Как рассчитать мощность электрического тока?
Большинство бытовых приборов, подключаемых к сети, характеризуются таким параметром, как электрическая мощность устройства. С физической точки зрения мощность представляет собой количественное выражение совершаемой работы. Поэтому для оценки эффективности того или иного устройства вам необходимо знать нагрузку, которую он будет создавать в цепи. Далее мы рассмотрим особенности самого понятия и как найти мощность тока, обладая различными характеристиками самого устройства и электрической сети.
Понятие электрической мощности и способы ее расчета
С электротехнической точки зрения она представляет собой количественное выражение взаимодействия энергии с материалом проводников и элементами при протекании тока в электрической цепи. Из-за наличия электрического сопротивления во всех деталях, задействованных в проведения электротока, направленное движение заряженных частиц встречает препятствие на пути следования. Это и обуславливает столкновение носителей заряда, электроэнергия переходит в другие виды и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразование одного вида в другой и есть потребляемая мощность прибора или участка электрической цепи.
В зависимости от параметров источника тока и напряжения мощность также имеет отличительные характеристики. В электротехнике обозначается S, P и Q, единица измерения согласно международной системы СИ – ватты. Вычислить мощность можно через различные параметры приборов и электрических приборов. Рассмотрим каждый из них более детально.
Через напряжение и ток
Наиболее актуальный способ, чтобы рассчитать мощность в цепях постоянного тока – это использование данных о силе тока и приложенного напряжения. Для этого вам необходимо использовать формулу расчета: P = U*I
Где:
Этот вариант подходит только для активной нагрузки, где постоянный ток не обеспечивает взаимодействия с реактивной составляющей цепи.
Через напряжение и сопротивление
Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается за константу на весь период их эксплуатации. Так как бытовые или промышленные единицы подключаются к источнику с известным номиналом напряжения, определять мощность достаточно просто. Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома, согласно которого ток на участке прямо пропорционален величине приложенного напряжения и имеет обратную пропорциональность к сопротивлению:
I = U/R
Если выражение для вычисления токовой нагрузки подставить в предыдущую формулу, то получится такое выражение для определения мощности:
P = U*(U/R)=U2/R
Где,
- P – величина нагрузки;
- U – приложенная разность потенциалов;
- R – сопротивление нагрузки.
Через ток и сопротивление
Бывает ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому прибору, неизвестна или требует трудоемких вычислений, что не всегда удобно. Особенно актуален данный вопрос, если несколько устройств подключены последовательно и вам неизвестно, каким образом потребляемая электроэнергия распределяется между ними. Подход в определении здесь ничем не отличается от предыдущего способа, за основу берется базовое утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P = U×I, с той разницей, что напряжение нам не известно.
Поэтому ее мы также выведем из закона Ома, согласно которого нам известно, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому участку и сопротивлению отрезка цепи:
U=I*R
после того как выражение подставить в формулу мощности, получим:
P = (I*R)*I =I2*R
Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока умноженной на сопротивление.
Полная мощность в цепи переменного тока
Сети переменного тока кардинально отличаются от постоянного тем, что изменение электрических величин, приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В итоге суммарная мощность будет также состоять активной и реактивной энергии:
Где,
- S – полная мощность
- P – активная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с активным сопротивлением;
- Q – реактивная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с реактивным сопротивлением.
Также составляющие вычисляются через тригонометрические функции, так:
P = U*I*cosφ
Q = U*I*sinφ
что активно используется в расчете электрических машин.
Рис. 1. Треугольник мощностейПример расчета полной мощности для электродвигателя
Отдельный интерес представляет собой нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как электрические величины, протекающие в ней, напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного прибора, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.
Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:
S = 3*Uф*Iф
В случае выполнения расчетов с линейным напряжением, чтобы найти мощность формула примет вид:
Активная и реактивная мощности будут вычисляться по аналогии с сетями переменного тока, как было рассмотрено ранее.
Теперь рассмотрим вычисления на примере конкретной электрической машины асинхронного типа. Следует отметить, что официальная производительность, указываемая в паспортных данных электродвигателя – это полезная мощность, которую двигатель может выдать при совершении оборотов вала.
Однако полезная кардинально отличается от полной, которую можно вычислить за счет коэффициента мощности.
Как видите, для вычислений с шильда мы возьмем следующую информацию об электродвигателе:
- полезная производительность – 3 кВт, а в переводе на систему измерения – 3000 Вт;
- коэффициент полезного действия – 80%, а в пересчете для вычислений будем пользоваться показателем 0,8;
- тригонометрическая функция соотношения активных и реактивных составляющих – 0,74%;
- напряжение, при соединении обмоток треугольником составит 220 В;
- сила тока при том же способе соединения – 13,3 А.
С таким перечнем характеристик можно воспользоваться несколькими способами:
S = 1,732*220*13,3 = 5067 Вт
Чтобы найти искомую величину, сначала определяем активную составляющую:
P = Pполезная / КПД = 3000/0.8 = 3750 Вт
Далее полную по способу деления активной на коэффициент cos φ:
S = P/cos φ = 3750/0.74 = 5067 Вт
Как видите, и в первом, и во втором случае искомая величина получилась одинакового значения.
Примеры задач
Для примера рассмотрим вычисление на участках электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов. Первый вариант предусматривает ситуацию, когда все детали соединяются друг за другом от одного полюса источника питания до другого.
Рис. 3. Последовательная расчетная цепьКак видите на рисунке, в качестве источника мы используем батарейку с номинальным напряжением 9 В и три резистора по 10, 20 и 30 Ом соответственно. Так как номинальный ток нам не известен, расчет произведем через напряжение и сопротивление:
P = U2/R = 81 / (10+20+30) = 1.35 Вт
Для параллельной схемы подключения возьмем в качестве примера участок цепи с двумя резисторами и одним источником тока:
Рис. 4. Параллельная схема подключенияКак видите, для удобства расчетов нам нужно привести параллельно подключенные резисторы к схеме замещения, из чего получится:
Rобщ = (R1*R2) / (R1+R2) = (10*15) / (10+15) = 6 Ом
Тогда искомый номинал нагрузки мы можем узнать через значение тока и сопротивления:
P = I2
Видео по теме
Работа и мощность тока — урок. Физика, 8 класс.
При прохождении тока в цепи электрическое поле совершает работу по перемещению заряда. В этом случае работу электрического поля называют работой электрического тока.
При прохождении заряда \(q\) по участку цепи электрическое поле будет совершать работу: \(A=qU\), где \(U\) — напряжение электрического поля, \(А\) — работа, совершаемая силами электрического поля по перемещению заряда \(q\) из одной точки в другую.
Для выражения любой из этих величин можно использовать приведённые ниже рисунки.
Электрический заряд, прошедший по участку цепи, можно определить, измерив силу тока и время его прохождения: q=I⋅t.
Используя это соотношение и подставляя его в формулу A=U⋅q, получим формулу для нахождения работы электрического тока: A=U⋅I⋅t.
Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.
Чтобы выразить любую из величин из данной формулы, можно воспользоваться рисунком.
\([A]=1\) Дж;
\([U]=1\) В;
\([I]=1\) А;
\([t]=1\) с.
