Amperų perskaičiavimas į Vatus: taisyklės ir praktiniai įtampos bei srovės stiprio vienetų konvertavimo pavyzdžiai

Privačių namų, butų, sodybų ar nedidelių ūkinių patalpų, prijungtų prie elektros, savininkams dažnai kyla poreikis konvertuoti amperus į vatus arba išspręsti atvirkštinę užduotį. Norint atlikti srovės charakteristikas apibrėžiančių vienetų perskaičiavimus, taikomos žinomos formulės, pagrįstos Omo dėsniu.

Mes papasakosime, kaip teisingai atlikti fizikinių vienetų perskaičiavimą. Be to, mūsų pateiktame straipsnyje pateikti buitinės technikos darbinės galios ir paleidimo srovių nustatymo būdai. Išanalizuoti elektros laidų komponentų skerspjūvio skaičiavimo niuansai.

Prijungtų prietaisų galios nustatymas

Norint apskaičiuoti maksimaliai galimos galios vertę grandinės atkarpoje, reikia susumuoti visų prijungtų prietaisų rodiklius. Tačiau ne viskas taip paprasta: daugelis šių įrenginių yra sudėtingos elektrodinaminės sistemos, todėl reikia teisingai nustatyti jų parametrus.

Aktyvioji ir pilnoji galios dedamosios

Aktyvioji (arba suvartojama) įrenginio galia (P) nustato negrįžtamą elektros energijos nuostolį jo veikimo metu. Būtent šį rodiklį apskaičiuos elektros skaitiklis, taigi jis įtakoja sunaudotų išteklių (pinigų) kiekį prietaisui veikiant.

Aktyvioji dedamoji vatais nurodoma visiems elektros energijos vartotojams. Tačiau yra dar vienas rodiklis – galios koeficientas (cos(f)), kurį galima rasti techninėje dokumentacijoje, taip pat ant specialių lentelių ar etikečių su pagrindiniais parametrais.

Per ją galima apskaičiuoti pilnąją įrenginio galią (S) pagal šią formulę:

S = P / cos(f)

Šių dydžių fizinę prasmę galima apibūdinti taip: srovė su pilnąja galia eina nuo šaltinio (transformatoriaus) iki elektros prietaiso, kuris paverčia jos aktyviąją dedamąją, o likusiąją (reaktyviąją) grąžina atgal į tinklą. Taigi, grandinės komponentų (laidų ir automatų) apkrova turi būti skaičiuojama būtent atsižvelgiant į pilnąją galią.

Pilnosios galios skaičiavimą galima atlikti pagal duomenis, pateiktus įrenginio techniniame pase arba ant variklio vardinės lentelės.

Daugumai buitinių prietaisų koeficientas lygus vienetui, todėl aktyvioji ir pilnoji galios sutampa. Tačiau jei elektros vartotojas turi kondensatorių (talpų) arba induktyvumo ritę, atsiranda reaktyvioji dedamoji.

Atkreipkite dėmesį į šių tipų įrangą:

• šaldytuvai;
• skalbimo mašinos;
• oro kondicionieriai;
• siurbliai;
• indukcinės krosnys ir viryklės;
• liumescenciniai šviestuvai;
• televizoriai;
• kompiuteriai ir kita elektroninė technika.

Taip pat prie privačių namų elektros sistemos ar ūkinių objektų dažnai jungiami staklės su elektros varikliais, lankinio suvirinimo aparatai ir kita įranga, kurių pilnoji galia yra žymiai didesnė už sunaudojamąją. Todėl prieš įjungiant prietaisus į tinklą, reikia atidžiai susipažinti su jų techninėmis charakteristikomis.

Kompresorių ir variklių paleidimo srovės

Jei buitinė technika turi elektros variklį, kompresorių, kaitinimo siūlą arba transformatorių maitinimo bloko įėjime, tai pradedant jos darbą trumpam laikui atsiranda paleidimo srovės (I_p). Jų vertė gali kelis kartus viršyti vardinius rodiklius (I_n), nurodytus prietaiso pase.

Šie dydžiai susieti šia formule:

I_p = k * I_n

Čia k – paleidimo srovės kartotinumo koeficientas.

