Кому-то этот вопрос покажется наивным — ведь все так очевидно! Но ведь школьные знания физики, если они не имеют практического применения в жизни человека, имеют свойство медленно испаряться. И задача понимания взаимосвязи между этими двумя величинами иногда становится актуальной даже для людей, далеких от электротехники, чисто повседневно. Например, при покупке новой бытовой техники, электрооборудования для автомобиля, при установке новой розетки или выключателя, при прокладке линии электропередачи и т.д.
Как преобразовать амперы в киловатты
Сразу оговоримся, что в самой постановке вопроса — как перевести амперы в киловатты, уже есть явная неточность. Это тесно связанные, но все же совершенно разные количества. То есть речь может идти не о переводе, а о наглядном представлении этой взаимосвязи и умении при необходимости произвести необходимые расчеты. Об этом и пойдет речь далее.
Какая взаимосвязь между показателями силы тока, напряжения и потребляемой мощности?
Для начала несколько слов о природе этих величин.
- Напряжение — это разница электрических потенциалов между двумя точками в цепи. А потенциал, проще говоря, — это количество заряда, которое, по сути, является индикатором энергии в данной точке. Измеряется в вольтах (В).
- При наличии разности потенциалов (т.е напряжения), когда цепь замкнута, через нее начинает течь ток — прямое движение электрически заряженных частиц. Индикатор силы тока — это количество заряда, прошедшего через точку за единицу времени (в секунду). Единицы измерения — амперы (А).
- Наконец, конечной целью электрического тока в устройствах и устройствах является выполнение определенной работы, связанной с перемещением самого заряда или преобразованием в другие виды энергии: тепловую, кинетическую, волновую и т.д. Количество этой работы, выполняемой за единицу времени (в секунду), и есть электрическая мощность. Единица измерения — ватт (Вт).
Для каждой из упомянутых величин существуют производные величины с десятичными знаками. Необязательно знать весь «спектр», но необходимо понимать наиболее используемые:
- микро… (mk или µ) — n × 0,000 001
- милли… (м) — n × 0,001
- килограмм… (k) — n × 1000
- мега… (M) — n × 1,000,000
Например, показатель мощности 3,2 кВт — это не более 3200 Вт
При выполнении расчетов все значения должны быть приведены к одинаковым десятичным производным. Обычно дома работают с «чистыми» значениями и только показатель мощности, если он достаточно высокий, выдается в результате в киловаттах.
Связь этих трех величин в упрощенной форме для цепи постоянного тока описывается следующей формулой:
P = U × I
где это находится:
П — мощность, Вт;
U — напряжение, В;
I — сила тока, А.
Как видите, выполнить расчет, зная эту формулу, не составит труда.
Для чего бывают необходимы такие расчеты?
Посмотрим, так ли нужен такой расчет?
- Даже неопытный в электротехнике человек наверняка увидел в паспортных характеристиках бытовой техники показатель их энергопотребления, выраженный в ваттах или киловаттах. А для обеспечения безопасности эксплуатации электропроводку дома (а точнее его отдельные линии) необходимо защитить автоматическими выключателями. Ну или предохранители — «пробки», которые до сих пор встречаются в старых домах. А на автоматических выключателях или предохранителях максимальный ток указывается в амперах. Вот классический пример, когда необходимо оценить, какое устройство защиты по номиналу подходит для конкретной нагрузки, выраженной в ваттах.
Обычная картина такова, что мощность указывается в характеристиках устройств, а автоматы рассчитаны на определенный ток. Нам нужно рассчитать совпадение.
Это особенно важно, если линии выделены для подключения мощной бытовой техники. Здесь будет важна не только оценка машины, но и сечение кабеля для прокладки такой линии.
Какой кабель нужно прокладывать в домашней электросети?
Однозначного ответа на этот вопрос нет — нужно учитывать множество нюансов. Они хорошо описаны в специальной публикации нашего портала «Какой кабель использовать для разводки в квартире».
- Текущие ограничения могут также существовать на электрическую арматуру — розетки, выключатели, концевые соединители и т.д. Часто они указываются прямо на корпусе инструмента. То есть необходимо рассчитать, какая допустимая нагрузка в ваттах может быть подключена к такой точке. Опять же, такие расчеты должны иметь особое значение для тех, кто любит использовать удлинители с тройниками (что категорически не рекомендуется), таким образом подключая несколько устройств к одной розетке одновременно.
Некоторые даже не задумываются о том, сможет ли розетка долго выдерживать такую нагрузку. А это чревато очень серьезными последствиями.