Для измерения работы электрического тока нужны вольтметр, амперметр и часы. Например, для определения работы, которую совершает электрический ток, проходя по спирали лампы накаливания, необходимо собрать цепь, изображённую на рисунке. Вольтметром измеряется напряжение на лампе, амперметром — сила тока в ней. А при помощи часов (секундомера) засекается время горения лампы.
Например:
I = 1,2 АU = 5 Вt = 1,5 мин = 90 сА = U⋅I⋅t = 5⋅1,2⋅90 = 540 Дж
Обрати внимание!
Работа чаще всего выражается в килоджоулях или мегаджоулях.
\(1\) кДж = 1000 Дж или \(1\) Дж = \(0,001\) кДж;
\(1\) МДж = 1000000 Дж или \(1\) Дж = \(0,000001\) МДж.
На практике работу электрического тока измеряют специальными приборами — счётчиками электрической энергии. Их можно увидеть как в каждом частном доме, так в каждом подъезде многоквартирного дома.
Механическая мощность численно равна работе, совершённой телом в единицу времени: N = Аt. Чтобы найти мощность электрического тока, надо поступить точно также, т.е. работу тока, A=U⋅I⋅t, разделить на время.
Мощность электрического тока обозначают буквой \(Р\):
P=At=U⋅I⋅tt=U⋅I. Таким образом:Мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока: P=U⋅I.
Из этой формулы можно определить и другие физические величины.
Для удобства можно использовать приведённые ниже рисунки.
За единицу мощности принят ватт: \(1\) Вт = \(1\) Дж/с.
Из формулы P=U⋅I следует, что
\(1\) ватт = \(1\) вольт ∙ \(1\) ампер, или \(1\) Вт = \(1\) В ∙ А.
Обрати внимание!
Используют также единицы мощности, кратные ватту: гектоватт (гВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт).
\(1\) гВт = \(100\) Вт или \(1\) Вт = \(0,01\) гВт;
\(1\) кВт = \(1000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,001\) кВт;
\(1\) МВт = \(1 000 000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,000001\) МВт.
Пример:
Измерим силу тока в цепи с помощью амперметра, а напряжение на участке — с помощью вольтметра.
Так как мощность тока прямо пропорциональна напряжению и силе тока, протекающего через лампочку, то перемножим их значения:
I=1,2АU=5ВP =U⋅I=5⋅1,2=6Вт.
Ваттметры измеряют мощность электрического тока, протекающего через прибор. По своему назначению и техническим характеристикам ваттметры разнообразны.
В зависимости от сферы применения у них различаются пределы измерения.
Аналоговый ваттметр | Аналоговый ваттметр | Аналоговый ваттметр | Цифровой ваттметр |
Подключим к цепи по очереди две лампочки накаливания, сначала одну, затем другую и измерим силу тока в каждой из них.
Она будет разной.
Сила тока в лампочке мощностью \(25\) ватт будет составлять \(0,1\) А. Лампочка мощностью \(100\) ватт потребляет ток в четыре раза больше — \(0,4\) А. Напряжение в этом эксперименте неизменно и равно \(220\) В. Легко можно заметить, что лампочка в \(100\) ватт светится гораздо ярче, чем \(25\)-ваттовая лампочка. Это происходит оттого, что её мощность больше. Лампочка, мощность которой в \(4\) раза больше, потребляет в \(4\) раза больше тока. Значит:
Обрати внимание!
Мощность прямо пропорциональна силе тока.
Что произойдёт, если одну и ту же лампочку подсоединить к источникам различного напряжения? В данном случае используется напряжение \(110\) В и \(220\) В.
Можно заметить, что при большем напряжении лампочка светится ярче, значит, в этом случае её мощность будет больше. Следовательно:
Обрати внимание!
Мощность зависит от напряжения.
Рассчитаем мощность лампочки в каждом случае:
| I=0,2АU=110ВP=U⋅I=110⋅0,2=22Вт | I=0,4АU=220ВP=U⋅I=220⋅0,4=88Вт. |
Можно сделать вывод о том, что при увеличении напряжения в \(2\) раза мощность увеличивается в \(4\) раза.
Не следует путать эту мощность с номинальной мощностью лампы (мощность, на которую рассчитана лампа). Номинальная мощность лампы (а соответственно, ток через нить накала и её расчётное сопротивление) указывается только для номинального напряжения лампы (указано на баллоне, цоколе или упаковке).
В таблице дана мощность, потребляемая различными приборами и устройствами:
Название | Рисунок | Мощность |
| Калькулятор | \(0,001\) Вт | |
| Лампы дневного света | \(15 — 80\) Вт | |
| Лампы накаливания | \(25 — 5000\) Вт | |
| Компьютер | \(200 — 450\) Вт | |
| Электрический чайник | \(650 — 3100\) Вт | |
| Пылесос | \(1500 — 3000\) Вт | |
| Стиральная машина | \(2000 — 4000\) Вт | |
| Трамвай | \(150 000 — 240000\) Вт |
Как определить силу тока.
Как узнать, вычислить какой ток в схеме, цепи.
Тема: по какой формуле можно найти силу тока, как правильно измерить ток.
Известно, что электрический ток заряженных частиц лежит в основе работы всей электротехники. Знание его величины дает понимание о режиме работы той или иной цепи, схемы. Если для специалиста электрика, электронщика не составит особого труда определить силу тока, то для новичка это может оказаться проблемой. В этой теме давайте с вами рассмотрим, какими именно способами можно узнать, вычислить, найти электрический ток используя как непосредственные измерения так и формулы.
Основными электрическими величинами являются напряжение, ток, сопротивление, мощность. Пожалуй главной формулой электрика является формула закона Ома. Она имеет вид I=U/R (ток равен напряжение деленное на сопротивление). Данную формулу приходится использовать повсеместно. Из нее можно вывести две другие: R=U/I и U=I*R. Зная любые две величины всегда можно вычислить третью. Напомню, что при использовании формул нужно пользоваться основными единицами измерения. Для тока это амперы, для напряжения это вольты и для сопротивления это омы.
К примеру, вам нужно быстро определить силу тока, которую потребляем электрочайник. Напряжение нам известно, это 220 вольт. Берем в руки мультиметр, электронный тестер, меряем сопротивление в омах. Далее мы просто напряжение перемножаем на это сопротивление. В итоге мы получаем искомую силу тока в амперах. Хочу уточнить, что данная форума работает только для цепей с активной нагрузкой (обычные нагреватели, лампы накаливания, светодиоды и т.д.). Для реактивной нагрузки формула имеет иной вид, где уже используется такие величины как индуктивность, емкость, частота.
Силу тока можно определить и по другой формуле, которая в себе содержит напряжение и мощность. Она имеет вид: I=P/U (сила тока равна электрическая мощность деленная на напряжение).
То есть, 1 ампер равен 1 ватт деленный на 1 вольт. Две других формулы, выходящие из этой, имеют такой вид: P=U*I и U=P/I. Если вам известны любые две величины из тока, напряжения и мощности, всегда можно вычислить третью.
Помимо формул силу тока можно определить и практическим путем, через обычное измерение тестером, мультиметром. Для новичков сообщаю, что силу тока нужно измерять в разрыв электрической цепи. То есть, к примеру, у нас схема, прибор, с него выходит кабель с двумя проводами питания. Берем измеритель, выставляем на нем нужный диапазон измерения. Далее, один щуп измерителя мы прикладываем к одному из проводов питания устройства, а другой щуп измерителя к одному из контактов самого электропитания. Ну, и оставшийся провод, идущий от устройства мы также подсоединяем ко второму контакту питания. После включения самого устройства на измерителе появится величина тока, которую он потребляет при своей работе.