Elektros variklių dokumentacijoje pateikiami visi duomenys, reikalingi paleidimo srovei apskaičiuoti, įskaitant kartotinumo koeficientą (paskutinis stulpelis)

Kartotinumo rodiklis viršija “2” šių įprastų buitinių prietaisų:

• panardinamasis siurblys;
• šaldytuvas ir šaldiklis;
• galingas dulkių siurblys;
• skalbimo mašina;
• splitsistema;
• mikrobangų krosnelė;
• neoninis apšvietimas;
• kai kurie elektrinių įrankių tipai (gręžtuvas, perforatorius, kompresorius).

Bendros galios apskaičiavimas, kai grandinėje yra tokių įrenginių, turi būti atliekamas atsižvelgiant į jų paleidimo sroves. Kadangi padidinto elektros suvartojimo laikas yra trumpas, o sinchroninis įjungimas mažai tikėtinas, pakanka paimti vieną, pagal paleidimo sroves galingiausią prietaisą.

Srovės stipris ir elektros laidų parametrai

Norint nustatyti reikiamą elektros instaliacijos gyslų skerspjūvį ir automatininių jungiklių nominalą, atliekamas bendro vatų kiekio perskaičiavimas į amperus ir gaunama maksimalios ilgalaikės srovės vertė.

Gyslų skerspjūvio ir maksimalios leistinos instaliacijos srovės stiprio atitikimas nustatomas naudojant lenteles, kurias pateikia kabelių gamintojai. Priklausomai nuo gamintojo įmonės, pagrindiniai rodikliai gali šiek tiek skirtis, tačiau jie visada turi atitikti galiojantį GOST 31996-2012.

Lentelės, rodančios laidžiųjų gyslų skerspjūvio ir didžiausios leistinos ilgalaikės srovės atitikimą, priklausomai nuo laidų klojimo būdo, pavyzdys.

Kartais parenkami laidai ne su mažiausiu leistinu skerspjūviu, o šiek tiek didesniu. Tai pateisinama, nes pralaidumo rezervas leidžia prijungti naujus elektros prietaisus be brangaus senųjų ardymo ir naujų kabelių tiesimo.

Įrengiamų elektros skyde automatinių jungiklių parametrai parenkami taip, kad jie garantuotai išsijungtų, jei srovės stipris viršytų vertę, nustatytą kaip didžiausia leistina nutiestai instaliacijai.

Automato vardinė srovė (I_n) apskaičiuojama pagal kabeliui leistiną srovę (I_p) pagal šią formulę:

I_n <= I_p / 1.45

Paprastai parenkamas automatas su didžiausia leistina vardine srove, siekiant sumažinti išsijungimo tikimybę esant didelei, bet dar leistinai grandinės apkrovai.

Pagrindinių elektrinių dydžių tarpusavio ryšys

Galią ir srovės stiprį galima susieti per įtampą (U) arba grandinės varžą (R). Tačiau praktiškai pritaikyti formulę P = I² * R yra sudėtinga, nes sunku tiksliai apskaičiuoti varžą realioje atkarpoje.

Vienfazis ir trifazis prijungimas

Dauguma elektros tinklo instaliacijų, skirtų buitiniam naudojimui, yra vienfazės.

Šiuo atveju pilnutinės galios (S) ir kintamosios srovės stiprio (I) perskaičiavimas, naudojant žinomą įtampą, atliekamas pagal šias formules, išplaukiančias iš klasikinio Omo dėsnio:

S = U * I

I = S / U

Šiuo metu paplito praktika vesti trifazį tinklą prie gyvenamųjų, buitinių ir smulkių pramoninių objektų. Tai pateisinama siekiant sumažinti elektros energiją tiekiančios įmonės išlaidas kabeliams ir transformatoriams.

Vedant trifazį tinklą, įrengiamas įvadinis tripolis automatas (kairėje viršuje), trifazis skaitiklis (dešinėje viršuje), o kiekvienai išskirtai grandinei – paprasti vienpoliai įtaisai (kairėje apačioje).

Laidų gyslų skerspjūvis ir vardinė galia naudojant trifazius vartotojus taip pat nustatomi pagal srovės stiprį, kuris apskaičiuojamas taip:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Čia indeksas “l” reiškia linijinį dydžių pobūdį.

Planuojant ir vėliau atliekant instaliaciją patalpoje, geriau išskirti trifazius vartotojus į atskiras grandines. Prietaisus, veikiančius nuo standartinės 220 V įtampos, stengiamasi daugiau ar mažiau tolygiai paskirstyti fazėmis, kad nebūtų didelio galios disbalanso.

