Мощность электрооборудования – » :

220v.guru

Электрическая потребляемая мощность — Автономный дом

Электрическая мощность: связь с электрическим током

Каждый электроприбор имеет свою мощность. Информацию о ней можно найти на корпусе электрического чайника и фена, на колбе электрической лампы накаливания и на верхней крышке пылесоса.

Известно, что эти киловатты и ватты не только напрямую сказываются на показаниях электросчетчика, но и на величине тока в проводниках электропроводки. А чрезмерный ток может вызвать срабатывание автоматического выключателя, или подгорание контактов и повреждение проводов.

Поэтому знать зависимость между мощностью, потребляемой прибором из сети и электрическим током, который он в той же сети вызывает, будет далеко не лишним. Тем более что на корпусе уже упоминавшихся розеток указывается именно предельный ток, а не электрическая мощность.

Определение электрической мощности. Итак, из курса физики известно, что мощность – это работа, совершаемая за единицу времени. То есть, как автомобиль, обладая скоростью, преодолевает какое расстояние за каждый час (км/час), так и любой включенный прибор совершает за тот же час какую-то определенную работу (Дж/час=Вт).

Но цифры, указанные на корпусе электрочайника говорят не о том, сколько воды он способен вскипятить за определенное время, а о том, сколько энергии он при этом потребит из сети за тот же временной промежуток.

Эта энергия тратится на перемещение электронов в проводнике. Поэтому для одного электрона с единичным зарядом она равна напряжению сети:

Ведь напряжение между двумя точками – это и есть работа, необходимая для перемещения единичного заряда из первой во вторую точку. Полная работа (энергия), необходимая для перемещения всей массы электронов является произведением напряжения на количество электронов в цепи нашего чайника:

А поскольку мощность – это работа в единицу времени, то получаем такое для нее выражение:

Но количество электронов, “протекающих” через сечение проводника за единицу времени (Q/t) – это хорошо известный нам электрический ток. Получается, что нам не нужно стоять с секундомером и отсчитывать электроны – достаточно знать ток и напряжение, а мощность найдется как их произведение:

На практике же, как написано выше, чаще приходится сталкиваться не с задачей определения мощности, а с проблемой вычисления тока по известной номинальной мощности прибора и напряжению сети. Таким образом, можно определить ток, потребляемый прибором и соотнести его с номиналом розетки и автоматического выключателя.

К примеру, для электрочайника мощностью два киловатта, предназначенного для включения в бытовую электрическую сеть, ток может быть вычислен следующим образом:

Очевидно, что для подключения такого чайника нельзя использовать штепсельный разъем на шесть ампер.

Однако необходимо отметить, что эти зависимости между током и мощностью действуют только при совпадении тока и напряжения по фазе. Практически для всех мощных бытовых электроприборов дело так и обстоит, но необходимо держать в уме, что при наличии в цепи большой индуктивности или емкости приведенные формулы будут «врать».

Примером могут быть электродвигатели переменного тока, в которых активная мощность будет выражаться так:

где cosφ – коэффициент мощности, обычно равный для электродвигателей 0,6-0,8 единиц.

При определении параметров какого-либо прибора в трехфазной сети 380 вольт можно предположить, что его мощность складывается из мощности трех фаз, в каждой из которых течет фазный ток и приложено фазное напряжение.

Электрическая мощность; определение

Источник: forum220.ru

Как рассчитать электрическую мощность оборудования

Если появилась необходимость в обеспечении стабильной работы электрооборудования и для этого планируется приобретение источника бесперебойного питания, стабилизатора напряжения, электрогенератора или миниэлектростанции, то сначала нужно рассчитать суммарную мощность одновременно включаемых потребителей (оборудования).

При возникновении такой задачи, не сведущим в электротехнике людям порой довольно сложно разобраться в указанных на оборудовании различных числах, измеряемых в Вт или ВА, и каком-то cosφ. Обозначают эти величины полную и полезную мощность, которые связаны между собой посредством cosφ.

Определение электрической мощности потребителей заключается в расчете общей полной (суммарной) электрической мощности всего подключаемого электрооборудования. Единицей измерения полной мощности выступает вольт-ампер (ВА, VA).

Поскольку основная часть потребители электроэнергии является устройствами переменного тока, то для подсчета их полной мощности используется концепция реактивной и активной мощности, которая не актуальна для для оборудования, использующего постоянный ток. Так же следует помнить, что в момент включения оборудования с электродвигателем потребляемая мощность будет в несколько раз превышать указанною в технических характеристиках, из-за возникновения пусковых (пиковых) токов.

Принципиальное различие между активной и реактивной мощностью заключается в том, что в первом случае практически вся потребляемая электроэнергия используется на выполнение полезной работы, во втором случае часть потребляемой электроэнергии расходуется на создание электромагнитных полей, не связанных с выполнением полезной работы.

Активная мощность P (active power, true power, real power) потребляется электросопротивлением устройства, поэтому ее еще называют резистивная или омическая. Эта мощность преобразуется в полезную световую, тепловую, механическую и другие виды энергии.

Активная нагрузка – это осветительные и электронагревательные приборы: лампы накаливания, теплые полы, утюги, электрочайники, электроплиты и т.д. Единицей измерения активной мощности является ватт (Вт, W). Коэффициент перевода Вт в ВА в данном случае можно считать равным единице, то есть общую мощность потребителей этого типа определяют суммированием паспортных значений в ваттах.

То есть, если, например, необходимо учитывать одновременную работу освещения из четырех ламп накаливания по 60 Вт и электроконвектора паспортной мощностью в 2 кВт выполняем простую операцию: 60 х 4 + 2000 = 2240 Вт или практически 2240 ВА.

Реактивная мощность Q (reactive power) – это понятие обозначает ту часть электроэнергии (реактивная составляющая), которая расходуется на создания переменных электромагнитных полей, возникающих при переходных процессах в оборудовании, имеющем в своем составе индуктивные и/или емкостные составляющие (катушки индуктивности, конденсаторы и т.п.).

Реактивная мощность неизбежно присутствует при работе электродвигателей, трансформаторов и, в то же время, она не выполняет полезной работы, но создает дополнительную нагрузку на электросеть. Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивной мощности (ВАр, VAr).

Обычно в технических характеристиках электрооборудования с реактивной мощностью (пылесосы, холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, кондиционеры, люминесцентные лампы, электродрели, сварочные аппараты и т.д.) указывается его активная мощность в Вт и cosφ – коэффициент мощности (power factor, PF).

Значение cosφ указывает на ту часть потребляемой электроэнергии, которая преобразуется в активную мощность (при cosφ = 0,7, например, 70% «уйдет» на выполнение полезной работы, а оставшиеся 30% составят реактивную мощность). То есть, если в техническом паспорте холодильника указана мощность 700 Вт и cosφ = 0,6, то его полная мощность будет равна 750/0,6 = 1250 ВА.

