Amperu pārvēršana vatos: sprieguma un strāvas stipruma vienību pārvēršanas noteikumi un praktiski piemēri

Privātmāju, dzīvokļu, vasarnīcu vai nelielu saimniecības telpu īpašniekiem, kas pieslēgtas elektrībai, bieži rodas nepieciešamība pārvērst ampērus vatos vai atrisināt apgriezto uzdevumu. Lai veiktu strāvas raksturlielumus noteicošo mērvienību pārvēršanu, tiek izmantotas zināmās formulas, kas balstītas uz Oma likumu.

Mēs pastāstīsim par to, kā pareizi veikt fizikālo mērvienību pārvēršanu. Turklāt mūsu sniegtajā rakstā ir aprakstīti veidi, kā noteikt mājas tehnikas darba jaudu un palaišanas strāvas. Ir izanalizētas elektroinstalācijas komponentu šķērsgriezuma aprēķināšanas nianses.

Pieslēgto ierīču jaudas noteikšana

Lai aprēķinātu maksimāli iespējamās jaudas vērtību ķēdes posmā, ir jāsummē visu pieslēgto ierīču rādītāji. Bet ne viss ir tik vienkārši: daudzas no šīm ierīcēm ir sarežģītas elektrodinamiskas sistēmas, tāpēc to parametri ir pareizi jānosaka.

Aktīvā un pilnā jaudas sastāvdaļa

Ierīces aktīvā (jeb patērētā) jauda (P) nosaka neatgriezenisku elektroenerģijas zudumu tās darbības laikā. Tieši šo rādītāju aprēķinās elektroenerģijas skaitītājs, un līdz ar to tas ietekmē iztērēto resursu (naudas) apjomu ierīces funkcionēšanas laikā.

Aktīvo komponentu vatos norāda visiem elektroenerģijas patērētājiem. Tomēr ir vēl viens rādītājs – jaudas koeficients (cos(f)), ko var atrast tehniskajā dokumentācijā, kā arī uz īpašām plāksnītēm vai etiķetēm ar pamatparametriem.

Caur to var aprēķināt ierīces pilno jaudu (S) pēc šādas formulas:

S = P / cos(f)

Šo lielumu fizisko jēgu var aprakstīt šādi: strāva ar pilno jaudu iet no avota (transformatora) līdz elektroierīcei, kas pārveido tās aktīvo sastāvdaļu, bet atlikušo (reaktīvo) atgriež atpakaļ tīklā. Tādējādi slodze uz ķēdes komponentiem (instalāciju un automātiem) ir jāaprēķina tieši ņemot vērā pilno jaudu.

Pilnās jaudas aprēķinu var veikt, izmantojot datus, kas norādīti ierīces tehniskajā pasē vai uz elektromotora datu plāksnītes.

Lielākajai daļai sadzīves ierīču koeficients ir vienāds ar vienu, tāpēc aktīvā un pilnā jauda sakrīt. Taču, ja elektroenerģijas patērētājam ir kondensatori (kapacitātes) vai induktivitātes spole, rodas reaktīvā komponente.

Uzmanība jāpievērš šādiem aprīkojuma veidiem:

• ledusskapji;
• veļas mazgājamās mašīnas;
• kondicionieri;
• sūkņi;
• indukcijas krāsnis un plītis;
• luminiscences gaismekļi;
• televizori;
• datori un cita tehnika ar elektronisko pildījumu.

Arī bieži vien pie privātmāju elektrosistēmas vai saimniecības objektu pieslēdz darbgaldus ar elektromotoriem, loka metināšanas aparātus un citu aprīkojumu, kuram pilnā jauda ir ievērojami lielāka par patērējamo. Tāpēc pirms ierīču ieslēgšanas tīklā rūpīgi jāiepazīstas ar to tehniskajiem parametriem.

Kompresoru un motoru palaišanas strāvas

Ja sadzīves tehnika ir aprīkota ar elektromotoru, kompresoru, kvēldiegu vai transformatoru barošanas bloka ieejā, tad tās darbības sākumā uz īsu laiku rodas palaides strāvas (I_p). To vērtība var vairākas reizes pārsniegt nominālos rādītājus (I_n), kas norādīti ierīces pasē.

Šos lielumus saista šāda formula:

I_p = k * I_n

Šeit k – palaides strāvas daudzkārtības koeficients.

Elektromotoru dokumentācija satur visus sākuma strāvas aprēķinam nepieciešamos datus, tostarp arī daudzkārtības koeficientu (pēdējā kolonna).

