Правильно розрахувати силу струму необхідно для багатьох робіт, пов'язаних з електропроводкою і проектуванням схемотехнических і побутових приладів. Помилки або нехтування такими розрахунками можуть мати серйозні наслідки, так як від сили і потужності струму залежить тип прокладається кабелю, правильний вибір якого визначає пожежну безпеку і економічну доцільність.

Принципи розрахунку струму

Знати в амперах силу струму, що протікає в ланцюзі, важливо для розрахунку перетину дроту, яким прокладається проводка, і вибору автомата, що оберігає мережу від перевантажень. Більше, ніж потрібно, значення перерізу викликає додаткові витрати, менша - викличе перегрів електропроводки, що загрожує розплавленням ізоляції кабелю і пожежею.

Правильний вибір автомата також важливий, так як великий запас по струму виявиться марний, якщо вимикач спрацює пізно, і обладнання встигне вийти з ладу, а надто маленький запас викличе дуже часте спрацьовування аварійного відключення при підвищенні споживаної потужності в допустимих межах.

Згідно із законом Ома можна розрахувати струм як відношення напруги між двома точками до опору цієї ділянки ланцюга (опір самого проводу). Цей параметр у дроти залежить від його матеріалу, довжини і перетину. При використанні стандартних матеріалів (алюміній або мідь) єдиним параметром, на який можна впливати залишається перетин провідника. А він залежить від передбачуваного протікає струму.

Сила струму в розетці на 220 В зазвичай не перевищує 6 ампер. Це означає, що сумарна потужність підключених до розетки електроприладів не повинна перевищувати 1300 Вт. В іншому випадку потрібно укладання особливих проводів зі збільшеним перетином.

обчислення потужності

Формула потужності електричного струму і принцип розрахунку будуть відрізнятися при розгляді ланцюгів постійного і змінного струмів. Постійний струм використовується в бортовій мережі автомобілів, портативних пристроях, напрузі тролейбусів. Змінний - застосовується в електричній проводці будівель, потужних електродвигунах і генераторах.

При постійній напрузі

Щоб припустити значення струму, потрібно знати потужність використовуваних споживачів електроенергії. Розрахунок струму по потужності виробляється з цієї величини за формулою:

I = P / U,

де I - сила струму, U - напруга в мережі, P - сумарна потужність, яку споживатимуть підключені пристрої.

Для прикладу можна порахувати ток харчування електродвигуна тролейбуса 150 кВт. У тролейбусної мережі використовується постійна напруга 600 В. Відповідно, при обчисленні струму через зазначену формулу, виходить значення, рівне 250 ампер. Для таких великих значень в тролейбусної мережі використовуються спеціальні дроти.

Існують спеціальні таблиці, що дозволяють за відомим току відразу знайти перетин мідного або алюмінієвого провідника. Це ж значення можна обчислити в калькуляторі онлайн. Необхідно ввести використовуваний матеріал, ток або потужність споживача - і сервіс розрахує оптимальний перетин. У стандартних проводках будівель використовуються перетину 1, 5 квадратних міліметра для мереж освітлення і 2, 5 кв. мм. для розеток.

При змінній напрузі

Для живлення електричних мереж домашніх і офісних будівель використовується змінна напруга. Його застосування обгрунтовано декількома причинами:

  1. Менші витрати при передачі по ЛЕП;
  2. Просте створення підвищувальних і понижувальних напруга пристроїв;
  3. Відсутність полярності.

А для живлення пристроїв постійного струму застосовуються різного роду випрямлячі.

Потужність змінного струму сильно залежить від параметрів живиться навантаження. Тому формула електричної потужності в змінних мережах набуває вигляду:

P = U ⋅ I ⋅ cosφ,

де cosφ визначає характер навантаження.

У таких ланцюгах це активна потужність, тобто перетворюється при роботі в інші види енергії: електромагнітну і теплову.

Для активного опору, тобто звичайних резисторів, cosφ = 1. Чим більша реактивна складова в ланцюзі, тобто більше елементів мають ємнісний або індуктивний опір, тим менше буде cosφ. Коефіцієнт cosφ для більшості електроприладів має значення 0, 95, виняток становлять лише зварювальні апарати і електродвигуни, що мають високу індуктивне навантаження.

