Kā aprēķināt jaudu, strāvu un spriegumu: sadzīves apstākļu aprēķinu principi un piemēri
Dzīvokļu, privātmāju un citu elektrificētu objektu īpašnieki bieži saskaras ar jautājumu par pamata elektrisko lielumu vērtību noteikšanu, jo jaudas aprēķināšana, pamatojoties uz pieļaujamo strāvas stiprumu un zināmu spriegumu, vai apgrieztās problēmas risināšana nav ļoti vienkārša. .
Tieša labi zināmā Oma likuma piemērošana, neņemot vērā sadzīves tīklu un ierīču īpašības, var novest pie nepareiza rezultāta.
Šajā materiālā mēs sapratīsim, kas ir jauda, un pateiksim, kā aprēķināt šo rādītāju.
Raksta saturs:
Daudzumu pamatjēdzieni
Elektriskie aprēķini ir balstīti uz labi zināmām sakarībām starp strāvu (I, Ampere), spriegumu (U, Volt), jaudas vērtību (P, Watt) un pretestību (R, Ohm). Praktiskiem aprēķiniem parasti ir nepieciešamas zināšanas par pirmo trīs vērtībām.
Brīdinām, ka ar uzskaitīto vērtību skaitliskām izteiksmēm nepietiek - ir nepieciešami papildu raksturlielumi, kas atklāj enerģijas patēriņa režīmu.
Elektriskās strāvas stiprums
Vadītāju pietiekamā šķērsgriezuma un strāvas slēdža nomināla aprēķins konkrētai elektrotīkla atzarai tiek veikts atbilstoši šīs sadaļas maksimālās iespējamās strāvas stipruma vērtībai. Tas ir nepieciešams, lai novērstu vadu aizdegšanos, kas bieži vien izraisa ugunsgrēku.
Strādnieki mašīnas parametri un RCD tiek izvēlēti saskaņā ar normatīvajām prasībām.Lai noteiktu pieļaujamo serdeņu šķērsgriezumu atkarībā no maksimālās iespējamās strāvas stipruma, ir jāizmanto izstrādājuma ražotāja sniegtā tabula, jo kabeļi visbiežāk tiek ražoti pēc specifikācijām, nevis pēc GOST.
Tā kā elektriskās strāvas stiprumu var aprēķināt, pamatojoties uz ierīču patērēto jaudu un tīkla spriegumu, ir pareizi jānosaka šo divu rādītāju vērtības.
Mājsaimniecības spriegums
Daudzi dzīvokļu īpašnieki uzskata, ka standarta fāzes spriegums mājsaimniecības vajadzībām ir aptuveni 220 V. Vairumā gadījumu tā ir taisnība. Lai gan GOST 29322-2014 no 10.01.2015. Krievijas Federācijā bija paredzēta pāreja uz 230 V sistēmu, kas ir saderīga ar EEK valstīm.
5% novirze no standarta ir pieļaujama jebkuram periodam, bet 10% - laika periodam, kas nepārsniedz 1 stundu. Tādējādi saskaņā ar vecajiem noteikumiem sprieguma vērtība var svārstīties diapazonā no 198 līdz 242 V, un saskaņā ar pašreizējo GOST - no 207 līdz 253 V.
Ir arī gadījumi, kad spriegums tīklā ilgu laiku ir ievērojami zemāks par standarta. Šāda situācija rodas, ja atzaram pieslēgto elektroierīču kopējā jauda ir daudz lielāka nekā plānots un, kad lielākā daļa no tām ir ieslēgtas, notiek “tīkla atslēgšanās”.
Šī problēma rodas par elektroenerģijas piegādi atbildīgo organizāciju atbildības jomā un ir saistīta ar sadales transformatoru pārslodzi, apakšstaciju nolietošanos vai nepietiekamu vadu šķērsgriezumu.
Lai noskaidrotu nozīmi reālais spriegums periodiski jāveic mērījumi, izmantojot voltmetru. Ja rādītāji ļoti svārstās, tad tas ir jāizmanto stabilizators vai dārgāks pārveidotājs ar elektroenerģijas uzkrāšanas funkciju.
Nianses elektroierīču jaudas jēdzienā
Visām ierīcēm, kas patērē elektroenerģiju, ir tāds parametrs kā jauda. Jo augstāks šis indikators, jo vairāk enerģijas ierīce paņem no ķēdes.
Ir trīs jaudas veidi:
- Aktīvs (P). Raksturo elektroenerģijas pārvēršanas ātrumu citā formā, piemēram, elektromagnētiskā vai termiskā. Tas jāņem vērā, aprēķinot elektroenerģijas neatgriezeniskās izmaksas un līdz ar to arī ierīces ekspluatācijas izmaksas. Mērvienība - W.
