Расчет мощности по току и напряжению

Оптимизация потребляемого тока для энергосбережения

Потребляемый ток – это электрический ток, который потребляется электронными устройствами или системами. Оптимизация потребляемого тока – это процесс улучшения эффективности использования энергии, снижение потребления тока и, как следствие, экономия электроэнергии

Оптимизация потребляемого тока имеет важное значение в современном обществе, так как позволяет уменьшить нагрузку на электросети и снизить вредные выбросы в окружающую среду

Существует несколько способов оптимизации потребляемого тока:

Использование энергоэффективных устройств: Выбор электронных устройств с низким потреблением энергии является одним из наиболее эффективных способов оптимизации потребляемого тока

При выборе таких устройств следует обращать внимание на энергетический класс, который указывает на эффективность использования энергии. Кроме того, стоит учитывать возможности управления энергоснабжением, например, автоматическое выключение в режиме ожидания.

Оптимизация настроек и использование энергосберегающих режимов: Многие электронные устройства имеют режимы энергосбережения, которые позволяют снизить потребление тока при неактивном использовании

Это может быть определенный период времени без активности (например, автоматическое отключение через несколько минут бездействия) или настройки контрастности, яркости или скорости процессора, которые приводят к снижению потребления энергии.

Использование альтернативных источников энергии: Оптимизация потребляемого тока может быть достигнута не только снижением потребления энергии, но и использованием альтернативных источников энергии. Например, использование солнечных батарей или ветрогенераторов позволяет сократить зависимость от потребляемого тока из главной электросети.

Образование и поведение пользователей: Оптимизация потребляемого тока требует активного участия и осознанного поведения пользователей. Они должны быть информированы о возможностях оптимизации и взаимодействии с электронными устройствами. Например, выключение неиспользуемых устройств, правильное использование зарядных устройств и аккумуляторов и другие простые практики могут создать значительные изменения в потреблении тока.

Оптимизация потребляемого тока имеет широкое применение в масштабах от домашнего использования до промышленности. Ее реализация требует совместных усилий производителей, потребителей и правительственных организаций, чтобы создать более эффективные и устойчивые системы энергоснабжения.

Примеры перевода ампер в киловатты

Преобразование ампер в киловатты — довольно простая математическая операция.

Бывает так, что на этикетке электроприбора присутствует значение мощности в кВт. В этом случае придется киловатты переводить в амперы. При этом I = P : U = 1000 : 220 = 4,54 А. Справедливо и обратное — P = I х U = 1 х 220 = 220 Вт = 0,22 кВт

Существует также много онлайн – программ, где нужно всего-навсего ввести известные параметры и нажать соответствующую кнопку.

Пример №1 — перевод А в кВт в однофазной сети 220В

Перед нами стоит задача: определить предельную мощность, допустимую для автоматического выключателя однополюсного с номинальным током 25 А.

Применим формулу:

P = U х I

Подставив значения, которые известны, получим: P = 220 В х 25 А = 5 500 Вт = 5,5 кВт.

Это обозначает, что к этому автомату могут быть подключены потребители, общая мощность которых не выходит за пределы 5,5 кВт.

По такой же схеме можно решить вопрос подбора сечения провода для электрочайника, потребляющего 2 кВт.

В этом случае I = P : U= 2000 : 220 = 9 А.

Это совсем маленькое значение. Нужно серьезно подойти к выбору сечения провода и материалу. Если отдать предпочтение алюминиевому, он выдержит только слабые нагрузки, медный с такого же диаметра будет мощнее в два раза.

Подробнее о выборе нужного сечения провода для устройства домашней проводки, а также правила вычисления сечения кабеля по мощности и по диаметру мы разбирали в следующих статьях:

• Сечение провода для домашней проводки: как правильно произвести расчет
• Расчёт сечения кабеля по мощности и току: как правильно рассчитать проводку
• Как определить сечение провода по диаметру и наоборот: готовые таблицы и расчетные формулы

Пример №2 — обратный перевод в однофазной сети

Усложним задачу — продемонстрируем процесс перевода киловатт в амперы. Имеем какое-то число потребителей.

Среди них:

• четыре лампы накаливания каждая по 100 Вт;
• один обогреватель мощностью 3 кВт;
• один ПК мощностью 0,5 кВт.