Існує і реактивна потужність. Вона визначає енергію, що подається з джерела живлення в реактивні елементи, а потім повертається цими елементами назад. Формула потужності струму для реактивних ланцюгів має вигляд:

P = U ⋅ I ⋅ sinφ.

Тут sinφ характеризує внесок в повну потужність індуктивних і конденсаторних елементів. Вимірюється реактивна потужність в таких одиницях, як вар (вольт-ампер реактивний).

У промислових електромережах поширені трифазні системи. Їх переваги важливі для індустрії:

  • Більш економна передача електрики на далекі відстані;
  • Зменшення витрат при створенні електродвигунів 3-х фазної системи;
  • Рівномірність механічного навантаження на електрогенератор.

Особливістю трифазних систем електричного струму є те, що напруга в цих системах використовується підвищений, рівне 380 В. При розподіленої по трьом гілкам навантаженні це призводить до зменшення робочого струму по відношенню до однофазної системі, в якій робочою напругою прийнято 220 В. Формула для розрахунку потужності в трифазного ланцюга матиме такий вигляд:

P = 1, 73 ⋅ I ⋅ U ⋅ cosφ.

Підвищувальний коефіцієнт 1, 73 тут пов'язаний з розподіленим навантаженням і меншим впливом реактивної складової в таких системах.

Розрахувати значення змінного струму, знаючи споживану потужність, легко за вказаними формулами. Наприклад, для однофазної мережі:

I = P / (U ⋅ cosφ).

вибір електроприладів

Щоб дізнатися, який побутовий прилад підійде для електропроводки будинку, а для якого краще використовувати промислову, потрібно звернути увагу на його потужність. Цей параметр завжди написаний в керівництві по експлуатації або технічні характеристики пристрою.

Варто насторожитися, якщо потужність вказана більше 1, 5 кВт, так як для таких приладів потрібно використовувати збільшене перетин проводів живильної мережі. Зазвичай домашні електроприлади мають меншу потужність.

Виняток можуть скласти пральні машини, електроплити, деякі види пилососів. Будинки з електроплитами завжди мають для них окрему проводку, а для харчування пральної машини краще протягнути окремий провід збільшеного перетину.

Далі слід визначитися з вибором автоматичного вимикача для груп споживачів електроструму. Його слід вибирати саме на групу, з метою економії місця в розподільчому щитку, і щоб бути більш вільним у підключенні приладів до різних розеток. Які групи краще вибрати:

  • електроплита;
  • Пральна машина і водонагрівач;
  • Решта розетки і освітлення.

У будинках з електроплитами найбільш високим споживанням буде володіти саме плита. Її потужність становить 10 кВт, що при стандартній напрузі 220 В означає струм споживання 45 А, cosφ тут дорівнює 1. На електроплиту потрібен окремий автомат, тому тут він вибирається його на 50 ампер.

Великим токопотребленіе відрізняється також і пральна машина. Стандартна пралка споживає 2, 5 кВт, що відповідає 12, 5 А. Незважаючи на cosφ = 0, 8 у електродвигуна пральної машини, в ній велика кількість електроніки, тому для розрахунку беремо cosφ = 1. Ще більша потужність у водонагрівача - до 8 кВт . Якщо передбачається використовувати їх одночасно зі пральки - варто брати автомат підвищеного Ампераж, так як сумарна потужність двох цих приладів складе 10, 5 кВт, тобто потрібен ще один автомат на 50 А. А краще зробити два окремих автомата: 40 А - на водонагрівач, і 15 А - на пральну машину.

Решта розетки і освітлення можна визначити в окрему групу. Їх загальне енергоспоживання оцінюється в 1, 5 кВт, тобто автомата на 10 А буде досить для третьої групи.

Прилади для вимірювання величин

Вимірювання електротехнічних величин виробляються спеціальними пристроями. Струм вимірюється амперметром, напруга - вольтметром, а потужність можна поміряти ваттметром, або обчислити її за формулою з значень перших двох значень.

За допомогою онлайн-калькулятора можна обчислити не тільки струм при відомій потужності споживачів, але і перетин потрібних для електропроводки проводів.

Обчислення сили струму і параметрів проводки по потужності споживачів електроенергії - дуже важлива частина проектування будівлі або квартири, тому потрібно підійти до цього виважено і відповідально.

Категорія:

Технології