Как перевести амперы в киловатты

Подбор электрических кабелей и аппаратов защиты, осуществляют по номинальной силе тока измеряемой в амперах. При этом в характеристиках электропотребителей, от которых и зависит нагрузка на провода и выключатели, указывают вовсе не ампераж, а мощность в ваттах или киловаттах. Чтобы согласовать обе величины, следует знать, как перевести амперы в киловатты.

Как перевести амперы в киловатты

Электрическая мощность увязывает в себе понятия напряжения и силы тока. По сути, это скорость, с которой носители заряда переводится данной разностью потенциалов. Определяют эту величину по формуле:

W = U * I, где:

U — напряжение на концах участка цепи, В;

I — сила тока на этом участке, А.

То есть при известной предельно допустимой (номинальной) силе тока, например, для кабеля, максимальную совокупную мощность подключенных к нему потребителей в ваттах (Вт) определяют умножением этой силы тока на величину питающего напряжения.

После несложных преобразований данного выражения получается:

I = W / U.

Следовательно, если известна мощность электропотребителя, то для определения потребляемого им тока, эту мощность делят на величину питающего напряжения.

В цепях переменного тока напряжение постоянно колеблется по синусоидальному закону, а вместе с ним и сила тока. Для удобства расчетов, переменные величины замещают постоянными — так называемым действующим значением.

Действующее значение переменного тока — это постоянный ток, вызывающий в нагрузке такое же тепловыделение, что и данный переменный. Понятие действующего значения переменного напряжения аналогично.

В однофазной сети

В однофазной сети напряжение между фазой и нулевым проводником колеблется от 311 В до -311 В. Действующее значение составляет 220 В. Следовательно, если известно, что мощность электрочайника равна 1,5 кВт или 1500 Вт, сила потребляемого им тока составит:

I = 1500 / 220 = 6,8 А.

Если расчет ведется для кабеля, питающего розеточную группу с подключением нескольких приборов, то мощность последних надо просуммировать и умножить результат на коэффициент неодновременности. Приборы не будут работать вместе, потому монтировать кабель и автоматы защиты в расчете на полную суммарную мощность — экономически нецелесообразно.

Коэффициент неодновременности нормируется Правилами устройства и эксплуатации электроустановок (ПУЭ) и прочими документами и зависит от вида электрифицируемого объекта.

Некоторые приборы подключаются к сети через блок питания *БП с понижающим трансформатором. Самый распространенный пример — светодиодные ленты и светильники. От БП они получают постоянный ток напряжением 12 В. Номинал БП также указывается в амперах, тогда как светодиоды характеризуются мощностью.

Допустим, подбирается блок питания для светодиодной ленты с такими характеристиками:

  • тип ленты: 5050;
  • число светодиодов: 60 шт./м;
  • мощность: 14,4 Вт/м;
  • длина ленты: 6 м.

Порядок расчета:

  1. Определяют потребляемую мощность 6-метрового отрезка ленты W = 14.4 * 6 = 86.4 Вт.
  2. Рассчитывают потребляемый ток I = W / U = 86.4 / 12 = 7,2 А.

Следовательно, требуется БП с номиналом не менее 8 А.

Постоянное напряжение в 12 В подается и в бортовую электросеть автомобиля электрогенератором и аккумулятором. Если, например, требуется подобрать предохранитель для дополнительной фары с лампой мощностью 55 Вт, его номинальный ток составит:

I = 55 / 12 = 4.6 А.

Следовательно, подходит предохранитель с номиналом в 5 А (ближайший, больший).

Несколько сложнее обстоит дело с электропотребителями, в составе которых имеются компоненты с обмотками — двигатели и трансформаторы. В их характеристиках указывается не полная потребляемая мощность, а полезная или, как ее еще называют, активная. Помимо этого, существует понятие реактивной мощности — она тратится на преодоление индуктивного сопротивления. Оно обусловлено наличием в обмотке сильного переменного магнитного поля. Согласно закону электромагнитной индукции, оно создает в обмотке ЭДС самоиндукции, противодействующую трансформации силы переменного тока.

Полная потребляемая мощность равна сумме активной и реактивной мощностей. Чтобы ее вычислить, следует обратить внимание на такую характеристику, как cosϕ (коэффициент мощности). Он характеризует долю активной мощности в полной мощности:

cosϕ = Wа / Wп.