При измерении силы тока нужно помнить, что имеет значение какой вид тока течет по цепи (переменный или постоянный). Допустим, на большинство электротехники подается переменное напряжение, следовательно и измерять на входе ток нужно переменного типа. Внутри устройств обычно стоят блоки питания, которые снижают сетевое напряжение до меньших величин и делают его постоянным. Значит ту часть электрической цепи, что стоит после выпрямляющего диодного моста (делающая из переменного тока постоянный) уже нужно измерять как постоянный ток. Если вы попытаетесь измерить силу тока не своего типа, то и показания вы получите неверные.
Напряжение измеряют по другому. Измерительные щупы уже прикладываются не в разрыв цепи, как это делается у тока, а параллельно контактам питания. И в этом случае тип напряжения имеет значение (переменное или постоянное). Так что будьте внимательны, когда выставляете тип тока (напряжения) и их предел на тестере.
P.S. Именно сила тока в электротехнике делает всю работу, что мы воспринимаем как свет, тепло, звук, движение и т.
д. Для облегчения понимания, что такое ток, а что такое напряжение можно привести аналогию с обычной водой. Так вот давление в воды в водопроводе будет соответствовать примерно электрическому напряжению, а движение самой воды это будет ток.
Расчет параметров для генератора — статьи компании БоромирТрэйд
Расчет параметров для генератора
Выбирая бензиновый генератор 220 Вольт, вам придется рассчитать мощность, которая потребуется для стабильной работы самого оборудования и всех подключаемых к нему приборов.
Большинство представленных на рынке агрегатов относятся к классу бытовых. Оборудование отличается невысокой стоимостью и подходит для нечастного использования.
Но в погоне за объемом продаж производители бытовых бензогенераторов часто завышают технические параметры оборудования. Под прицел попадает мощность. Чтобы не ошибиться с выбором этого параметра, необходимо знать, на сколько Ампер установлен автомат защитного подключения. Зная это значение, вы легко рассчитаете реальную мощность агрегата.
Формула расчета:
- Сила тока установленного автомата защитного подключения (Амперы) х Напряжение выдаваемого тока (Вольты) = Номинальная мощность генератора (Ватты).
Пример:
- Сила тока защитного автомата 14 А. Напряжение выдаваемого тока 220 В. Необходимо 14А х 220В = 3080 Ватт. Номинальная мощность генератора равна 3,08 кВт.
Перед покупкой бензогенератора обязательно уточните у продавца силу тока установленного защитного автомата.
Расчет дизельгенератора
Выбирая дизельные генераторы на 380 Вольт, помните, что полная мощность, которую потребляет оборудование, – это кВА. Активная мощность, которую агрегат затрачивает на совершение полезной работы, – это кВт.
Для нахождения суммарной мощности всех энергопотребителей складывают полные мощности оборудования, а не активные.
Расчет можно произвести по номиналу ввода.
Пример:
- В доме / помещении установлен трехфазный вводный автомат на 35 А. Мощность рассчитывается по формуле (3 х 20А х 380В = 22800 = 22,8 кВА). Плюс должны учитываться типы нагрузок в доме.
Максимально точно подобрать номинальную мощность генератора можно путем замера потребляемого тока в электросети при максимальной нагрузке.
Если вы затрудняетесь с выбором номинальной мощности оборудования, обратитесь за помощью к опытным специалистам. Консультанты «БоромирТрэйд» помогут правильно рассчитать мощность, подберут оборудование с учетом ваших требований и бюджета.
Расчет мощности автомата
При установке автомата необходимо знать, что назначение автоматических выключателей является защита линии от разрушения электрическим током, значения которого превышают расчетные значения для данной проводки.
Например электромонтаж розеток кухни выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для которого является 25А. Теперь давайте подсчитаем какую сумарную мощность имеют электроприборы подключенные к этой линии и не будет ли ее превышения.
Расчет общей мощности электроприборов на кухне:
микроволновка 1.6 kW + чайник 2.0 kW + холодильник 0.5 kW +телевизор 0.4 kW = 4.5 kW
Получившиеся киловатты переводим в Ватты:
4.5 kW * 1000 = 4500 W
Ваты переводим в Амперы:
P (мощность) / U(Напряжение) = I(сила тока)
4500 / 220 = 20.45А
Устанавливая автомат для кухни необходимо принять во внимание коэффициент спроса, который принимается от количества потребителей.
- количество потребителей 2 — коэффициент 0,8
- количество потребителей 3 — коэффициент 0,75
- количество потребителей 5-200 — коэффициент 0,7
С учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А
После определения рабочего тока проводки, подбираем автомат, который эту проводку будет защищать. Так как номинал автомата выбирается либо равным либо меньшим номинального тока проводки. Иногда используют автомат с номиналом немного превышающим рабочий ток проводки в нашем случае 16А.
Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.
Уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.
| Сечение жилы, мм2 | Для меди, А | Для алюминия, А |
| 0,75 | 11 | 8 |
| 1 | 15 | 11 |
| 1,5 | 17 | 13 |
| 2,5 | 25 | 19 |
| 4 | 35 | 28 |
| 6 | 42 | 32 |
| 10 | 60 | 47 |
| 16 | 80 | 60 |
Материалы, близкие по теме:
Расчёт мощности генератора
Для начала вспомним школу.
Что такое электрическая мощность?
Электрическая мощность обозначается при написании формул латинской буквой Р и измеряется в ваттах Вт или на латинице W, киловаттах (кВт или kW), мегаваттах (МВт или MW) и так далее.
Электрическая мощность равна произведению напряжения и тока:
P (Вт) = U (В) * I (А)
Различают следующие виды электрической мощности, которые, соответственно, по-разному обозначаются:
Активная мощность:
Обозначение: P
Единица измерения: Вт (W)
Это мощность, отдаваемая при подключении к источнику тока (генератору) нагрузки, имеющей активное (омическое) сопротивление. Если нагрузка, имеет только активное сопротивление и не содержит реактивных сопротивлений, то активная мощность будет равна полной мощности.
Расчёт производится по формуле: P = U * I * cos φ
Примеры: лампы накаливания, нагревательные приборы и т. п.
Реактивная мощность:
Обозначение: Q
Единица измерения: вар или VAr (вольт-ампер реактивный)
Это мощность, отдаваемая при подключении к источнику тока компонента сети или нагрузки, имеющей индуктивные (электродвигатель) или ёмкостные (конденсатор) элементы.
Расчёт производится по формуле: Q = U * I * sin φ
Примеры:
Потребители, придающие нагрузке индуктивный характер: электродвигатели, сварочные трансформаторы и т.п.
Потребители, придающие нагрузке ёмкостной характер: конденсаторы в компенсаторных устройствах, конденсаторы, создающие реактивную мощность в цепи возбуждения генераторов и т.п.
Полная мощность:
Обозначение: S
Единица измерения: В·A или VA (вольт-ампер)
Полная электрическая мощность равна произведению сдвинутых по фазе напряжения и тока. Полная мощность непосредственно связана с активной и реактивной мощностями. Её расчёт производится по формуле, выражающей закон Пифагора. Полная электрическая мощность представляет собой максимальную мощность электрического тока, которая может быть выработана генератором или использована.
