Как найти мощность — формулы для расчета

Содержание:

  1. Понятие мощности электрического тока
  2. Активная и реактивная мощность
  3. Как вычислить электрическую мощность
  4. Видео

Работа электрической цепи определяется многими параметрами, в том числе и мощностью, играющей важную роль наряду с силой тока и напряжением. Данный показатель служит одной из характеристик электрических устройств и оборудования. Поэтому довольно часто возникает вопрос, как найти электрическую мощность того или иного прибора. Это необходимо для того, чтобы знать его энергопотребление и возможности совершения полезной работы.

Понятие мощности электрического тока

Понятие мощности тесно связано с количеством работы, которую может выполнить электрический ток в течение установленного периода времени. Работа тока заключается в преобразовании электричества в другие виды энергии – механическую, кинетическую, тепловую и другие. Следовательно, мощность, по своей сути, представляет собой скорость всех этих превращений.

Показатели – мощность и напряжение встречаются постоянно в повседневной жизни в тех областях, где используются электрические устройства. Все они потребляют определенное количество электротока, поэтому перед началом эксплуатации должны учитываться их потенциальные возможности, параметры и технические характеристики.

Значение мощности используемых приборов требуется для того, чтобы рассчитать сечения кабелей и проводов, номиналов автоматических выключателей и другой защитной аппаратуры. Кроме того, становится возможным заранее подсчитать, за какой срок может быть выполнена та или иная работа.

Для выполнения расчетов используется формула, представляющая собой P = A/t, где А является работой, а t – установленным отрезком времени. Существует два вида мощности – активная и реактивная.

Активная и реактивная мощность

Понятие активной мощности заключается в непосредственном преобразовании электрического тока в механическую, тепловую и другие виды энергии. Этот процесс носит необратимый характер и не может быть выполнен в обратном направлении. Для измерения активной мощности существует специальная единица – ватт (Вт). Формула определяет 1 Вт = 1 вольт х 1 ампер. В быту и на производстве применяются более высокие величины – киловатты и мегаватты.

В отличие от активной, реактивная мощность создается за счет нагрузки, возникающей в емкостных или индуктивных устройствах. Когда используется переменный ток для определения этого показателя существует формула Q = U x I x sin φ. В этом случае sin φ представляет собой сдвиг фаз, который образует сниженное напряжение и рабочий ток. Сам угол имеет значение в диапазоне 0-90 градусов или от 0 до минус 90 градусов. Для измерения реактивной мощности применяются вольт-амперы.

Индуктивные и емкостные элементы способствуют возвращению электроэнергии обратно в сеть. В результате смещений по параметрам напряжения и тока, в электрической сети могут возникнуть некоторые перегрузки и другие негативные явления. Особенно ярко это проявляется у конденсаторов, отдающих обратно весь накопленный заряд. В такие моменты происходит обратное перемещение напряжения и тока, сдвинутых относительно друг друга.

Энергия емкости и индуктивности, смещенных по фазе относительно собственных характеристик сети как раз и представляет собой реактивную мощность. Она компенсируется за счет обратного эффекта, предотвращая потери в эффективности подачи электроэнергии.

Как вычислить электрическую мощность

Составляя проект любой электрической цепи, сначала надо найти мощность и уже по ее результатам определять значение допустимой нагрузки. Для постоянного тока используется всем известная формула P = U x I, выведенная по закону Ома.

Гораздо сложнее узнать мощность если используется переменный ток. Это связано с потреблением реактивной энергии все используемой аппаратурой. Следовательно, формула, приведенная выше, соответствует полному количеству энергии, потребляемой данным устройством. Ее активная составляющая определяется с помощью cosφ, зная которую можно установить, какова часть активной энергии заключена во всей полной мощности.

Это будет выглядеть следующим образом: Ракт = Робщ х cosφ = U x I x cosφ. Следовательно, полная мощность электроприбора определяется Робщ = Ракт/cosφ. Ее показатели будут всегда выше, нежели у активной мощности.