Daudzkārtības rādītājs pārsniedz vērtību “2” šādām izplatītām sadzīves ierīcēm:

• iegremdes sūknis;
• ledusskapis un saldētava;
• jaudīgs putekļsūcējs;
• veļas mazgājamā mašīna;
• splitsistēma;
• mikroviļņu krāsns;
• neona apgaismojums;
• daži elektroinstrumentu veidi (urbis, perforators, kompresors).

Kopējās jaudas aprēķins, ja ķēdē ir šādas ierīces, jāveic, ņemot vērā to palaides strāvas. Tā kā paaugstinātā elektroenerģijas patēriņa laiks ir īss un vienlaicīga ieslēgšanās ir maz ticama, pietiek ņemt vienu, pēc palaides strāvām jaudīgāko ierīci.

Strāvas stiprums un elektroinstalācijas parametri

Lai noteiktu nepieciešamo elektroinstalācijas dzīslu šķērsgriezumu un automātisko slēdžu nominālu, veic kopējā vatu skaita pārrēķinu ampēros un iegūst maksimālās ilgstošās strāvas vērtību.

Dzīslu šķērsgriezuma un maksimāli pieļaujamās strāvas stipruma saskaņošana tiek veikta, izmantojot tabulas, ko nodrošina kabeļu ražotāji. Atkarībā no ražotāja uzņēmuma pamatrādītāji var nedaudz atšķirties, taču tiem vienmēr jāatbilst spēkā esošajam GOST 31996-2012.

Piemērs tabulai, kas parāda strāvu vadošo dzīslu šķērsgriezuma un maksimāli pieļaujamās ilgstošās strāvas atbilstību atkarībā no vadu ieguldīšanas veida

Dažreiz tiek izvēlēta elektroinstalācija nevis ar minimāli pieļaujamo šķērsgriezumu, bet gan ar nedaudz lielāku. Tas ir pamatoti, jo caurlaides spējas rezerve ļauj pieslēgt jaunas elektroierīces bez dārgās veco demontāžas un jaunu kabeļu ieguldīšanas.

Uzstādāmo elektrosadalnē automātisko slēdžu parametri tiek izvēlēti tā, lai tie garantēti izslēgtos, ja strāvas stiprums pārsniedz vērtību, kas noteikta kā maksimāli pieļaujamā ierīkotajai elektroinstalācijai.

Automāta nominālā strāva (I_n) tiek aprēķināta pēc kabelim pieļaujamās strāvas (I_p) saskaņā ar šādu formulu:

I_n <= I_p / 1.45

Parasti tiek izvēlēts automāts ar maksimālo atļauto nominālo vērtību, lai samazinātu atslēgšanās varbūtību pie spēcīgas, bet vēl pieļaujamas ķēdes slodzes.

Galveno elektrisko lielumu savstarpējā saistība

Jaudu un strāvas stiprumu var saistīt caur spriegumu (U) vai ķēdes pretestību (R). Tomēr praksē ir grūti pielietot formulu P = I² * R, jo precīzi aprēķināt pretestību reālā posmā ir apgrūtinoši.

Vienfāzes un trīsfāzes pieslēgums

Lielākā daļa sadzīves elektroinstalāciju ir vienfāzes.

Šajā gadījumā pilnās jaudas (S) un maiņstrāvas stipruma (I) pārrēķins, izmantojot zināmo spriegumu, notiek saskaņā ar šādām formulām, kas izriet no klasiskā Oma likuma:

S = U * I

I = S / U

Pašlaik ir izplatījusies prakse trīsfāžu tīkla pievadīšanas dzīvojamiem, sadzīves un maziem rūpnieciskiem objektiem. Tas ir pamatoti no kabeļu un transformatoru izmaksu samazināšanas viedokļa, ko sedz elektroenerģijas piegādātājs.

Pievadot trīsfāžu tīklu, tiek uzstādīts ieejas trīspolu automāts (augšā pa kreisi), trīsfāžu skaitītājs (augšā pa labi), un katrai atsevišķai ķēdei – parastās vienpola ierīces (apakšā pa kreisi).

Vadu dzīslu šķērsgriezums un nominālā jauda, izmantojot trīsfāžu patērētājus, tiek noteikti arī pēc strāvas stipruma, kuru aprēķina šādi:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Šeit indekss “l” nozīmē lielumu lineāro raksturu.

Plānojot un vēlāk veicot elektroinstalāciju telpās, labāk trīsfāžu patērētājus izdalīt atsevišķās ķēdēs. Ierīces, kas darbojas no standarta 220 V, cenšas vairāk vai mazāk vienmērīgi izkliedēt pa fāzēm, lai nerastos būtisks jaudas nelīdzsvars.