Расчёт производится по формуле: S = U * I или S = P + Q
Изображенный на рисунке треугольник отображает взаимосвязь между электрическими мощностями или соответствующими им напряжениями.
Теперь о расчёте мощности генератора.
Для точного определения области применения и пригодности любого электроагрегата для выполнения поставленных задач необходимо прежде всего определить суммарную мощность потребителей тока. Только таким образом можно определить, какой электроагрегат может быть использован для данных целей. При выборе необходимой мощности электроагрегата можно использовать приведённые ниже эмпирические формулы.
1. Потребители, являющиеся только активной нагрузкой (например, электронагреватели, лампы накаливания и подобные им приборы с чисто омическим сопротивлением).
Суммарную мощность можно расчитать путём простого сложения мощностей отдельных потребителей, которые могут быть подключены к генератору. В данном случае полная электрическая мощность, измеряемая в ВА или VA (Вольт-ампер) равна активной мощности, измеряемой в Вт или W (Ватт). Необходимая мощность электроагрегата определяется путём увеличения суммарной мощности подключаемых потребителей на 10% (т.е. с учётом определённых технических факторов).
Пример: Суммарная мощность потребителей * 110% = Мощность, требуемая от электроагрегата.
Если суммарная мощность всех потребителей 2000 Вт (в данном случае 2000 Вт = 2000 ВА ), то требуемая мощность электроагрегата будет: 2000 ВА * 110% = 2200ВА
2. Потребители, имеющие индуктивную составляющую мощности (компрессоры, насосы и прочие электродвигатели). Эти нагрузки потребляют очень большой ток при пуске и выходе на рабочий режим. В данном случае, сначала необходимо определить точное значение мощности одновременно подключаемых потребителей. Далее следует выбрать мощность электроагрегата.
Полная мощность такого электроагрегата должна быть не менее, чем в 3,5 раза больше суммарной мощности потребителей. В исключительных случаях она должна превышать мощность потребителей в 4—5 раз.
Пример: Суммарная мощность потребителей * 3,5 = Мощность, требуемая от электроагрегата.
Если суммарная мощность всех потребителей 2000 ВА, то требуемая мощность электроагрегата будет: 2000 ВА * 3,5 = 7000 ВА
Как правильно измерять мощность светодиодной ленты
Часто в интернете поднимается вопрос о несоответствии мощности светодиодной ленты указанным на упаковке характеристикам.
В этом материале мы подробно объясним, как проводятся замеры мощности ленты, с чем связано падение мощности на 5 метрах, и почему мы указываем мощность для 1 метра.
Формула расчета потребляемой мощности ленты (Вт)
Потребляемая мощность (Вт) — это произведение силы тока (А) на напряжение питания (В). Обе эти характеристики мы можем измерить в домашних условиях с помощью обычного мультиметра.
Для вычисления потребляемой мощности (Вт) мы будем использовать формулу P(Вт) = U(В) * I(А), где U — напряжение в Вольтах, I — сила тока в Амперах.
Необходимое оборудование
— Блок питания 12 В
— Светодиодная лента 5 м (12 В)
— Ножницы
— Отвертка крестовая
— Мультиметр
— Переходники (коннекторы)
Какие замеры нужно произвести?
- Замер напряжения питания (В) на начальном и конечном участках ленты. Для нахождения частичной потери напряжения питания на конечном участке ленты.
- Замер потребляемого тока (А). Для дальнейшего вычисления потребляемой мощности.
Проведение измерений
5 метров ленты
Для начала необходимо подключить светодиодную ленту 5 м к блоку питания.
Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см.
Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 5 м.
Провести замер напряжения питания (В) в конце ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к конечному отрезку светодиодной ленты 5 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания в конце ленты вызвано сопротивлением медной подложки, а также ограничением понижающих резисторов, участвующих в электрической схеме.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 5 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 5 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 5 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
1 метр ленты
Отрезать от катушки 5 м отрезок 1 м.
Необходимо подключить светодиодную ленту 1 м к блоку питания. Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см. Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 1 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания на конце ленты присутствует, но гораздо меньше, чем на 5 метрах. Так как отрезок ленты короче – меньше и падение напряжения.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 1 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 1 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 1 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
0,5 метра ленты
Отрезать от катушки 5 м отрезок 0,5 м или разрезать пополам 1 м.
Необходимо подключить светодиодную ленту 0,5 м к блоку питания. Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см. Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты.
Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 0,5 м.
Провести замер напряжения питания (В) в конце ленты.
Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к конечному отрезку светодиодной ленты 0,5 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания на конце ленты присутствует, но гораздо меньше, чем на 5 метрах, и не существенно меньше, чем на 1 метре. Так как отрезок ленты короче – меньше и падение напряжения.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 0,5 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 0,5 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 0,5 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
Результаты замера
При замерах выходное напряжение питания с блока питания (в начале ленты) было стабильным 12 В.
При замере напряжения питания на конечном участке 5 метров мы получили падение напряжения на 2-2,5В. Как говорилось ранее, это связано с сопротивлением медной подложки, а также ограничением понижающих резисторов, участвующих в электрической схеме.
При замере 1 метра в начале и конце отрезка получили, что падение напряжения практически отсутствует. Показания замера стабильны.
При замере 0,5 метра в начале и конце отрезка получили, что падение напряжения практически отсутствует. Показания замера стабильны.
Теперь рассмотрим полученные измерения силы тока.
Мы видим, что для светодиодной ленты с указанной потребляемой мощностью (Вт/м) -14,4 Вт/м она имеет следующие значения:
— для 5 метров — 5,4А
— для 1 метра — 1,2А
— для 0,5 метра — 1А
В последнем случае (для отрезка 0,5 м) полученное значение силы тока превышает все ранее измеренные. Здесь стоит учитывать тот факт, что использование светодиодной ленты менее 0,5 м не рекомендуется из-за того, что в самом начале светодиодной ленты получается максимальное значение силы тока, что вызывает повышенный нагрев начального участка и приводит к быстрой деградации светодиодов.
Произведем подсчет потребляемой мощности на замеренных участках.
Для 5 метров — P(Вт) = 12В * 5,4А = 64,8 Вт
Для 1 метра — P(Вт) = 12В * 1,2А = 14,4 Вт
Для 0,5 метра — P(Вт) = 12В * 1А = 12 Вт
На самом стабильном участке ленты в 1 метр мы получаем потребляемую мощность, указываемую в характеристиках.
Рассмотрим, как получают потребляемую мощность (Вт) на ленте в 5 м.
Для этого берут значение потребляемой мощности с 1 метра и умножают его на 5 м. Полученное значение считается максимальным значением потребляемой мощности.
Т.е. мы не указываем значение — P(Вт) = 12В * 5,4А = 64,8 Вт,
а в характеристиках указывается — 14,4Вт/м * 5 м. = 72 Вт.
Максимально потребляемая мощность с 5 метров — 72 Вт.
Еще раз хотим акцентировать ваше внимание, что это прежде всего необходимо для правильного расчета потребляемой мощности (Вт) источника питания — блока питания.
