Меню

Как определять мощность электропроводки



Как определить потребляемую мощность электроприбора?

Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.

Что такое потребляемая мощность?

Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.

Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение

где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.

Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.

Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.

Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети

С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.

Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.

Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.

При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:

  • для розеток это максимально допустимый переменный ток (6 А у традиционных советских розеток старого жилого фонда, 10 или даже 16 А у розеток европейского стиля);
  • подключаемое оборудование характеризуются мощностью, которая измеряется в Ваттах (для мощных устройств вместо Ватт указываются более крупные единицы: киловатты (1 кВт = 1000 Вт), что позволяет не путаться в многочисленных нулях).

Отсюда возникает необходимость:

  • определения связи мощности и тока;
  • нахождения мощности отдельного электрического прибора.

Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.

Как определить?

Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.

В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.

Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.

Закон Ома в помощь

Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:

P = U 2 /R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле
P = 48 400/R Вт.

Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.

Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.

Используем электросчетчик

При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.

При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.

Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором

Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором

После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.

Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.

При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.

Ваттметром

Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:

  • включается непосредственно в разрыв цепи, для чего снабжен вилкой и розеткой, см. рисунок 2;
  • оборудован легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними цепями автоматической настройки, что исключает ошибки в показаниях;
  • отличается хорошими массогабаритными показателями.
Читайте также:  Измеряем мощность усилителя звука

Прибор готов к работе немедленно после включения.

Цифровой бытовой ваттметр

Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр

Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.

Прямое измерение тока

Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.

Замер токовыми клещами

Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.

Измерение токовыми клещами

Рис. 3. Измерение токовыми клещами

Замер тестером

Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).

Заключение

Как видим, мощность электроприборов может быть определена различными способами. Выбор конкретного из них зависит от уровня технической подготовки пользователя и наличия у него необходимых приборов, а доступность нескольких из них вполне может привлекаться как средство контроля правильности выполнения расчетов и измерений.

Простота реализации любого из рассмотренных способов позволяет гарантировать отсутствие перегрузки силовых розеток и достаточно быстро и довольно точно определять фактический потребляемый ток в том случае, если у электрического устройства отсутствуют паспортные данные.

Источник

Расчет сечения проводов для выбора эл.проводки

  1. Что такое сечение проводов по току и мощности
  2. Как понять мощность электроприбора
  3. Как понять какое сечение у проводника
  4. Марки проводов
  5. Расчет сечения проводов геометрическим методом
  6. Пример расчета другими методами
  7. Таблицы с вариантами расчетов

Сечение проводов по току и мощности:

Неверный расчет сечения проводов геометрическим методом приводит к неоправданным расходам, перегреву оборудования и риску коротких замыканий. Важно проводить вычисления на этапе проектирования, чтобы избежать издержек и финансовых потерь.

Проводники доставляют электрический ток потребителю. Для правильной работы электрооборудования требуется принимать во внимание расчет сопротивления материала провода. Основным показателем при этом является мощность потребителей.

Для получения точных значений применяется формула:

Где М- это общая мощность потребителей, подключенных к сети;

М1, М2, М N – показатели мощности по отдельным потребителям

Для выбора необходимого сечения необходимо обратится к таблице ниже.

pica1.jpg

Как понять мощность электроприбора?

Рассчитать мощность, потребляемую электрическими приборами, можно по формуле:

Для определения мощности источника питания понадобится значение силы тока и напряжения. Умножив эти значения, вы сможете получить нужный показатель.

Силой тока называют количество тока, которое прошло по определенной поверхности за n-ое количество времени. Напряжения – это показатель, определяющий электрическое поле. Мощность вычисляется путем перемножения напряжения и силы тока. Рассмотрим пример.

Сила тока – 10 А;

Напряжение – 200 В.

Решение: 10х200=2 000 Вт.

Единицей измерения этого параметра принято считать вольт-ампер. Также производители указывают показатели в технической документации или на корпусе прибора. Параметры публикуются в специализированных справочниках. Там вы можете найти классификацию и информацию по эксплуатации приборов.

По этой же формуле можно вычислить силу тока или напряжения. В этом случае требуется разделить мощность на известное значение. Рассмотрим особенности расчетов на конкретном примере.

Требуется найти напряжение микроволновой печи. Мощность прибора указана в технической документации. Для начала нужно найти силу тока электрических печей в специальном справочнике или в сети Интернет. Разделив мощность на силу тока, вы получите необходимое значение.

Как понять какое сечение у проводника?

