По какой формуле отыскать мощность

Расчеты мощности для электрических цепей 2-ух родов токов имеют некоторые различия. Следует знать, как правильно вычислить этот параметр, для того дабы подобрать подходящее электрическое оборудование. Рассчитывать сечение проводников либо кабеля для питания уже готового оборудования можно, зная, из чего складывается полная мощность.

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность (P) в физике – это мера, показывающая, как стремительно происходит трансформация либо передача электричества. Единица измерений – ватт (Вт, W). Значение P находится в зависимости от напряжения (U) и тока (I) в замкнутой цепи.

Для неизменного тока потребляемая нагрузкой P — это итог произведения тока и напряжения:

P в цепи не изменяющегося тока

Внимание! В данном случае значения обеих электрических черт постоянны, означает, в каждую секунду времени их величины секундны.

Формула меняет вид, если в цепи находится источник электродвижущей силы E (ЭДС):

Цепям, где ток меняет свои значения временами по синусоиде, такая формула не подходит. Вычислять P нужно, делая упор на её секундные значения во временном интервале.

Полная мощность S по собственному значению соответствует выражению:

где:

U – разность потенциалов на зажимах, (В);
I – ток, (А).

Для обозначения S применяют внесистемную единицу B*A (V*A).

Нагрузки, включенные в схемы с меняющимся током, могут быть:

активными;
реактивными: ёмкостными либо индуктивными.

Активная нагрузка (АН)

Схожей нагрузкой являются элементы устройств, имеющие активное сопротивление. Рабочая часть схожих аппаратов при прохождении через них электричества греется.

Ток, проходя через нагрузку, совершает работу, которая затрачивается на нагревание и выделение термический энергии. В чем измеряется такая нагрузка? Её определяют в омах (Ом).

К примерам АН относятся: утюг, электрическая плита, спирали фена, нить накала лампы, резистивное сопротивление.

К сведению. АН ведёт себя идиентично, как при неизменном, так и при изменяющемся во времени токе.

Емкостная нагрузка

Устройства, способные запасаться энергией в электрическом поле и создавать рециркуляцию (полный либо частичный возврат) мощности, называют ёмкостной нагрузкой. Емкостная нагрузка (ЕН) при переменном напряжении, пропуская ток, сдвигает его фазу на 900 вперёд.

Основными элементами, относящимися к ЕН, числятся:

конденсаторы;
кабельные полосы (ёмкость между жилами);
ЛЭП (полосы электропередач) сверхвысокого напряжения;
генераторы, работающие в режиме перевозбуждения.

ЕН отдаёт реактивную мощность (Q).

Цепь с конденсатором

Индуктивная нагрузка (ИН)

Нагрузка, в какой ток смещен по фазе вспять от напряжения на 900, именуется индуктивной. Она также потребляет Q.

Цепь с катушкой

При включении в сеть переменного напряжения катушки индуктивности (дросселя), у которой низкое активное сопротивление, в ней появляется ЭДС. Электродвижущая сила противоборствует приложенному напряжению.

Принципиально! В случае незапятанной индуктивности L сопротивление синусоидальному току возрастает с ростом частоты. Выделяемая на таковой нагрузке средняя мощность P равна нулю.

Примерами ИН служат:

асинхронные движки;
электромагниты;
дроссели;
реакторы;
трансформаторы;
выпрямители.

Сюда же можно отнести тиристорные преобразователи.

Отрицательное воздействие реактивной нагрузки

Если представить мощности в виде векторов, то вектора P и Q в сумме будут давать полную мощность. Она равна:

График суммарной S

Формулы для P и Q имеют вид:

P = U*I*sinφ (для сети с одной фазой) и P = √3* U*I*sinφ (для трёхфазной сети);
Q = U*I* cosφ (для сети 220 В) и Q = √3*U*I* cosφ (для полосы 380 В).

К сведению. Расчёты для трёхфазной сети верны при симметрично нагруженных фазах. В неприятном случае суммируют мощности всех фаз.

Чем меньше угол φ между векторами S и P, тем выше коэффициент мощности cosφ. Полному совпадению векторов препятствует Q. Загруженность ЛЭП и оборудования системы электроснабжения увеличивается при большенном значении угла. Происходят перегревание проводов и износ оборудования энергосистемы.

На практике основными потребителями производственных компаний выступают трансформаторы, электродвигатели и кабели большой протяжённости. Потому там лидирует ИН, потребляющая Q. Происходит перерасход потребляемой энергии, за что предприятия наказывают штрафами.

Реактивная мощность (РМ) несёт с собой следующие минусы:

не делает полезной работы;
вызывает излишние энергозатраты и неожиданный перегруз электрического оборудования;
может вызвать аварийную ситуацию.

Дабы восполнить РМ, необходимо наряду с такими потребителями включать емкостные элементы. Для этого строят устройства компенсирования Q. Они бывают конденсаторными либо индуктивными, зависимо от того, какого вида реактивная нагрузка преобладает. Конденсаторные установки, включающие в свою комплектацию батареи конденсаторов, располагают, как на силовых подстанциях, так и отдельными блоками. Схожая компенсация восполняет реактивную составляющую потребляемой от поставщика энергии.