Dažreiz tiek pieļauta jaukta pieslēgšana ierīcēm, kas darbojas gan no vienas, gan no trim fāzēm. Šī situācija nav visvienkāršākā, tāpēc to labāk apskatīt uz konkrēta piemēra.

Pieņemsim, ka ķēdē ir iekļauta trīsfāzu indukcijas krāsns ar aktīvo jaudu 7.0 kW un jaudas koeficientu 0.9. Pie fāzes “A” ir pieslēgta mikroviļņu krāsns 0.8 kW ar starta strāvas daudzkārtības koeficientu “2”, bet pie fāzes “B” – elektriskā tējkanna 2.2 kW. Ir nepieciešams aprēķināt elektrotīkla parametrus šim posmam.

Ierīču pieslēgšanas shēma tīklam. Pie šādas konfigurācijas vienmēr uzstāda trīsfāzu automātisko slēdzi. Aizsardzībai izmantot vairākus vienfāzu automātus ir aizliegts.

Noteiksim visu ierīču pilno jaudu:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0.9 = 7800 V*A;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 V*A;

S_c = P_c = 2200 V*A.

Noteiksim katras ierīces strāvas stiprumu:

I_i = S_i / (1.73 * U_l) = 7800 / (1.73 * 380) = 11.9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7.2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Noteiksim strāvas stiprumu pa fāzēm:

I^A = I_i + I_m = 11.9 + 7.2 = 19.1 A;

I^B = I_i + I_c = 11.9 + 10 = 21.9 A;

I^C = I_i = 11.9 A.

Maksimālā stipruma strāva, kad visas elektroierīces ir ieslēgtas, plūst pa fāzi “B” un būs vienāda ar 21.9 A. Pietiekama kombinācija, lai nodrošinātu visu ierīču darbību šajā ķēdē – vara dzīslu šķērsgriezums 4,0 mm² un automātiskais slēdzis uz 20 vai 25 A.

Mājsaimniecības tīklu tipiskais spriegums

Tā kā jauda un strāvas stiprums ir saistīti caur spriegumu, ir nepieciešams precīzi noteikt šo lielumu. Līdz 2015. gada oktobrī spēkā esošā GOST 29322-2014 ieviešanai parastā tīkla spriegums bija 220 V, bet trīsfāzu – 380 V.

Saskaņā ar jauno dokumentu šie rādītāji ir saskaņoti ar Eiropas prasībām – 230 / 400 V, bet lielākā daļa sadzīves elektroapgādes sistēmu joprojām darbojas pēc vecajiem parametriem.

Reālo sprieguma vērtību var iegūt, izmantojot voltmetru. Ja skaitļi ir ievērojami mazāki par etaloniem, tad ir nepieciešams pieslēgt ieejas stabilizatoru.

5% novirze no reālās vērtības no etalona ir pieļaujama jebkurā laika posmā, bet 10% – ne ilgāk par vienu stundu. Samazinoties spriegumam, daži patērētāji, piemēram, elektriskā tējkanna, kvēlspuldze vai mikroviļņu krāsns, zaudē jaudu.

Bet ja ierīce ir aprīkota ar integrētu stabilizatoru (piemēram, gāzes katls) vai tai ir atsevišķs impulsa barošanas bloks, tad patērētā jauda paliks nemainīga.

Šajā gadījumā, ņemot vērā, ka I = S / U, sprieguma kritums izraisīs strāvas stipruma palielināšanos. Tāpēc nav ieteicams izvēlēties kabeļa dzīslu šķērsgriezumu “cieši” pie maksimālajām aprēķinātajām vērtībām, bet vēlams ir rezerve 15-20%.

Noderīgs video par tēmu

Strāvas stipruma mērīšana ar multimetru un sekojoša jaudas aprēķināšana:

Elektroniska ierīce sprieguma, strāvas stipruma noteikšanai un automātiskai jaudas aprēķināšanai:

Noteikt strāvas stiprumu, zinot tīkla spriegumu un ierīču kopējo jaudu ķēdes posmā, ir pavisam vienkārši. Sarežģītība slēpjas sākotnējo parametru mērīšanā vai aprēķināšanā.

Ja rodas šaubas par atrastā risinājuma pareizību, tad labāk vērsties pie elektriķiem, jo kļūdas aprēķinos var radīt nopietnas problēmas.

Vēlaties dalīties ar savu pieredzi ampēru pārrēķināšanā vatos? Vai jūsu arsenālā ir oriģināla metode, kas var noderēt vietnes apmeklētājiem? Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, ievietojiet fotoattēlus un uzdodiet jautājumus par raksta tēmu.