Примерно такая же схема расчетов используется и для трехфазных сетей, каждая из которых условно состоит из трех однофазных. Разница между ними заключается в фазном и линейном напряжении. Первое применяется в однофазном варианте и замеряется между фазой и нулем. Линейное напряжение при трех фазах измеряется между каждым линейным проводом.

Таким образом, зная, что Uлин = Uфаз х √3, найдём активную нагрузку, как P = U x I x √3. Мощность агрегата, например, электродвигателя, инженеры нашли в виде формулы P = U x I x √3 x cosφ. Как правило, мощность того или иного устройства известна заранее, а в большинстве случаев требуется вычислить ток. В этом случае сила тока определяется: I = P/(U x √3 x cosφ).

electric-220.ru

Полная мощность | Все формулы




Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах

Реактивная мощность связана с полной мощностью и активной :

Полная мощность — есть ничто иное как вся мощность. Она необходима для определения коэффициента мощности (отношение активной мощности к полной мощности)

Так же есть :

Реактивная мощность

Активная мощность тока

В формуле мы использовали :

— Полная мощность

— Напряжение цепи

— Сила тока

— Реактивная мощность

— Активная мощность

— Угол сдвига фаз


xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai

Расчет полной мощности — Help for engineer

Расчет полной мощности

Полная мощность (S) образуется из двух составляющих:

— активная мощность (P) – выполняет полезную работу (полезная мощность), превращается в другие виды энергии (тепловая энергия: водонагреватель, утюг и т.д. являются активной нагрузкой)

— реактивная мощность (Q) – бывает индуктивная и емкостная, в зависимости от нагрузки в сети. Чаще всего дома мы используем индуктивную мощность, любой электрический прибор, где есть катушка, обмотки, является реактивной нагрузкой (электродрель, миксер, холодильник). Энергия не рассеивается на реактивных элементах, она на них за один полупериод накапливается и отдается обратно в сеть. Хотя без реактивной составляющей была бы невозможна работа многих электрических приборов, ее присутствие вызывает появление ряда негативных факторов:



— нагрев проводников;
— влияние на сеть – добавление в нее реактивной составляющей, которая плохо сказывается в дальнейшем на потребителях.

Конечно же между выше упомянутыми параметрами существуют зависимости. Расчет полной мощности осуществляется по следующей формуле:


где U и I – действующие значения напряжения и тока соответственно.

Активная и реактивная мощности находятся в прямой зависимости с коэффициентом мощности (cosφ):


Полная мощность дает потребителям все необходимые составляющие и рассчитывается:


На рисунке ниже (треугольник мощностей) изображена зависимость полной мощности и ее составляющих от угла cosφ, который является углом сдвига между напряжением и током.

Единицы измерений приняты немного разные, хотя смысл их остается один и тот же, полная мощность измеряется в ВА (Вольт Ампер), активная мощность в Вт (Ватт), а реактивная в ВАр (Вольт Ампер реактивный).

Добавить комментарий

h4e.ru

Как найти мощность: определение общего электропотребления дома

Во время работы электрооборудование потребляет электроэнергию. Единицей измерения потреблённой электроэнергии является величина квт*час (Вт*час). Она определяется как произведение мощности на время работы. Потребитель расплачивается с поставщиком по потреблённой электроэнергии, которая измеряется электрическими счётчиками. Показания счётчика умножаются на тариф. Поэтому, как найти мощность, интересует не только тех, кто непосредственно работает с электричеством.

Расчёт потребляемой мощности

Расчёт электроэнергии по мощности можно произвести и самостоятельно, так как формула расчёта потребления электроэнергии нетрудная. Для этого надо определить суммарную мощность устройств и умножить на время, которое они проработали.

Расчёт можно сделать и по интернету: отдельные сайты предлагают калькуляторы для данных целей. Знание электропотребления фирмы, производства или дома, позволит выбрать необходимые электроматериалы и устройства защиты.

Чтобы определить потреблённую электроэнергию, надо узнать мощность каждого потребителя (устройства). Мощность P обычно указывается в паспорте на аппаратуру, даже на электролампочку. Как выбрать P, если она не указана в документе или на шильдике устройства. P можно определить по напряжению питания и потребляемому току.