Определить поперечное сечение жилы можно с помощью штангенциркуля. Сегодня для этого используются специальные электрические приборы. Диаметр измеряем штангенциркулем, фиксируем значение. Сечение определяем с помощью формулы:

pica2.jpg

Обратите внимание – число Пи составляет 3,14! Его и следует использовать при использовании формулы.

Данный способ применяют профессиональные электрики. В качестве альтернативы штангенциркуля они часто используют микрометр. Эта методика позволяет быстро получить максимально точные значения вычислений. Главное преимущество заключается в возможности проведения измерений во время работы линии.

При отсутствии инженерных приборов вам понадобится 3 предмета:

  • проволока;
  • линейка;
  • карандаш.

Этот способ более доступный, но недостаточно точный. Для совершения измерений проведите ряд действий:

  • очистить жилу кабеля от изоляционного покрытия;
  • накрутить медный провод на карандаш;
  • измерить длину намотки линейкой.

На картинке изображено, как правильно намотать проволоку на карандаш.

pica3.jpg

Для определения сечения проводов нужно полученное значение разделить на количество жил. При этом используется следующая формула.

pica4.jpg

Рекомендуется делать не менее 15 витков для получения точного результата. Уровень погрешности зависит от количество свободного пространства между намотками. Прижимайте витки плотно друг к другу для получения точных данных.

Погрешность можно снизить, осуществив несколько замеров. Найдите среднее арифметическое на основе двух или трех результатов. Этот способ подходит только для тонкой проводки.

Третий способ расчета сечения основывается на данных готовых таблиц. Этот метод позволяет сэкономить время и избавиться от использования формул. Для получения необходимого значения следует найти в таблице соответствующий диаметр и посмотреть сечение, которое ему соответствует.

pica5.jpg

Стоит обращать внимание не только на сечение провода, но и на материал жил, как правило, это медь или алюминий. Такие изделия отличаются надежностью и высоким качеством. Тусклый цвет жил указывает на низкосортность продукта. Это дешевые сплавы, подвергающие риску электробезопасность помещения. При измерении обязательно учитывайте изоляцию, даже если она крайне тонкая.

Читайте также:  Формулу расчета мощности для участка цепи

Маркировка проводов

Определить сечение можно также с помощью маркировки проводов. Этот способ целесообразно использовать при работе с новыми приборами. Каждый производитель указывает на упаковке продукции маркировку. С помощью таблицы вы сможете легко определить сечение по шифру, характеристику и особенности применения провода.

pica6.jpg

По маркировке также можно узнать тип материала кабеля и изоляции, вид провода, особенности конструкции, номинальное напряжение, количество жил и площадь сечения.

Расчет сечения проводов геометрическим методом

При работе с электрическими приборами возникает необходимость определить сечение провода на основе диаметра проволоки. В случае работы с монолитным круглым проводником применяется следующая геометрическая формула:

При работе с прямоугольными проводниками формула выглядит иначе:

S – это площадь жили (измеряется в миллиметрах);

При работе с многожильными проводами применяется более сложная формула. Такие изделия отличаются повышенным качеством – они гибкие и стойкие к механическим повреждениям. Монолиты используются для стационарного монтажа, а многожильные подходят для более сложных работ.

Пример расчета другими методами

Производители часто указывают мощность на упаковке изделия. В таком случае для расчета можно использовать эту величину и ряд дополнительных показателей. Рассмотрим пример на конкретной задаче.

Мощность всех потребителей электричества в спальне составляет 4500 Вт. Все они подключены к сети одной фазы 220 вольт и зависят от одной электрической ветки. Воспользовавшись таблицей ниже, вы сможете узнать мощности популярных электрических приборов. Эти данные позволят без проблем подключить технику к сети в будущем.

pica7.jpg

Для решения необходимо использовать одновременности, который составляет 0,8. Для запаса возьмем значение 1,2 на случай подключения дополнительной бытовой техники в будущем. Отталкиваясь от этого, можно найти общую расчетную мощность:

Полученное значение необходимо сопоставить с показателями общей таблицы. Оперируя этими данными, вы сможете легко рассчитать сечение проводки без сторонней помощи. Не забудьте учесть нагрузки на сеть при выборе проводников. Это позволит снизить риски перегрева проводки и возникновения короткого замыкания при эксплуатации бытовых приборов.

При выполнении рассчетов нужно помнить про специфику эксплуатации того или иного помещения. Промышленные здания работают в одном ритме, поэтому при использовании коэффициентов не стоит брать большой запас значений. Бытовая кухня – это место инноваций. Тут могут часто появляться современные приборы, поэтому нужно заранее подумать о том, какая мощность сети понадобится через несколько лет. Используя данный подход, вы сможете продлить срок эксплуатации проводки и повысить безопасность в помещении.

