Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению
С помощью калькулятора мощности вы можете самостоятельно выполнить расчет мощности по току и напряжению для однофазных (220 В) и трехфазных сетей (380 В). Программа также рассчитывает мощность через сопротивление и напряжение, или через ток и сопротивление согласно закону Ома. Значение cos φ принимается согласно указаниям технического паспорта прибора, усредненным значениям таблиц ниже или рассчитываются самостоятельно по формулам. Без необходимости рекомендуем не изменять коэффициент и оставлять равным 0.95. Чтобы получить результат расчета, нажмите кнопку «Рассчитать».
Смежные нормативные документы:
- СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
- СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
- ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
- ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
- ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»
Формулы расчета мощности
Мощность — это физическая величина, равная отношению количества работы ко времени совершения этой работы.
Мощность электрического тока (P) — это величина, характеризующая скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Международная единица измерения — Ватт (Вт/W).
— Мощность по току и напряжению (постоянный ток): P = I × U
— Мощность по току и напряжению (переменный ток однофазный): P = I × U × cos φ
— Мощность по току и напряжению (переменный ток трехфазный): P = I × U × cos φ × √3
— Мощность по току и сопротивлению: P = I 2 × R
— Мощность по напряжению и сопротивлению: P = U 2 / R
- I – сила тока, А;
- U – напряжение, В;
- R – сопротивление, Ом;
- cos φ – коэффициент мощности.
Расчет косинуса фи (cos φ)
φ – угол сдвига между фазой тока и напряжения, причем если последний опережает ток сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.
cos φ – безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной и показывает насколько эффективно используется энергия.
Формула расчета косинуса фи: cos φ = S / P
- S – полная мощность, ВА (Вольт-ампер);
- P – активная мощность, Вт.
Активная мощность (P) — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует.
Формула расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ
Реактивная мощность (Q) — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается обратно к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи, поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно. Такой эффект создают катушки и конденсаторы.
Формула расчета реактивной мощности: P (ВАР) = I × U × sin φ
Полная мощность электроприбора (S) — это суммарная величина, которая включает в себе как активную, так и реактивную составляющие мощности.
Формула расчета полной мощности: S (ВА) = I × U или S = √( P 2 + Q 2 )
Косинус фи для различных потребителей – таблица
| Наименование электроприбора | cos φ |
| Бойлер | 1 |
| Болгарка | 0.8 |
| Вакуумный насос | 0.85 |
| Индукционные печи | 0.85 |
| Компрессор | 0.7 |
| Компьютер | 0.95 |
| Кофеварка | 1 |
| Лампы газоразрядные | 0.4-0.6 |
| Лампы люминисцентные | 0.95 |
| Лампы накаливания | 1 |
| Обогреватель | 1 |
| Перфоратор | 0.85 |
| Пылесос | 0.9 |
| СВЧ-печь | 1 |
| Стиральная машина | 0.9 |
| Телевизор | 1 |
| Утюг | 1 |
| Фен | 1 |
| Холодильник | 0.95 |
| Электродрель | 0.85 |
| Электромоторы | 0.7-0.8 |
| Электроплита | 1 |
| Электросварка дуговая | 0.3-0.6 |
| Электрочайник | 1 |
Как правильно рассчитывается мощность в трехфазной сети
Владельцы частных домов нередко подключают к своему жилью трехфазную сеть. Такой вариант возможен в силу разных обстоятельств, но требует убедительных обоснований для реализации. А поскольку линии электропередач (ЛЭП) передают разную силу тока, то хозяину будет полезно узнать, сколько на самом деле напряжения поступает в его дом. Рассмотрим, как рассчитывается мощность трехфазной сети. А также узнаем, как правильно ее замерить с помощью приборов.
Как проверить свою схему подключения
Любой владелец жилья заключает договор с поставщиком энергоресурсов. К нему обязательно прилагается Акт технологического подсоединения и ответственности сторон по эксплуатации. Из содержания документа можно легко узнать свою схему подключения.
Иногда по различным причинам владелец дома не имеет доступ к этому акту. В этом случае можно напрямую обратится за разъяснениями в энергопоставляющую компанию. Но часто такой запрос затягивается, а ответ нужно получить, как можно быстрее. И обычно такая информация волнует тех, кто подключил свое жилье к трехфазной сети.
Читайте также:
Как правильно подключиться к трехфазной сети напряжением в 380 вольт
В случае с линейным подсоединением в 220 вольт все довольно просто. Один провод является фазным, другой – с нулевым потенциалом. Достаточно применить простейшую формулу (P = U × I), чтобы узнать мощность в сети. Но в этих знаниях обывателю и нет необходимости, поскольку буквально все бытовые приборы в этом плане однотипны.
Другое дело, когда есть нужда подключить в своих целях асинхронный двигатель. Для его полноценной работы линейного напряжения не хватит. Нужна более мощная электрическая сеть. Но если она уже имеется, то крайне полезно знать способ ее подсоединения.
Видео описание
Расчет фактической мощности.