Величина напряжения — это 220 или 380 вольт и обозначается буквой U. Сила тока цепи определяется при работающем устройстве с помощью амперметра или токоизмерительных клещей и обозначается I. Перемножая напряжение U на величину измеренного тока, получим нужную P для однофазной сети на 220 вольт. P=U*I. Как правило, P на устройство указывается в его паспорте. При проектировании расположения электропроводки в помещении необходимо электропотребители равномерно распределить по нагрузке и на несколько групп (на 2 или 3- 4) для того, чтобы предохранять каждую группу в отдельности.

Для выбора автомата определяем суммарную мощность группы. Формула расчёта потребления электроэнергии по мощности представляет собой сумму потребляемой мощности каждого устройства. Например: на кухне P1 (холодильник) + P2 (электрочайник) + P3 (микроволновка) + P4 (люстра) + P5 (электрический утюг) + P6 (розетки). Общая потребляемая мощность: P =P1 + P2 + P3 +P4 + P5 + P6 (KBT). И так для каждой группы.

Зная мощность P и напряжение U = 220v, определяем потребляемый ток этой группы. I = P/U. Например, суммарная мощность равна 5,5 квт. При этом ток равен I = 5500 /220 = 25 A. Надо отметить, что это максимально вероятный ток, когда все электрические приборы функционируют в одно и то же время (практически этого не случается). защитные автоматы выпускаются по сетке на 6, 10, 16, 20, 25, 32A и так далее. Выбираем автомат с запасом на 32 A. Для остальных групп расчёт аналогичный.

Расчёт нагрузки трёхфазной сети

Расчёт потребляемой мощности по току и напряжению для трехфазной сети рассчитать сложнее. При проектировании считается, что нагрузка симметричная, то есть, распределение нагрузки по фазам равномерное, и токи во всех фазах равные, а в общем проводе потенциал равен нулю. На практике нагрузка по каждой фазе разная. Общая мощность равна сумме нагрузке на каждой фазе P =Pа + Pв + Рс.

Трехфазная сеть переменного тока применяется для питания силовых установок — электродвигателей, трансформаторов, Расчёт мощности трёхфазной сети учитывает P электродвигателей, нагревательных печей и P прочих одно фазных нагрузок — освещения, кондиционеров, бытовых приборов, электроприборов, инвертора.

Потребляемая мощность формируется из их P KBT. Включение комбинированных нагрузок к одной сети может вызвать перекос фаз, что негативно скажется на работе трехфазных устройств. Чтобы избежать этого, нужно равномерно разделить электропотребителей по группам — по цехам, помещениям, домам.

Полная мощность P = P электродвигателей группы + P освещения + P одно фазных потребителей. Отметим, что это максимально возможная нагрузка. Вследствие расчёта необходимо получить суммарный ток по фазам, чтобы определить сечение питающего кабеля и выбрать автомат защиты.

Выбор электрического кабеля

Ток одного двигателя определяем по упрощённой формуле I = P квт * 1.52. например: P1 = 3 квт, I = 3*1.52 = 4.56 А и так для всех потребителей 380 вольт. Для потребителей на 220 v: P1 = P *4.55. например, P = 1.5 * 4.55 = 6.28А. Также определяем ток каждого потребителя. Далее складываем полученные значения тока по каждой фазе. Значение сечения кабеля и защитного автомата находим из максимального полученного значения тока. Например: I = 21A. По сетке выбираем 3 — фазный автомат на 15%больше.

Выбираем на 25 A с маркировкой на автомате С25. Кабель питания выбирается в зависимости от условий эксплуатации и цены. По таблице находим кабель сечением 2.5 мм 2 , с учётом допустимых потерь.

