Как перевести амперы в киловатты и наоборот: калькулятор с описанием и для чего это нужно

Евгений АфанасьевОпубликовал(а):
Обновлено: 09.09.2020

Существование современного человека без электричества даже представить, наверное, невозможно. Повсюду, во всех сферах жизни людей используются разнообразные электроприборы, устройства, механизмы, и ассортимент подобных «помощников» пополняется изо дня в день. Если еще лет 30 назад весь перечень бытовых электроприборов в среднестатистической семье ограничивался несколькими наименованиями, то сейчас это уже солидный список, каждый пункт которого по-своему важен для хозяев.

Как перевести амперы в киловатты и наоборот?
Как перевести амперы в киловатты и наоборот?

Но вот незадача – жилой фонд зачастую эксплуатируется без капитальных ремонтов чуть не по полвека. И те возможности бытовых электросетей, что закладывались когда-то, могут явно не отвечать требованиям современного изобилия бытовой электротехники. Как не допустить ошибки при выборе приборов, и как и оценить «потенциал» своей домашней электропроводки? Для этого нужно разбираться в базовых величинах бытовых электрических сетей, знать взаимосвязь между ними, уметь проводить хотя бы простейшие расчёты.

Именно этим и займемся. А так как напряжение в бытовых сетях, как правило, «большим разнообразием не балует», то есть составляет или 220 или 380 вольт, основной акцент будет сделан на силу тока и показатели мощности.  Итак, разбираемся, как перевести амперы в киловатты, и наоборот, с расчетом по формулам или с помощью предлагаемого онлайн-калькулятора.

А зачем бывают нужны переводы ампер в киловатты и наоборот?

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru.Инженер.

Задать вопрос эксперту

Большинство из той информации, что будет изложена ниже, ужа наверняка многим знакома хотя бы по школьному курсу физики. Однако, теория без практического приложения быстро теряется в закоулках памяти, и спустя несколько лет уже очень тяжело вспомнить, что к чему.  Так, может, и вовсе не нужны эти «заморочки» – ведь прекрасно обходимся мы без очень многих знаний, полученных на школьной скамье?

Ответим так – если вы действительно хороший хозяин своего дома, то без оценки параметров электрической сети вам никак не обойтись. А какая-то одна единица измерения, увы, не может в достаточно полной мере описать и возможности имеющейся проводки, и примерный расход энергии. Так что, так или иначе, придется прибегать к расчетам.

Несколько примеров, когда такие вычисления имеют практическую направленность:

  • Любой потребитель, пусть даже не особо искушённый в вопросах электротехники, приобретая то или иное бытовое устройство, обращает внимание на его мощность. Для одних случаев этот показатель говорит больше о возможностях изделия (например, электроинструмент или обогревательный прибор), для других, скорее, о потреблении энергии. Но в любом случае важно убедиться в том, что подключение этой «обновки» не будет сопровождаться перегрузкой домашней электросети или какого-то ее отдельного участка.
Показатели мощность многих бытовых приборов с высоким энергопотреблением очень часто крупно выносятся на их упаковку – сложно не заметить…
Показатели мощность многих бытовых приборов с высоким энергопотреблением очень часто крупно выносятся на их упаковку – сложно не заметить…

Оценку проводки и электрической арматуры обычно ведут по токовой нагрузке. Значит, необходимо уметь пересчитать мощность в силу тока, ее обеспечивающую. Затем уже, применяя специальные таблицы, определяют номиналы автоматических выключателей и минимально необходимую площадь сечения проводников, с учетом материала их изготовления (алюминий или медь).

Несоответствие параметров проводки или номиналов автоматов реальным условиям эксплуатации – первый шаг к серьезнейшим авариям. Особенно если до сих пор используются старые алюминиевые проводники, как на иллюстрации.
Несоответствие параметров проводки или номиналов автоматов реальным условиям эксплуатации – первый шаг к серьезнейшим авариям. Особенно если до сих пор используются старые алюминиевые проводники, как на иллюстрации.