Помимо активной и реактивной мощности, для оборудования, имеющего в своей конструкции электродвигатель, необходимо принимать во внимание возникающие при его запуске пусковые или пиковые токи, в несколько раз превышающие номинальное значение. Несмотря на кратковременность (от долей до нескольких секунд), они оказывают существенное влияние на работу миниэлектростанций (электрогенераторов), стабилизаторов и источников бесперебойного питания.

Многие производители игнорируют этот параметр в технических характеристиках выпускаемого оборудования и его приходиться уточнять у консультанта при покупке или в сервисном центре. Измерить значение пускового тока бытовым прибором не представляется возможным, поэтому, в крайнем случае, можно использовать усредненные значения коэффициентов пускового тока (ввиду приблизительности эти величины могут не отражать реальной ситуации).

То есть для окончательного определения электрической мощности такого потребителя, как упоминавшийся выше холодильник, необходимо полученное ранее значение 1250 ВА умножить на коэффициент пускового тока и наши скромные паспортные 700 Вт превратятся в 1250 х 4 = 5000 ВА.

Различия в коэффициентах пускового тока обусловлены условиями работы электродвигателя после момента включения. Так двигатель холодильника или погружного насоса помимо выхода на рабочие обороты должен сразу после включения начать качать соответственно хладагент или воду, поэтому сопротивление движению изначально максимально. А у дрели или пылесоса за счет холостого хода при разгоне двигателя сопротивление движению нарастает плавно.

Большие пусковые токи при включении имеют и лампы накаливания, поскольку сопротивление холодной спирали в несколько раз ниже, чем раскаленной. Коэффициент пускового тока в этом случае может равняться 5 – 13, но ввиду кратковременности (0,05 – 0,30 секунд) его можно не учитывать для нескольких ламп, но на производстве, где их количество может достигать сотен, пренебречь возникающими скачками тока уже не удастся. Для люминесцентных ламп с электронным поджигом коэффициент пускового тока равен 1,1 – 2,0.

Как рассчитать электрическую мощность, АльтерСинтез

Источник: www.altsyn.com

Потребляемая мощность электрооборудования Вт (Ватт) » особенности данной величины.

Тема: особенности величины мощности, потребляемой электрическим оборудованием.

Наиболее важный технический показатель любого электрического оборудования (пылесос, стиральная машина, электрическая плита, электрообогреватель и т.д.) является, безусловно, его потребляемая мощность, которая измеряется в ваттах. Несмотря на то, что данная величина известна многим людям (даже тем, кто не особо знаком с электрикой) она всё же имеет некоторые особенности, которые мы с Вами в данной статье постараемся разобрать и уяснить.

Итак, первое с чего хотелось бы мне начать — это разъяснить разницу между ваттами и вольт-амперами. Многими производителями различной бытовой и специализированной электротехники (а зарубежные производители абсолютно все) указывают номинальную (максимальную) потребляемую мощность выпускаемого ими оборудования в кВА (это киловольт-амперы) вместо привычных нам кВт (киловатты).

Простой русский потребитель не догадывается, что между этими двумя единицами измерения существует значительная разница и довольно часто кВА приравнивает кВт, что является ошибкой. Практически на всем зарубежном электрооборудовании электрическая мощность пишется в киловольт-амперах. Сам продавец того или иного электротехнического товара может умолчать либо же, что еще хуже, не подозревать об этом сам. В теории электротехники, перевод киловольт-ампер (кВА) в киловатты (кВт) следует делать по специальной формуле в зависимости от разновидности электрической нагрузки.

Если нет возможности воспользоваться формулой, то приблизительная зависимость одной единицы измерения от другой такова: 1 кВА = около 0,7 кВт. При подобном расчете электрической потребляемой мощности того или иного электрооборудования у Вас будет или же приблизительное равенство значений, или некий лишний запас.

Помимо этого стоит помнить, что электрическая потребляемая мощность Вт электрооборудования бывает активного и реактивного характера. То есть, как известно из физики, активной мощностью будет обладать та электрическая нагрузка, которая безвозвратно расходует поступающую электроэнергию на свою работу (в основном это работа по выделению тепла через физические преобразования электрической энергии в энергию тепла). Потребителями, обладающими активной мощностью являются всевозможные нагревательные устройства — электрообогреватели, электрические лампочки накаливания.

Для потребителей, которым свойственна активная мощность Вт, характерна прямая зависимость указанной номинальной мощности к её действительному значению и работе электрооборудования. Иными словами, что написано на устройстве, то и будет в действительности. Иное дело обстоит с электрическим оборудованием, которому свойственно обладать реактивной мощностью.

Электрической реактивной мощностью обладают все те устройства, у которых имеются в рабочих силовых цепях элементы индуктивности (катушки) и ёмкости (конденсаторы). Дело в том, что если у электрооборудования с активной мощностью вся энергия уходит в работу, то в устройствах с реактивной мощностью часть электрической энергии с катушек и конденсаторов возвращается обратно в сеть, но уже изменённая по своей фазе. Эта обратно возвращаемая электроэнергия играет отрицательную роль в силовых электрических системах, поскольку своей противофазой способна перегружать электросеть и ухудшать качество электроэнергии.

Устройствам, которым характерна реактивная мощность, и у которых не стоят фильтры и узлы компенсации этой реактивной составляющей, свойственны, как минимум несоответствие указанной номинальной электрической мощности и реально рабочей, а как максимум, они способны вносить в электрическую сеть помехи и перегружать отдельные участки электрической системы электроснабжения (до тех мест, где может стоять ёмкость или индуктивность, которая будет гасить реактивную составляющую).

Потребляемая мощность электрооборудования Вт (Ватт) » особенности величины

Источник: electrohobby.ru

Как определить потребляемую мощность электроприборов

Выполняя любые действия, связанные с обслуживанием электрической цепи, будь то монтаж/ремонт электропроводки или подключение электрического прибора, необходимо зафиксировать мощность нагрузки на сеть. Чтобы определить такой макропараметр электрической сети нужно наиболее точно установить значение потребляемой мощности всех и конкретно каждого из электрических приборов.

Виды электрической мощности

Электрическая мощность является общей физической характеристикой, которая описывает скорость передачи электрической энергии. Под мощностью электрического прибора подразумевают количество энергии, которое потребляет прибор за единицу времени.

Для более простого пояснения: мощность электроприбора — количественная величина потребляемой энергии, которую пользователь оплачивает в графе «за свет». Естественно, что потребляемая мощность от «стиралки» и телефонной зарядки разная и оплата количества энергии тоже отличается.