Типы электрических кабелей:

  1. ВВГ сечение от 1.5 до 240 мм 2
  2. NYM
  3. КГ
  4. ВББШ 1.5 — 240 мм 2
  5. ПБПП 1.5 — 16 мм 2
  6. ППВ 0.75 — 6 мм 2
  7. ПВС 0.75 — 16 мм 2

Выбор защитного автомата

Защитные автоматы можно выбрать следующих производителей:

  1. ABB
  2. ИЭК
  3. АсКО
  4. ETI
  5. IEK BA 47
  6. PL4−16

Для учёта потреблённой активной электроэнергии в электрощите устанавливается 3- фазный счётчик. При средней потребляемой P применяется прямое подключение счётчика к нагрузке. При большой нагрузке, когда ток нагрузки больше 60−100 A, электросчётчики подсоединяют через трансформаторы напряжения или тока. Место установки назначается совместно с энергослужбой при следовании правил ПУЭ.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

chebo.pro

Как найти мощность тока — формула и правила расчета

Электричество осваивалось по мере развития науки. Для него были придуманы формулы и законы, позволяющие сделать количественную и качественную оценки. Ученые и естествоиспытатели во всем мире приложили немало сил к изучению электричества. Многие формулы и законы названы по их фамилиям. Дж. Уатт, английский ученый-физик — из их числа. В честь него названа единица эл. мощности — 1 ватт (сокращенно — Вт).

Современная жизнь и электрическая энергия стали неразрывно связанными. Скорее всего, большинство наших читателей помнят из школьного образования или последующего обучения информацию относительно эл. мощности. Эта статья освежит их знания и поможет лучше ориентироваться в характеристиках электрических приборов, поскольку и дома, и на работе часто приходится:

  • рассчитать мощность;
  • найти мощность;
  • найти силу тока;
  • рассчитать силу тока;
  • найти ток;
  • определить силу тока.

Существуют и такие распространенные задачи:

  • как вычислить перегрузочную способность электропроводки;
  • как определить минимальное сечение проводов;
  • как рассчитать мощность сопротивления;
  • как посчитать параметры предохранителей.

Чтобы лучше понять, как найти мощность в электрических цепях, коими является все, что присоединено к источникам электроэнергии, надо обратиться к самой сути ее единицы измерения. Итак,

Что такое 1 ватт

По определению единицы эл. мощности, обозначаемой обычно как Р, очевидна ее связь с законом Ома. Если этот закон действует для электрической цепи, а при этом известны напряжение и сопротивление, определяется сила тока, и затем вычисляется эл. мощность в этой электрической цепи по формуле:

p = u x i

Или, говоря словами, сила тока, умноженная на величину напряжения, позволяет получить величину эл. мощности.

Эта формула дает возможность определить мощность через ток. Чтобы найти силу тока, надо либо воспользоваться амперметром, либо вычислить данный параметр по формуле закона Ома для участка электрической цепи. Приведенная выше формула также позволяет определять ток через мощность и напряжение. Каждый электрический прибор имеет определенную электрическую мощность. При подключении его к электрической сети 220 В можно узнать потребляемый электроток. Чтобы рассчитать его величину, паспортное значение эл. мощности делится на 220.

  • Такие расчеты всегда необходимы для правильной эксплуатации домашней электросети. Вычисления эл. мощностей бытовых электроприборов, одновременно подключенных к электросети, позволяет своевременно выявить перегрузку по току электропроводки в квартире, частном доме или на даче.

По мощности каждого электроприбора и величине напряжения (220 или 380 вольт) рассчитывается электроток, потребляемый из розетки. Зная схему соединения розеток, находится пара проводов, питающая всю нагрузку. Электротоки всех присоединенных электроприборов в этой паре будут суммироваться. По мере нарастания тока усиливается зависимость эффективности проводника от его конструкции. Начинает проявляться поверхностный эффект (альтернативное название — скин-эффект).


Скин-эффект

Величина сопротивления провода, определенная измерительным прибором, и его сопротивление, которое можно узнать, основываясь на показаниях амперметра и вольтметра, все больше отличаются при этом. Поэтому, если мы нашли расчетным путем величины токовых значений для нагрузок, без измерения силы суммарного электротока мы не найдем реальную величину эл. мощности в этом проводе. Чтобы избежать трудоемких измерений, по специальным таблицам находят данные, соответствующие параметрам электрической цепи. Такие нахождения делают возможным определить мощность быстро и просто.


Таблица
Таблица 2

Параметры электрической цепи, такие как сопротивление, мощность и напряжение всегда взаимосвязаны. Мощность от силы тока находится всегда в прямо пропорциональном увеличении или уменьшении. Однако в зависимости от его природы различают эл. мощность:

  • полную;
  • активную;
  • реактивную.