В процессе создания световых решений возникает необходимость использования отрезков различной длины, и расчет необходимой потребляемой мощности блока питания может вызвать ряд затруднений.
Но, зная показания со стабильного общепринятого участка в 1 м, мы можем с уверенностью проектировать и воплощать в жизнь самые требовательные световые проекты.
Мощность и энергия | Клуб электроники
Энергетика и энергетика | Клуб электроникиМощность | Рассчитать | Перегрев | Энергия
Следующая страница: AC, DC и электрические сигналы
См. Также: напряжение и ток
Что такое мощность?
Мощность — это скорость использования или поставки энергии:
Мощность измеряется в ваттах (Вт)
Энергия измеряется в джоулях (Дж)
Время измеряется в секундах (с)
Электроника в основном связана с малым количеством энергии, поэтому мощность часто измеряется в милливаттах (мВт), 1 мВт = 0.001W. Например, светодиод потребляет около 40 мВт. а бипер потребляет около 100 мВт, даже лампа, такая как фонарик, потребляет всего около 1 Вт.
Типичная мощность, используемая в электрических цепях сети, намного больше, поэтому эта мощность может быть измеряется в киловаттах (кВт), 1 кВт = 1000 Вт. Например, в обычной сетевой лампе используется 60 Вт, а чайник потребляет около 3 кВт.
Расчет мощности по току и напряжению
Уравнения
| Мощность = ток × напряжение |
Есть три способа написать уравнение для мощности, тока и напряжения:
где:
P = мощность в ваттах (Вт)
V = напряжение в вольтах (В)
I = ток в амперах (A)
или:
P = мощность в милливаттах (мВт)
V = напряжение в вольтах (В)
I = ток в миллиамперах (мА)
Треугольник PIV
Вы можете использовать треугольник PIV, чтобы запомнить эти три уравнения.Используйте его так же, как треугольник закона Ома:
- Чтобы рассчитать мощность , P : положите палец на P, это оставляет I V, поэтому уравнение P = I × V
- Чтобы рассчитать ток , I : положите палец на I, это оставляет P над V, поэтому уравнение I = P / V
- Для расчета напряжения, В : поместите палец на В, это оставляет P над I, поэтому уравнение V = P / I
Усилитель довольно большой для электроники, поэтому мы часто измеряем ток в миллиамперах (мА), а мощность в милливаттах (мВт).
1 мА = 0,001 А и 1 мВт = 0,001 Вт.
Расчет мощности с использованием сопротивления
Уравнения
По закону Ома V = I × R
мы можем преобразовать P = I × V в:
где:
P = мощность в ваттах (Вт)
I = ток в амперах (A)
R = сопротивление в Ом ()
В = напряжение в вольтах (В)
Треугольники
Вы также можете использовать треугольники, чтобы помочь с этими уравнениями:
Потери мощности и перегрев
Обычно используется электроэнергия, например, зажигание лампы или двигателя.Однако электрическая энергия преобразуется в тепло всякий раз, когда ток проходит через сопротивление, и это может быть проблемой, если оно вызывает перегрев устройства или провода. В электроники эффект обычно незначителен, но если сопротивление низкое (провод или резистора номинального значения, например) ток может быть достаточно большим, чтобы вызвать проблему.
Из уравнения P = I² × R видно, что для данного Сопротивление мощность зависит от тока в квадрате , поэтому удвоение тока даст в 4 раза большую мощность.
Резисторы рассчитаны на максимальную мощность, которую они могут развить в них без повреждений, но номинальная мощность редко указывается в списках деталей, потому что подходят стандартные значения 0,25 Вт или 0,5 Вт. для большинства схем. Дополнительная информация доступна на странице резисторов.
Провода и кабели рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать без перегрева. У них очень низкое сопротивление, поэтому максимальный ток относительно велик. Для получения дополнительной информации о текущий рейтинг см. на странице кабелей.
Энергия
Количество потребляемой (или поставляемой) энергии зависит от мощности и времени, в течение которого она используется:
Устройство малой мощности, работающее в течение длительного времени, может потреблять больше энергии, чем устройство высокой мощности работает непродолжительное время.
Например:
- Лампа мощностью 60 Вт, включенная на 8 часов, потребляет 60 Вт × 8 × 3600 с = 1728 кДж.
- Чайник мощностью 3 кВт, включенный на 5 минут, потребляет 3000 Вт × 5 × 60 с = 900 кДж.
Стандартной единицей измерения энергии является джоуль (Дж), но 1Дж — очень небольшое количество энергии для электросети. поэтому в научной работе иногда используются килоджоуль (кДж) или мегаджоуль (МДж).
Дома мы измеряем электрическую энергию в киловатт-часах (кВтч), которые часто называют просто «единицей». электричества, когда контекст ясен. 1 кВт · ч — это энергия, потребляемая электроприбором мощностью 1 кВт при включении на 1 час:
Например:
- Лампа мощностью 60 Вт, включенная на 8 часов, потребляет 0,06 кВт × 8 = 0,48 кВт · ч.
- Чайник мощностью 3 кВт, включенный на 5 минут, потребляет 3 кВт × 5 / 60 = 0,25 кВтч.
Возможно, вам потребуется преобразовать бытовую единицу кВтч в научную единицу энергии, джоуль (Дж):
1 кВтч = 1 кВт × 1 час = 1000 Вт × 3600 с = 3.6MJ
Следующая страница: Сигналы переменного и постоянного тока | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация.Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.
electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.
Как рассчитать максимальный входной переменный ток
Как рассчитать максимальный входной переменный ток.
Ан-21
Знание максимального входного тока источника питания может быть полезно при выборе требований к электроснабжению, выборе автоматического выключателя, выбора входного кабеля переменного тока и разъема и даже при выборе изолирующего трансформатора для плавающих приложений. Вычислить максимальный входной ток довольно просто, зная несколько основных параметров и некоторую простую математику.
Номинальная мощность блока питания высокого напряжения
Все блоки питания Spellman имеют заявленную максимальную номинальную мощность в ваттах.Это первый параметр, который нам понадобится, и его можно найти в паспорте продукта. У большинства блоков питания Spellman максимальная мощность указана прямо в номере модели. Как и в этом примере, SL30P300 / 115 представляет собой блок 30 кВ с положительной полярностью, который может обеспечить максимум 300 Вт; работает от входной линии 115Vac.
КПД источника питания
КПД источника питания — это отношение входной мощности к выходной мощности. Эффективность обычно указывается в процентах или в виде десятичной дроби меньше 1, например 80% или 0.8. Чтобы вычислить входную мощность, мы берем заявленную максимальную выходную мощность и делим ее на эффективность:
300 Вт / 0,8 = 375 Вт
Коэффициент мощности
Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности к используемой полной мощности. . Обычно она выражается десятичным числом меньше 1. Реальная мощность выражается в ваттах, а полная мощность выражается в ВА (вольт-амперах). Однофазные импульсные источники питания без коррекции обычно имеют довольно низкий коэффициент мощности, например 0.65. Трехфазные импульсные источники питания без коррекции имеют более высокий коэффициент мощности, например 0,85. Блоки со схемой активной коррекции коэффициента мощности могут иметь очень хороший коэффициент мощности, например 0,98. В нашем примере выше источник питания представляет собой неисправный блок, питаемый от однофазной сети, поэтому:
375 Вт / 0,65 = 577 ВА
Напряжение входной линии
Нам нужно знать входное напряжение переменного тока, от которого устройство предназначено для питания . В приведенном выше примере входное напряжение переменного тока составляет 115 В переменного тока. Это номинальное напряжение, в действительности входное напряжение указано как ± 10%.Нам нужно вычесть 10%, чтобы учесть худший случай, состояние низкой линии:
115Vac — 10% = 103,5Vac
Максимальный входной переменный ток
Если мы возьмем 577 VA и разделим его на 103,5Vac, получим:
577 ВА / 103,5 В переменного тока = 5,57 ампер
Если наше входное напряжение переменного тока однофазное, то у нас есть ответ — 5,57 ампер.
