному току

Поскольку номинальный ток определяет возможность длительной работы электрооборудования без каких-либо повреждений, то все защитные устройства по току настраиваются на срабатывание по его превышению.

На практике довольно часто встречаются ситуации, когда на непродолжительный период в схеме питания возникает перегрузка по различным причинам. При этом температура металла проводника и слоя изоляции не успевают достичь того предела, когда возникает нарушение их электротехнических свойств.

Значение синусоиды номинального тока и выбор параметров защит

По этим причинам зона перегруза выделена в отдельную область, которая ограничивается не только величиной, но и продолжительностью действия. При достижении критических температурных значений слоя изоляции и металла проводника напряжения с электроустановки должно сниматься для ее охлаждения.

Эти функции выполняют защиты от перегруза, работающие по термическому принципу:

Они воспринимают тепловую нагрузку и настраиваются на ее отключение с определенной выдержкой времени. Уставка защит, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки, лежит чуть выше тока перегрузки. Термин «мгновенная» на самом деле определяет действие за минимально возможный промежуток времени. Для современных самых быстрых токовых защит отсечка выполняется за время, чуть меньшее 0,02 секунды.

Рабочий ток в обычном режиме питания чаще всего по своей величине меньше номинального.

В приведенном примере разобран случай для схем переменного тока. В цепях постоянного напряжения принципиального отличия соотношений между рабочим, номинальным током и выбором уставок для работы защит нет.

Как настроен автоматический выключатель для работы по номинальному току

В защитах промышленных устройств и бытовых электросетей наибольшее распространение получили автоматические выключатели, которые совмещают в своей конструкции:

тепловые расцепители, работающие с выдержкой времени;

токовую отсечку, очень быстро отключающую аварийный режим.

При этом автоматические выключатели изготавливаются на номинальное напряжение и ток. По их величине выбирают защитные устройства для работы в конкретных условиях определенной схемы.

Для этого стандартами определены 4 типа времятоковых характеристик для разных конструкций автоматов. Они обозначаются латинскими буквами А, В, С, D и созданы для гарантированного отключения аварий с кратностью тока номинального режима от 1,3 до 14.

Автоматический выключатель по времятоковой характеристике с учетом температуры окружающей его среды подбирается под определенный вид нагрузки, например:

схемы со смешанными нагрузками и умеренными пусковыми токами;

цепи с большой перегрузочной способностью.

Принцип формирования времятоковой характеристики автоматического выключателя

Времятоковая характеристика может состоять из трех зон действия, как показано на картинке, или двух (без средней).

Обозначение номинального тока можно найти на корпусе автомата. На картинке показан выключатель на котором обозначена величина 100 ампер.

Это означает, что он сработает (отключится) не от номинального тока (100 А), а от его превышения. Допустим, если отсечка автомата настроена на кратность 3,5, то ток величиной 100х3,5=350 ампер и более будет ею остановлен без выдержки времени.

Когда же тепловой расцепитель настроен на кратность 1,25, то при достижении значения 100х1,25=125 ампер отключение произойдет через какое-то время, например, один час. При этом схема этот период будет работать с перегрузом.

Следует учитывать, что на время отключения автомата влияют и другие факторы, связанные с поддержанием температурного режима защиты:

условия окружающей среды;

степень заполнения распределительного щитка аппаратурой;

возможности нагрева или охлаждения от посторонних источников.

Как подбирается электропроводка и автоматический выключатель по номинальному току

Читайте также:  Передача переменного электрического тока трансформатор презентация

Для определения основных электротехнических параметров защит и проводов в обязательном порядке учитывается приложенная к ним нагрузка. Для этого проводят ее расчет по номинальной мощности подключенных в работу приборов с учетом коэффициента их занятости.

Например, к розеточной группе, расположенной на кухне, подключены в работу посудомоечная машина, мультиварка, электродуховка и микроволновая печь которые потребляют суммарную мощность в обычном режиме 5660 ватт (с учетом периодичности включений).

Номинальное напряжение бытовой сети 220 вольт. Определим ток нагрузки, который будет проходить через провода и защитные устройства делением мощности на напряжение. I=5660/220=25,7 А.