- Reaktīvs (J). Raksturo enerģiju, kas nāk no avota (transformatora) uz patērētāja reaktīvajiem elementiem (kondensatoriem, motora tinumiem), bet pēc tam gandrīz acumirklī atgriežas avotā. Mērvienība ir W vai var (interpretācija ir reaktīvais volts-ampērs).
- Pilns (S). Raksturo slodzi, ko patērētājs uzliek ķēdes elementiem. To izmanto, aprēķinot kabeļa šķērsgriezuma laukumu un izvēloties mašīnu reitingu, tas ir, strāvas stiprumu aprēķina, pamatojoties uz visu ķēdei pievienoto elektrisko ierīču pilno jaudu. Mērvienība ir W vai V*A (V*A – voltu ampēri).
Visus šos parametrus var pārrēķināt, izmantojot fāzes leņķi, kas rodas starp sprieguma vektoru un strāvu (f):
P = S *cos(f);
J = S * grēks(f);
S2 = P2 + J2.
Sadzīves ierīces, kurās kopējā jauda var ievērojami pārsniegt aktīvo jaudu, ir ledusskapji, veļas mazgājamās mašīnas, dienasgaismas un dažas enerģijas taupīšanas spuldzes, kā arī spēka elektronikas bloki.
Ir arī tāda lieta kā maksimums vai sākuma jauda. Fakts ir tāds, ka dzinēju paātrināšana prasa daudz vairāk pūļu nekā to rotācijas uzturēšana. Tāpēc, ieslēdzot ierīces, piemēram, ledusskapi vai veļas mašīnu, ķēdes daļā rodas īslaicīgs slodzes pieaugums.
Starta strāvas var būt vairākas reizes lielākas nekā darba strāvas. Aprēķinot nepieciešamo kabeļu sekcijas Izvēloties iekārtas nominālvērtību, tas jāņem vērā.
Lai to izdarītu, jums ir jānosaka ierīce ar lielāko starta un darbības jaudas atšķirību un jāpievieno tā kopējai vērtībai. Citu ierīču palaišanas strāvas var ignorēt, jo dažādu patērētāju motoru vienlaicīgas aktivizēšanas iespējamība ir praktiski nulle.
Lineārās un fāzes attiecības
Mūsdienās ir plaši izplatīta prakse pieslēgt sadzīves priekšmetus trīsfāzu elektrotīkliem.
Tas ir pamatots šādu iemeslu dēļ:
- Ievērojams enerģijas patēriņš. Šajā gadījumā lieljaudas vienfāzes tīkla pieslēgšana būs ļoti neracionāla kabeļa lielā šķērsgriezuma un lielā transformatora materiāla patēriņa dēļ.
- Ierīču pieejamība trīs fāzēs. Ķēdes ieviešana šādas ierīces pievienošanai vienfāzes ķēdei nav ļoti vienkārša un ir saistīta ar traucējumiem, kas rodas, piemēram, iedarbinot asinhrono motoru.
Ir divi veidi, kā savienot trīsfāzu ierīces - “zvaigzne” un “trijstūris”.
Zvaigžņu tipa ķēdēs lineārās un fāzes strāvas ir identiskas, un lineārais spriegums ir 1,73 reizes lielāks par fāzes spriegumu:
esl = esf;
Ul = 1.73 * Uf.
Šī formula izskaidro zināmo sprieguma attiecību mājsaimniecības un zemsprieguma rūpnieciskajiem tīkliem ar frekvenci 50 Hz: 220 / 380 V (saskaņā ar jauno GOST: 230 / 400 V).
Ar trīsstūra savienojumu, gluži pretēji, spriegums ir vienāds, un lineārās strāvas ir lielākas par fāzes strāvām:
esl = 1.73 * esf;
Ul = Uf.
Šīs formulas var izmantot tikai ar simetriskām fāzes slodzēm. Ja strāvas patēriņš kabeļos ir atšķirīgs (nelīdzsvarots uztvērējs), tad aprēķini tiek veikti, izmantojot vektoru algebras noteikumus, un iegūto izlīdzināšanas strāvu kompensē neitrālais vads. Tomēr tīkliem ar pieslēgtu sadzīves tehniku šādi gadījumi ir reti.