Трехфазное входное напряжение
Блоки с трехфазным входным напряжением питаются от трех фаз, поэтому они имеют лучший коэффициент мощности, чем однофазные блоки.Также за счет наличия трех фаз, питающих агрегат, фазные токи будут меньше. Чтобы получить входной ток на каждую фазу, мы разделим наш расчет входного тока на √3 (1,73).
Рассчитаем этот пример: STR10N6 / 208. Из таблицы данных STR мы узнаем, что максимальная мощность составляет 6000 Вт, КПД составляет 90%, а коэффициент мощности составляет 0,85. Несмотря на то, что STR по проекту будет работать с напряжением до 180 В переменного тока, в этом примере он будет питаться от трехфазной сети 208 В переменного тока. Мы получаем максимальный входной ток на фазу следующим образом:
КПД источника питания
6000 Вт /.9 = 6666 Вт
Коэффициент мощности
6666 Вт / 0,85 = 7843 ВА
Напряжение входной линии
208 В переменного тока — 10% = 187 В переменного тока
Максимальный входной ток переменного тока
7843 ВА / 187 В переменного тока = 41,94 ампер (если он был однофазным)
Поправка для трехфазного входа
41,94 ампера / √3 (1,73) = 24,21 ампера на фазу
Итак, у нас есть два уравнения, одно для однофазных входов и одно для трехфазных входов:
Однофазное уравнение максимального входного тока
Входной ток = максимальная мощность / (КПД) (коэффициент мощности) (минимальное входное напряжение)
Уравнение трехфазного максимального входного тока
Входной ток = максимальная мощность / (КПД) (коэффициент мощности) (минимальное входное напряжение) ( √3)
Эти расчеты входного тока предназначены для наихудшего случая: предполагается, что блок работает на максимальной мощности, работает при низком уровне напряжения в сети и с учетом КПД и коэффициента мощности.
Щелкните здесь, чтобы загрузить pdf.
Расчет электроэнергии | Закон Ома
Узнайте формулу мощности
Мы видели формулу для определения мощности в электрической цепи: умножая напряжение в «вольтах» на ток в «амперах», мы получаем ответ в «ваттах». Давайте применим это к примеру схемы:
Как использовать закон Ома для определения силы тока
В приведенной выше схеме мы знаем, что у нас напряжение батареи 18 В и сопротивление лампы 3 Ом.Используя закон Ома для определения силы тока, получаем:
Теперь, когда мы знаем ток, мы можем взять это значение и умножить его на напряжение, чтобы определить мощность:
Это говорит нам о том, что лампа рассеивает (выделяет) 108 Вт мощности, скорее всего, в форме света и тепла.
Повышение напряжения батареи
Давайте попробуем взять ту же схему и увеличить напряжение батареи, чтобы увидеть, что произойдет.Интуиция подсказывает нам, что ток в цепи будет увеличиваться с увеличением напряжения, а сопротивление лампы останется прежним. Аналогично увеличится и мощность:
Теперь напряжение батареи 36 вольт вместо 18 вольт. Лампа по-прежнему обеспечивает электрическое сопротивление 3 Ом для прохождения тока. Текущий сейчас:
Это понятно: если I = E / R, и мы удваиваем E, а R остается неизменным, ток должен удвоиться.Действительно, есть: теперь у нас 12 ампер тока вместо 6. А что насчет мощности?
Как повышение напряжения батареи влияет на мощность?
Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы и предполагали, но она увеличилась немного больше, чем ток. Почему это? Поскольку мощность является функцией напряжения, умноженного на ток, а как напряжение, так и ток удвоены по сравнению с их предыдущими значениями, мощность увеличится в 2 x 2 или 4 раза.
Вы можете проверить это, разделив 432 Вт на 108 Вт и убедившись, что соотношение между ними действительно равно 4. Снова используя алгебру для манипулирования формулой, мы можем взять нашу исходную формулу мощности и изменить ее для приложений, где мы не знаем и того, и другого. напряжение и ток: Если мы знаем только напряжение (E) и сопротивление (R):
Если нам известны только ток (I) и сопротивление (R):
Закон Джоуля против.Закон Ома
Историческая справка: именно Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Саймон Ом первым открыл математическую связь между рассеиваемой мощностью и током через сопротивление. Это открытие, опубликованное в 1841 году, имело форму последнего уравнения (P = I 2 R) и широко известно как закон Джоуля.
Однако эти уравнения мощности настолько часто связаны с уравнениями закона Ома, связывающими напряжение, ток и сопротивление (E = IR; I = E / R; и R = E / I), что они часто приписываются Ому.
ОБЗОР:
- Мощность измеряется в Вт , обозначается буквой «W».
- Закон Джоуля: P = I 2 R; P = IE; P = E 2 / R
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:
Попробуйте наш калькулятор закона Ома в разделе «Инструменты».
ампер, ватт и вольт: руководство по измерению мощности
В октябре 2018 года мы написали статью на тему Хэллоуина о предотвращении перебоев в подаче электроэнергии.Мы обсудили несколько общих вещей, в том числе то, как узнать измерения мощности. В этой статье мы повторим сказанное, а также расширим его.
Во-первых, давайте определим наши термины
Согласно Google, вот технические определения для ампер, вольт и ватт:
Ампер: единица электрического тока, равная потоку в один кулон в секунду.
Вольт: единица электродвижущей силы в системе СИ, разность потенциалов, которая будет управлять током в один ампер против сопротивления в один ом.
Вт: единица мощности в системе СИ, эквивалентная одному джоулю в секунду, соответствующая мощности в электрической цепи, в которой разность потенциалов составляет один вольт, а сила тока — один ампер.
Чтобы определить их более простым и аналогичным образом, пользователь Reddit Gsnow творчески объясняет разницу между этими измерениями мощности следующим образом:
«Думайте об этом как о потоке воды.
Вольт = давление воды
А = объем движущейся воды
Если у вас высокое давление, но низкая громкость (высокое напряжение, низкая сила тока), это похоже на ирригатор дантиста.
Если у вас большой объем, но низкое давление (высокая сила тока, но низкое напряжение), это как если бы ваш подвал затопил стены или стоки.
Если у вас большая громкость и высокое давление (большая сила тока и высокое напряжение), это похоже на то, как пожарный шланг попадает вам в грудь с расстояния 3 фута и уносит обратно через комнату.
Вт — это мера того, сколько силы создается, другими словами, насколько велик эффект, который производит поток воды (электрический поток) ».