Тогда формула вычисления полной мощности выглядит так:

Wп = Wа / cosϕ.

В случае с электродвигателями выходную мощность Wв, указанную в характеристиках, следует предварительно разделить на КПД. То есть:

Wа = Wв / КПД;

Wп = Wа / cosФ = Wв / (cosϕ * КПД).

Допустим, на шильдике компрессора холодильника указано:

  • мощность: 800 Вт;
  • cosϕ: 0,7;
  • КПД: 85%.

Определяется полная потребляемая мощность:

Wп = 800 / (0,7 * 0,85) = 1344,5 Вт;

Далее, определяется потребляемый ток:

I = 1344,5 / 220 = 6,1 А.

По настройкам электромагнитного расцепителя (времятоковая характеристика) автоматические выключатели делятся на несколько классов. Приборы класса А наиболее чувствительны, ими защищают высокоточные устройства с полупроводниковыми элементами. В быту же применяются автоматы классов:

  • B (электромагнитный расцепитель срабатывает при 2-кратном превышении номинального тока): защищают освещение и розеточные группы для потребителей с минимальными пусковыми токами либо отсутствием таковых;
  • C (мгновенное отключение при 5-кратном превышении номинального тока): автоматом данного класса предохраняют несколько розеточных групп, защищенных автоматами класса В — с целью подстраховки последних;
  • D (производят мгновенное отключение только при 10-кратном превышении номинального тока): применяются для защиты потребителей с большими пусковыми токами, а также на вводе в здания — для подстраховки автоматов в отдельных помещениях.

Часто требуется выполнить пересчет в обратную сторону. К примеру, известно, что кабель или предохранитель рассчитан на ток в 20 А. Значит, к этой линии могут одновременно подключаться потребители с общей мощностью:

W = 20 * 220 = 4400 Вт = 4,4 кВт.

При выборе автоматического выключателя для линии, питающей электродвигатели, следует учитывать их пусковой ток. В момент активации такие устройства потребляют ток, превышающий номинальный в 3-5 раз. Если подобрать автоматический выключатель неправильно, его электромагнитный расцепитель будет срабатывать на пусковой ток и обесточивать линию.

В трехфазной сети

В 3-фазной сети, ток потребителю подается по 3-м проводам со смещением по фазе на треть периода. Действующее значение напряжения между фазным и нулевым проводником составляет 220 В, но для междуфазного напряжения его величина равна U3 = 380 В.

Формула расчета мощности для 3-фазных потребителей имеет вид:

W = 31/3 * U3 * I = 1.73 * u3 * I.

Соответственно, потребляемый каждой фазой ток рассчитывают по формуле:

I = W / 1,73 * U3.

Так, для 3-фазного электрокотла мощностью 15 кВт ток потребления в каждой фазе составит:

I = 15000 / (1.73 * 380) = 22,8 А.

В характеристиках 3-фазных электродвигателей, как и 1-фазных, указывается выходная мощность, поэтому пересчет выполняется с учетом cosϕ и КПД:

I = Wвых / (1,73 * U3 * cosϕ * КПД).

Пример расчета потребляемого тока для двигателя со следующими характеристиками:

  • выходная мощность: 5 кВт;
  • cosϕ: 0,8;
  • КПД: 0,9.

I = 5000 / (1.73 * 380 * 0.8 * 0.9) = 10.6 А.

Перевод ампер в киловатты: таблица

С целью стандартизации электрического оборудования разработан ряд номинальных токов. Поэтому вместо расчета по формулам удобнее подбирать допустимую мощность по номинальному току при помощи таблицы:

Мощность, кВт Автомат, А
2 6 10 16 20 25 32 40 50 63
1 фаза 0,4 1,3 2,2 3,5 4,4 5,5 7,0 8,8 11,0 13,9
3 фазы 1,3 3,9 6,6 10,5 13,2 16,4 21,1 26,3 32,9 41,4

Вопрос выбора кабелей и автоматов защиты — далеко не праздный. В случае ошибки возможен перегрев проводов и арматуры с последующим возгоранием. Поэтому уметь переводить амперы в киловатты и обратно следует любому человеку, занимающемуся монтажом электропроводки или подбором электрооборудования.


Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Adblock
detector