И лишь потом, сравнивая эти обеспечивающие безопасность эксплуатации параметры с имеющимися в реальности, принимают решение или о допустимости дальнейшего использования проводки, или о необходимости прокладки новой линии, или даже полной реновации всей системы (такое тоже нередко случается).

  • Теперь глянем на схожую проблему под несколько иным углом, скажем так, с «потребительским креном». А именно: за потреблённое электричество необходимо платить. А тарифы на оплату выражаются в рублях за показатели мощности, затраченные в течение какого-то временного промежутка.

И вот иногда случается, что хозяева квартиры или дома замечают явно завышенные, по сравнению с ранее оплачиваемыми счетами, затраты. И это — при всем том, что «парк» электроприборов в доме не наращивался. Надо полагать, какое-то из устройств стало работать некорректно, в нем образовался пока что скрытый дефект, приводящий к существенному возрастанию потребляемой мощности. Выявить такого «нарушителя спокойствия» можно промером силы тока с помощью мультиметра, с последующим пересчётом в показатели мощности.

Если вдруг потребление ни с того ни с сего резко подскочило, то «ревизия по току» поможет быстро выявить «слабое звено».
Если вдруг потребление ни с того ни с сего резко подскочило, то «ревизия по току» поможет быстро выявить «слабое звено».
  • Бывает и иная причина проверить реальное потребление электроприбора. Многие встречались с ситуацией, когда в паспорте изделия указываются какие-то совершенно фантастические его возможности, а на практике владельца ожидает разочарование. То есть впечатляющие цифры на коробке в итоге не имеют под собой никакого понятного объяснения и являются обычной маркет-ловушкой недобросовестного производителя. Почему бы не убедиться в достоверности информации самому?

Если покопаться, то можно отыскать и иные значимые причины проверки параметров домашней электросети или характеристик бытовых приборов. Но и того, что уже было перечислено, вполне достаточно для понимания важности умения проводить подобные трансформации значений.

Кстати, вспомним, что это за значения и в каких единицах измеряются.

Калькуляторы перевода ватт в амперы и наоборот

Несмотря на довольно незамысловатые формулы и на даже имеющиеся переводные коэффициенты, многим пользователям все же проще провести такую трансформацию величин с помощью калькуляторов. Что ж, предоставим им такую возможность.

Ниже расположены два калькулятора – для пересчета тока в нагрузку и наоборот. Чтобы не дробить на различные нюансы, оба калькулятора сделаны универсальными, то есть могут применяться для сетей постоянного тока, однофазного и трехфазного переменного тока, для устройств с реактивной нагрузкой и без нее.

Если в последнем поле ввода не указывать коэффициент мощности (Cos φ), то он принимается равным единице, то есть реактивной мощности по умолчанию нет.

Все пользователь выбирает и указывает самостоятельно в соответствующих полях приложения – и потом нажатием кнопки «РАССЧИТАТЬ…» выводит на дисплей готовый результат. Быстро и точно!

Калькулятор перевода силы тока в мощность нагрузки

Перейти к расчётам
Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ПОТРЕБЛЯЕМУЮ МОЩНОСТЬ»
НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ
СИЛА ТОКА
РАСЧЕТ ПРОВОДИТСЯ:
КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ

Калькулятор перевода мощности прибора (приборов) в токовую нагрузку линии питания

Перейти к расчётам

Укажите запрашиваемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ СИЛУ ТОКА»
НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ
ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ
РАСЧЕТ ПРОВОДИТСЯ:
КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ

Физические единицы, характеризующие бытовую электросеть

Большинству читателей эти величины хорошо известны еще со школьной скамьи – они обязательно входят в базовый курс физики. Тем не менее, невостребованная длительное время информация  имеет свойство прятаться в глубинах сознания, поэтому – «освежим» ее.