Вариантов подключения много. Но на практике обычно применяются только два – звезда или треугольник. В зависимости от выбранного, мощность трехфазного тока может несколько меняться. Когда подключение выполняется по четырем проводам (три фазы и ноль), то выбирают треугольник. Если дополнительно присутствует еще и жила заземления – звезду.
Формулы для расчета и примеры
Для самых точных расчетов всегда учитывают реактивную нагрузку. Ее имеют все индуктивные приборы. То есть те, которые в своей конструкции используют обмотку. Это электродвигатели, трансформаторы, дроссели. Также реактивная мощность зависит и от емкостной нагрузки, которую имеют конденсаторы.
Перед проведением расчетов нужно просто запомнить:
- Резистор берет на себя только активную мощность. Впоследствии она выделяется в виде света или тепла.
- Катушка индуктивности провоцирует реактивную реакцию, которая выражается в виде магнитного поля.
- Конденсатор вырабатывает реактивное сопротивление.
Рассчитать мощность трехфазной сети можно по формуле:
P = (U1 × I1 × cosϕ1) + (U2 × I2 × cosϕ2) + (U3 × I3× cosϕ3)
U и I – это напряжение и сила тока. Цифры обозначают порядковый номер фазы (у нас их три). А cosϕ – коэффициент мощности, который находят перемножением друг на друга активной и реактивной нагрузки. Первая величина обычно считается постоянной – 1.
В большинстве случаев реактивная нагрузка в сети очень незначительна. Поэтому коэффициенту присуждается значение – 0,95. Это работа электроплиты, обогревателя, лампочек накаливания, электрочайника. Но если к сети подключить сварочный аппарат или насос с мощным двигателем, реактивная нагрузка уже будет значительно отличаться. А для простоты расчетов, при использовании таких агрегатов, коэффициенту присуждают значение – 0,8.
Если рассматривать каждую фазу, как отдельную линейную нагрузку, то можно значительно сократить расчет мощности трехфазной сети. Ведь можно считать, что по каждой фазе идет напряжение в 220 вольт. И сила тока для всех линий одинакова.
Поэтому формула мощности трехфазного тока упрощается:
P = 3 × 220 × I × cosϕ
Чтобы узнать силу тока, необходимо найти значение сопротивления (R) сети. И тогда можно воспользоваться формулой: I = U / R. Напряжение (U) берется линейное – 220 вольт.
Читайте также:
Правильное подключение трехфазного счетчика – в зависимости от его разновидности
Измерение мощности и силы тока
Как уже видно, остается подставить значение коэффициента и найти силу тока. Можно опять обратится к вышеупомянутому Акту. Но лучше всего произвести самостоятельные замеры. Хотя бы при помощи обычного мультиметра. Заодно и проверить – одинаковая ли сила тока на каждой фазе.
Если она будет отличаться, то придется применять первую, более сложную, формулу мощности трехфазного тока. И тогда расчеты будут намного точнее. Но иногда намного проще воспользоваться ваттметром. Этот измерительный прибор часто монтируют в современные устройства для учета электроэнергии. И в этом случае все показания по каждой фазе можно увидеть на специальном дисплее.
А имея обычный ваттметр для однофазной сети, можно:
- Подключить его к любой трехфазной линии, если при подсоединении использовалась звезда с нулем, а нагрузка симметрична. После снятий показаний, их умножают на 3.
- Для несимметричной нагрузки потребуются три ваттметра (на каждую линию), а все результаты суммируются.
- Для треугольника нужны только два ваттметра. Показания также суммируются.
Чаще всего в быту практикуется подсоединение с симметричной нагрузкой. Так и учет вести проще, и параметры сети улучшаются. Поэтому в основном для измерений первый вариант самый актуальный.
Видео описание
Как рассчитать мощность электрического тока?
Заключение
Расчет мощности трехфазного тока необходим в случае подключения к сети сложных приборов индуктивного типа. К таким причисляются все асинхронные электродвигатели и различные трансформаторы. Например, сварочный аппарат работает по индуктивному принципу.
Для точных расчетов используют сложные формулы. При этом последовательно высчитывают все параметры каждой фазной линии. Такие вычисления больше подходят для производства. Для бытовых целей все расчеты значительно упрощаются, поскольку уже известны все допустимые средние значения коэффициентов. И минимальная погрешность в результатах не отразиться на работоспособности аппаратуры, подключенной к трехфазной сети.
Расчет мощности трехфазной сети
Трёхфазное или однофазное подключение
В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.
В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:
где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.
Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:
Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,
где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.
К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.
Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:
где:
- Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
- Uл, Iл – линейные напряжение и ток.
Характеристики трехфазной системы
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:
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.
Пример расчёта мощностных показателей
Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:
Более сложный расчет бытовой сети:
- Фазное напряжение – 220 В;
- Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
- Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
- Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.
Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.
Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам
Измерение мощности ваттметром
Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.
Трехфазный цифровой ваттметр
Варианты измерений:
- Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
- Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
- Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.
На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.
Онлайн калькулятор электрика
При расчете предложенным ниже калькулятором, предполагается, что нам известны мощность — Р , характер нагрузки активная и реактивная, U — напряжение в сети и трехфазная или однофазная сеть.