Определению суммарной мощности предшествует приведение величин всех потребителей к одному показателю, точнее — киловатты следует перевести в ватты.

Розетки, АВ в своей маркировке содержат амперы. Для непосвященного человека сложно понять, отвечает ли нагрузка по факту расчетной, а без этого невозможно правильно выбрать предохранитель

Мощность обогревателя равна 3 кВт х 1000 = 3000 Вт. Мощность компьютера — 0,5 кВт х 1000 = 500 Вт. Лампы — 100 Вт х 4 шт. = 400 Вт.

Тогда обобщенная мощность: 400 Вт + 3000 Вт + 500 Вт = 3 900 Вт или 3,9 кВт.

Такой мощности соответствует сила тока I = P : U = 3900Вт : 220В = 17,7 А.

Из этого вытекает, что приобрести следует автомат, рассчитанный на номинальный ток не меньше, чем 17,7 А.

Наиболее соответствующим нагрузке мощностью 2,9 кВт является автомат стандартный однофазный 20 А.

Пример №3 — перевод ампер в кВт в трехфазной сети

Алгоритм перевода ампер в киловатты и в обратном направлении в трехфазной сети отличается от сети однофазной только формулой. Допустим, нужно высчитать, какую же наибольшую мощность выдержит АВ, номинальный ток которого 40 А.

В формулу подставляют известные данные и получают:

P = √3 х 380 В х 40 А = 26 296 Вт = 26,3кВт

Трехфазный АБ на 40 А гарантировано выдержит нагрузку 26,3 кВт.

Пример №4 — обратный перевод в трехфазной сети

Если мощность потребителя, подключаемого к трехфазной сети, известна, ток автомата вычислить легко. Допустим, имеется трехфазный потребитель мощностью 13,2 кВт.

В ваттах это будет: 13,2 кт х 1000 = 13 200 Вт

Далее, сила тока: I = 13200Вт : (√3 х 380) = 20,0 А

Получается, что этому электропотребителю нужен автомат номиналом 20 А.

Для однофазных аппаратов существует следующее правило: один киловатт соответствует 4,54 А. Один ампер — это 0,22 кВт или 220 В. Это утверждение — прямой результат, вытекающий из формул для напряжения 220 В.

Результирующая сила

Для корректного описания перемещения объектов в физике используют понятие равнодействующей или результирующей силы. Равнодействующая — это сила, которая своим действием эквивалента влиянию всех сил, приложенных к телу. Понятно, что равнодействующая представляет собой векторную сумму всех воздействующих на объект сил. При разнонаправленных векторах результирующая сумма может оказаться эквивалентной нулю. Вспомним знаменитую басню Крылова «Лебедь, рак и щука»: животные приложили силы таким образом, что равнодействующая стала равной нулю. А если к телу силы не приложены, оно остается в состоянии покоя. Поэтому воз и ныне там.

Что такое мощность электрического тока

Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с). Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.

Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока. Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.

Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.

К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.

Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.

Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.

Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.

Для чего используются электронные нагрузки

Основная задача электронных нагрузок — это тестирование различных источников электропитания: аккумуляторов, батареек, блоков питания, преобразователей напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения, солнечных батарей, генераторов и других подобных устройств. Для проведения тестирования, электронную нагрузку подключают к проверяемому источнику электропитания и запускают один или несколько тестов. При этом, электронная нагрузка ведёт себя как реальная нагрузка: например меняет своё сопротивление по заданному алгоритму, имитирует большие стартовые токи запуска, короткое замыкание и прочие заданные Вами условия. Во время проведения теста, электронная нагрузка непрерывно измеряет напряжение, ток и потребляемую мощность.

Примеры устройств, для проверки работы которых применяют электронные нагрузки.

Большинство электронных нагрузок содержат точный мультиметр, измеряющий напряжение, ток и мощность, потребляемую нагрузкой. Некоторые модели могут выполнять нормированный разряд аккумуляторов и батареек, измеряя реальную ёмкость элемента питания в Ампер-часах. Многие модели также могут управляться при помощи компьютера, что позволяет использовать их в составе автоматизированных контрольно-измерительных комплексов.

Задняя панель маломощной электронной нагрузки серии IT8800 с интерфейсными разъёмами для подключения к компьютеру.

Несколько замечаний о природе электричества, или что будем считать.