  • Для того чтобы по замкнутой цепи пошел электрический ток, необходимо наличие напряжения. А напряжение – это разность потенциалов на противоположенных концах цепи — чаще всего рассматривается от источника питания. Сам же потенциал – это величина накопленного в данной точке электрического заряда, по сути – ее энергетическая способность. И потенциал, и его разность исчисляются в вольтах (В).
Замер напряжения в бытовой сети переменного тока
Замер напряжения в бытовой сети переменного тока

Напряжение может быть постоянным (что хорошо знают, например, автомобилисты), или переменным, в котором полюса меняются местами с определенной частотой. Это дает множество преференций в вопросах передачи электроэнергии на большие расстояния и ее использования по назначению. Поэтому-то нам в повседневной жизни чаще приходится иметь дело именно с переменным – 220 вольт (В) при частоте 50 герц (Гц).

  • Если напряжение (разность потенциалов) достаточно велико для того, чтобы «протолкнуть» носители зарядов (электроны, ионы) по замкнутой цепи через нагрузку, в этой цепи появляется электрический ток. Он характеризуется особой величиной – силой тока, показывающей, сколько заряда прошло через конкретную точку в единицу времени, то есть в секунду. Для силы тока «выделена» особая единица измерения – ампер (А).
Измерить силу тока амперметром бывает значительно сложнее – прибор должен включаться последовательно с тестируемым участком (элементом) схемы, то есть приходится организовывать искусственный разрыв цепи.
Измерить силу тока амперметром бывает значительно сложнее – прибор должен включаться последовательно с тестируемым участком (элементом) схемы, то есть приходится организовывать искусственный разрыв цепи.
  • Ток пропускается через нагрузку не просто так – от него ждут выполнения определенной работы, чаще всего связанной с преобразованием электрической энергии в другую — кинетическую, тепловую, звуковую и т.п. Количественное выражение выполняемой работы за единицу времени как раз и является мощностью. У нее своя единица измерения – ватт (Вт).

Вот эту мощность мы как раз и научимся оценивать, исходя из силы тока в цепи. И, естественно, наоборот.

Любая электрическая цепь всегда характеризуется еще и сопротивлением – общим, и на отдельных участках. И сопротивление, кстати, напрямую влияет на потребляемую мощность цепи. Но для нашей задачи, сформулированной выше, можно обойтись и без него – в базовой формуле сопротивление не фигурирует.

Раз речь пошла о базовых формулах, то самое время их напомнить.

Итак, согласно закону Ома

I = U / R

где:

I — сила тока (А);

U — напряжение (В);

R — сопротивление (Ом).

Мощность же в цепи переменного или постоянного тока можно описать следующей базовой формулой:

P = U × I

Сразу скажем, что оговорка про «базовую формулу» была сделана вовсе не зря. В цепи переменного тока при использовании некоторых типов нагрузки данное соотношение может претерпеть некоторые трансформации – об этом будет рассказано в свое время.

Итак, определив или имея изначально значение одного из параметров, несложно чисто математически вычислить показатель другого параметра. При этом напряжение в сети выступает некоторой «константой»: она или уже известна, или сразу замеряется вольтметром — благо, сделать это, в отличие от силы тока, труда не составит.

Если остаются вопросы по основным физическим величинам в электрике – рекомендуем посмотреть довольно доходчивый видеосюжет на эту тему:

Видео: Как между собой связаны основные физические величины в электротехнике?

Как измерить силу тока, чтобы оценить мощность?

Если нет возможности по документам оценить мощность включенного в цепь прибора, или если его реальное потребление вызывает вопросы, то придётся замерять ток, и, исходя из подученных показателей, проводить расчеты. А выше уже упоминалось, что замер силы тока – не такое простое занятие.

Связано это с тем, что ток, проходящий по цепи, очень часто достигает опасных для здоровья и жизни человека значений. А необходимость организовывать разрыв цепи для подключения амперметра – только усугубляет положение. Для неопытного пользователя слишком уж велика вероятность допустить фатальную ошибку, о возможных последствиях которой лучше не думать.