Перед проведением электромонтажных работ необходимо предварительно узнать тип сети электропитания. Распространёнными видами являются: бытовая 2-фазная сеть (220 В), 3-фазная промышленная сеть (380 В) с частотами 50 Гц.

С понятием мощности электроприбора очень тесно связаны такие категории, как фазность и среднеквадратичное значение напряжения, которое влияет на степень нагрузки сети. Специалисты различают два основных типа нагрузок: активные и реактивные.

1. Активная нагрузка: электрические приборы, которые превращают электроэнергию в тепловое излучение. Например, излучающие приборы (светильники, конвекторы, обогреватели), чайники, электрические плиты (но не индукционные) и т. д.
2. Реактивная нагрузка: электрические агрегаты и машины, которые превращают электричество в разнообразные механические виды энергии (вращение, поступательное движение). Эти приборы отличаются высоким током включения, который необходимо учитывать при расчёте мощности. Например, стиральные машинки, перфораторы, электродвигатели и т. п.

Существуют также другие высокотехнологичные приборы, которые совмещают в себе несколько типов нагрузок, например, электрические транспортные средства. Которые, в последнее время стали подключать к обычной розетке для зарядки.

Расчёт мощности на бумаге

Узнать потребляемую мощность электрического прибора можно с помощью тех. паспорта на изделие. Производитель обязательно указывает этот параметр для каждого прибора.

Что делать если документ на изделие отсутствует? Первым из способов измерения является расчёт «на бумаге».

Для этого достаточно посмотреть на «бирку» (обычно на задней/тыльной части прибора), в которой указаны следующие параметры:

• производитель и серийный номер прибора;
• входное напряжение;
• потребляемый ток;
• в качестве бонуса — потребляемая мощность.

Если последняя величина отсутствует, её можно рассчитать: достаточно умножить напряжение сети на потребляемый ток и получим потребляемую мощность активной нагрузки.

С реактивной нагрузкой немного сложнее! Обязательно необходимо знать коэффициент мощности и номинальную нагрузку (на бирке). Например, перфоратор мощностью 2 кВт с коэффициентом 0.85 имеет реактивную нагрузку: 2000/0.85=2352 Вт.

В современных магазинах продаются специальные ваттметры, которые мгновенно на дисплее отображают потребляемую мощность подключённого к сети прибора.

Усложняем электротехническую задачу: отсутствует или затёрлась информация с характеристиками прибора. Выполняем следующие манипуляции:

• отключаем все приборы в квартире/доме;
• запоминаем начальное значение на дисплее электросчётчика;
• подключаем прибор на один час;
• отнимаем конечное от начального значение электросчётчика.

Получаем эмпирическое значение мощности потребления электрического устройства.

Токовые клещи и тестеры

Методика измерений характерна и для клещей и для тестера. Разница только в том, что мультиметр подключается в сеть, а токовые клещи заводятся за один из проводов питания прибора. Таким образом измеряем проходящий ток через прибор.

Во время проведения электрических работ необходимо помнить, что напряжение измеряется напрямую с помощью подключённых щупов в розетку. Потребляемый прибором ток измеряется через последовательное подключение к нагрузке тоже в розетку.

Зная значение напряжения сети и ток проходящий через измерительный прибор, можно с высокой точностью определить потребляемую мощность практически любого электрического устройства. Мощность равна произведению напряжения на силу тока.

Как определить потребляемую мощность электроприборов

Источник: elektrika.wiki

Влияние мощности электроплиты на работу и потребление энергии

Выбирая электрическую плиту, стоит быть готовым к тому, что она потребует огромное количество электроэнергии. Этот прибор по сравнению с другими бытовыми устройствами имеет наиболее высокую мощность. По этой причине установка такой плиты требует отдельные розетки и линии. Для домов, где нет газового оборудования, и используются только электрические плиты, установлены льготные тарифы на электроэнергию. Итак, какова же стандартная мощность электрической плиты?

Стандартные показатели мощности

Электроплита с двумя чугунными нагревательными элементами чаще всего имеет мощность 2000Вт, а аналогичное устройство с 4 элементами – от 5000 Вт. Если у четырехконфорочной плиты индукционный принцип нагрева, то значение будет начинаться от 10400 Вт. Естественно, чем больше число нагревательных и прочих функциональных элементов, чем больше показатель потребления электроэнергии.

При выборе устройства стоит помнить, что мощность электрической плиты также влияет и на скорость нагрева конфорок.

Отдельное место среди электроплит уделяется устройствам с индукционными нагревательными элементами. Такое оборудование имеет большую мощность и стоимость. Но если ее использовать правильно, то затраты электроэнергии будут меньше. Это обеспечивается за счет того, что:

• нагревание происходит очень стремительно;
• нагрев отключается автоматически при снятии посуды;
• специальная посуда не допускает потерь тепла.

Зависимость мощности и энергопотребления

Каждый хозяин хочет знать, сколько потребляет электроэнергии его прибор с учетом своих функциональных возможностей. Обычная электроплита, у которой четыре чугунных конфорки, в среднем потребляет приблизительно от 4 до 8 киловатт в час. Но этот показатель рассчитывается при условии, что все конфорки работают вместе, соответственно, если включается только одна, потребление существенно снижается.

Каждая хозяйка должна помнить, что при грамотном использовании электрической плиты можно существенно экономить расход электроэнергии. Придерживаясь некоторых правил, это легко сделать:

• чтобы не терять лишнее тепло, диаметры конфорки и кастрюлю должны максимально совпадать;
• гладкое дно посуды улучшает теплопередачу;
• чугунные конфорки можно отключать немного раньше, так как они долго остывают, соответственно, приготовление пищи продолжается и после отключения.

Выбор посуды с одинаковым диаметром конфорки

Также для выполнения максимальной экономии стоит знать мощности отдельных функциональных элементов прибора. Ниже приведены приблизительные значения этого показателя основных компонентов плиты:

• конфорка с диаметром до 14,5 см – 1 кВт;
• нагревательный элемент с диаметром 18 см -1,5 кВт;
• электроконфорка с диаметром 20 см – 2 кВт;
• освещение – 15-20 Вт;
• ТЭН на гриле – 1,5 кВт;
• ТЭН снизу – 1 кВт;
• ТЭН сверху – 0,8 кВт;
• двигатель на вертеле – 6 Вт.

Несложно прийти к выводу, что больше всего энергии электроплита потребляет, когда работает большая конфорка, но не стоит забывать, что процесс приготовления на ней ускоряется и проходит намного быстрее.

