Учимся легко считать потребляемую мощность электроприбора

Расчет потребляемой мощности

В расчетах электрической мощности возникает надобность, когда предстоит определить, сколько потребляет энергии тот или иной потребитель. Или, чтобы произвести вычисление нагрузки, которую должны выдержать провода комнатной проводки. Для выбора диаметра проводника, которым будет выполнена проводка, нужно подсчитать суммарную потребляемую мощность Pпотр всех бытовых приборов, одновременно включенных в розетку.

где:

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

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

Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения

Чтобы ответить на вопрос, как определить ток, необходимо поделить электронапряжение на общее число ватт. При этом сделать все необходимые вычисления можно самостоятельно, а можно прибегнуть к специальному онлайн-калькулятору.

Узнать потребление электроэнергии по токовой силе резистора можно умножением первой на сопротивление, выражаемое в Омах. В итоге, получится значение, представленное в вольтах, перемноженных на ом. Получится ампер.

Обратите внимание! Если нет сопротивления, нужно поделить ваттный показатель на токовую энергию, то есть следует поделить ватты на амперы и получится значение электроэнергии в вольтах. Понять мощностное показание через величину электричества с электронапряжением, можно умножив соответствующие показания с устройства

Определение мощности источника питания: способы расчетов

Для получения данного показателя вам пригодится значения силы тока, обозначаемо как (I) и напряжение, записываемо как (V) источник питания. Чтобы вычислить мощность (Р) необходимо перемножить между собой эти два значения. Данная сила тока – количество заряда, которое проходит через определенную поверхность за какой-то отрезок времени. Напряжение – это переменная величина, какую характеризует электрическое поле, что создается током.

Приблизительная мощность прибора равна произведению напряжения и силы тока. Формула выглядит как Р = I х V.

Как правило:

• Силу тока указывает на автоматических выключателях;
• Указанное значение – это максимальная сила тока, при котором включается прерыватель;
• Значение напряжения и силы тока обычно указывают на корпусе электроприбора или тэна.

Если там его нет, то следует поискать в документации к нему.

Полная мощность и ее составляющие

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

Для постоянного тока потребляемая нагрузкой P – это результат произведения тока и напряжения:

Внимание! В этом случае значения обеих электрических характеристик постоянны, значит, в каждую секунду времени их величины мгновенны. Формула меняет вид, если в цепи присутствует источник электродвижущей силы E (ЭДС):

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

Цепям, где ток меняет свои значения периодически по синусоиде, такая формула не подходит. Вычислять P необходимо, опираясь на её мгновенные значения во временном интервале.

Полная мощность S по своему значению соответствует выражению:

где:

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

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

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

• активными;
• реактивными: ёмкостными или индуктивными.

Активная нагрузка (АН)

Подобной нагрузкой являются элементы приборов, имеющие активное сопротивление. Рабочая часть подобных аппаратов при прохождении через них электричества нагревается.

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

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

К сведению. АН ведёт себя одинаково, как при постоянном, так и при изменяющемся во времени токе.

Емкостная нагрузка

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

Основными элементами, относящимися к ЕН, считаются:

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

ЕН отдаёт реактивную мощность (Q).

Индуктивная нагрузка (ИН)

Нагрузка, в которой ток сдвинут по фазе назад от напряжения на 900, называется индуктивной. Она также потребляет Q.

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

Важно! В случае чистой индуктивности L сопротивление синусоидальному току увеличивается с ростом частоты. Выделяемая на такой нагрузке средняя мощность P равна нулю

Примерами ИН служат:

• асинхронные двигатели;
• электромагниты;
• дроссели;
• реакторы;
• трансформаторы;
• выпрямители.

Сюда же можно отнести тиристорные преобразователи.

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

• трансформаторы;
• трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900

Значения cos ϕ в зависимости от типа нагрузки

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

S = √ (P2 + Q2),

где:

• S – полная мощность (ВА);
• P – активная часть (Вт);
• Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Графическое пояснение сути полной мощности

Расчет потребляемой электрической мощности дома

Информация о материале

61291

Основным показателем, рассчитываемым в проекте электрики частного дома, является общая потребляемая мощность. Заказав проект электрики, владелец частного дома обязательно получит цифру потребляемой мощности, которая будет в нем указана. Но часто бывает полезно понять ориентировочную потребляемую мощность еще до заказа проекта, на этапе покупки «киловатт». Предварительный расчет поможет Вам определиться с величиной покупаемой мощности (если есть различные предложения), а также осмысленно подойти к своим потребностям в части энергопотребления. Иногда бывает выгоднее отказаться от некоторых энергопотребителей, чем платить за лишние киловатты.