Постараемся подсказать парочку способов, как можно свести к минимуму эти сложности и как выполнить замеры с достаточным уровнем и комфорта, и безопасности.

Прежде всего, имеющийся у пользователя мультиметр должен обладать возможностью таких замеров. Это касается и типа тока (переменного АC или постоянного DC) — взаимозаменяемости здесь нет. Встречаются мультиметры, например, у которых возможность измерения силы переменного тока не предусмотрена в принципе.

Вот и пример – напряжение представлено и переменным, и постоянным, а ток – только постоянный или импульсный. Переменный измерить невозможно…
Вот и пример – напряжение представлено и переменным, и постоянным, а ток – только постоянный или импульсный. Переменный измерить невозможно…

Забегая вперед скажем, что даже с таким мультитестером все равно можно попытаться решить задачу – об это будет рассказано.

Безопасное измерение силы тока в цепи 220 В с помощью специального приспособления

Итак, проблема заключается в том, чтобы разорвать цепь для последовательного включения в нее амперметра. Причем, это должно быть сделано так, чтобы все операции проходили с максимальным уровнем безопасности. Короткое замыкание или случайное касание рукой фазного провода – в лучшем случае очень неприятные, но чаще даже весьма небезопасные ситуации…

Но любому домашнему мастеру вполне по силам собрать нехитрое приспособление, которое превращает замер силы тока в простую, процедуру со вполне высоким уровнем и безопасности, и комфорта.

Для работы понадобится минимальный набор комплектующих:

  1. Сетевой шнур с вилкой, с площадью сечения гибкого медного проводника 2.5 мм². Длина шнура – какая будет мастеру удобна для подключения в розетку от места проведения замеров.
  2. Две внешних (накладных) розетки, без заземления.
  3. Отрезок изолированного медного проводника для изготовления перемычки.
  4. Прямоугольный фрагмент фанеры или того или иного листового пластика – так, чтобы на нем свободно разместились две рядом расположенные розетки.

Сборка «испытательного стенда» проводится в следующем порядке:

  • Для начала розетки крепятся к основанию – фанерной или полимерной пластине. Расположить их рекомендуется примерно так, как показано на следующей иллюстрации.
Рекомендуемое расположение розеток на фанерном (полимерном) фрагменте. Особенности крепления – у каждой модели розетки свои, но разобраться в этом несложно.
Рекомендуемое расположение розеток на фанерном (полимерном) фрагменте. Особенности крепления – у каждой модели розетки свои, но разобраться в этом несложно.
  • С «механикой» закончено – пора переходить к «электротехнической части». А именно:

— Два провода сетевого шнура (ноль и фаза) коммутируются каждый к одному контакту обеих розеток. Где окажется ноль, а где фаза  в данном случае не имеет никакого значения.

— Оставшиеся свободными контакты розеток соединяются между собой перемычкой из подготовленного отрезка провода.

Схема подключения проводов на «испытательном стенде». Показано условно, так как, естественно, все соединения скрыты диэлектрическими корпусами розеток.
Схема подключения проводов на «испытательном стенде». Показано условно, так как, естественно, все соединения скрыты диэлектрическими корпусами розеток.
  • Осталось поставить на место корпуса розеток, чтобы надёжно закрыть оголённые контакты – и прибор готов к работе.

Если присмотреться, то перед нами электрическая цепь с двумя разрывами – в аккурат на розетках. Один разрыв необходим для подключения тестируемой нагрузки (проверяемого бытового прибора), второй — для последовательного включения амперметра в общую цепь.

Итак, если все готово, и стоит задача проверить реальную мощность того или иного бытового прибора, то поступить видится правильным следующим образом:

  • Приспособление устанавливается в любом удобном для работы месте, на столе или на полу, в зависимости от особенностей тестируемого электроприбора.
  • Сетевой шнур подключается к розетке 220 вольт.
  • Да, мы знаем, что в сети в идеале должно быть 220 вольт, но убедиться в этом не помешает. Не секрет, что электросети иногда «грешат» серьёзными перепадами, которые, может быть, и не особо отражаются внешне на работе бытовых приборов. Но для точного проведения расчёта есть смысл заранее промерить напряжение на момент проверки — так результат вычислений будет максимально точный
Проверка уровня сетевого напряжения перед замером силы тока в цепи с нагрузкой.
Проверка уровня сетевого напряжения перед замером силы тока в цепи с нагрузкой.