Классы энергопотребления

Каждый производитель старается повысить конкурентоспособность своей продукции. Поэтому они стремятся максимально сократить расход энергии. Электроплиты, как и любые приборы, подразделяется на классы по потреблению электроэнергии. Обозначение выполняется латинскими буквами от А до G, начиная от высшего. Сегодня можно увидеть следующие обозначения: А++ или А+++. Это значит, что показатели энергопотребления выше, чем класс А.

Класс зависит от объема потребления энергии при достижении установленных температур. Наибольшее количество энергии потребляют духовки, но при улучшении изоляции, которая позволит снизить теплопотери, достигается существенная экономия.

Особенности подключения к сети

При установке электрической плиты стоит учитывать ее высокую мощность, поэтому необходимо придерживаться определенных правил. Для проведения установки такого прибора потребуется наличие:

• силовой розетки на 32А;
• вводного автомата более или равного 32А;
• трехжильного медного кабеля, который имеет двойную изоляцию и сечение более 4 кв мм;
• УЗО не менее 32А.

Чтобы не произошло перегрева контактов, каждый элемент проводки должен быть выполнен качественно с соблюдением техники безопасности и инструкций по монтажу.

По мнению экспертов, потребление электроэнергии плитой не только зависит от характеристик самого прибора, но в большей степени от условий использования.

Мощность и потребление электроэнергии бытовой электрической плиты

Источник: tehnika.expert

avtonomny-dom.ru

Потребляемая мощность электрооборудования Вт (Ватт) » особенности величины.

Тема: особенности величины мощности, потребляемой электрическим оборудованием.

Наиболее важный технический показатель любого электрического оборудования (пылесос, стиральная машина, электрическая плита, электрообогреватель и т.д.) является, безусловно, его потребляемая мощность, которая измеряется в ваттах. Несмотря на то, что данная величина известна многим людям (даже тем, кто не особо знаком с электрикой) она всё же имеет некоторые особенности, которые мы с Вами в данной статье постараемся разобрать и уяснить.

Итак, первое с чего хотелось бы мне начать — это разъяснить разницу между ваттами и вольт-амперами. Многими производителями различной бытовой и специализированной электротехники (а зарубежные производители абсолютно все) указывают номинальную (максимальную) потребляемую мощность выпускаемого ими оборудования в кВА (это киловольт-амперы) вместо привычных нам кВт (киловатты).

Простой русский потребитель не догадывается, что между этими двумя единицами измерения существует значительная разница и довольно часто кВА приравнивает кВт, что является ошибкой. Практически на всем зарубежном электрооборудовании электрическая мощность пишется в киловольт-амперах. Сам продавец того или иного электротехнического товара может умолчать либо же, что еще хуже, не подозревать об этом сам. В теории электротехники, перевод киловольт-ампер (кВА) в киловатты (кВт) следует делать по специальной формуле в зависимости от разновидности электрической нагрузки.

Если нет возможности воспользоваться формулой, то приблизительная зависимость одной единицы измерения от другой такова: 1 кВА = около 0,7 кВт. При подобном расчете электрической потребляемой мощности того или иного электрооборудования у Вас будет или же приблизительное равенство значений, или некий лишний запас.

Помимо этого стоит помнить, что электрическая потребляемая мощность Вт электрооборудования бывает активного и реактивного характера. То есть, как известно из физики, активной мощностью будет обладать та электрическая нагрузка, которая безвозвратно расходует поступающую электроэнергию на свою работу (в основном это работа по выделению тепла через физические преобразования электрической энергии в энергию тепла). Потребителями, обладающими активной мощностью являются всевозможные нагревательные устройства — электрообогреватели, электрические лампочки накаливания.

Для потребителей, которым свойственна активная мощность Вт, характерна прямая зависимость указанной номинальной мощности к её действительному значению и работе электрооборудования. Иными словами, что написано на устройстве, то и будет в действительности. Иное дело обстоит с электрическим оборудованием, которому свойственно обладать реактивной мощностью.

Электрической реактивной мощностью обладают все те устройства, у которых имеются в рабочих силовых цепях элементы индуктивности (катушки) и ёмкости (конденсаторы). Дело в том, что если у электрооборудования с активной мощностью вся энергия уходит в работу, то в устройствах с реактивной мощностью часть электрической энергии с катушек и конденсаторов возвращается обратно в сеть, но уже изменённая по своей фазе. Эта обратно возвращаемая электроэнергия играет отрицательную роль в силовых электрических системах, поскольку своей противофазой способна перегружать электросеть и ухудшать качество электроэнергии.

Устройствам, которым характерна реактивная мощность, и у которых не стоят фильтры и узлы компенсации этой реактивной составляющей, свойственны, как минимум несоответствие указанной номинальной электрической мощности и реально рабочей, а как максимум, они способны вносить в электрическую сеть помехи и перегружать отдельные участки электрической системы электроснабжения (до тех мест, где может стоять ёмкость или индуктивность, которая будет гасить реактивную составляющую).

P.S. Нельзя сводить данную величину (электрическая мощность) только к одному понятию. Ведь когда мы имеем дело с практикой, то может оказаться, что измеряемые показания величины вовсе не соответствуют действительности. Старайтесь всегда учитывать тип электрического тока, что бы величина электрической мощности всегда соответствовала самой себе, и что бы не допускать ошибок при работе с электрооборудованием и его измеряемыми параметрами.

electrohobby.ru

Мощность электрического тока. Виды и работа. Особенности

Мощность электрического тока — это количество работы, которая выполняется за определенный период. Так как работа представляет параметр изменения энергии, то мощность можно назвать характеристикой скорости передачи либо преобразования электроэнергии. С мощностью электротока человеку приходится сталкиваться и в быту и на производстве, где применяются электрические приборы. Каждый из них потребляет электроток, поэтому при их использовании всегда необходимо учитывать возможности этих приборов, в том числе заложенные в них технические характеристики.

Мощность электрического прибора имеет важнейшее значение, ведь данный показатель используется не только для расчета электрической проводки, автоматов и предохранителей, но и для решения других задач. Чем мощность электрического прибора будет больше, тем за более короткое время он сможет осуществить необходимую работу. Если сравнить между собой электрическую плитку, тепловую электропушку или электрокамин, то у них у всех разные показатели мощности. То есть они будут обогревать площадь помещения за совершенно разное время.

Виды

Мощность электрического тока также может быть вычислена по формуле:

P=A/t, которая характеризует интенсивность передачи электроэнергии, то есть работа, совершаемая током по перемещению зарядов за определенный период времени.

Здесь A – это работа, t — время, за которое работа была выполнена.

Мощность может быть двух видов: реактивной и активной.