Kartais leidžiamas mišrus prietaisų, veikiančių tiek nuo vienos, tiek nuo trijų fazių, prijungimas. Ši situacija nėra pati paprasčiausia, todėl ją geriau panagrinėti konkrečiu pavyzdžiu.

Tarkime, į grandinę įtraukta trifazė indukcinė krosnelė, kurios aktyvioji galia 7,0 kW, o galios koeficientas 0,9. Prie fazės “A” prijungta mikrobangų krosnelė, kurios galia 0,8 kW, o paleidimo srovės kartotinumas “2”, o prie fazės “B” – elektrinis virdulys, kurio galia 2,2 kW. Reikia apskaičiuoti šios atkarpos elektros tinklo parametrus.

Prietaisų prijungimo prie tinklo schema. Esant tokiai konfigūracijai, visada įrengiamas trifazis automatinis jungiklis. Naudoti apsaugai kelis vienfazius automatinius jungiklius draudžiama.

Nustatykime visų įrenginių pilnąją galią:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0,9 = 7800 V·A;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 V·A;

S_c = P_c = 2200 V·A.

Nustatykime kiekvieno prietaiso srovės stiprį:

I_i = S_i / (1,73 * U_l) = 7800 / (1,73 * 380) = 11,9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7,2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Nustatykime srovės stiprį fazėse:

I^A = I_i + I_m = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

I^B = I_i + I_c = 11,9 + 10 = 21,9 A;

I^C = I_i = 11,9 A.

Didžiausios stiprio srovė, kai visi elektros prietaisai įjungti, teka per fazę “B” ir bus lygi 21,9 A. Pakankama kombinacija, kad visi šios grandinės įrenginiai veiktų be problemų – varinių gyslų skerspjūvis 4,0 mm² ir automatinis jungiklis, skirtas 20 arba 25 A.

Buitinių tinklų tipinė įtampa

Kadangi galia ir srovės stipris yra susiję per įtampą, būtina tiksliai nustatyti šį dydį. Iki 2015 m. spalio mėn. įvedus GOST 29322-2014, paprasto tinklo įtampa buvo 220 V, o trifazio – 380 V.

Pagal naująjį dokumentą šie rodikliai suderinti su Europos reikalavimais – 230 / 400 V, tačiau dauguma buitinio elektros tiekimo sistemų vis dar veikia pagal senuosius parametrus.

Realią įtampos vertę galima gauti naudojant voltmetrą. Jei skaičiai yra žymiai mažesni už etaloninius, reikia prijungti įėjimo stabilizatorių.

Nukrypimas nuo realios vertės iki 5% nuo etaloninės yra leistinas bet kuriam laikotarpiui, o 10% – ne ilgiau kaip vieną valandą. Sumažėjus įtampai, kai kurie vartotojai, tokie kaip elektrinis virdulys, kaitrinė lempa arba mikrobangų krosnelė, praranda galią.

Bet jei įrenginys turi integruotą stabilizatorių (pavyzdžiui, dujinis katilas) arba atskirą impulsinį maitinimo šaltinį, suvartojama galia išliks pastovi.

Šiuo atveju, atsižvelgiant į tai, kad I = S / U, įtampos kritimas padidins srovės stiprį. Todėl nerekomenduojama kabelio gyslų skerspjūvio parinkti “tiksliai” prie maksimalių apskaičiuotų verčių, o pageidautina turėti 15-20% atsargą.

Naudingas vaizdo įrašas šia tema

Srovės stiprio matavimas multimetru ir vėlesnis galios apskaičiavimas:

Elektroninis įrenginys įtampai, srovės stipriui nustatyti ir automatiškai apskaičiuoti galią:

Nustatyti srovės stiprį, žinant tinklo įtampą ir bendrą prietaisų galią grandinės atkarpoje, yra gana paprasta. Sunkumas slypi pirminių parametrų matavime arba apskaičiavime.

Jei kyla abejonių dėl rasto sprendimo teisingumo, geriau kreiptis į elektrikus, nes skaičiavimų klaidos gali sukelti rimtų problemų.

Norite pasidalinti savo patirtimi konvertuojant amperus į vatus? Jūsų arsenale yra originalus metodas, kuris gali praversti svetainės lankytojams? Rašykite, prašome, komentarus žemiau esančiame bloke, talpinkite nuotraukas ir užduokite klausimus straipsnio tema.