Выполнить замер сетевого напряжения – задача несложная. Такая возможность реализована практически на всех мультиметрах. Необходимо лишь заранее перевести прибор в режим измерения переменного напряжения (V AC или ~V), установить максимальный предел (больше 220 вольт – в разных мультиметрах это может быть 300, 500, 750 вольт). А затем останется щупы вольтметра опустить в гнезда розеток, к которым подключены проводники сетевого шнура. Это хорошо показано на иллюстрации выше.

Снятое показание вольтметра запоминают или записывают.

  • Теперь мультиметр необходимо перевести в режим замера силы переменного тока. Повторимся – не во всех приборах такая функция реализована. Перевод может заключаться не только в установке режима переключателем, но и в смене гнезд одного или даже обоих щупов. Так, чтобы обезопасить прибор от слишком высоких показателей силы тока, пропускаемого через него. Кроме того, замеры силы тока более 1 ампера обычно ограничиваются по времени и периодичности. Обычно на корпусе мультиметра надписью однозначно говориться, например, что длительность одного замера не должна превысить стольких-то секунд, и очередной замер можно проводить после такой-то паузы. Здесь придётся хорошенько разобраться с конкретной моделью мультитестера.

Хорошенько разберитесь со своим мультиметром!

Прежде чем приступать к работе с новоприобретенным прибором, требуется досконально ознакомиться с его возможностями, типами и пределами измерений, особенностями приведения в рабочее состояние и технологии проведения замеров. Рассмотреть все модели невозможно, но основные типы мультиметров и главные правила работы с ними неплохо расписаны в специальной публикации нашего портала.

  • Если все выполнено, то щупы амперметра вставляются в гнезда одной из розеток «испытательного стенда». Какой из двух – разницы не имеет.
  • Во вторую розетку вставляется вилка сетевого шнура тестируемого бытового прибора.
Подключение проверяемого бытового прибора и мультитестера для замера силы тока.
Подключение проверяемого бытового прибора и мультитестера для замера силы тока.
  • Вот теперь можно провести пуск нагрузки в нужном режиме мощности (если она варьируется) – и снять показания амперметра. Превышать максимальную длительность замера – крайне нежелательно, так как это может повлечь перегорание мультиметра. То есть после снятия нужных показаний (когда они вырастут до максимума и стабилизируются) испытываемый бытовой прибор тут же отключается.

Примечание: Некоторые приборы или изделия могут и не иметь никаких клавиш (кнопок) включения-выключения. Простейший пример – обычный паяльник. В этом случае, должно быть, удобнее цепь замыкать именно щупами мультиметра. То есть сначала в одну из розеток включается тестируемый прибор, а лишь затем щупы амперметра заводятся во вторую розетку. Аналогично и размыкание цепи после снятия показаний проводится извлечением щупов – это проще и быстрее, чем вытаскивать вилку.

Имея реально снятые значения напряжения питания и силы тока, проходящего через тестируемый работающий бытовой прибор, по указанной выше формуле несложно рассчитать и потребляемую мощность изделия.

А можно ли измерить силу тока … вольтметром?

Как уже не раз подчеркивалось, далеко не все измерительные приборы способны работать в режиме амперметра в сети переменного тока, тем более – при высоких, опасных значениях, порядка 0,5 ампера и выше.  Стало быть, если в распоряжении только такой мультитестер, провести измерения невозможно?

Не спешите с этим соглашаться – есть интересный способ, когда для определения силы тока в цепи можно обойтись…вольтметром.

