Расчет мощности по току и напряжению

Мощность в электричестве считается силовой характеристикой энергии. С помощью показателей мощности оценивается способность генераторного оборудования для ее выработки, а также возможность электропотребителей, транспортных магистралей.

Для обеспечения безопасной и долговечной работы электрической цепи важно, чтобы все ее участки были смонтированы на высоком уровне в соответствии с правилами СНиП, ПУЭ и ГОСТ. В противном случае с течением непродолжительного времени обязательно возникнут проблемы - нарушения в сети, повреждение электрооборудования, что создаст аварийную ситуацию с неприятным исходом.

Поэтому для монтажа следует вызывать электролабораторию, в которой трудятся квалифицированные сотрудники, имеющие допуски к выполнению подобных задач и гарантирующих высокое качество проделанной работы.

Расчет электрической мощности в домашних условиях

Прежде чем перейти к процессу расчета мощности в бытовых условиях, необходимо затронуть тему домашнего электрооборудования. При этом важно соблюдать определенный баланс между подключенными в цепь приборами, конструктивные особенности кабелей с проводами, в том числе правильно организовать настройку устройств защиты.

Подобный комплексный подход поможет в обеспечении полной безопасности всей электропроводки и людей, проживающих в доме.

Расчет величины мощности в системе электроснабжения частного дома или многоквартирного здания начинается с создания формул, что дает возможность грамотно и качественно оценить уровень безопасности всех вышеперечисленных факторов.

Формулы используются для определения активной части мощности переменного тока, который совершает полезную работу. Наряду с ней существует также бесполезная или реактивная работа, зависящая от потерь электроэнергии.

Арифметические вычисления удобно проводить через онлайн калькулятор. Такой подход избавляет от трудоемких и сложных математических решений, не позволяет допускать арифметические ошибки.

Чтобы рассчитать активную мощность необходимо знать такие параметры - силу тока (обозначается буквой I), приложенное напряжение (U) и сопротивление части сети (R).

Измерительные приборы для определения мощности в быту

Оценить активную мощность электросети можно с помощью другого способа - использованием специальных измерительных приборов (ваттметров).

Наиболее точные замеры обеспечиваются производственным лабораторным ваттметром. Это прибор, который функционирует на аналоговых сигналах, а также благодаря применению цифровых технологий.

В домашних условиях нет необходимости в получении точных расчетов. Поэтому в большинстве случаев используются разные типы ваттметров более простой конструкции, удобных в применении.

В быту хорошо себя проявили такие модели измерительных приборов, которые без усилий вставляются в розетку и к ним подключается провод электропитания от потребителя. Подключенный домашний ваттметр моментально начинает работать, то есть показывать на небольшом экране значения мощности (ватт).

Бытовой измерительный прибор носит название ваттметр розетка. Он делает замеры активной мощности переменного тока. С помощью домашнего прибора специалисту не приходится проводить сложных и длительных манипуляций под напряжением в условиях, когда нужно измерить значение действующего напряжения, показатель силы тока, величину угла сдвига фаз, расположенных между векторами электрического тока и напряжения.

Полученные данные на дисплее ваттметра дополнительно проверяются. Для этой цели используется формула расчета мощности по электротоку и напряжению.

Данный способ упрощается при тщательном наблюдении за параметрами счетчика индукционной системы с подвижным диском. Электроприбор показывает потраченную мощность за определенный временной промежуток. При этом скорость, с которой вращается диск, определяет величину электропотребления.

Перед специалистом ставится задача в проведении простого расчета того, сколько раз диск обернется в течение 60 секунд.

Влияние реактивного сопротивления электросхемы на показатель мощности переменного тока

Согласно синусоидальному графику, гармоника напряжения при поступлении на резистивное сопротивление меняет значение электрического тока. При этом не происходит отклонения тока на комплексной плоскости. Он выполняет полезную работу с незначительными потерями электроэнергии. Наряду с этим, вырабатывает активную мощность.

Причем частота изменения сигнала никак не влияет на сам показатель мощности. Частота гармоники воздействует на сопротивление конденсатора, а также индуктивность.

Формулы определения показателя мощности для схем электропитания

Существуют формулы подсчета мощности как для однофазной схемы питания, так и для трехфазной. В идеале трехфазная схема содержит три идентичных однофазных сетей.

Однако в реальности всегда имеются некоторые отклонения. В основном во время анализов такие нарушения не учитываются. Исходя из этого, стоит рассмотреть более упрощенный вариант.

Работа однофазной схемы электроснабжения

Для полного понимания сути вопроса необходимо ближе ознакомиться с работой резистора, индуктивности, конденсатора, в том числе реальной схемой со всевозможными типами сопротивлений.

Функционирование резистора

Если присутствует исключительно резистивное сопротивление, тогда синусоиды электрического тока, а также напряжения имеют одинаковый угол и направлены в одну сторону на каждом полупериоде.

В соответствии с совпадением угла и направленности, произведение показателя сопротивления синусоиды тока и напряжения всегда будет равняться мощности с положительным значением.

В произвольном промежутке времени такое произведение считается мгновенным и обозначается буквой p. Средняя величина мощности за один период носит название активной составляющей.