Основой расчета общей потребляемой мощности частного дома, выполняемого в ходе проектирования электрики, являются нагрузки оконечных потребителей электроэнергии. Именно данные о примерном потреблении электричества элементами освещения, силовым оборудованием и бытовыми приборами, используемыми в Вашем доме, и дадут возможность проведения самостоятельной «прикидки» требуемых киловатт.

Для самостоятельного расчета требуемой электрической мощности на Ваш дом, приводим таблицу «Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)» (Таблица №1). Данные, приведенные в таблице, основаны на нашем опыте проектирования систем электроснабжения и освещения частных домов. Являясь ориентировочными, приведенные значения потребляемой мощности достаточно точно отражают их реальные значения, поскольку взяты из технических паспортов на соответствующее оборудование.

Таблица 1. Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)

Наименование оборудования	Рн, кВт (за ед.)	Uн, В сети
Лампа накаливания	0,04…0,10	220
Лампа люминесцентная	0,04	220
Лампа светодиоднаяийпрлиныителиельнойнергии	0,02	220
Лампа галогенная	0,04	220
Розеточное место	0,1	220
Холодильник	0,5	220
Электроплита	4	220
Кухонная вытяжка	0,3	220
Посудомоечная машина	1,5	220
Измельчитель отходов	0,4	220
Электроподжиг плиты	0,1	220
Аэрогриль	1,2	220
Чайник	2,3	220
Кофемашина	2,0	220
Стиральная машина	1,5	220
Духовой шкаф	1,2	220
Посудомоечная машина	1,2	220
СВЧ-печь	1,3	220
Гидромассажная ванна	0,6	220
Сауна	6,0	380
Котел электрический	6-24	380
Котел газовый	0,2	220
Насосное оборудование котельной	0,8	220
Система химводоподготовки	0,2	220
Привод ворот	0,4	220
Телевизор «Плазма»	0,4	220
Освещение улицы	1,0	220
Компьютерное место	0,9	220
Электрический теплый пол	0,1-1,2	220
Септик	0,3-1,0	220
Канализационно-напорная станция	0,3-2,5	220-380
Кондиционер	1,5	220
Вентиляционная установка	0,3-7,4	220-380
Сауна	3,8-14	220-380
Электрокамин	0,3	220
Проводы рольставен	0,3	220
Электрические полотенцесушители	0,3-1,2	220
Парогенератор	2,0-7,0	380
Скважный насос	0,8-5,0	220-380

Кроме данных, приведенных в таблице 1, для расчета также понадобится коэффициент спроса, значение которого четко определено нормативными документами и приведено в таблице №2.

Таблица 2. Коэффициенты спроса (по нормативам)

┌────────────────────┬─────┬─────┬──────┬─────┬─────┬─────┬─────────────┐

│Заявленная мощность,│до 14│ 20 │ 30 │ 40 │ 50 │ 60 │ 70 и более │

│ кВт │ │ │ │ │ │ │ │

├────────────────────┼─────┼─────┼──────┼─────┼─────┼─────┼─────────────┤

│Коэффициент спроса │ 0,8 │0,65 │ 0,6 │0,55 │ 0,5 │0,48 │ 0,45 │

└────────────────────┴─────┴─────┴──────┴─────┴─────┴─────┴─────────────┘

Пример: если сумма потребителей у вас получилась 32,8 кВт, то по таблице №1 коэффициент спроса будет равен 0,6. Умножив 32,8 кВт на 0,6, получим ориентировочное значение потребляемой мощности (на дом) 19,68 кВт.

Полученную оценку потребляемой мощности Вашего дома Вы можете использовать в дальнейшем для корректировки значения приобретаемой мощности, либо своих потребностей, если выделенная мощность меньше полученного значения.

Расчёт мощности по току и напряжению

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

Однофазная 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 результат последней формулы умножают на √3. Значение угла cosφ можно уточнить в справочнике.

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 – известная мощность прибора, (Вт);
• U – напряжение питания, (220/380 В);
• cosφ – угол сдвига фаз.

Расчет тока можно выполнить с помощью онлайн-калькулятора.