Все очень просто – для этого просто надо вспомнить формулу закона Ома —  сила тока равна отношению напряжения на сопротивление. Но узнать сопротивление всей цепи, с включенными в нее приборами нагрузки – довольно хлопотное, а порой – и вовсе невозможное дело. Как быть?

Ничего страшного – для участка цепи закон Ома имеет такой же вид, только фигурирует в нем сопротивление этого участка и падение напряжения на нем. (Падение напряжения – это показатель напряжения между началом и концом тестируемого участка цепи).

Ну а сила тока на всех неразветвленных участках замкнутой цепи обязательно одинакова. То есть «сколько выходит – столько и приходит».

Надежные «сторожа» от утечек тока – УЗО и дифференциальные автоматы

Именно на упомянутом выше принципе, то есть «сколько зашло – столько и вышло», как раз и строится работа устройств защиты цепи от утечек. Если баланс нарушается, то есть появляется утечка тока «на сторону», автоматика мгновенно разорвет цепь. О подобных приборах защиты – УЗО и дифференциальных автоматах, подробно рассказывается в специальной публикации нашего портала.

Итак, количество ампер (А) равно количеству вольт (В), разделённое на количество ом (Ω или Ом).

Но тогда получается, что если намеренно создать какой-то участок цепи, в котором сопротивление будет равно ровно одному ому, то падение напряжения на нем покажет одновременно и силу тока, проходящего через него!

I = U / R

и при сопротивлении R = 1 Ω

I = U / 1 = U

Как создать такой участок?

— Первый вариант – использовать мощный резистор заводского изготовления с номиналом 1 Ом.  Поискать придется в магазинах или на рынках радио-  и электротехнических деталей.

Мощный (50 Вт) керамический резистор номиналом в 1 Ом – можно приобрести в магазине.
Мощный (50 Вт) керамический резистор номиналом в 1 Ом – можно приобрести в магазине.

— Второй вариант – изготовить такой резистор самостоятельно. Это не столь сложно, если в распоряжении есть нихромовая проволока, напроимер, от старой спирали. В качестве основания вполне подойдет полоска из текстолита или гетинакса. Длину отрезка проволоки для навивки «спирали» вполне можно рассчитать, если отыскать в интернете таблицу удельных сопротивлений для нихромовых проводников различного диаметра. Информации в интернете на этот счет – сколько угодно…

Примерно так может выглядеть самодельный резистор на 1 Ом.
Примерно так может выглядеть самодельный резистор на 1 Ом.

Кстати, для удобства можно снабдить свое изделие ножками-штырьками, с тем расчетом, чтобы они идеально подходили для установку в розетку нашего «испытательного стенда».

Что дальше? Да всё просто – одна розетка, опять же, служит для подключения нагрузки. Во вторую подключается резистор на 1 Ом. Щупы мультитестера, переведенного в режим измерения напряжения, можно зажимами закрепить на обоих концах этого сопротивления.

Определение величины силы тока в цепи замером падения напряжения на эталонном участке.
Определение величины силы тока в цепи замером падения напряжения на эталонном участке.

Включается нагрузка – и на шкале или дисплее мультиметра считывается величина падения напряжения на этом искусственно созданном участке цепи с сопротивлением1 Ом (в вольтах). Это же значение будет соответствовать и силе тока в цепи (в амперах).

Важно: Значение силы тока может быть довольно высоким. Резистор при замыкании цепи может начать быстро нагреваться вплоть до покраснения проводника. То есть все замеры следует проводить максимально быстро и очень аккуратно. 

И, опять же, при наличии снятых показаний несложно рассчитать мощность нагрузки. Но не сделайте ошибки – напряжение в формулу подставляется именно сетевое, а вовсе не то значение падения напряжения, что снято на «эталонном участке цепи» с сопротивлением 1 Ом.

Особенности расчетов мощности для некоторых электрических цепей

Цепи постоянного тока и однофазного переменного тока с нагрузкой невысокой мощности

Все, о чем говорилось выше, вполне справедливо для цепей постоянного тока. И для переменного однофазного тока ( с напряжением 220 вольт), если речь идет о маломощной нагрузке (обычно в таком случае принято говорить о нагрузке ниже 1 киловатта), или же при подключении приборов, в которых используется только активная мощность.