Фактически всегда имеет место мощность тока. Она проявляется в виде электромагнитных явлений. В резисторе это электромагнитные излучения с длинами волн в инфракрасном спектре — тепловое излучение. В трансформаторах, дросселях и катушках индуктивности это электромагнитные поля. В конденсаторах это электростатические поля. Если превышать величину эл. мощности, рассчитанную для каждого электрического прибора, сокращается в той или иной мере срок его службы.

Активная эл. мощность характерна для электронных приборов и проводников, работающих на постоянном электротоке. Найти ее проще всего по формуле произведения напряжения и тока. Однако на переменном электротоке все значительно сложнее. Активное сопротивление, которое характерно для всего, что проводит электрический ток, дополняется реактивным сопротивлением. А последнее зависит от частоты электротока и напряжения. Поэтому используется полная эл. мощность, которая включает все особенности элемента электрической цепи.

Ее расчет без современных методов вычисления для обычных пользователей — задача сложная. Для упрощения служат специальные онлайн-калькуляторы. Каждый пользователь интернета теперь может высказаться в манере Архимеда о рычаге: «Дайте мне онлайн-калькулятор, и я вычислю любую эл. мощность».

Полезная информация


Таблица 3

Похожие статьи:

domelectrik.ru

Активная реактивная и полная мощность

Содержание:
  1. Формулы активной, реактивной и полной мощности
  2. Как найти активную, реактивную и полную мощность
  3. Видео

В электротехнике среди множества определений довольно часто используются такие понятия, как активная, реактивная и полная мощность. Эти параметры напрямую связаны с током и напряжением в замкнутой электрической цепи, когда включены какие-либо потребители. Для проведения вычислений применяются различные формулы, среди которых основной является произведение напряжения и силы тока. Прежде всего это касается постоянного напряжения. Однако в цепях переменного тока мощность разделяется на несколько составляющих, отмеченных выше. Вычисление каждой из них также осуществляется с помощью формул, благодаря которым можно получить точные результаты.

Формулы активной, реактивной и полной мощности

Основной составляющей считается активная мощность. Она представляет собой величину, характеризующую процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии. То есть по-другому является скоростью, с какой потребляется электроэнергия. Именно это значение отображается на электросчетчике и оплачивается потребителями. Вычисление активной мощности выполняется по формуле: P = U x I x cosф.

В отличие от активной, которая относится к той энергии, которая непосредственно потребляется электроприборами и преобразуется в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и т.д., реактивная мощность является своеобразным невидимым помощником. С ее участием создаются электромагнитные поля, потребляемые электродвигателями. Прежде всего она определяет характер нагрузки, и может не только генерироваться, но и потребляться. Расчеты реактивной мощности производятся по формуле: Q = U x I x sinф.

Полной мощностью является величина, состоящая из активной и реактивной составляющих. Именно она обеспечивает потребителям необходимое количество электроэнергии и поддерживает их в рабочем состоянии. Для ее расчетов применяется формула: S = .

Как найти активную, реактивную и полную мощность

Активная мощность относится к энергии, которая необратимо расходуется источником за единицу времени для выполнения потребителем какой-либо полезной работы. В процессе потребления, как уже было отмечено, она преобразуется в другие виды энергии.

В цепи переменного тока значение активной мощности определяется, как средний показатель мгновенной мощности за установленный период времени. Следовательно, среднее значение за этот период будет зависеть от угла сдвига фаз между током и напряжением и не будет равной нулю, при условии присутствия на данном участке цепи активного сопротивления. Последний фактор и определяет название активной мощности. Именно через активное сопротивление электроэнергия необратимо преобразуется в другие виды энергии.

При выполнении расчетов электрических цепей широко используется понятие реактивной мощности. С ее участием происходят такие процессы, как обмен энергией между источниками и реактивными элементами цепи. Данный параметр численно будет равен амплитуде, которой обладает переменная составляющая мгновенной мощности цепи.