Характеристики трехфазной системы

Реактивная мощность

Трехфазная система электропитания характеризуется несколькими значениями напряжения и тока. Все зависит от того, между какими точками схемы производятся измерения:

• между фазным проводом и нейтралью – фазное напряжение Uф;
• между отдельными фазами – линейное Uл.

Соотношение между данными параметрами:

Uл=√3∙Uф.

При симметричном распределении нагрузки токи во всех проводах равны. В четырехпроводной схеме (с заземленным нулем) ток в нулевом проводнике отсутствует, поэтому даже при обрыве нуля сеть продолжает нормально функционировать.

В том случае, когда потребление энергии по фазам различается, в нейтральном проводе протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника вызывает перекос фаз, поэтому напряжение на проводах может измениться в диапазоне от нуля до линейного.

Последствия увеличения сопротивления нейтрали

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Данная величина пришла из теории комплексных чисел, которые используются, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. В случае активной нагрузки cosϕ=1, но, чем более реактивный характер имеют потребители, тем больше коэффициент уменьшается, показывая, как снижается реальная мощность относительно полной.

Важно! Поэтому для правильного расчета и уменьшения нагрузки на генераторное оборудование в реактивных цепях устанавливают корректоры коэффициента мощности. Цепи с корректором приближают коэффициент cosϕ к единице

Особенности вычисления

К примеру, можно рассчитать потребляемую мощность электроэнергии при токе в цепи 3 А, напряжении 100 В. Величина мощности в таком случае составит 300 Вт.

В качестве внесистемной единицы измерения мощности используют вольт-ампер. Силу стараются указывать на прерывателях цепи (автоматических выключателях). Это максимальное значение, при котором будет происходить срабатывание прерывателя.

Кроме того, параметры напряжения и значение тока всегда присутствуют в документации, прилагаемой к приборам, и пишутся на его корпусе.

Значения этих физических величин, характерные для основных электрических приборов, можно отыскать в специализированных справочниках. Например, для бытовых осветительных приборов нормой считается сила тока в диапазоне пятнадцати ампер. Для мощных приборов, используемых в домашнем хозяйстве, сила тока может достигать 60 ампер. Показатель электрического напряжения в сети составляет 220 В.

СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОТРЕБЛЯЮТ БЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ?

Наверняка, в какой-то период своей жизни кому-то из вас приходилось слышать от своих домашних, что возросшие платы за электроэнергию – целиком и полностью ваша вина. То вы много смотрите телевизор, то подолгу сидите за компьютером, то много гладите или часто стираете. Опять же, вопрос размера платы за электроэнергию может вдруг взволновать и вас самих. Давайте попробуем хотя бы примерно разобраться, сколько же электроэнергии могут потреблять бытовые электроприборы.

По большому счету, если считать грубо и приблизительно, всё зависит от мощности блока питания и конкретной работы, которую компьютер в данный момент выполняет. При заявленной мощности блока от 350 до 550 Ватт, он вряд ли будет потреблять её всю даже в режиме полной загруженности. Сюда же можно добавить монитор – от 60 до 100 Ватт. Таким образом, среднестатистический блок питания 450 Ватт и монитор 100 Ватт потребляют 550 Ватт или 0,55 кВт электроэнергии в час. Опять же, эти цифра сильно завышена. Для приблизительного расчета можно взять практически максимальное значение – 0,5 кВт/ч – не ошибёмся. При пользовании компьютером 4 часа в день получаем 60 кВт/ч в месяц. Соответственно, при пользовании 8 часов в сутки – 120 кВт/ч, и так далее.

Энергопотребление холодильников рассчитывается за 365 дней для сети 220В/50Гц. Рассчитанное на 100 л полезного объема в день, оно позволяет сравнивать различные по размеру холодильники. Опять же, количество потребляемой мощности зависит от объема холодильника и от количества хранящихся в нем продуктов. Также свой отпечаток накладывают и внешние условия, меняющиеся в зависимости от времени года. В техническом паспорте на холодильник указывается энергопотребление в год. В большинстве случаев эта цифра колеблется в пределах от 230 до 450 кВт/ч. Путём нехитрых расчетов, поделив эту цифру на 12 месяцев, получаем от 20 до 40 кВт/ч. Опять же, указанное число применимо лишь для идеальных условий. В реальности же вряд ли удастся достичь этого значения.