Расчет измерений мощности
Номинальная мощность
Ваш автоматический выключатель может выдерживать только определенную силу тока.Он имеет определенную номинальную силу тока, которая позволяет вашему автоматическому выключателю работать и обеспечивает ваш дом электричеством. Если этот предел будет превышен, ваш выключатель отключится, чтобы предотвратить повреждение проводки и бытовой техники в вашем доме.
Как узнать силу тока в доме
Это довольно просто. Все, что вам нужно сделать, это подойти к выключателю и проверить рукоятку. Большинство бытовых цепей имеют ток 15-20 ампер, и чем новее ваш дом, тем выше будет сила тока.Зная свою силу тока, вы можете узнать, сколько устройств вы можете поддерживать с ее помощью.
Какую силу тока используют ваши устройства?
Во-первых, убедитесь, что вы знаете, сколько ампер выдерживает ваша схема. Затем проверьте этикетку вашего устройства или руководство пользователя, чтобы узнать, сколько ватт и вольт будет использовать устройство. Разделите количество ватт на количество вольт, и вы получите максимальное количество ампер, которое потребуется от вашей схемы. Возможно, вам стоит отслеживать, сколько ампер потребляет каждое устройство.Таким образом, вы можете отслеживать, сколько энергии вы потребляете. Если вы в конечном итоге превысите свой лимит, вы отключите цепь.
Выходное напряжение
Напряжение означает количество энергии, поступающей из ваших розеток, и его измерение называется вольтами. Одна розетка обычно может выдавать до 120 вольт.
Какие бывают типы токов напряжения?
Постоянный ток (DC): Электричество течет в одном направлении. Это тип тока, который будет использовать большая часть вашей цифровой электроники.
Переменный ток (AC): Электричество периодически меняет направление своего потока. Большинство домов подключено к сети переменного тока, и поэтому ваш дом, скорее всего, тоже построен для этого.
Сколько вольт выходит из моей розетки?
Опять же, убедитесь, что вы знаете номер силы тока вашей цепи. Затем проверьте устройство, которое вы подключаете к розетке, чтобы узнать, сколько ватт оно потребляет. Все, что вам нужно сделать после этого, — это разделить полученное количество ватт на значение силы тока вашей цепи.Полученное число — это количество вольт, выходящих из вашей розетки, для поддержки вашего устройства.
Измерения ватт
Мы обсуждали выше амперы и вольты, но есть еще один вопрос, который следует учитывать — ватты. Ватт — это единица измерения электроэнергии или единицы мощности.
Как можно рассчитать количество ватт, которое может выдержать ваша схема?
Все, что вам нужно знать, это две вещи. Как обсуждалось в предыдущих расчетах, вам нужно знать силу тока вашей цепи.Вам также необходимо знать, сколько вольт может выдавать ваша розетка. Затем умножьте силу тока на количество вольт. Это максимальное количество ватт, которое ваша схема может поддерживать одновременно. Если вы превысите это количество, вполне возможно, что произойдет электрический взрыв.
Обратитесь в службу поддержки JP Electrical
Если ваш автоматический выключатель когда-либо сработает или у вас возникнут другие проблемы с электричеством в вашем доме, позвоните нам. Мы предоставляем различные бытовые и коммерческие услуги и особенно хорошо разбираемся в электромонтажных работах, освещении и панелях.Также можем предоставить генераторы!
Позвоните в JP Electrical сегодня!
Преобразование кВА в амперы: калькулятор + 3 примера
кВА (киловольт-ампер) — составная единица. Он состоит из электрического потенциала (вольт) и электрического тока (ампер). 1 кВА — часто используемая единица; он составляет 1000 вольт-ампер. Во многих случаях полезно преобразовать кВА в усилители .
Самый частый вопрос здесь: «Сколько ампер x кВА» . Для расчета ампер мы должны использовать формулу кВА:
I (Ампер) = S (ВА) / В (Вольт)
S означает полную мощность ; то, что измеряется, — это вольт-амперы (ВА).По сути, вы, возможно, уже догадались, что Вольт-Ампер эквивалентно Ватту (1 Вт = 1 А * В = 1 AV).
Используя эту формулу, мы подготовили калькулятор для преобразования кВА в амперы.
Под калькулятором вы найдете таблицу кВА в амперы (необходимо знать напряжение — обычно 220 В) , а также 2 решенных примера преобразования кВА в амперы . Вы можете использовать его здесь:
кВА к калькулятору ампер (с таблицей)
Теперь мы можем рассчитать таблицу кВА в амперы:
| кВА (полная мощность) | Напряжение (220 В) | Сила тока (А) |
|---|---|---|
| Сколько ампер в 1 кВА? | 220 В | 4.55 Ампер |
| Сколько ампер в 5 кВА? | 220 В | 22,73 А |
| Сколько ампер в 10 кВА? | 220 В | 45,45 А |
| Сколько ампер в 20 кВА? | 220 В | 90,91 А |
| Сколько ампер в 30 кВА? | 220 В | 136,36 А |
| Сколько ампер в 45 кВА? | 220 В | 204,55 А |
| Сколько ампер в 60 кВА? | 220 В | 272.73 Ампер |
| Сколько ампер в 90 кВА? | 220 В | 409,09 А |
| Сколько ампер в 120 кВА? | 220 В | 545,45 А |
Чтобы продемонстрировать, как работает расчет отношения кВА к амперам, давайте рассмотрим эти 3 примера:
Пример 1: Сколько ампер у генератора 65 кВА?
Одним из распространенных примеров преобразования кВА в амперы является генератор. Например, у вас есть генератор Americas Generators 65 кВА (на 220 В), и вы хотите знать, сколько ампер вы можете получить от него.
Давайте воспользуемся приведенным выше калькулятором кВА в усилители, чтобы ответить на этот вопрос:
Как мы видим, генератор на 65 кВА при 220 В может создать ток почти 300 ампер.
Пример 2: Что такое 1 кВА в амперах?
Чтобы рассчитать ампер для себя, полезно знать, что такое 1 кВА в амперах. Конечно, это также зависит от напряжения, которое вы используете. Допустим, у нас есть стандартное напряжение (220 В). Вот сколько ампер вы получите от устройства на 1 кВА:
Вы можете использовать эту информацию, чтобы подсчитать, сколько ампер вы получаете от устройств с несколькими кВА.
Пример 3: Генератор для кондиционера 5000 БТЕ
Допустим, у вас есть небольшой портативный кондиционер на 5000 БТЕ, и вы хотите купить генератор для его работы. Блоку переменного тока мощностью 5000 БТЕ требуется около 500 Вт электроэнергии. Это означает, что вам понадобится генератор 0,5 кВА. Сколько ампер он потребляет? Давайте узнаем:
Как видите, если генератор имеет напряжение 220 В, он будет создавать 2,27 ампер электрического тока.
С этим у вас есть все необходимое для преобразования кВА в амперы.Если у вас есть вопросы, вы можете задать их в комментариях ниже.
Как рассчитать мощность (Вт)
Часто говорят, что потребляемая мощность прибора в ваттах равна току, умноженному на напряжение.
К сожалению, не все так просто.
Это общепринятое мнение или «практическое правило» заставит вас рассчитывать кажущуюся мощность, а не реальную мощность (за что вам выставляют счет).
Полная мощность (ВА)
Ампер (А) x Вольт (В) = Вольт-Ампер (ВА)
Формулу выше можно использовать для расчета полной потребляемой мощности в вольт-амперах (ВА).Это уравнение даст вам приблизительное представление об использовании мощности в ваттах для , но это не совсем корректно. Для этого нужно учесть коэффициент мощности .