Бытовые нагревательные приборы (даже высокой мощности), домашнее осветительное оборудование, приборы и инструменты невысокой мощности (до 1000 Вт) вполне можно оценивать по упрощенной схеме.
Бытовые нагревательные приборы (даже высокой мощности), домашнее осветительное оборудование, приборы и инструменты невысокой мощности (до 1000 Вт) вполне можно оценивать по упрощенной схеме.

К таким типам нагрузки можно отнести, скажем, светильники, работающие с лампами накала или со светодиодными, а также большинство бытовых обогревателей, не оснащенных электроприводами. По сути, в таких нагревательных приборах вся потребляемая электрическая энергия трансформируется в тепло, и потери минимальны.

Итак, в таких цепях работают формулы:

P = U × I — если требуется по замеренной силе тока оценить мощность

или

I = P / U — в случае необходимости оценить токовую нагрузку на проводку и электроарматуру при известной мощности подключаемых приборов.

Если на линии подключено несколько приборов, то их мощность предварительно суммируется, и по этому совокупному показателю оценивается токовая нагрузка на проводку.
Кстати, опытные электрики проводят такие оценки буквально за секунды. Дело в том, что если иметь дело с бытовым напряжением 220 вольт, то заведомо определяются две примерные «константы» для перевода из одной величины в другую. Попробуйте подставить в формулу 220 вольт и, поочередно, единицу вместо ампер или ватт. Получается:

1 Вт соответствует току 0,045 А

или

1 кВт нагрузки соответствует току 4,5 А.

И, аналогично, для обратной оценки

1 А силы тока соответствует нагрузке 220 Вт или 0,22 кВт.

Справедливости ради отметим, что большинство электриков все же принимает округленное соотношение, то есть току в 1 ампер соответствует нагрузка 0,2 киловатта.

Цепи однофазного переменного тока с реактивной нагрузкой

Очень многие бытовые приборы оснащаются электроприводами – двигателями, приводящими в движение кинематику устройства или обеспечивающими функционирование  насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п. А для работы таких изделий задействуется не только активная мощность (та самая, что получается по расчётам, приведенным выше), но и так называемая реактивная. На необходима для создания условий, в которых обеспечивается работа электротехнических устройств, например, электродвигателей или даже мощных газоразрядных ламп.

Для электрических приборов и машин, оснащенных электроприводами, при оценке мощности обязательно учитывается еще и реактивная ее составляющая.
Для электрических приборов и машин, оснащенных электроприводами, при оценке мощности обязательно учитывается еще и реактивная ее составляющая.

Эта реактивная мощность, образно выражаясь, постоянно перетекает из сети в нагрузку, постепенно развеиваясь в виде выработанного тепла. Так что правильно просчитать реальную потребляемую мощность прибора только по текущими показателям тока и напряжения – не удастся. А вот на проводку и на автоматические выключатели линии реактивная составляющая также оказывает весьма ощутимую нагрузку, которую приходится обязательно учитывать.

Физически эта реактивная мощность описывается коэффициентом, который равен косинусу угла сдвига фаз тока и напряжения.

На иллюстрации ниже показано несколько графиков. Первый – это синусоиды тока и напряжения в изделиях, где реактивная нагрузка отсутствует. Второй сверху – очевидный сдвиг фаз в электротехнических устройствах с реактивной нагрузкой. И нижний – результирующий, показывающий, что в таких устройствах мощность ни при каких условиях не достигает минимальных значений именно за счет имеющегося сдвига фаз – это, упрощенно говоря, как раз и есть реактивная составляющая.

Графическое пояснение принципа реактивной мощности
Графическое пояснение принципа реактивной мощности

Для таких приборов и машин формула расчета несколько преображается.