Графически это выглядит следующим образом: для переменного электротока получается фигура симметричного всплеска с наибольшим показателем Pm в центральной точке каждого полупериода.

Графическое изображение параметров активной мощности переменного электрического тока на резистивном сопротивлении представлено повторяющимися положительными волнами. Однако в течение одного периода осуществляется одинаковая работа, как в случае с сетями постоянного электротока и напряжения.

При этом исключается образование реактивных потерь на резисторе.

Особенности работы индуктивности

Индуктивная катушка с обмотками оснащена витками, на которые собирается энергия магнитного поля. Процесс накопления способствует тому, что индуктивное сопротивление начинает отодвигать вектор электротока вперед под прямым углом относительно приложенного значения напряжения на плоскости.

В результате произведения их мгновенных значений получается такая величина мощности, которая на протяжении одного периода корректирует знаки (направление) в каждом полупериоде.

Значение частоты изменения мощности на индуктивности в 2 раза превышает показатели ее составляющих - напряжения и синусоиды электрического тока.

Различают реактивную часть QL на индуктивности и активную составляющую - PL. Причем реактивная часть образуется благодаря стабильному обмену электроэнергией между приложенным источником и катушкой. Показатель данной части зависит от параметра индуктивного сопротивления.

Тонкости работы конденсатора

Постоянное накопление заряда в конденсаторе происходит между его собственными обкладками. Подобный процесс приводит к сдвигу вектора электрического тока под прямым углом относительно приложенного напряжения.

Изображение мощности имеет сходство с предыдущим графиком. Разница заключается в том, что начальной точкой является отрицательная полуволна.

Реактивная часть конденсатора связана с параметром емкостного сопротивления.

Функционирование схемы с различными типами сопротивлений

На практике подача электричества, работа энергии на переменном токе зависят от комплексного противостояния силам электросопротивления резисторов, индуктивностей, а также конденсаторов. При этом допускается доминирование одной из перечисленных составляющих частей.

В подобных ситуациях преобразования электроэнергии в мгновенную мощность бывают представлены одним из видов. В первом случае речь идет о векторе электротока, который не доходит до приложенного напряжения и во втором - наблюдается противоположная картина, то есть происходит опережение тока.

При рассмотрении обоих вариантов становится понятно, что значение активной части уменьшается, достигает некоторого показателя с обозначением cosφ и носит название коэффициента мощности.

Косинус фи применяется с целью проверки треугольника мощностей, сопротивлений, выявляет потери электроэнергии.

Работа схемы трехфазного энергоснабжения

В многоквартирном жилом здании трехфазное напряжение подается на ввод распредщита данного сооружения. Причем подача осуществляется от электрообеспечивающей компании с помощью производственных генераторов.

Трехфазное напряжение также часто подключают хозяева частных построек. Причем графическое изображение напряжений представлено бывает в определенном виде.

В старой электросхеме заземления используется четырехпроводное подсоединение, а в новой - производится пятипроводное подключение с прокладкой проводника защитного типа.

В процессе работы каждую фазу нужно нагружать равномерно так, чтобы у всех значение тока оказалось одинаковым. При таких условиях в проводке здания будет соблюдаться максимально хороший и оптимальный режим, не возникнет опасных ситуаций со скачками электричества.

В данном случае расчетная формула мощности по электрическому току и напряжению для 3-х фазной электросхемы может представлять собой сумму аналогичных формул для составных частей однофазных сетей. Учитывая то, что они одинаковые, тогда их утраивают.

Значимость трехфазной мощности

В промышленных, коммерческих и жилых сооружениях важно учитывать и контролировать равномерность распределения подключенной нагрузки. Для поставленной задачи используются различные варианты измерительных устройств.

Щиты управления подстанций оснащаются специальными приборами - ваттметрами, варметрами, которые применяются для определения показателей мощности.

Чтобы не получилось путаницы с вычислениями, введением различных наименований единиц, используются следующие обозначения: ВА - вольтампер для определения полного значения мощности (VA - международное обозначение), Вт - активная (var - международное), вар - реактивная (var - международное).

Аналоговые устройства подходят для замеров лишь активной либо реактивной части. Полное значение нужно определять с помощью формул. Сегодня выпускаются различные модели измерительных приборов с электроникой, который автоматически вычисляют необходимые величины.

Заключение

Для обеспечения продолжительной и безопасной работы электроцепи здания и ее отдельных участков важно осуществить качественный монтаж проводки со всеми ее составляющими. Поэтому нужно отводить особое место грамотному расчету электрической мощности по току и напряжению.

Подобная операция облегчается за счет применения современных измерительных приборов. Однако окончательные результаты обязательно проверяются с помощью формул. Это помогает вывести наиболее точный показатель мощности по электрическому току и напряжению.

При использовании формул, измерительных приборов необходимо учитывать важные моменты по электричеству. Здесь исключаются ошибки, что может привести к аварийной ситуации в сети или на отдельных ее частях. Поэтому расчет мощности по току и напряжению выполняют лицензированные электролаборатории, дающие гарантию на безопасную и стабильную эксплуатацию сети.

Ищете электролабораторию в Москве, у нас лучшие цены на услуги ЭТЛ.