В зависимости от силовой сети, расчет производится упрощенный расчет по формуле:
Расчет потребляемого тока в однофазной сети.
Для цепей постоянного тока расчет производится по формуле I=P/U, ток в А (амперах), напряжение в В (вольтах), мощность в Вт (ваттах).
Расчет потребляемого тока в трехфазной сети.
I=P/1,73xUxcosφ
формула справедлива для симметричной нагрузки, т.е. каждая фаза в трехфазной сети имеет одинаковый ток потребления, что реально на практике встречается редко.
Где,
P — электрическая мощность нагрузки, Вт;
U — фактическое напряжение в сети, В (220 или 380);
cosφ — коэффициент мощности, в пределах от 0,95 до 0,8. Равен 1,0 если нет реактивной нагрузки (в первую очередь в домашних условиях это работающие электродвигатели, люминесцентные лампы с индуктивными дросселями, трансформаторы), чем мощнее двигатель тем меньше коэффициент мощности.
Онлайн калькулятор расчета тока в цепи в однофазной и трехфазной цепи.
Выбор сечение провода
Тем, кто имеет дело с электромонтажными работами знают какой провод применять при разводке электропроводки, ну а тем у кого мало опыта, поможет в расчете калькулятор приведенный ниже, необходимо только вписать известную величину.
| Онлайн калькулятор для расчета диаметра провода кабеля по сечению | |
|---|---|
| Введите величину сечения провода, мм 2 : | |
Расчет сечения провода
Онлайн калькулятор для вычисления сечения провода по диаметру
Вы можете вычислить сечение одножильного провода по диаметру с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для вычисления сечения провода по диаметру | |
|---|---|
| Введите диаметр провода, мм: | |
Как вычислить сечение многожильного провода
Многожильный провод, чем он отличается от одножильного? В принципе ничем, несколько одножильных проводов свитые вместе, а поэтому вычислить сечение одножильного провода и помножив на количество проводов получим сечение многожильного провода.
Рассмотрим на примере:
Имеется в распоряжении многожильный провод, сплетенный из 12 жил, диаметр одножильного провода 0,4 мм. Рассчитываем сечение жилы: 0,4мм х 0,4мм х 0,785 = 0,1256, округляем и получаем 0,126 мм 2 . Сечение многожильного провода 0,126 мм 2 х 12 = 1,5 мм 2 .
Заходим в таблицу и определяем, что такой провод способен выдержит ток 8 Ампер.
При желании можно определить сечение многожильного провода, замерив общий диаметр кабеля, так как между проводниками имеется пространство, то с помощью коэффициента 0,91 мы приблизительно рассчитаем общее сечение, что нам будет достаточно этой точности.
К примеру, замерив диаметр многожильного провода, мы получили 5 мм, рассчитываем:
5,0 мм х 5,0 мм х 0,785 = 19,625 мм 2 , далее 19,625 мм 2 умножаем на 0,91 получаем 17,85 2 . По таблице видим, что ток на который рассчитан провод более 63 А.
| Онлайн калькулятор для определения сечения многожильного провода | |
|---|---|
| Введите диаметр одной жилы, мм: | |
| Количество жил в проводе: | |
Вот еще один простой калькулятор расчета.
Для вычисления потребляемого тока применяем известную формулу, для этого делим мощность прибора (Вт) на напряжение (вольт) , после деления результат получается в амперах.
Чайник потребляет 1200 Вт от сети 220 вольт, вычисляем 1200 дели на 220 получаем ток 5,45 А.
| Онлайн калькулятор для определения величины тока по потребляемой мощности | |
|---|---|
| Потребляемая мощность, Вт: | |
| Напряжение питания, В: | |
Для вычисления необходимо вписать оба значения, иначе программа не поймет и выдаст соответствующее сообщение.
Расчет сопротивления для подключения светодиодов
Иногда требуется включить светодиодный индикатор в схему, но напряжение на данном участке больше требуемого. Напомним, что для загорание обычного светодиода требуется напряжение источника постоянного тока величиной 1,5 — 2 вольта и ток потребляемый им составляет 10 — 20 ма (для загорания и меньше в пределах 5 ма), напряжение и потребляемый ток зависят от разных характеристик, в том числе и от цвета излучаемым светодиодом и от его отличительных характеристики — имеется класс ярких светодиодов с малым потреблением тока.
Расчет производится по формуле:
R=ΔU/Iсветодиода
ΔU=Uгасящее=Uпитания–Uсветодиода, т.е. ΔU разница напряжения между источником питания и значением величины рабочего напряжения данного светодиода. Необходимо представлять себе, что если вы хотите включить индикацию напряжения, к примеру 220 вольт, то потребуется погасить на резисторе 218 вольт, т.е. 220-2=218, для этого потребуется резистором номиналом 15 кОм и мощностью рассеивания 3,5 Вт, в данном случае лучше составить из трех резисторов по 5,1 кОм, или четырех резисторов по 3,9 кОм (Ряд E24).
Где U в вольтах, I в амперах, R в омах.