Таблицы с вариантами расчетов

Не всегда удается самостоятельно найти допустимый показатель мощности с помощью формулы и советов производителя. В таком случае всегда можно обраться к специализированным таблицам, чтобы найти готовые результаты расчетов.

pica8.png

При осуществлении прокладки кабелей следует знать важные особенности и нюансы. Провода круглой формы монтируется в стены. А плоские кабеля подходят для осуществления внутренних работ. Они не создают проблем при эксплуатации и легко прокладываются. Если вы не уверенны в собственных навыках и знаниях, тогда лучше обратитесь к специалистам для проведения профессиональных работ.

Источник

Расчёт электропроводки в квартире своими силами

Вступление

Если вы ремонтируете, меняете, делаете новую электропроводку в квартире, нельзя обойти этап расчёта электропроводки. Этот расчёт даст требуемое сечение кабеля проводки и прояснит варианты защиты проводки.

Что включает расчёт электропроводки в квартире?

Давайте определимся, что включает полный расчёт электропроводки квартиры.

  • Во-первых, это расчёт сечения кабеля или кабелей необходимого для проводки.
  • Во-вторых, это вычисление длины необходимых кабелей.
  • В третьих, это подбор номиналов автоматов и устройств защиты электропроводки.

Посмотрим подробно на каждый этап расчёта электропроводки подробно, но для начала выполним некоторые подготовительные работы.

Выбор типа проводки

На этом этапе вы должны определиться с типом электропроводки, а именно будет ли проводка скрытой или она будет открытой.

Скрытой электропроводкой считается проводка, монтируемая внутри строительных конструкций помещений. Иначе, скрытая проводка это проводка визуально не видимая глазу. При чём, невидимость распространяется не только на кабели, но и конструкции монтажа.

Например, кабель, уложенный в слой штукатурки в стене, считается скрытым, а кабель, уложенный в кабель канале плинтуса или кабель канале, относится к открытой проводке.

Открытой электропроводкой считается проводка визуально видимая глазу. При чём, кабель, уложенный в плинтусе, наличнике, видимом коробе, лотке, видимой трубе относится к открытой проводке.

Выбор типа проводки повлияет на расчёт сечения жил кабеля, о котором чуть ниже.

Расчёт сечения кабеля

Этот расчёт важнейший в общем расчёт электропроводки квартиры. От него будет зависеть безаварийная и стабильная работа электропроводки, а также её безопасность для окружающих.

Расчёт сечения кабеля проводится по мощности планируемых к подключению электроприборов и длине электрических линий. Второй расчёт называется расчётом потерь, и он не актуален для проводки квартиры.

Сечение кабеля рассчитываем по мощности на основе простых законов физики из курса средней школы и таблиц ПУЭ.

Напомню, ПУЭ это «Правила Устройства Электроустановок» — базовый нормативный закон электрика. Скачать его можно тут и тут.

Простейший расчёт по мощности проводим на основе закона Ома: Электрическая мощность сети прямо пропорциональна силу тока и напряжению в сети. Нам нужно рассчитать не мощность, а силу тока, поэтому нам актуальна такая версия закона: сила тока в электрической цепи прямо пропорциональная мощности, и обратно пропорциональна напряжению в цепи.

Читайте также:  Как определить мощность электромотора постоянного тока

Математическая формула расчёта выглядит так:

P=U×I

Для этой формулы у нас точно известно напряжения в цепи (U). Бытовое напряжение в квартире равно 220-230 Вольт.

Мощность для формулы (P) нам нужно посчитать самостоятельно, сложив потребляемые мощности всех бытовых приборов, которые будут включены в эту электрическую цепь.

Взять мощность бытовых приборов можно из их паспорта, описании в магазине или запросив в Интернет поиск «мощности бытовых приборов». Вы легко найдете таблицу основных бытовых приборов используемых в квартире.

Имея суммарную мощность и напряжение цепи, мы легко посчитаем максимальную силу тока (I) этой цепи. Например, вы делаете новую розетку для электрической плиты. Пусть по паспорту её максимальная мощность будет 5100 Вт. Напряжение мы знаем оно 220 Вольт. Простым делением получаем, что максимальная сила тока этой цепи будет 23,18 А. Округляем в большую сторону, получаем, что сила тока этой цепи, с максимальной нагрузкой, будет 24 Ампера.