Далее смотрим таблицу ряда номинальных токов для электрооборудования. В ней автоматического выключателя на такой ток нет. Но, производители выпускают автоматы на 25 ампер. Его величина ближе всего соответствует нашим задачам. Поэтому его и выбираем за основу защитного устройства для электропроводки потребителей розеточной группы.

После этого нам необходимо определиться с материалом проводов и поперечным сечением. Возьмем за основу медь, поскольку алюминиевая проводка даже в бытовых целях уже не пользуется популярностью из-за своих эксплуатационных характеристик.

В справочниках электриков приводятся таблицы подбора проводов из разных материалов по токовой нагрузке. Возьмем наш случай с учетом того, что проводка выполняется отдельным кабелем с полиэтиленовой изоляцией, спрятанным в штробу стен. Температурные пределы примем соответствующими комнатным условиям.

Таблица нам представит сведения, что минимально допустимое поперечное сечение стандартного медного провода для нашего случая — 4 мм квадратных. Меньше брать нельзя, но лучше его увеличить.

Иногда возникает задача подбора номинала защит под уже работающую проводку. В этом случае вполне оправданно определить электроизмерительным инструментом ток нагрузки сети потребителей и сравнить его с тем, который рассчитан вышеприведенным теоретическим методом.

Таким способом термин «номинальный ток» помогает электрикам ориентироваться в технических характеристиках электрооборудования.

Источник



Номинальный ток электрической цепи: что это такое, особенности

Номинальный ток электрической цепи — это наибольший электрический ток, который электрическая цепь способна проводить в продолжительном режиме [1].

Харечко Ю.В. проведя большой анализ нормативной документации заключил следующее [1]:

« В МЭС, стандартах и других документах МЭК нет определения термина «номинальный ток электрической цепи». Однако стандарт МЭК 60050‑826 определил, а стандарт МЭК 60364‑1 разъяснил близкий по смыслу термин «расчетный ток (электрической цепи)» («design current (of an electric circuit)»). Аналогичные определения и пояснения к этому термину приведены в ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009, подготовленном на основе стандарта МЭК 60050‑826, и в ГОСТ 30331.1, разработанном на основе стандарта МЭК 60364‑1. »

Ю.В. Харечко сделал вывод, что в нормативной документации правильнее использовать термин номинальный ток электрической цепи, а не расчетный ток электрической цепи [2]:

« В национальной нормативной документации термин «расчетный ток электрической цепи» целесообразно заменить термином «номинальный ток электрической цепи». Это, во-первых, обеспечит хорошее согласование с термином «номинальный ток», который является характеристикой каждого элемента электрической цепи. Во-вторых, позволит лучше понять суть термина «сверхток», когда его применяют по отношению к электрической цепи, обычно состоящей из нескольких единиц электрооборудования, каждая из которых имеет собственный номинальный ток. »

Особенности.

Номинальный ток электрической цепи так же, как допустимый длительный ток проводника, представляет собой наибольший электрический ток, который электрическая цепь способна проводить в продолжительном режиме.

Электрическая цепь электроустановки здания состоит из нескольких элементов, каждый из которых имеет собственный номинальный ток. Поэтому номинальный ток электрической цепи является производным от номинальных токов ее элементов. Логично предположить, что его величина не может превышать наименьший номинальный ток какого-то ее элемента или наименьшую сумму номинальных токов элементов электрической цепи, соединенных параллельно.

Например, конечная электрическая цепь штепсельных розеток (не считая подключенного к ним электрооборудования) состоит из медных проводников сечением 2,5 мм 2 , имеющих изоляцию из поливинилхлорида, и штепсельных розеток. Согласно данным таблицы B.52.2 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 [2], допустимый длительный ток указанных проводников в зависимости от способа выполнения электропроводки может быть равен от 18,5 до 27 А.

Согласно данным таблицы 1 ГОСТ 30988.1-2020 [3], номинальный ток штепсельных розеток обычно равен 16 А. Номинальный ток рассматриваемой электрической цепи следует принять равным наименьшему номинальному току – 16 А. Поэтому конечную электрическую цепь штепсельных розеток необходимо защитить от перегрузки автоматическим выключателем или плавким предохранителем, номинальный ток которого не превышает 16 А.

Источник