Pamatlielumu attiecības
Visizplatītākais uzdevums, ar ko saskaras parastie patērētāji, ir faktiskā strāvas stipruma aprēķināšana. Tātad, kā pareizi aprēķināt strāvas stiprumu, pamatojoties uz zināmajām sprieguma un jaudas vērtībām? Tas ir jāatrisina, pamatojot serdeņu šķērsgriezuma vērtības un mašīnas reitingu, kam ir tehniska informācija par ierīcēm, kuras tiks darbinātas šajā ķēdē.
Pēc strāvas aprēķināšanas bieži tiek izvēlēti kabeļi ar mazāko pieļaujamo šķērsgriezumu. Tomēr tas ne vienmēr ir pareizi, jo šāds risinājums rada būtiskus ierobežojumus, ja nepieciešams tīklam pievienot jaunas elektroierīces.
Dažreiz ir nepieciešams veikt apgrieztus aprēķinus un noteikt, kādu kopējo jaudu var pieslēgt ierīcēm ar zināmu spriegumu un maksimālo pieļaujamo strāvu, ko ierobežo esošā elektroinstalācija.
Šīs divas vienfāzes ķēdes problēmas var atrisināt, izmantojot vienkāršu formulu:
es = S / U;
S = U * es,
Kur S – visu elektrisko patērētāju kopējā kopējā jauda.
Lai atrisinātu strāvas aprēķināšanas problēmu, izmantojot zināmas vai aprēķinātas jaudas un sprieguma vērtības trīsfāzu ķēdē, jums jāzina katrai fāzei uzliktā kopējā slodze.
Gan nepieciešamais kabeļu dzīslu šķērsgriezums, gan iekārtas minimālais pieļaujamais nomināls tiek izvēlēts atbilstoši noslogotākajai līnijai, ņemot vērā, ka:
S = 3 * max{S1, S2, S3}.
es = S / (U * 1.73).
Katras fāzes pieļaujamo jaudu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:
S1,2,3 es * U / 1.73,
Kur es – esošās elektroinstalācijas maksimālā pieļaujamā strāva.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Strāvas stipruma aprēķins pēc jaudas kabeļa šķērsgriezuma izvēlei:
Elektroierīču grupu jaudas patēriņa noteikšana, izmantojot privātmājas piemēru:
Varat aprēķināt strāvas stiprumu, lai noteiktu vadu parametrus vai pats noteiktu pieļaujamo jaudu esošajā ķēdē. Lai pareizi atrisinātu problēmu, ir jāņem vērā nianses, kas rodas praksē, nevis tikai jāizmanto labi zināmas formulas, kas darbojas “ideālos” apstākļos.
Ja jums ir jautājumi par raksta tēmu vai varat pievienot interesantu informāciju šim materiālam, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā blokā.
Ražošanā parasti tiek izmantotas trīsfāzu shēmas, jo tur ir nepieciešama liela jauda. Mājās un dzīvokļos pietiek ar vienu fāzi. Varat veikt aprēķinus vai vienkārši atcerēties: apgaismojumam pietiek ar vara stiepli ar šķērsgriezumu 1,5 kvadrātmm, bet rozetēm labāk ir ņemt šķērsgriezumu 2,5. Tas ir pietiekami sadzīves tehnikai. Bet lielie ūdens sildītāji tiek darbināti ar atsevišķu kabeli ar šķērsgriezumu 4 kV un savienoti ar atsevišķu līniju ar savu automātisko slēdžu.
Es nesaprotu, ja katram dzīvoklim viss ir tik vienkārši un standarta, tad kāpēc šī informācija vispār ir sniegta augstāk? "Jūs varat veikt aprēķinus vai vienkārši iegaumēt." Un kā tas darbojas? Kāpēc tad tos darīt, ja mēs jau zinām rezultātu. Tas ir ļoti strīdīgs apgalvojums, es tavā vietā piebremzētu ar šādiem izteikumiem un komentāriem, citādi tu kādam radīsi problēmas.
Laba diena, Sergej.
Jums taisnība – tas nav tik vienkārši. Vladimira komentārs ir balstīts uz tīklā cirkulējošo informāciju - viņi bieži “aizmirst” par “Elektroinstalācijas izbūves noteikumiem” un runā par dzīvokļu elektroinstalācijas šķērsgriezumiem šādi: “parasti tiek izmantoti vadi...” un tad runā par 1,5, 2,5 kvadrātiem, kurus minēja Vladimirs.
PUE, es uzsveru, prasa aprēķinus, brīdinot: ja rezultāts ir mazāks par tabulā norādīto minimālo sadaļu, jāizmanto tabulas sadaļa. Es savam komentāram pievienoju šīs prasības ekrānuzņēmumu.