- Ситуация с необходимостью считать в ту или иную сторону может возникнуть у автомобилистов. Например, вы купили устройство, и вам нужно выяснить, какой предохранитель использовать для защиты линии его подключения.
- также нужна обратная задача. Это может быть вызвано отсутствием информации о фактическом энергопотреблении того или иного устройства. Кстати, у некоторых недобросовестных производителей бытовой техники иногда бывает такая неразбериха с индикаторами мощности, что не знаешь, чему верить. А чтобы реально оценить расход, нужно прибегнуть к замерам. Прибор для прямого измерения мощности, ваттметр — штука редкость, но вполне можно обойтись обычным мультиметром, сначала измерив напряжение и ток, а потом сделав необходимые расчеты.
Как правильно измерить силу тока?
Работать с амперметром не так-то просто, так как он должен быть подключен к разомкнутой цепи тестируемой цепи. Также необходимы особые меры предосторожности, иначе вы можете просто испортить свой измерительный прибор. Как измерить ток мультиметром — читайте в специальной публикации нашего портала.
Проводим расчеты
Как уже было сказано, для начала нужно свести начальные значения до одного представленного. Оптимальный вариант — «чистые» значения, т.е вольт, ампер, ватт.
- Расчет для постоянного тока
Здесь нет никаких сложностей. Формула была показана выше.
При расчете мощности от силы тока:
P = U × I
Если мы рассмотрим ток для известной мощности,
I = P / U
- Расчет на однофазный переменный ток
Здесь может быть особенность. Дело в том, что некоторые типы работающих нагрузок потребляют не только нормальную активную мощность, но и так называемую реактивную мощность. Проще говоря, они расходуются на обеспечение условий эксплуатации устройства: создание электромагнитных полей, индукцию, зарядку мощных конденсаторов. Интересно отметить, что эта составляющая не особо влияет на общее потребление электроэнергии, так как, образно говоря, она «загружается» обратно в сеть. Но для определения номиналов защитной автоматики сечение кабеля желательно это учитывать.
Для этого применяется специальный коэффициент мощности, иначе называемый косинусом (cos φ). Обычно указывается в технических характеристиках устройств и устройств с ярко выраженной составляющей реактивной мощности.
Значение коэффициента мощности (cos φ) на паспортной табличке асинхронного двигателя.
Формулы с этим коэффициентом имеют следующий вид:
P = U × I × cos
а также
I = P / (U × cos)
Для устройств, в которых не используется реактивная мощность (лампы накаливания, плиты, электроплиты, телевизоры, офисные приборы и т.д.), Этот коэффициент равен единице и не влияет на результаты расчета. Но если для изделий, например, с электроприводами или индукторами, этот показатель указывается в паспортных данных, правильно будет это учесть. Разница в показаниях силы тока может быть весьма значительной.
- Расчет на трехфазный переменный ток
Не будем углубляться в теорию и разновидности схем подключения трехфазной нагрузки. Приведем лишь несколько модифицированных формул, используемых для расчетов в таких условиях:
P = √3 × U × I × cos φ
а также
I = P / (√3 × U × cos φ)
Чтобы нашему читателю было проще производить необходимые расчеты, ниже размещены два калькулятора.
Для обоих общим эталоном является напряжение. А затем, в зависимости от направления расчета, отображается измеренное значение тока или известное значение мощности устройства.
Коэффициент мощности по умолчанию установлен на единицу. То есть для постоянного тока и для устройств, которые используют только активную мощность, по умолчанию оставлено как есть.
Наверное, по расчету вопросов быть не должно.
Калькулятор расчеты силы тока по известному значению потребляемой мощности
Перейти к расчетам
Укажите необходимые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ТОК» Напряжение питания
Потребление энергии
Расчет выполняется: — для цепи постоянного тока или для однофазного переменного тока — для трехфазной цепи переменного тока Коэффициент мощности (cos φ)
Калькулятор расчета потребляемой мощности по промеренному значению силы тока
Перейти к расчетам
Укажите необходимые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ» Напряжение источника питания
Текущая сила
Расчет выполняется: — для цепи постоянного тока или для однофазного переменного тока — для трехфазной цепи переменного тока Коэффициент мощности (cos φ)
Полученные значения можно использовать для дальнейшего выбора необходимых устройств защиты или стабилизации, для прогнозирования энергопотребления, для анализа правильной организации бытовой электросети.
А пример того, как рассчитываются параметры выделенной линии с последующим выбором коммутатора, хорошо показан на видео ниже:
