§ 13. Работа и мощность электрического тока
Для создания электрического тока в цепи источник должен обладать необходимой энергией.
Величина этой энергии определяется по формуле:
Различные источники электрической энергии могут за один и тот же промежуток времени выдавать различное количество электрической энергии.
Способность источника выдавать в единицу времени определенное количество электрической энергии, а потребитель, соответственно, – потреблять эту энергию характеризуется мощностью источника (потребителя).
Значение мощности электрического тока определяется из выражения:
Мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, называется полной мощностью .
где: Pобщ — полная мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, Вт;
В общем виде электрическая цепь состоит из внешнего участка (нагрузки) с сопротивлением R и внутреннего участка с сопротивлением R (сопротивлением источника тока).
Заменяя в выражении полной мощности величину э. д. с. через напряжения на участках цепи, получим
Величина UI соответствует мощности, развиваемой на внешнем участке цепи (нагрузке), и называется полезной мощностью Pпол=UI
Величина UoI соответствует мощности, бесполезно расходуемой внутри источника, её называют мощностью потерь Po = UoI.
Таким образом, полная мощность равна сумме полезной мощности и мощности потерь
в) Коэффициент полезного действия электрической цепи
Отношение полезной мощности к полной мощности, развиваемой источником, называется коэффициентом полезного действия, сокращенно к. п. д.,и обозначается η
При любых условиях коэффициент полезного действия η ≤ 1.
Рис.13.1 Энергетическая диаграмма электрической цепи
Рассмотрим элементарную электрическую цепь, содержащую источник ЭДС с внутренним сопротивлением r, и внешним сопротивлением R
КПД определяется как отношение полезной мощности к затраченной:
Обычно электрический к. п. д. принято выражать в процентах.
Формула мощности электрического тока, расчет по мощности и напряжению
- Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
- Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
- S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
- U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
- I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
- R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.
По какой формуле вычисляется мощность электрического тока
Мощность тока, различных приборов и оборудования зависит сразу от двух основных величин – силы тока и напряжения. Чем выше ток, тем больше значение мощности, соответственно, при повышении напряжения, мощность также возрастает. Если напряжение и сила тока увеличиваются одновременно, то мощность электрического тока будет возрастать как произведение той и другой величины: N = I x U.
Очень часто возникает вопрос, в чем измеряется мощность тока? Основной единицей измерения этой величины является 1 ватт (Вт). Таким образом, 1 ватт является мощностью устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.
Используем электросчетчик
Третий способ — практически все устройства учета снабжены световым индикатором, количество вспышек означает какую-то потребляемую мощность imp/kW.
Отключаем всех потребителей в квартире, оставляем подключенным только интересующий прибор. В течение 15 минут производим подсчет импульсов и умножаем на четыре (что бы получить количество за час). Узнав цифру делим ее на imp/kW и узнаем мощность агрегата.
Также можно записать показание счетчика, включить электроприбор, потребление которого пытаемся определить, на какое-то время, желательно на час. Записываем новые показания, от них отнимаем старые, в результате узнаем приблизительную мощность.
Электронный счетчик позволяет посмотреть все параметры в реальном времени: ток, потребление электроэнергии, напряжение сети, путем перебора меню устройства учета. О том, как снять показания с электросчетчика, мы рассказывали в соответствующей статье!
Аналогом электросчетчика может быть бытовой ваттметр, с помощью которого можно быстро и точно определить мощность потребления электроэнергии прибором. На видео ниже наглядно демонстрируется работа данного устройства:
Как рассчитать мощность при покупке электроэнергии
Замер токовыми клещами
При наличии токовых клещей определить потребление проще простого. Для этого необходимо произвести измерение тока в одном из проводников, подключенному к прибору.
На видео ниже наглядно демонстрируется методика определения мощности потребления электроэнергии по току на примере обычной лампы накаливания:
Если нет под рукой токовых клещей, то лучше тогда использовать обычный тестер. У каждого электрика, даже самоучки, должен быть в арсенале этот измеритель.
Вот мы и рассмотрели, как определить потребляемую мощность прибора по току, формуле и показаниям электросчетчика. Надеемся, предоставленные способы были для вас интересными и пригодились в самостоятельном определении параметров!
Расчет электрических нагрузок
2018-03-08 Статьи Комментариев нет
Сегодня речь пойдет о том, как правильно выполнить расчет потребляемой мощности электроэнергии для частного дома, что такое установленная и расчетная мощность нагрузки и для чего вообще нужны все эти расчеты.
Расчет электрических нагрузок производится по двум основным причинам.
Во вторых расчетная мощность всех потребителей является основным показателем при выборе номинальных токов защитных и коммутационных аппаратов, а также при выборе необходимого сечения проводников.
Итак, выполнив расчет электрических нагрузок всех наших потребителей, мы узнаем суммарную расчетную мощность (расчетный ток). Под этим понятием подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке сети за 30 минут.
Для того, чтобы правильно выполнить расчет нам необходимо знать установленную мощность всех электроприемников и расчетные коэффициенты.
Установленная мощность — это сумма номинальных мощностей всех устройств-потребителей электроэнергии в доме. Значение номинальной мощности берется из паспортных данных на электрооборудование и не является фактической мощностью потребления.
Расчетные коэффициенты, которые необходимо учитывать при расчетах — коэффициент спроса Кс, коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos φ.
Коэффициент спроса — это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности. То есть он вводится с учетом того, что в любой момент времени не все электроприборы будут потреблять свою полную мощность.
где Рр – расчетная электрическая нагрузка, кВт;
Ру – установленная мощность электроприемников, кВт.
Коэффициент использования — это отношение фактически потребляемой мощности к установленный мощности за определенный период времени.
Коэффициент мощности cosφ — это отношение активной мощности, потребляемой нагрузкой к ее полной мощности.
где P – активная мощность, кВт;
Ру – полная мощность, кВА.
Все коэффициенты принимаются из таблиц соответствующих нормативных документов. Также ниже в таблице указана паспортная (номинальная) мощность отдельных электропотребителей.
Для примера предположим, что у нас есть дачный домик с двумя комнатами, кухней и прихожей. Питание дома однофазное. Для дальнейших расчетов составим таблицу со всеми имеющимися в доме электропотребителями.
| Помещение | Потребители | Номинальная мощность кВт |
| Кухня | Освещение 2 Розетки Стиральная машина Холодильник |
0,1 0,2 2,2 0,7 |
| Комната | Освещение 3 Розетки Электрообогреватель Компьютер |
0,2 0,3 2 0,5 |
| Комната | Освещение 2 Розетки Вентилятор |
0,1 0,2 0,3 |
| Прихожая | Освещение 2 Розетки |
0,1 0,3 |
| Помещение | Потребители | Номинальная мощность кВт |
| Кухня | Освещение 2 Розетки Стиральная машина Холодильник |
0,1 0,2 2,2 0,7 |
| Комната | Освещение 3 Розетки Электрообогреватель Компьютер |
0,2 0,3 2 0,5 |
| Комната | Освещение 2 Розетки Вентилятор |
0,1 0,2 0,3 |
| Прихожая | Освещение 2 Розетки |
0,1 0,3 |