При активной мощности осуществляется преобразование мощности электротока в энергию движения, тепла, света и иные виды. Данный перевод тока в указанные виды невозможно выполнить обратно. Активная мощность измеряется в ваттах. Один ватт равняется один Вольт умноженный на один ампер. Для бытового и производственного применения задействуются показатели на порядок больших значений: это мегаватты в киловатты.

Реактивная мощность электрического тока представляет электронагрузку, создаваемую в приборах посредством емкостной и (или) индуктивной нагрузкой.

В случае переменного тока, указанный параметр характеризуется формулой:

Q=UIsinφ

Здесь синус φ выражается сдвигом фаз, который образуется между снижением напряжения и действующим электротоком. Значение угла может находиться в пределах от 0 до 90 градусов или от 0 до -90 градусов.

Параметр Q характеризует реактивную мощность, ее можно измерить в вольт-амперах. При помощи указанной формулы можно быстро определить мощность электротока.

Реактивные и активные показатели мощности можно продемонстрировать на обычном примере: Прибор может одновременно иметь нагревающие элементы: электрический двигатель и ТЭН. На изготовление ТЭНов применяется материал, который обладает большим сопротивлением, вследствие чего при прохождении по нему тока, электроэнергия становится тепловой. В данном случае довольно-таки точно характеризуется активная мощность электротока. Если брать за основу электродвигатель то внутри него располагается обмотка из меди, которая обладает индуктивностью, что, как правило, также вызывает эффект самоиндукции.

Эффект самоиндукции обеспечивает некоторое возвращение электроэнергии непосредственно в электросеть. Данную энергию можно охарактеризовать определенным смещением в показателях по электротоку и напряжению, что приводит к нежелательным последствиям на сеть в качестве определенных перегрузок. Подобными показателями выделяются и конденсаторы вследствие собственной емкости в момент, когда весь собранный заряд направляется обратно.

В данном случае происходит смещение тока и напряжения, но в обратном перемещении. Энергия индуктивности и емкости, которые смещаются по фазе относительно параметров электрической сети и называется реактивной электромощностью. Именно обратный эффект к сдвигу фазы позволяет осуществить компенсирование мощности реактивного параметра. В результате повышается качество и эффективность электрического снабжения.

Полная мощность электрического тока характеризуется величиной, которая соответствует произведению тока и напряжения и связана с активной и реактивной мощностью следующим уравнением:

S=˅P2+Q2

Где S – полная мощность, вычисляемая корнем из произведений квадратов активной и реактивной мощностей.

Для простоты восприятия активная мощность есть там, где присутствует активная нагрузка, к примеру, спиральные нагреватели, сопротивление проводов и тому подобное. Реактивная мощность наблюдается там, где имеется реактивная нагрузка, то есть элементы индуктивности и емкости, к примеру, конденсаторы.

Принцип действия

Когда заряд движется по проводнику, то электромагнитное поле выполняет над ним работу. Данная величина характеризуется напряжением. Заряды направляются в сторону снижения потенциалов, однако для поддержания указанного процесса необходим некоторый источник энергии. Напряжение по своему показателю соответствует работе поля, которое необходимо для перемещения единичного заряда Кулона на рассматриваемом участке. При перемещении заряда возникают явления, при которых электроэнергия может приходить в другие виды энергии.

Для доставки электроэнергии от электростанции до конечного потребителя необходимо выполнить определенную работу. Для создания требуемого напряжения, то есть возможности выполнения работы электротока по перемещению заряда, применяется трансформатор. Данное устройство производит увеличение показателя напряжения. Полученный ток под высоким напряжением, иногда достигающим 10 тысяч Вольт, движется по высоковольтным проводам. При достижении места назначения, он попадает на трансформатор, который уменьшает напряжение до промышленных или бытовых показателей. Далее ток направляется на производства, в квартиры и дома.

Применение

Одним из основных элементов электроцепи является приемник электроэнергии. Именно электрические приемники служат для преобразования электроэнергии в другие виды энергии:

Указанные преобразования возможны лишь в том случае, если ток проходит через сопротивление необходимого уровня. То есть при перемещении зарядов по проводнику наблюдается потеря энергии, что как раз и вызвано наличием сопротивления. Если рассматривать это дело на атомарном уровне, то электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки. Это приводит к возбуждению и теп­ловому движению, вследствие чего происходит потеря энергии.

Особенности

Мощность электрического тока влияет на то, как быстро прибор сможет выполнить работу, то есть за определенное время. К примеру, дорогой обогреватель, имеющий в 2 раза большую мощность, обогреет помещение быстрее, чем два дешевых, с меньшей в 2 раза мощностью. Получается, что выгоднее купить агрегат, имеющий большую мощность, чтобы быстрее обогреть холодное помещение. Но, в то же время, такой агрегат будет тратить существенно больше энергии, чем его более дешевый аналог.

Потребляемая мощность всех приборов в доме учитывается и при подборе проводки для прокладки в доме. Если не учитывать этого и в последующем включить в сеть слишком много приборов, то это вызовет перегрузку сети. Проводка не сможет выдержать мощность электрического тока всех приборов, что приведет к плавлению изоляции, замыканию и самовоспламенению проводки. В результате может начаться пожар, который может привести к непоправимым последствиям.

Поэтому так важно знать мощности электрических приборов, чтобы правильно подобрать сечение и материал проводов или не допускать одновременного включения в сеть приборов, имеющих большую мощность.

В качества примера можно привести следующие показатели:

• Сетевой роутер требует 10-20 Вт.
• Бытовой сварочный аппарат имеет мощность 1500-5500 Вт.
• Стиральная машина потребляет мощность 350-2000 Вт.
• Электрическая плитка имеет мощность 1000-2000 Вт.
• Холодильник бытовой потребляет мощность 15-700 Вт.
• Монитор жидкокристаллический имеет мощность 2-40 Вт.
• Монитор с электролучевой трубкой потребляет 15-200 Вт.
• Системный блок ПК потребляет 100-1200 Вт.
• Электрический пылесос имеет мощность 100-3000 Вт.
• Лампа накаливания бытовая – 25-200 Вт.
• Электрический утюг – 300-2000 Вт.

Интересные особенности

Мощность электрического тока раньше благодаря Джеймсу Уатту измерялась в лошадиных силах. Однако в конце девятнадцатого века было решено присвоить мощности название Ватт, чтобы увековечить имя известного ученого и изобретателя. На тот период это случилось впервые, когда единице измерения присвоили имя ученого. Именно с этого времени пошла традиция присвоения имен ученых единицам измерения.

Мощность электрического тока молнии составляет порядка один ТераВатт, при этом происходит ее преобразование в световую и тепловую энергию. Температура внутри молнии при этом составляет 25 тысяч градусов. Молния способна ударять в одно и то же место. А согласно статистике молния попадает в мужчин примерно в 5 раз больше, чем в представителей женского пола.

Похожие темы:

electrosam.ru

Электрическая мощность — это… Что такое Электрическая мощность?

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Мгновенная электрическая мощность

Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

По определению, электрическое напряжение — это отношение работы электрического поля, совершенной при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда. То есть можно сказать, что электрическое напряжение равно работе по переносу единичного заряда из точки А в точку B. Другими словами, при движении единичного заряда по участку электрической цепи он совершит работу, численно равную электрическому напряжению, действующему на участке цепи. Умножив работу на количество единичных зарядов, мы, таким образом, получаем работу, которую совершают эти заряды при движении от начала участка цепи до его конца. Мощность, по определению, — это работа в единицу времени. Введём обозначения: U — напряжение на участке A-B (принимаем его постоянным на интервале Δt), Q — количество зарядов, прошедших от А к B за время Δt. А — работа, совершённая зарядом Q при движении по участку A-B, P — мощность. Записывая вышеприведённые рассуждения, получаем:

Для единичного заряда на участке A-B:

Для всех зарядов:

Поскольку ток есть не что иное, как количество зарядов в единицу времени, то есть по определению, в результате получаем:

Полагая время бесконечно малым, можно принять, что величины напряжения и тока за это время тоже изменятся бесконечно мало. В итоге получаем следующее определение мгновенной электрической мощности:

мгновенная электрическая мощность p(t), выделяющаяся на участке электрической цепи, есть произведение мгновенных значений напряжения u(t) и силы тока i(t) на этом участке:

Если участок цепи содержит резистор c электрическим сопротивлением R, то

Дифференциальные выражения для электрической мощности

Мощность, выделяемая в единице объёма, равна:

В линейном изотропном приближении:

В линейном анизотропном приближении (например, в монокристалле или жидком кристалле, а также при наличии эффекта Холла):

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то мощность можно вычислить по формуле:

Для пассивной линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, можно записать:

Если цепь содержит источник ЭДС, то отдаваемая им или поглощаемая на нём электрическая мощность равна:

Если ток внутри ЭДС противонаправлен градиенту потенциала (течёт внутри ЭДС от плюса к минусу), то мощность поглощается источником ЭДС из сети (например, при работе электродвигателя или заряде аккумулятора), если сонаправлен (течёт внутри ЭДС от минуса к плюсу), то отдаётся источником в сеть (скажем, при работе гальванической батареи или генератора). При учёте внутреннего сопротивления источника ЭДС выделяемая на нём мощность прибавляется к поглощаемой или вычитается из отдаваемой.

Мощность переменного тока

В переменном электрическом поле формула для мощности постоянного тока оказывается неприменимой. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности, удобно обратиться к теории комплексных чисел. Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой частью, полная мощность — модулем, а угол φ (сдвиг фаз) — аргументом. Для такой модели оказываются справедливыми все выписанные ниже соотношения.

Активная мощность

Единица измерения — ватт (W, Вт).

Среднее за период T значение мгновенной мощности называется активной мощностью: В цепях однофазного синусоидального тока где U и I — среднеквадратичные значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением

В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной мощностью.

Реактивная мощность

Единица измерения — вольт-ампер реактивный (var, вар)

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: .

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ для значений φ от 0 до −90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sin φ, реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sin φ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.^{[источник не указан 124 дня]}

Полная мощность

Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (V·A, В·А)

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U·I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Комплексная мощность

Мощность, аналогично импедансу, можно записать в комплексном виде:

где  — комплексное напряжение,  — комплексный ток, — импеданс, * — оператор комплексного сопряжения.

Модуль комплексной мощности равен полной мощности S. Действительная часть равна активной мощности Р, а мнимая  — реактивной мощности Q с корректным знаком в зависимости от характера нагрузки.

Неактивная мощность

Неактивная мощность (пассивная мощность)^{[источник не указан 172 дня]} — это мощность нелинейных искажений тока, равная корню квадратному из разности квадратов полной и активной мощностей в цепи переменного тока. В цепи с синусоидальным напряжением неактивная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов реактивной мощности и мощностей высших гармоник тока^{[источник не указан 172 дня]}. При отсутствии высших гармоник неактивная мощность равна модулю реактивной мощности.

Под мощностью гармоники тока понимается произведение действующего значения силы тока данной гармоники на действующее значение напряжения^{[источник не указан 172 дня]}.

Наличие нелинейных искажений тока в цепи означает нарушение пропорциональности между мгновенными значениями напряжения и силы тока, вызванное нелинейностью нагрузки, например когда нагрузка имеет реактивный или импульсный характер. При линейной нагрузке сила тока в цепи пропорциональна мгновенному напряжению, вся потребляемая мощность является активной. При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы^{[источник не указан 172 дня]}. Мощность нелинейных искажений не является активной и включает в себя как реактивную мощность, так и мощность прочих искажений тока. Данная физическая величина имеет размерность мощности, поэтому в качестве единицы измерения неактивной мощности можно использовать В∙А (вольт-ампер) или вар (вольт-ампер реактивный). Вт (ватт) использовать нежелательно, чтобы неактивную мощность не спутали с активной.

Связь неактивной, активной и полной мощностей

Величину неактивной мощности обозначим N. Через i обозначим вектор тока, через u — вектор напряжения. Буквами I и U будем обозначать соответствующие действующие значения:

Представим вектор тока i в виде суммы двух ортогональных составляющих i_a и i_p, которые назовём соответственно активной и пассивной. Поскольку в совершении работы участвует только составляющая тока, коллинеарная напряжению, потребуем, чтобы активная составляющая была коллинеарна напряжению, то есть i_a = λu, где λ — некоторая константа, а пассивная — ортогональна, то есть Имеем

Запишем выражение для активной мощности P, скалярно умножив последнее равенство на u:

Отсюда находим

Выражение для величины неактивной мощности имеет вид где S = U I — полная мощность.

Для полной мощности цепи справедливо представление, аналогичное выражению для цепи с гармоническими током и напряжением, только вместо реактивной мощности используется неактивная мощность:

Таким образом, понятие неактивной мощности представляет собой один из способов обобщения понятия реактивной мощности для случая несинусоидальных тока и напряжения. Неактивная мощность иногда называется реактивной мощностью по Фризе.

Измерения

• Для измерения электрической мощности применяются ваттметры и варметры, можно также использовать косвенный метод, с помощью вольтметра и амперметра.
• Для измерения коэффициента реактивной мощности применяют фазометры
• Государственный эталон — ГЭТ 153-86 Государственный специальный эталон единицы электрической мощности в диапазоне частот 40-2500 Гц. Институт-хранитель: ВНИИМ

Мощность некоторых электрических приборов

В таблице указаны значения мощности некоторых потребителей электрического тока:

Большинство бытовых приборов рассчитаны на напряжение 220 В, но на разную силу тока. Поэтому мощность потребителей электроэнергии разная.