Когда мы смотрим на
, то видим цифры, которые отражают количество киловатт, использованных нами за период времени. Несмотря на то, что ватт это единица мощности, данная цифра не отражает реальной потребляемой мощности. Давайте разбираться, для чего вернёмся на урок физики. Итак, проводник (провод) это цепочка электронов, которые перебрасывают друг другу мячик «заряд», причём сами остаются на месте, а по цепочке движется только мячик. Если поставить рядом две такие цепочки, в которых кидается мячик, их, начнёт «тянуть» друг к другу. Силу этого притяжения можно измерить. Так вот сила тока – это как раз сила притяжения между двумя проводниками, по которым протекает ток. Иными словами, сила тока в Амперах это сила притяжения двух проводников.
Ампер – базовая единица измерения
, исчисленная в Ньютонах, поэтому самостоятельных единиц в бытовом измерении электричества нет, все они производные от стандартного набора констант. Электроны, которые перебрасывают мячик-заряд, испытывают затруднения – это сопротивление проводника. Установлено, что чем тоньше провод (меньше сечение), тем больше сопротивление (потеря электричества) в проводнике. Электронам трудно бросать много мячиков-зарядов в тонкой «трубе».

«Диаметр» мячика-заряда – это Кулон, единица измерения величины заряда (производная, связанная с силой тока). Напряжение, собственно говоря, работа, которую произвели электроны, доставив мячик-заряд из одной точки в другую, создав разность потенциалов на двух концах проводника. Измеряется напряжение в вольтах. Энергия (не электрическая, а вообще) измеряется в Джоулях. Джоуль – это сила, потраченная в единицу времени для совершения какой-то работы. Мощность – это сила тока, с учётом напряжения в единицу времени – Ватт. Мощность также напрямую связана с Джоулем как производная от энергии величина. Сопротивление проводника измеряется в Омах, а все вместе эти единицы измерения позволяют производить расчет потребления электроэнергии с учетом, как времени, так и загрузки потребителями отдельной цепи.

Контроль же осуществляет именно счётчик, отмеривший, сколько киловатт в час потрачено в Вашей квартире. Согласно новым веяниям, вскоре эти счетчики, отсчитав лимит суточного потребления положенной мощности, будут просто отключать Вашу квартиру, или пересчитывать выбранный излишек по более высокой цене

Поэтому так важно понимать какова реальная потребляемая мощность в квартире, прежде чем подписывать документы о согласии с установленным лимитом

Еще несколько слов о мощности. В отношении мощности электроэнергии различают:

• Полная мощность (ВА) — это произведение силы тока (Ампер) на напряжение в цепи (Вольт). Единица измерения Вольт-Ампер.
• Активная мощность (Вт) — это произведение силы тока (Ампер) на напряжение в цепи (Вольт) и на коэффициент нагрузки (cos φ). Измеряется в Ваттах.
• Коэффициент нагрузки (мощности) cos φ — характеристика потребителя тока. Проще говоря, cos φ показывает, сколько полной мощности (Вольт-Ампер) нужно на извлечение активной мощности (Ватт) из потребителя тока. Этот коэффициент есть в технических характеристиках приборов. Для освещения значение 1, для остальных приборов не меньше 0,6. Обычно для расчёта потребления электроэнергии используют среднее значение 0,8.

В таблице ниже другие единицы измерения, которые могут быть полезны в быту:

Если появилось понимание связки характеристик тока: как сила тока, понижаемая сопротивлением, способная порождать энергию (тепловую, механическую, световую и т.д.), которая за период времени может быть рассчитана как потреблённая мощность, давайте перейдём к расчётам. Напомним, что мы считаем активную мощность, имея в уме, что перевести вольт-ампер в ватты мы можем в любой момент, используя коэффициент нагрузки, что даст нам полную мощность.

Годовой график продолжительности нагрузок

Этот график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузки в соответствующем масштабе, по оси абсцисс — часы года от 0 до 8760. Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от Рmax до Рmin (рис.7).

Рис.7. Годовой график продолжительности нагрузок

Построение годового графика продолжительности нагрузок производится на основании известных суточных графиков. На рис.8 показан способ построения графика при наличии двух суточных графиков нагрузки — зимнего (183 дня) и летнего (182 дня).