Телевизоры бывают разные. Современный телевизор с электронно-лучевой трубкой потребляет от 60 до 100 Вт/ч. В среднем, для расчета, будем брать 100 Вт/ч. При просмотре телевизора 5 часов в день – 0,5 кВт/ч. В месяц – 15 кВт/ч. ЖК-телевизоры с достаточно большой диагональю потребляют около 200-250 Вт в час. Не последнюю роль в этом деле играет выставленная яркость. Соответственно, и число потраченных киловатт-часов в месяц можно смело умножать на 1,5. Получается от 20 до 35 кВт/ч. Небольшие ЖК-телевизоры потребляют примерно столько же, сколько и телевизоры с ЭЛТ, или чуть-чуть меньше: от 50 до 80 Вт/ч – 8-12 кВт/ч в месяц. Плазменные телевизоры с большой диагональю потребляют от 300 до 500 Ватт в час. Если у вас несколько разных телевизоров – суммируйте значения.

Мощность, потребляемая стиральной машиной – величина не постоянная, и зависит режима стирки, массы белья и типа материала. В среднем, заявленная мощность большинства стиральных машин – от 2 до 2,5 кВт/ч. Однако, редкие машинки потребляют такое количество энергии. Для расчетов можно взять от 1 до 1,5 кВт/ч. При стирке 3 раза в неделю по 2 часа, получаем от 24 до 36 кВт/ч в месяц.

Настоящие монстры потребления в квартире — чайник и утюг. Работая минимальное количество времени, они потребляют почти столько же электроэнергии, как некоторые работающие весь месяц приборы. При мощности чайника от 1,5 до 2,5 кВт/ч, пользуясь им 4 раза в день по 5 минут, получаем от 20 до 25 кВт/ч в месяц. С утюгом почти такая же история. Мощность у него примерно такая же, как и у чайника, и если гладить 3 раза в неделю по 1 часу, то получится 25 – 30 кВт/ч в месяц.

Это лишь некоторые потребители электроэнергии в вашей квартире. А ведь есть ещёосветительные приборы, пылесосы, посудомоечные машины, тёплые полы, микроволновые печи, зарядные устройства мобильных телефонов и ноутбуков.

В результате, путём простого сложения, получаем приблизительный расход от 200 до 300 кВт/ч в месяц. Опять же, без учета электроплиты. А сколько электроэнергии расходуете вы?

Данный онлайн-калькулятор предназначен для определения месячного расхода электроэнергии (в КВт/ч) в квартире, доме или офисе в зависимости от используемых систем освещения, бытовой техники и электроприборов других типов.

Полученные результаты являются ориентировочными, но благодаря им можно посчитать распределение потребления электричества по различным типам приборов и, исходя из этой информации, разработать меры по экономии затрат.

Понятие об установленной и расчетной мощности

Установленная мощность соответствует номинальным величинам и является фиксированным техническим показателем установки или системы. Для предприятий ее можно регулировать, например, снятием с эксплуатации части электроустановок. Данная величина применяется для характеристики:

• отдельного предприятия и здания;
• отраслевой группы;
• географической области и всей страны.

Под значением установленной мощности понимается активный мощностной показатель или полный.

Одним из основополагающих факторов во время проектирования электрической установки является расчет мощности, необходимой для долговременной и бесперебойной ее работы. Когда определяют, что такое расчетная мощность, имеют в виду именно эту величину.

Значения установленной и расчетной мощности связаны между собой при выполнении различных проектных работ. Величина расчетной мощности обычно определяется на основе установленной мощности (т.е. суммы номинальных мощностей потребителей электроэнергии, имеющихся в рассматриваемой части электроустановки) после принятия определенных коэффициентов для одновременного включения этих нагрузок.

Пиковая мощность – это самая высокая средняя загрузка, измеренная или рассчитанная за определенный промежуток времени (например, в течение дня, недели, месяца, года). Чаще всего период охватывает один год.

Важно! Пиковый мощностной показатель является основой для выбора энергетического оборудования с точки зрения нагрева рабочим током, определяет настройки применяемой защиты. На этапе проектирования обычно предполагается, что расчетная мощность равна пиковой, и берется фиксированный коэффициент мощности

На этапе проектирования обычно предполагается, что расчетная мощность равна пиковой, и берется фиксированный коэффициент мощности.

Расчетная мощность определяется, исходя из следующих зависимостей:

максимальный расчетный ток:

I = P /√3 х U cos φ.

• tg φ = Q/Р;
• расчетная общая мощность:

S = √(Р² + Q²).