P = U × I × Cos φ

и

I = P /(U × Cos φ)

Коэффициент мощности (Cos φ) обычно указывается на шильдиках изделий или в их техническом паспорте.
Коэффициент мощности (Cos φ) обычно указывается на шильдиках изделий или в их техническом паспорте.

Кстати, формулу с коэффициентом мощности вполне можно считать универсальной для однофазной цепи. Просто при отсутствии смещения фаз (φ = 0), косинус становится равным единице, то есть никакого влияния на конечный результат не оказывает.

Важно уяснить, что оценивать проводку линии питания следует именно по суммарной нагрузке (активной + реактивной), а не по полезной или потребляемой мощности прибора.  Чтобы не было путаницы, принято выражать в ваттах или киловаттах (Вт или кВт) потребляемую мощность, а суммарную нагрузку, с учетом реактивной составляющей – в вольт-амперах (ВА или кВА). По сути, казалось бы, то же самое.  Просто если в паспорте (на шильдике) указаны Вт или кВт, то следует еще пересчитать суммарную мощность с учетом коэффициента Cos φЕсли же указано ВА, то этого достаточно для оценки возможности проводки, а реальную мощность можно «понизить» с использованием все того же коэффициента.

Указание выходных мощностных параметров стабилизатора напряжения и в ваттах, и в вольт-амперах.
Указание выходных мощностных параметров стабилизатора напряжения и в ваттах, и в вольт-амперах.

Интересно, что, например, мощностные характеристики многих генераторов или стабилизаторов напряжения обычно как раз чаще всего показываются именно вольт-амперным выражением. А иногда и «полезной» мощностью, в ваттах, и общей — в вольт-амперах. Понятно, что вольт-амперная характеристика всегда будет выше потребляемой мощности, так как учитывает запас на реактивную составляющую.

Цепи трехфазного переменного тока

А как быть в сети трехфазного переменного тока? Имеется в виду, конечно, не подключение однофазного прибора к одной из фаз, то есть к 220 вольтам, а полноценная нагрузка, распределенная по трем фазам. Встречается такое в бытовых условиях не столь часто, но все же знать это будет полезно.

Как правило, трехфазные электроприборы и машины, используемые на бытовом уровне, собираются по схеме «звезды». Схема «треугольник» распространена меньше, поэтому о ее расчете речь ниже идти не будет.

Различия в схемах подключения трехфазной нагрузки – «звезда» и «треугольник».
Различия в схемах подключения трехфазной нагрузки – «звезда» и «треугольник».

Итак, сила тока может быть замерена на любом из лучей этой звезды. Мощность трехфазной нагрузки при этом определится формулой

P = √ 3 × U × I

где U – это линейное напряжение питания, равное в данном случае 380 вольт.

Проявляющему любопытство читателю эта формула сразу же наглядно демонстрирует, насколько трехфазная сеть выгоднее для питания оборудования высокой мощности. Взгляните, это интересно:

√ 3 ≈ 1,73

380 / 220 ≈ 1,73

то есть

P = √ 3 × U × I = 1,73 × 1,73 × 220 × I = 3 × 220 × I

То есть при равном значении силы тока, проходящим через проводник, мощность возрастает втрое по сравнению с однофазным прибором. Или, если иначе – при равной мощности подключённых приборов токовая нагрузка на отельный проводник снижается в √ 3 (или в 1.73) раз. А это – очень немало, особенно если приходится оперировать показателями в десятки киловатт!

Можно, кстати, по аналогии с однофазной сетью, определить поправочные коэффициенты для быстрого перевода ватт в амперы и наоборот. Так, для трехфазной нагрузки отслеживается такая взаимозависимость:

— для нагрузки в 1 кВт требуется ток силой 1.5 А

или

— ток силой 1 А будет соответствовать нагрузке 0,66 кВт.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените:
  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
3.1
  • Старовер Варнаков

    Ответить

    Профессионалам эта информация известна, а ни один «чайник» эту статью до конца не дочитает. Для кого столько «воды»?

Добавить комментарий