Комплектная конденсаторная установка ККУ

Расчёт мощности по току и напряжению

Посчитать потребление P можно, зная эти два параметра I и U сети. До того, как подобрать кабели либо провода для проводки в квартире, необходимо обусловиться с P потребителей, которые можно к ним подключить. Расчёт создают после того, как измерительными устройствами фиксируют действующие показания силы тока I (А), также напряжения U (В).

Однофазовая сеть напряжением 220 вольт

При включении в цепь активной нагрузки пользуются формулой: P = U*I. В случае присутствия сдвига фаз между U и I пользуются формулой: P = U*I* cosφ.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трёхфазной сети переменного тока со сдвигом фаз итог последней формулы множат на √3. Значение угла cosφ можно уточнить в справочнике.

Таблица cosφ для бытовых устройств

При выборе сечения проводов обычно известны суммарная мощность будущих потребителей и напряжение сети.

Нужна только сила тока формула через мощность и напряжение которой имеет вид:

У формулы для расчёта тока, используя мощность и напряжение, следующие составляющие:

P – популярная мощность устройства, (Вт);
U – напряжение питания, (220/380 В);
cosφ – угол сдвига фаз.

Расчет тока можно выполнить при помощи онлайн-калькулятора.

Онлайн-калькулятор – вид интерфейса

Мощность при токах: неизменном и переменном

Когда появляется необходимость рассчитывать, сколько будет потреблять установленное оборудование, необходимо держать в голове, что существует разница между значением P при подаче неизменного и переменного напряжений.

Формула P при неизменном токе указывает P в виде произведения моментальных значений I и U. При всем этом момент времени может быть полностью хоть какой.

Выражение P в критериях синусоидального движения электронов учитывает угол, на который смещены фазы тока и напряжения. Косинус этого угла множится на произведение тока и напряжения за период времени Т. Это период времени, за который ток меняет своё значение с положительного на отрицательное:

Т = 1/f, где f – это частота 50 Гц.

Особенности расчёта в цепях переменного электричества

Дабы выполнить расчёты P, потребляемой нагрузкой в цепях изменяющегося электричества, необходимо чётко делить схемы включения. Они могут быть однофазовыми и трёхфазными.

В однофазовых цепях P находят, перемножив значение силы тока на значение напряжения (220 В). При всем этом учитывают наличие фазного сдвига между ними.

В трёхфазных сетях с напряжением 380 В рассматривают два варианта:

симметричная нагрузка по фазам;
ассиметричная нагрузка фаз.

В первом случае P находят по формуле:

Во 2-м случае нужно рассчитывать P для каждой фазы (А, В, С). Общее значение P – это итог суммирования:

P общ = PфА + PфВ + PфС.

Внимание! Когда нужно отыскать полную мощность трёхфазной цепи, находят по такому же принципу значения реактивной Q.

Читайте по теме: Своими руками зарядное устройство для авто аккума

Высчитать ток по мощности, зная, какое напряжение: фазное (220 В) либо линейное (380 В), можно и в данном случае, выразив его из общей формулы P.

Расчет потребляемой мощности

В расчетах электрической мощности появляется надобность, когда предстоит найти, сколько потребляет энергии тот либо другой потребитель. Либо, дабы произвести вычисление нагрузки, которую должны выдержать провода комнатной проводки. Для выбора поперечника проводника, которым будет выполнена проводка, необходимо подсчитать суммарную потребляемую мощность Pпотр всех бытовых устройств, сразу включенных в розетку.

где:

Pном – номинальная мощность устройства, (Вт);
Т – время работы устройства, (ч).

Если лампа накаливания, имеющая Pном = 60 Вт, будет работать в течение суток четыре часа, то Pпотр = Pном * Т = 100*4 = 400 Вт.

Таблица для определения Pном некоторых бытовых устройств

Расчет электрических цепей

Все формулы, применяемые для расчётов электроцепей, вытекают одна из другой.

Связи электрических черт

Так, к примеру, по формуле расчета мощности можно произвести расчет силы тока, если известны P и U.

Дабы выяснить, какой ток будет потреблять утюг (1100 Вт), включенный в сеть 220 В, необходимо выразить силу тока из формулы мощности:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Зная расчётное сопротивление спирали электрической плиты, можно отыскать P устройства. Мощность через сопротивление выяснят по формуле:

Существует несколько способов, позволяющих решать поставленные задачи по расчётам разных характеристик данной цепи.

Способы расчёта электрических цепей

Расчёт мощности для цепей различного рода тока помогает верно оценить состояние линий электропитания. Бытовые и промышленные аппараты, подобранные в согласовании с данными параметрами Pном и S, будут работать надёжно и выдерживать критические нагрузки годами.

Расчет Мощности по Току и Напряжению | Схема | Таблица

�� Дабы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, нужно прежде всего верно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет некорректно избран кабель, это может привести к недлинному замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть трагическими.

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.