Рис.8. Способ построения годового графика продолжительности нагрузок

Для наиболее распространенных потребителей электроэнергии в справочниках приводятся типовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности.

График продолжительности нагрузок применяют в расчетах технико-экономических показателей установки, расчетах потерь электроэнергии, при оценке использования оборудования в течение года и т.п.

Почему ток сначала переменный

Если рамку из металлической проволоки поместить между полюсами магнита – то есть в электрическое поле, и начать вращать, электроны сначала побегут к плюсу. Но ведь рамка вращается, и плюс вдруг оказывается с другой стороны! Электроны притормаживают, разворачиваются и бегут в другую сторону. Но рамка провернулась снова – приходится бежать обратно. Да-да, это ток переменный.

Если рамка будет достаточно большой, а магнит очень сильным, то можно получить куда больше электрической энергии. А если магнит – не скрюченный металлический брусок, а электромагнит, и скорость вращения «рамки» очень высока – вот тут-то и начинается серьезное электричество. Когда нужен электрический ток в индустриальных масштабах – сначала придется генерировать ток переменный.

Характер нагрузки потребителя электрической энергии в заявке

Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос «Характер нагрузки потребителя электрической энергии в заявке». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте. График нагрузки, характеризующий изменение мощности, потребляемой за одни сутки, называется суточным графиком.

Подача в отношении одних и тех же энергопринимающих устройств одновременно двух и более заявок в разные сетевые организации не допускается, за исключением случаев технологического присоединения энергопринимающих устройств, в отношении которых применяется категория надежности электроснабжения, предусматривающая использование два и более источников электроснабжения.

Заявка направляется заявителем в сетевую организацию в двух экземплярах письмом с описью вложения. Заявитель вправе представить заявку в сетевую организацию лично или через уполномоченного представителя, а сетевая организация обязана принять такую заявку.

Потребители электроэнергии и их классификация

В случае несоблюдения хотя бы одного из указанных критериев считается, что техническая возможность присоединения отсутствует. Потребителю откажут в подключении или выдадут индивидуальные технические условия (подробнее будет рассмотрено ниже).

При осуществлении технологического присоединения к потребителям предъявляются различные требования в зависимости от мощности их энергопринимающих устройств. Учитывается не только вновь подключаемая, но и ранее присоединенная мощность.

Расчет электрических мощностей промышленного транспорта, испытательных станций, лабораторных установок производят по другим методикам, которые учитывают специфику работы данных установок.

На изменение графиков нагрузки влияет также внедрение новых технологий и производственных процессов, увеличение вентиляции санитарно – технической, а также наращивание производственных мощностей. Также повышение использования оборудования за счет уплотнения рабочего времени, автоматизации процессов производства и так далее.

Суточные графики строятся на действующих объектах по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии, производимым каждый час.

В п. 5 Заявки указывается запрашиваемая максимальная мощность энергопринимающих устройств Заявителя и технические характеристики присоединяемых энергопринимающих устройств.

Предметом изучения являются электрические нагрузки. Основой рационального решения комплекса вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией электрических сетей всех классов напряжений, является количественная информация об электрических нагрузках.

Расмотрены основные проблемы, которые возникают с низковольтным оборудованием, пути решения данных проблем и полезные советы.

Технологическое присоединение осуществляется на возмездной основе на основании договора, заключаемого между сетевой организацией и юридическим или физическим лицом.

Характеристики основных электроприемников — Мегаобучалка

За счет этой платы компенсируются расходы на строительство и реконструкцию объектов электросетевого хозяйства (линий, подстанций, трансформаторов, компенсирующих устройств) в целях присоединения новых или увеличения мощности энергопринимающих устройств, присоединенных ранее.

С данным явлением борятся и принимают меры, для повышения активной составляющей в нагрузке. Выражается реактивная мощность специальным коэффициентом мощности cos φ.Документация структурирована на: 1.

Нормативную, куда включены все ГОСты, ОСТы и другие нормативные документы по энергетике, 2. Заводскую, где выложены схемы, руководства, паспорта, инструкции и другие документы заводов- изготовителей; 3.

За максимальные длительные нагрузки принимаются максимальные значения активной, реактивной, полной мощности и тока продолжительностью за принятый интервал осреднения по допустимому нагреву элементов СЭС равным 30 минутам.