Виды тарифов на электрическую энергию

Основными видами системы тарифов на электроэнергию являются:

• одноставочный тариф по счётчику (учитывается плата только за киловат-часы отмеченные в счетчике);
• двухставочный тариф с основной ставкой за мощность присоединённых электроприёмников (оплачиваются киловат-часы отмеченные в счетчике и суммарная мощность всех энергоприемников. Такой тариф создан для крупных промышленных предприятий, потому что их приборы имеют очень большую мощность и затраты на электрооборудование и на систему электроснабжения в ряде случаев превышает 50 % стоимости предприятия);
• двухставочный тариф с оплатой максимальной нагрузки (оплачиваются киловат-часы отмеченные в счетчике и максимальную нагрузку всех энергоприемников);
• двухставочный тариф с основной ставкой за мощность потребителя, участвующую в максимуме энергосистемы (учитывается плата за киловат-часы с дополнительной платой за мощность в часы максимальной нагрузки и в другие часы по разных ставкам);
• одноставочный тариф, дифференцированным по времени суток, дням недели, сезонам года (оплачиваются только киловат-часы отмеченные в счетчике, но ставка дифференцирована по периодам).

Базой для расчетов тарифа является Федеральный закон об использовании электроэнергии, учет потребления её в том или ином регионе и расходы на комплектующие для поставки электроэнергии к помещениям.

Чтобы понять по какому тарифу стоит оплачивать услугу нужно учесть несколько факторов:

• установлена в доме система газоснабжения;
• есть ли в доме или квартире прибор учета потребляемой электроэнергии и если есть прибор какого типа установлен;

Чтобы узнать ставку для оплаты нужно:

1. Зайти на сайт энергосбыта своего региона.
2. Выбрать вкладку тарифы.
3. Выбрать город, район, населенный пункт.
4. Из представленной таблицы выбираем нужный раздел: «В домах, оборудованных в установленном порядке стационарными электроплитами и (или) электроотопительными установками» — иными словами квартиры без газоснабжения/Для квартир и домов, оборудованных электрическими плитами/Для квартир и домов в сельских населенных пунктах».
5. Выбрать раздел с тарифным планом Вашего счетчика (без дифференциации по времени потребления, двутарифный или многотарифный счетчик).

Расчет расхода электроэнергии

Как посчитать расход электроэнергии, зная мощность прибора? Сделать это проще простого:

1. Если на приборе указан диапазон мощности, например, 400–500 Вт, тогда нужно брать среднее значение – 450 Вт.
2. Далее усредненное или точное значение мощности нужно умножить на количество часов, в течение которых работает электроприбор. Например, кондиционер мощностью 2 кВт в час работает непрерывно 8 часов в день. За день он потребит 2 кВт * 8 ч = 16 кВт электроэнергии.
3. Для месячного просчета работы кондиционера нужно количество потребляемой в день электроэнергии прибора умножить на количество дней в месяце, в течение которых работает устройство. Если взять ежедневную работу кондиционера при 8-часовой непрерывной работе, тогда за месяц получится: 16 * 30 = 480 кВт.
4. Полученное знание нужно умножить на стоимость 1 кВт/ч. Посмотреть это значение можно в квитанции на электроэнергию.

Рассчитываем энергопотребление техники

Когда вы уточнили все данные о том, какая мощность выделена для вашего дома, следует «выработать стратегию» одновременного использования мощных электроприборов, ведь ее превышение гарантированно приведет к срабатыванию защиты и обесточиванию всей квартиры.

Повторимся — кухня энергозатратнее остальных комнат, поэтому из общей мощности ей выделяется значительная часть. Номинальная мощность любого электроприбора указана на информационной табличке на корпусе или в инструкции по эксплуатации.

Чтобы не искать инструкции ко всей бытовой технике, можно воспользоваться усредненными таблицами мощности бытовых приборов. Найти в интернете такую таблицу не составит особого труда.

Располагая этими сведениями и зная ограничения электропроводки своей квартиры, вы легко просчитаете, какие кухонные девайсы можно включать одновременно без каких либо последствий для проводов.

Не стоит забывать и о других электроприборах, расположенных в квартире. Совместить чаепитие с обогревом жилища масляным обогревателем при работающей стиральной машинке вряд ли получится. Автомат с большой долей вероятности «выбьет». Одновременно можно включать только те прибры, суммарная мощность которых не превышает разрешенную мощность электропроводки.

Кто-то может подумать, что все проблемы решаются установкой автомата с большим значением номинального тока. Но делать это категорически нельзя! Иначе вы сожжете проводку и всю квартиру вместе с ней.