Литература

• ГОСТ 8.417-2002 Единицы величин
• ПР 50.2.102-2009 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации
• Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. — М: Высшая школа, 1984.
• Гольдштейн Е. И., Сулайманов А. О., Гурин Т. С. Мощностные характеристики электрических цепей при несинусоидальных токах и напряжениях. ТПУ, — Томск, 2009, Деп. в ВИНИТИ, 06.04.09, № 193—2009. — 146 с.

Дополнительная литература

• Агунов М. В., Агунов А. В. Об энергетических соотношениях в электрических цепях с несинусоидальными режимами // Электричество, 2005, № 4, С. 53-56.
• Агунов М. В., Агунов А. В., Вербова Н. М. Новый подход к измерению электрической мощности // Промышленная энергетика, 2004, № 2, С. 30-33.
• Агунов М. В., Агунов А. В., Вербова Н. М. Определение составляющих полной мощности в электрических цепях с несинусоидальными напряжениями и токами методами цифровой обработки сигналов // Электротехника, 2005, № 7, С. 45-48.
• Агунов А. В. Неактивные составляющие полной мощности в автономных электротехнических системах судостроения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб., СПбГМТУ, 1997, 20 с.
• Агунов М. В. Энергетические процессы в электрических цепях с несинусоидальными режимами и их эффективность. Кишинев-Тольятти: МолдНИИТЭИ, 1997, 84 с.
• Агунов М. В., Агунов А. В. Об энергетических соотношениях в электрических цепях с несинусоидальными режимами // Электричество, 2005, № 4, С. 53-56.
• Агунов А. В. Управление качеством электроэнергии при несинусоидальных режимах. СПб., СПбГМТУ, 2009, 134 с.
• Агунов М. В., Агунов А. В., Вербова Н. М. Новый подход к измерению электрической мощности // Промышленная энергетика, 2004, № 2, С. 30-33.
• Агунов А. В. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности с полной компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки // Электротехника, 2003, № 2, С. 47-50.

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

Определение электрической мощности оборудования.

Если для обеспечения надежной работы электрооборудования вы пришли к выводу о необходимости приобретения электрогенератора (миниэлектростанции), стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания (UPS), перво-наперво вам необходимо рассчитать мощность нагрузки, то есть суммарной мощности одновременно включаемого оборудования (потребителей).

При этом не сведущим в электротехнике людям порой довольно сложно разобраться в указанных на оборудовании различных числах, измеряемых в Вт или ВА, и каком-то cosφ. Обозначают эти величины полную и полезную мощность, которые связаны между собой посредством cosφ.

Определение электрической мощности потребителей заключается в расчете общей полной (суммарной) электрической мощности всего подключаемого электрооборудования. Единицей измерения полной мощности выступает вольт-ампер (ВА, VA). Поскольку основная часть потребители электроэнергии является устройствами переменного тока, то для подсчета их полной мощности используется концепция реактивной и активной мощности, которая в силу малости эффектов не актуальна для использующего постоянный ток электрооборудования. Так же не следует забывать, что в момент включения оборудования с электродвигателем потребляемая мощность будет в несколько раз превышать указанное в технических характеристиках значение по причине возникновения пусковых (пиковых) токов.

Принципиальное различие между активной и реактивной мощностью заключается в том, что в первом случае практически вся потребляемая электроэнергия используется на выполнение полезной работы, во втором случае часть потребляемой электроэнергии расходуется на создание электромагнитных полей, не связанных с выполнением полезной работы.

Активная мощность P (active power, true power, real power) потребляется электросопротивлением устройства, поэтому употребляются также названия резистивная или омическая, и преобразуется в полезную световую, тепловую, механическую и другие виды энергии. Активная нагрузка – это осветительные и электронагревательные приборы: лампы накаливания, теплые полы, утюги, электрочайники, электроплиты и т.д. Единицей измерения активной мощности является ватт (Вт, W).

Коэффициент перевода Вт в ВА в данном случае можно считать равным единице, то есть общую мощность потребителей этого типа определяют суммированием паспортных значений в ваттах. То есть, если, например, необходимо учитывать одновременную работу освещения из четырех ламп накаливания по 60 Вт и электроконвектора паспортной мощностью в 2 кВт выполняем простую операцию: 60 х 4 + 2000 = 2240 Вт или практически 2240 ВА.

Реактивная мощность Q (reactive power) – это понятие обозначает ту часть электроэнергии (реактивная составляющая), которая расходуется на создания переменных электромагнитных полей, возникающих при переходных процессах в оборудовании, имеющем в своем составе индуктивные и/или емкостные составляющие (катушки индуктивности, конденсаторы и т.п.).

Реактивная мощность неизбежна при работе электродвигателей, трансформаторов и, в то же время, она не выполняет полезной работы, но создает дополнительную нагрузку на электросеть. Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивной мощности (ВАр, VAr).

Как правило, в технических характеристиках электрооборудования с реактивной мощностью (холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, кондиционеры, люминесцентные лампы, электроинструменты, сварочные аппараты и т.д.) указывается его активная мощность в Вт и cosφ – коэффициент мощности (power factor, PF). Значение cosφ указывает на ту часть потребляемой электроэнергии, которая преобразуется в активную мощность (при cosφ = 0,6, например, 60% «уйдет» на выполнение полезной работы, а оставшиеся 40% составят реактивную мощность). То есть, если в техническом паспорте холодильника указана мощность 875 Вт и cosφ = 0.7, то его полная мощность будет равна 875/0.7 = 1250 ВА.

Пусковые токи. Помимо активной и реактивной мощности, для оборудования, имеющего в своей конструкции электродвигатель, необходимо принимать во внимание возникающие при его запуске пусковые или пиковые токи, в несколько раз превышающие номинальное значение. Несмотря на кратковременность (от долей до нескольких секунд), они оказывают существенное влияние на работу миниэлектростанций (электрогенераторов), стабилизаторов и источников бесперебойного питания.

Многие производители игнорируют этот параметр в технических характеристиках выпускаемого оборудования и его приходиться уточнять у консультанта при покупке или в сервисном центре. Измерить значение пускового тока бытовым прибором не представляется возможным, поэтому, в крайнем случае, можно использовать усредненные значения коэффициентов пускового тока (ввиду приблизительности эти величины могут не отражать реальной ситуации).

То есть для окончательного определения электрической мощности такого потребителя, как упоминавшийся выше холодильник, необходимо полученное ранее значение 1250 ВА умножить на коэффициент пускового тока и наши скромные паспортные 875 Вт превратятся в 1250 х 4 = 5000 ВА.