Существует определенная зависимость реактивной мощности от знака угла ф, отображенного на рисунке. В связи с этим, она будет иметь положительное или отрицательное значение. В отличие от активной мощности, измеряемой в ваттах, реактивная мощность измеряется в вар – вольт-амперах реактивных. Итоговое значение реактивной мощности в разветвленных электрических цепях представляет собой алгебраическую сумму таких же мощностей у каждого элемента цепи с учетом их индивидуальных характеристик.

Основной составляющей полной мощности является максимально возможная активная мощность при заранее известных токе и напряжении. При этом, cosф равен 1, когда отсутствует сдвиг фаз между током и напряжением. В состав полной мощности входит и реактивная составляющая, что хорошо видно из формулы, представленной выше. Единицей измерения данного параметра служит вольт-ампер (ВА).

electric-220.ru

Как найти мощность в различных ситуациях?

В жизни иногда случаются ситуации, когда срочно нужно решить вопрос, связанный с тем, как найти мощность, то есть величину, связанную с категориями работы и времени. Этот физический параметр важен, поскольку  позволяет определить многие значения. Например, с его помощью можно легко вычислить время, за которое будет выполнен заданный объем работы. Также он характеризует, косвенно, конечно, производительность различных типов двигателей. На основании этого значения можно также определить, например, расход топлива. То есть он важен, как для физики, так и для экономики. Поэтому решение вопроса, связанного с тем, как найти мощность, имеет важное прикладное и практическое значение.

Единицы

Условно единицы измерения мощности можно разделить на системные и несистемные. В первом случае, это ватт (Вт или W) и ряд кратных и дольных единиц, обозначения которых образованы путем добавления приставки к вышеупомянутой основе. Например, киловатт – это одна тысяча ватт. На физическом уровне эта единица характеризует работу, которая будет сделана за интервал времени. Среди несистемных единиц наибольшее распространение получила так называемая «лошадиная сила». Это объясняется тем, что мощность большинства ДВС на сегодняшний день измеряется именно в этих единицах. Соотношение между ними следующее – одна лошадиная сила составляет 735 с половиной ватт. После того как определились с тем, в каких единицах измеряется физический параметр, ответим на вопрос о том, как найти мощность в физике и в электронике.

Физика

Мощность в физике напрямую связана еще с одним важным параметром – работой. В качестве необходимого показателя выступает время. По существу, мощность можно определить по работе, которая сделана за определенный промежуток времени. Отсюда вытекает формула вычисления мощности, которая выглядит следующим образом: N=A/t. В данной формуле приняты следующие обозначения: N – мощность в системных единицах, А – работа, измеренная в джоулях, t – время в секундах. Итак, А показывает необходимый объем работы, а N указывает ту часть ее, которую нужно выполнить от общего объема, чтобы успеть сделать ее за данный интервал t.

Электротехника

В электротехнике, в отличие от физики, все намного проще. Как в теории, так и в практике. Теоретически тот же самый параметр определяется путем произведения конкретных значений силы тока и напряжения. То есть формула имеет вид Р = U * I. Здесь Р – это мощность во все тех же ваттах. U – напряжение, измеренное в вольтах, и I – сила тока в амперах. Формула универсальна, то есть приведенное выражение справедливо как для постоянного, так и переменного тока. С ее помощью можно легко определить значение мощности для любого аппарата. Причем, на практике достаточно одного прибора – мультиметра. Сначала параллельным замером определим напряжение, а потом последовательным – силу тока. Зачастую таким способом можно найти ответ на вопрос о том, как найти мощность двигателя. В качестве альтернативного варианта для снятия показаний можно примененить ваттметр. Но такое измерительное оборудование стоит очень дорого, по этой причине оно пока не получило широкого распространения. А вот мультиметры уже достаточно прочно вошли в нашу жизнь и с каждым днем находят все большее применение. Они к тому же обладают большой универсальностью, что выгодно отличает их на фоне других приборов, которые являются узкоспециализированными.

Резюме

Статья помогает найти ответ на вопрос о том, как найти мощность в физике и в электротехнике. С точки зрения практики, в электронике этот парметр определить намного проще. Но при желании с помощью современных технических средств можно решить задачу любой сложности, в какой угодно сфере.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о