Мощность некоторых электрических приборов

При оборудовании современной квартиры часто приходится решать задачи согласования нагрузок по отдельным линиям. Автоматический выключатель должен быть установлен правильно, чтобы избежать несчастных случаев. Начинают с уточнения параметров разводки. Далее проверяются группы подключенной бытовой техники. Типичная потребляемая мощность (Вт):

• персональный компьютер – 170–1250;
• ноутбук – 40-280;
• ЖК-телевизор – 120-265;
• железо – 450-1850;
• кондиционер – 1 200 – 2 500.

Подходящая машина определяется с учетом всех соответствующих факторов

Особое внимание уделяется нагрузкам с высокими значениями составляющей реактивной мощности

А зачем бывают нужны переводы ампер в киловатты и наоборот?

Ответим так – если вы действительно хороший хозяин своего дома, то без оценки параметров электрической сети вам никак не обойтись. А какая-то одна единица измерения, увы, не может в достаточно полной мере описать и возможности имеющейся проводки, и примерный расход энергии. Так что, так или иначе, придется прибегать к расчетам.

Несколько примеров, когда такие вычисления имеют практическую направленность:

Любой потребитель, пусть даже не особо искушённый в вопросах электротехники, приобретая то или иное бытовое устройство, обращает внимание на его мощность. Для одних случаев этот показатель говорит больше о возможностях изделия (например, электроинструмент или обогревательный прибор), для других, скорее, о потреблении энергии

Но в любом случае важно убедиться в том, что подключение этой «обновки» не будет сопровождаться перегрузкой домашней электросети или какого-то ее отдельного участка. Показатели мощность многих бытовых приборов с высоким энергопотреблением очень часто крупно выносятся на их упаковку – сложно не заметить…

Показатели мощность многих бытовых приборов с высоким энергопотреблением очень часто крупно выносятся на их упаковку – сложно не заметить…

Оценку проводки и электрической арматуры обычно ведут по токовой нагрузке. Значит, необходимо уметь пересчитать мощность в силу тока, ее обеспечивающую. Затем уже, применяя специальные таблицы, определяют номиналы автоматических выключателей и минимально необходимую площадь сечения проводников, с учетом материала их изготовления (алюминий или медь).

Несоответствие параметров проводки или номиналов автоматов реальным условиям эксплуатации – первый шаг к серьезнейшим авариям. Особенно если до сих пор используются старые алюминиевые проводники, как на иллюстрации.

И лишь потом, сравнивая эти обеспечивающие безопасность эксплуатации параметры с имеющимися в реальности, принимают решение или о допустимости дальнейшего использования проводки, или о необходимости прокладки новой линии, или даже полной реновации всей системы (такое тоже нередко случается).

Теперь глянем на схожую проблему под несколько иным углом, скажем так, с «потребительским креном». А именно: за потреблённое электричество необходимо платить. А тарифы на оплату выражаются в рублях за показатели мощности, затраченные в течение какого-то временного промежутка.

И вот иногда случается, что хозяева квартиры или дома замечают явно завышенные, по сравнению с ранее оплачиваемыми счетами, затраты. И это — при всем том, что «парк» электроприборов в доме не наращивался. Надо полагать, какое-то из устройств стало работать некорректно, в нем образовался пока что скрытый дефект, приводящий к существенному возрастанию потребляемой мощности. Выявить такого «нарушителя спокойствия» можно промером силы тока с помощью мультиметра, с последующим пересчётом в показатели мощности.

Если вдруг потребление ни с того ни с сего резко подскочило, то «ревизия по току» поможет быстро выявить «слабое звено».

Бывает и иная причина проверить реальное потребление электроприбора. Многие встречались с ситуацией, когда в паспорте изделия указываются какие-то совершенно фантастические его возможности, а на практике владельца ожидает разочарование. То есть впечатляющие цифры на коробке в итоге не имеют под собой никакого понятного объяснения и являются обычной маркет-ловушкой недобросовестного производителя. Почему бы не убедиться в достоверности информации самому?

Если покопаться, то можно отыскать и иные значимые причины проверки параметров домашней электросети или характеристик бытовых приборов

Но и того, что уже было перечислено, вполне достаточно для понимания важности умения проводить подобные трансформации значений

Кстати, вспомним, что это за значения и в каких единицах измеряются.