Различия в коэффициентах пускового тока обусловлены условиями работы электродвигателя после момента включения. Так двигатель холодильника или погружного насоса помимо выхода на рабочие обороты должен сразу после включения начать качать соответственно хладагент или воду, поэтому сопротивление движению изначально максимально. А у дрели или пылесоса за счет холостого хода при разгоне двигателя сопротивление движению нарастает плавно.

Большие пусковые токи при включении имеют и лампы накаливания, поскольку сопротивление холодной спирали в несколько раз ниже, чем раскаленной. Коэффициент пускового тока в этом случае может равняться 5 – 13, но ввиду кратковременности (0.05 – 0.30 секунд) его можно не учитывать для нескольких ламп, но на производстве, где их количество может достигать сотен, пренебречь возникающими скачками тока уже не удастся. Для люминесцентных ламп с электронным поджигом коэффициент пускового тока равен 1.1 – 2.0.

komfortnyj-dom.info

Как рассчитать электрическую мощность | АльтерСинтез

Электрическая мощность

Если появилась необходимость в обеспечении стабильной работы электрооборудования и для этого планируется приобретение источника бесперебойного питания, стабилизатора напряжения, электрогенератора или миниэлектростанции, то сначала нужно рассчитать суммарную мощность одновременно включаемых потребителей (оборудования).

При возникновении такой задачи, не сведущим в электротехнике людям порой довольно сложно разобраться в указанных на оборудовании различных числах, измеряемых в Вт или ВА, и каком-то cosφ. Обозначают эти величины полную и полезную мощность, которые связаны между собой посредством cosφ.

Определение электрической мощности потребителей заключается в расчете общей полной (суммарной) электрической мощности всего подключаемого электрооборудования. Единицей измерения полной мощности выступает вольт-ампер (ВА, VA).

Поскольку основная часть потребители электроэнергии является устройствами переменного тока, то для подсчета их полной мощности используется концепция реактивной и активной мощности, которая не актуальна для для оборудования, использующего постоянный ток. Так же следует помнить, что в момент включения оборудования с электродвигателем потребляемая мощность будет в несколько раз превышать указанною в технических характеристиках, из-за возникновения пусковых (пиковых) токов.

Принципиальное различие между активной и реактивной мощностью заключается в том, что в первом случае практически вся потребляемая электроэнергия используется на выполнение полезной работы, во втором случае часть потребляемой электроэнергии расходуется на создание электромагнитных полей, не связанных с выполнением полезной работы.

Активная мощность P (active power, true power, real power) потребляется электросопротивлением устройства, поэтому ее еще называют резистивная или омическая. Эта мощность преобразуется в полезную световую, тепловую, механическую и другие виды энергии.

Активная нагрузка – это осветительные и электронагревательные приборы: лампы накаливания, теплые полы, утюги, электрочайники, электроплиты и т.д. Единицей измерения активной мощности является ватт (Вт, W). Коэффициент перевода Вт в ВА в данном случае можно считать равным единице, то есть общую мощность потребителей этого типа определяют суммированием паспортных значений в ваттах.

То есть, если, например, необходимо учитывать одновременную работу освещения из четырех ламп накаливания по 60 Вт и электроконвектора паспортной мощностью в 2 кВт выполняем простую операцию: 60 х 4 + 2000 = 2240 Вт или практически 2240 ВА.

Реактивная мощность Q (reactive power) – это понятие обозначает ту часть электроэнергии (реактивная составляющая), которая расходуется на создания переменных электромагнитных полей, возникающих при переходных процессах в оборудовании, имеющем в своем составе индуктивные и/или емкостные составляющие (катушки индуктивности, конденсаторы и т.п.).

Реактивная мощность неизбежно присутствует при работе электродвигателей, трансформаторов и, в то же время, она не выполняет полезной работы, но создает дополнительную нагрузку на электросеть. Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивной мощности (ВАр, VAr).

Обычно в технических характеристиках электрооборудования с реактивной мощностью (пылесосы, холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, кондиционеры, люминесцентные лампы, электродрели, сварочные аппараты и т.д.) указывается его активная мощность в Вт и cosφ – коэффициент мощности (power factor, PF).

Значение cosφ указывает на ту часть потребляемой электроэнергии, которая преобразуется в активную мощность (при cosφ = 0,7, например, 70% «уйдет» на выполнение полезной работы, а оставшиеся 30% составят реактивную мощность). То есть, если в техническом паспорте холодильника указана мощность 700 Вт и cosφ = 0,6, то его полная мощность будет равна 750/0,6 = 1250 ВА.

Помимо активной и реактивной мощности, для оборудования, имеющего в своей конструкции электродвигатель, необходимо принимать во внимание возникающие при его запуске пусковые или пиковые токи, в несколько раз превышающие номинальное значение. Несмотря на кратковременность (от долей до нескольких секунд), они оказывают существенное влияние на работу миниэлектростанций (электрогенераторов), стабилизаторов и источников бесперебойного питания.

Многие производители игнорируют этот параметр в технических характеристиках выпускаемого оборудования и его приходиться уточнять у консультанта при покупке или в сервисном центре. Измерить значение пускового тока бытовым прибором не представляется возможным, поэтому, в крайнем случае, можно использовать усредненные значения коэффициентов пускового тока (ввиду приблизительности эти величины могут не отражать реальной ситуации).

То есть для окончательного определения электрической мощности такого потребителя, как упоминавшийся выше холодильник, необходимо полученное ранее значение 1250 ВА умножить на коэффициент пускового тока и наши скромные паспортные 700 Вт превратятся в 1250 х 4 = 5000 ВА.

Различия в коэффициентах пускового тока обусловлены условиями работы электродвигателя после момента включения. Так двигатель холодильника или погружного насоса помимо выхода на рабочие обороты должен сразу после включения начать качать соответственно хладагент или воду, поэтому сопротивление движению изначально максимально. А у дрели или пылесоса за счет холостого хода при разгоне двигателя сопротивление движению нарастает плавно.

Большие пусковые токи при включении имеют и лампы накаливания, поскольку сопротивление холодной спирали в несколько раз ниже, чем раскаленной. Коэффициент пускового тока в этом случае может равняться 5 – 13, но ввиду кратковременности (0,05 – 0,30 секунд) его можно не учитывать для нескольких ламп, но на производстве, где их количество может достигать сотен, пренебречь возникающими скачками тока уже не удастся. Для люминесцентных ламп с электронным поджигом коэффициент пускового тока равен 1,1 – 2,0.

Комментарии:

Холодный термоядерный синтез в обыкновенной кружкеДвигатель Стирлинга

www.altsyn.com