Реальная мощность (Вт)
Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
Эта формула учитывает коэффициент мощности и, следовательно, показывает точное энергопотребление (за которое выставлен счет).
Запутались? Воспользуйтесь нашим бесплатным онлайн-калькулятором стоимости электроэнергии.
Что такое коэффициент мощности?
Коэффициент мощности— это мера эффективности, с которой электрическое устройство преобразует вольтамперы в ватты. Коэффициент мощности представлен в виде безразмерного числа от 0 до 1.
Чем ближе число к единице, тем «лучше» коэффициент мощности. Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электроэнергия. Резистивные нагрузки, такие как большинство электрических нагревателей, будут иметь коэффициент мощности 1, поскольку они преобразуют всю подаваемую электрическую мощность в тепло.Оборудование с моторами, такие холодильники и кондиционеры, будет иметь меньший коэффициент мощности.
Почему важен коэффициент мощности?
Коэффициент мощности важен, если вы хотите узнать реальную потребляемую мощность устройства (фактическая мощность — это то, за что вам выставлен счет). См. Ниже демонстрацию того, как коэффициент мощности используется с нашим измерителем мощности для расчета реального энергопотребления моего телевизора.
Для крупных предприятий особенно важно иметь коэффициент мощности, близкий к «единице» (1), поскольку с них может взиматься плата, если они имеют низкий коэффициент мощности.Это связано с тем, что коммунальное предприятие должно подавать на объект больше тока (в амперах), чем фактически требуется. При этом они несут больше потерь при передаче. Хорошая новость заключается в том, что предприятия могут предпринять шаги для увеличения коэффициента мощности.
Пример — расчет фактической мощности телевизора
На этикетке соответствия моего телевизора указана потребляемая мощность 130 Вт .
Проблема в том, что на этикетках соответствия часто указывается максимальная мощность , а не фактическая мощность.Единственный способ узнать фактическую мощность — измерить ее с помощью подключаемого измерителя мощности. В течение двух часов измеритель мощности показал потребляемую мощность от 70 до 110 Вт, — существенно меньше, чем указано на этикетке.
В какой-то момент измеритель мощности показал, что телевизор использует 243 вольта и 0,421 ампер. Если мы будем следовать общепринятому мнению и просто умножим Вольт и Ампер без коэффициента мощности, мы получим полную потребляемую мощность следующим образом: —
- Ампер (А) X Вольт (В) = ВА
- 243 В x 0.421 А = 102,3 ВА
… затем ложно представить его как 102,3 W
Когда мы добавляем в расчет коэффициент мощности, мы получаем совсем другую цифру. Поскольку в то время измеритель мощности показал коэффициент мощности 0,65, расчет будет:
- Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
- 234 В x 0,421 А x 0,65 = 66,5 Вт
Надеюсь, вы понимаете, почему так важно делать правильный расчет.
К счастью, наши подключаемые измерители мощности сделают эти расчеты за вас.Имейте в виду, что некоторые дешевые измерители мощности не выполняют эти измерения точно и не всегда отображают реальную мощность.
Наши измерители мощности отображают реальную мощность (ватты), а также амперы (A), вольт (В) и коэффициент мощности, поэтому вы можете проверить расчет, если вам нужно.
Подключаемый измеритель мощности Reduction Revolution — наш самый дешевый и самый популярный вариант. Power Mate Lite — это высокоточная модель, которую используют профессиональные энергоаудиторы.
См. Также: наш бесплатный онлайн-калькулятор эксплуатационных расходов.
— Холли Ловелл-Смит
Как определить требования к питанию
Одна из самых сложных концепций при рассмотрении размещения центров обработки данных — это определение необходимого количества энергооборудования. Есть много способов узнать, каковы ваши требования к питанию, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:
- Ток (амперы)
- Напряжение (вольт)
- Электрическая мощность (ватты)
Расчет потребляемой мощности
Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:
ампер * вольт = ватт
Эта формула определяет, сколько энергии использует оборудование в данный момент.
Метод №1: Использование измерителей и лицевых панелей для определения требований к электропитанию вашего оборудования
Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, который отображает использование мощности. На ЖК-дисплее PDU ниже вы можете видеть, что как основной, так и резервный PDU потребляют 9 ампер:
Индикация на ЖК-дисплее PDUПроизводители также обязаны отображать допустимые диапазоны напряжения и силы тока, потребляемого на нагрузку, на лицевой панели оборудования:
Лицевая панель оборудования с указанием допустимого диапазона напряжения и потребляемого тока на нагрузку Подобное ИТ-оборудованиеобычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 В и совместимо с питанием как 120 В, так и 208 В.К этим конкретным блокам распределения питания относятся APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 А в цепях на 208 В (80% от 30 А в соответствии с Национальным электротехническим кодексом по соображениям безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:
9 ампер * 208 вольт = 1872 Вт
Причина, по которой мы используем только одно из значений на 9 ампер, связана с тем, как сконфигурированы первичная и резервная мощность. Первичное и резервное питание означает два или более блока питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одно и то же устройство, они должны потреблять одинаковое количество энергии.
При планировании резервирования мощности каждая цепь (первичная и резервная) должна быть рассчитана таким образом, чтобы выдерживать общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.
Мы обнаружили, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).
Не забудьте оставить место для маневра для «снижения мощности», поскольку все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.
Метод № 2: Использование списков оборудования для определения требований к питанию вашего оборудования
Если у вас нет PDU со считыванием показаний усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования.Вам нужно будет изучить спецификации производителя по мощности для каждой единицы оборудования, чтобы определить:
- Конфигурация оборудования CPU / RAM / HDD / SSD
- Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
- Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные источники питания)
- Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие для сетевых коммутаторов)
Например, один из наших клиентов может перечислить следующие единицы оборудования:
- 4 сервера Dell PowerEdge R420
- 1 коммутатор Juniper EX4200-48T
- 1 межсетевой экран FortiGate Fortinet 310B
Давайте определим максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования.Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации производителя по питанию и находим:
- Dell PowerEdge R420 имеет блок питания мощностью 550 Вт.
- Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
- FortiGate Fortinet 310B может потреблять максимум 5–3 А в сетях 100–240 В. Мы знаем, что нам нужна максимальная потребляемая мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольты.) В таблице данных 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство фактически потребляет на ампер меньше, чем на ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в таблице данных указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это цепь на 120 В, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.
Итак, чтобы определить максимальное энергопотребление в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:
- 4 сервера Dell: 4 сервера * 550 Вт каждый = 2200 Вт
- 1 коммутатор Juniper: 320 Вт (оставьте как есть)
- 1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 Вт
Затем сложите их вместе :
2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт
Максимальное энергопотребление этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.
Знание максимальной требуемой мощности дает основу для определения того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает предела максимальной мощности.
В SCTG мы гарантируем 100% бесперебойную работу при питании (и пропускной способности!). Часть нашего безупречного успеха в этом — это глубокие исследования и анализ, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть — это уровень избыточности, встроенный в наши центры обработки данных (например, этот).
Все, что нужно, — это базовая формула, чтобы правильно определить ваши требования к мощности.
Оставить ответ