Имя это значения, мы легко рассчитаем сечение необходимого кабеля, воспользовавшись таблицам 3 из ПУЭ. Не буду приводить все таблицы ПУЭ, покажу сводный вариант расчёта:

таблица ПУЭ 1.3.4. таблица ПУЭ 1.3.5

Как видите по таблице, вы легко по силе тока определите сечение необходимого кабеля. Более того вы можете это сделать даже по расчётной мощности включаемый приборов.

Расчет автоматов и устройств защиты

Итак, мы рассчитали сечение необходимого кабеля, заодно рассчитав максимальную силу тока в цепи. По значению силы тока мы можем подобрать автомат защиты этой цепи.

Автомат защиты это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи за безопасно короткое время при возникновении аварийных ситуаций короткого замыкания и перегрузки.

При подборе номинала автомата защиты нам понадобится округлённое в большую сторону значение силы тока нашей цепи и знание шага номиналов имеющихся в продаже. В продаже вы найдете автоматы защиты с номиналов по току 6, 10, 16, 25, 32, 64 Ампера.

Чтобы выбрать устройство защиты, нужно вспомнить, что это такое.

Устройство защиты или УЗО, это электротехническое устройство, обеспечивающее автоматическое отключение электропитания цепи при возникновении потенциальных угроз человеку быть пораженным электротоком.

Например, в ванной идет утечка тока от питающего кабеля на металлический корпус машины. Сила этого тока недостаточна, чтобы сработал автомат защиты. Вместе с тем во влажной среде этот ток может быть опасен для человека. УЗО определяет такие токи, которые называются дифференциальными, и отключает электропитание цепи.

При выборе УЗО нужно учесть, что:

  • УЗО ставится в цепь со стороны подачи электропитания вместе с автоматом защиты.
  • Устройство ставится в цепь после автомата защиты этой электрической группы.
  • Номинал УЗО по току должен быть на шаг меньше номинала автомата защиты, установленного вместе с УЗО.

Фото схемы установки узо

Данные правила относятся к УЗО отдельной группы, но не относятся к выбору УЗО используемого для защиты нескольких групп электропроводки.

Фото схемы установки узо

Чтобы упростить задачу расчёта номиналов автоматов защиты квартирной электропроводки, есть рекомендуемый вариант, который сработает для любой средней квартиры.

расчёт проводки

В этой визуальной таблице вы видите, как нужно разбить электропроводку квартиры на группы и какой подобрать номинал автомата защиты для каждой группы.

Расчёт длины кабеля

Длину необходимых кабелей нужно промерить рулеткой от мест расстановки розеток и светильников квартиры до щита.

Если вы делаете проводку для отдельной электро точки это сделать несложно. Однако если вы делаете проводку для всей квартиры с несколькими группами вам нужно предварительно нарисовать схему электропроводки с обозначением на схеме групп проводки и трасса прокладки кабелей.

К полученной длине кабеля нужно прибавить 10%-15% для запаса. Для правильного выбора трассировки кабеля нужно помнить о правилах монтажа электропроводки.

Пример

Для примера проведём расчёт электропроводки в квартире для новой стиральной машины. Я выбрал для примера, стиральную машину Bosch WAN20060OE. Её максимальная потребляемая мощность 2300 Вт (по описанию).

Для стиральной машины нужно сделать отдельную группу со своим автоматом защиты и УЗО. Отдельная группа защиты означает, что розетка стиральной машины должна питаться электрическим кабелем, идущим от квартирного щита и защищаться отдельным автоматом защиты и желательно, отдельным УЗО.

Расчёт по току:

Делим 2300 Вт на 220 Вольт и получаем силу тока цепи равную 10,45 Ампер. Здесь округляем в меньшую сторону, так как напряжение может быть 220-230 В.

Получаем ток данной цепи 10 Ампер. По таблице смотрим сечение кабеля. Оно равно 2,5 мм 2 , для меди. Алюминиевый кабель в рассмотрение не берем.

Автомат защиты выбираем с запасом на 16 Ампер. УЗО выбираем на рабочий ток 10 или 16 Ампер. Ток срабатывания УЗО 30 мА.

Для улучшения эргономии щита, пару автомат защиты+УЗО лучше заменить на дифференциальный автомат защиты (дифавтомат). Он выполнит обе функции защиты. Номинал дифференциального автомата защиты 16 Ампер.

Длину необходимого кабеля промеряем рулеткой от места установки розетки до места установки автомата защиты. К этой длине прибавляем 10%.

Всё, расчет электропроводки в квартире для новой стиральной машины проведён.

Вывод

В этой статье я показал общий расчёт электропроводки в квартире своими силами. Конечно, расчёт всей электропроводки более сложен, но базироваться он будет именно на этих общих принципах.

Источник