Мощность переменного тока

В таких цепях применять формулы для мгновенных величин нельзя, так как итоговое значение будет изменяться от минимума до максимума с частотой сети. В стандартной однофазной сети 220 V поддерживается синусоидальная форма сигнала 50 Гц.

Однако допустимо использование рассмотренных выше простых соотношений (P = U * I и других) при подключении нагрузки с резистивными характеристиками:

• ТЭНов стиральных машин;
• нагревательных спиралей инфракрасных излучателей;
• лампочек с вольфрамовой нитью накаливания.

С помощью этого выражения выясняют, какая мощность будет выделяться в нагрузке.

Активная мощность

Ситуация меняется радикальным образом, если включается мощный электродвигатель или конденсатор. Подобные нагрузки формируют колебательный контур, который обменивается энергией с источником питания. Полезные функции в данном случае выполняются только активной компонентой (Pакт). Ее вычисляют следующим образом:

• U * I – постоянный ток (переменный при резистивной нагрузке);
• U * I * cos ϕ – для ~220V, одна фаза;
• U * √3 * cos ϕ = U * 1,7321 * cos ϕ – три фазы, U * √3 * ~380V.

Реактивная мощность

Этот параметр, несмотря на отсутствие полезной работы, следует учитывать для корректной оценки важных параметров сети. Дело в том, что проводники нагреваются при пропускании тока в любом направлении. Циклические энергетические воздействия при достаточно большой интенсивности:

• разрушают жилы и защитные оболочки кабелей;
• провоцируют короткое замыкание;
• повреждают обмотки электроприводов и трансформаторы.

Реактивная составляющая определяется формулой:

Pреакт = U * I * sin ϕ.

Она принимает отрицательное (положительное) значение при подключении нагрузки с емкостными (индукционными) характеристиками, соответственно.

В чем измеряется мощность тока для подобных ситуаций, понятно из определения. Так как речь идет об изменении параметров электрического (магнитного) поля, итоговый результат обозначают вольт-амперами реактивными (единица измерения сокр. – вар).

Полная мощность

Если рассматриваемые величины выразить векторами, образуется треугольник. Длина сторон будет соответствовать потреблению энергии определенной составляющей. Угол между полной (Pполн) и активной мощностью (ϕ) используется в расчетах для вычислений. Общая формула:

Pполн = √((Pакт)2 + (Pреакт)2).

Комплексная мощность

Потребление энергии можно выразить при необходимости комплексными величинами. Используют базовые соотношения. Вместо сопротивления применяют импеданс.

Измерение мощности в цепи постоянного тока

Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко. Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью измеряют ток I в цепи, а с помощью измеряют напряжение U нагрузки. После чего применив простую формулу P=UI и получают значение мощности.

Чтоб уменьшить из-за влияний внутренних сопротивлений устройств, приборы могут подключать по различным схемам, а именно при относительно малом сопротивлении нагрузки R применяют такую схему включения:

А при большом значении R такую схему:

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

• Количества фаз питания;
• Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

• Фазный провод;
• Нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

• «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
• «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Соединение источника и потребителей

Заключение

В связи с постоянным ростом цен на электрическую энергию вопросы, касающиеся расчета потребляемой мощности, поиска способов экономии, являются своевременными и актуальными.

Практичные владельцы городских квартир и загородных особняков стараются заранее анализировать потребляемую мощность приобретаемых приборов, чтобы не оплачивать потом огромные счета за электроэнергию. Фундаментальные вычисления суммарной потребляемой мощности электрической энергии для индивидуального дома выполняют на стадии проектирования системы электрификации. В таком случае можно не только избежать лишних затрат на электрическую энергию, но и не допускать перегрузок, которые могут привести к порче приборов и даже к возгоранию.

Среди распространенных бытовых приборов, которые нужно учесть при вычислении суммарной потребляемой мощности, отметим лампы накаливания, электрическую плиту, холодильник, кухонный комбайн, пылесос, персональный комьютер, кофемашину, аэрогриль, электрический чайник, кухонную вытяжку, посудомоечную машину, бойлер.

Каждый из них рассчитан на потребление определенной мощности, то есть, будет «включен» в квитанцию за электрическую энергию. Самым простым способом достижения экономии семейного бюджета можно считать приобретение приборов для домашнего применения, имеющих класс энергосбережения А++.

Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы (избежание перегрузок). Измерять мощность можно несколькими способами – прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр.