Správný výpočet síly proudu je nezbytný pro mnoho prací spojených s elektroinstalací a navrhováním obvodů a domácích spotřebičů. Chyby nebo opomenutí takových výpočtů mohou mít vážné důsledky, protože typ položeného kabelu závisí na síle a síle proudu, jehož správná volba určuje požární bezpečnost a ekonomickou proveditelnost.
Principy současného výpočtu
Abychom znali intenzitu proudu proudícího v obvodu, je důležité pro výpočet průřezu drátu, kterým je vedení položeno, a výběr stroje, který chrání síť před přetížením. Větší než nezbytná průřezová hodnota způsobuje dodatečné náklady, menší způsobí přehřátí vedení, které je plné roztavení izolace kabelu a požáru.
Správná volba stroje je také důležitá, protože velká proudová rezerva bude zbytečná, pokud spínač vypne pozdě, a zařízení má čas selhat, a příliš malá rezerva způsobí velmi časté nouzové vypnutí, když se spotřeba energie zvýší v přijatelných mezích.
Podle Ohmova zákona lze proud vypočítat jako poměr napětí mezi dvěma body k odporu této části obvodu (odpor samotného drátu). Tento parametr drátu závisí na jeho materiálu, délce a průřezu. Při použití standardních materiálů (hliník nebo měď) je jediným parametrem, který lze ovlivnit, průřez vodiče. A záleží na očekávaném proudu.
Síla proudu na výstupu 220 V obvykle nepřesahuje 6 ampér. To znamená, že celkový výkon elektrických spotřebičů připojených k zásuvce by neměl překročit 1300 wattů. Jinak je nutné pokládat speciální dráty se zvýšeným průřezem.
Výpočet výkonu
Vzorec pro elektrický proud a princip výpočtu se budou lišit při zvažování stejnosměrných a střídavých obvodů. Stejnosměrný proud se používá v palubní síti automobilů, přenosných zařízení, napájecího napětí trolejbusů. Variabilní - používá se v elektrickém zapojení budov, výkonných elektrických motorů a generátorů.
Při konstantním napětí
Chcete-li předpokládat hodnotu proudu, musíte znát sílu spotřebovaných spotřebitelů elektřiny. Výpočet proudu pomocí výkonu se provádí z této hodnoty podle vzorce :
I = P / U,
kde I je proudová síla, U je napětí v síti, P je celkový výkon, který připojená zařízení spotřebují.
Můžete například vypočítat napájecí proud elektromotoru trolejbusové sběrnice 150 kW. V trolejbusové síti se používá konstantní napětí 600 V. V důsledku toho se při výpočtu proudu pomocí specifického vzorce získá hodnota 250 ampér. Pro takové velké hodnoty se v trolejbusové síti používají speciální dráty.
Existují speciální tabulky, které vám umožní okamžitě najít průřez měděného nebo hliníkového vodiče známým proudem. Stejnou hodnotu lze vypočítat v kalkulačce online. Musíte zadat použitý materiál, proud nebo sílu spotřebitele - a služba vypočítá optimální průřez. Standardní elektroinstalace budov používá sekce o rozměru 1, 5 čtverečních milimetrů pro osvětlovací sítě a 2, 5 čtverečních metrů. mm pro zásuvky.
Při střídavém napětí
Střídavé napětí se používá k napájení elektrických sítí domů a kancelářských budov. Jeho použití je odůvodněno několika důvody :
- Nižší náklady na přenos přes elektrické vedení;
- Jednoduchá tvorba krokových a sestupných zařízení;
- Nedostatek polarity.
K napájení stejnosměrných zařízení se používají různé usměrňovače.
Napájení střídavým proudem je vysoce závislé na parametrech dodávané zátěže. Vzorec elektrické energie v proměnných sítích má proto podobu:
P = U ⋅ I ⋅ cosφ,
kde cosφ určuje povahu zatížení.
V takových obvodech je to činný výkon, to znamená, že se během provozu mění na jiné druhy energie: elektromagnetické a tepelné.
U aktivního odporu, tj. Obyčejných odporů, cosφ = 1. Čím větší je reaktivní složka v obvodu, tj. Čím více prvků má kapacitní nebo indukční odpor, tím menší bude cosφ. Koeficient cosφ pro většinu elektrických spotřebičů je 0, 95, s výjimkou svařovacích strojů a elektrických motorů s vysokou indukční zátěží.
K dispozici je také reaktivní síla. Určuje energii dodávanou ze zdroje energie do reaktivních prvků a poté se těmito prvky vrací. Vzorec pro proudový výkon reaktivních obvodů je:
P = U ⋅ Já ⋅ hříchφ.
Sinφ zde charakterizuje příspěvek k celkové energii indukčních a kondenzátorových prvků. Jalový výkon se měří v jednotkách, jako je var (volt-ampér reaktivní).
Třífázové systémy jsou běžné v průmyslových energetických sítích. Jejich výhody jsou pro průmysl důležité :
- Ekonomičtější přenos elektřiny na velké vzdálenosti;
- Snížení nákladů při vytváření elektrických motorů 3-fázového systému;
- Rovnoměrnost mechanického zatížení generátoru.
Charakteristikou třífázových elektrických proudových systémů je to, že napětí v těchto systémech je zvýšeno, rovné 380 V. Při zatížení rozloženém na tři větve to vede ke snížení provozního proudu vzhledem k jednofázovému systému, ve kterém je jako provozní napětí přijato 220 V. Vzorec pro výpočet výkonu v třífázovém obvodu bude mít následující podobu:
P = 1, 73 ⋅ I ⋅ U ⋅ cosφ.
Faktor zvýšení 1, 73 je spojen s distribuovaným zatížením a menším vlivem reaktivní složky v takových systémech.
Je snadné vypočítat hodnotu střídavého proudu, znát spotřebu energie, podle stanovených vzorců. Například pro jednofázovou síť:
I = P / (U ⋅ cosφ).
Výběr elektrických spotřebičů
Chcete-li zjistit, který domácí spotřebič je vhodný pro domácí elektroinstalaci a pro který je lepší použít průmyslový, musíte věnovat pozornost jeho síle. Tento parametr je vždy zapsán v návodu k obsluze nebo v technických specifikacích zařízení.
Je užitečné být opatrný, pokud je indikovaný výkon vyšší než 1, 5 kW, protože pro taková zařízení musíte použít větší průřez vodičů napájecí sítě. Domácí spotřebiče mají obvykle méně energie.
Výjimkou mohou být pračky, elektrický sporák, některé typy vysavačů. Domy s elektrickými kamny mají vždy samostatné vedení a pro pračku je lepší natáhnout samostatný vodič se zvýšeným průřezem.
Dále byste se měli rozhodnout pro výběr jističe pro skupiny spotřebitelů elektrického proudu. Měl by být vybrán speciálně pro skupinu, aby se ušetřil prostor v distribučním panelu a aby se umožnilo více připojení zařízení k různým zásuvkám. Které skupiny je lepší zvolit :
- Elektrický sporák;
- Pračka a ohřívač vody;
- Zbývající zásuvky a osvětlení.
V domácnostech s elektrickými kamny bude mít kamna nejvyšší spotřebu. Jeho výkon se odhaduje na 10 kW, což při standardním napětí 220 V znamená spotřební proud 45 A, protože zde je 1. Pro elektrický sporák je potřebný samostatný stroj, takže je zde vybrán pro 50 ampér.
Pračka se vyznačuje vysokou spotřebou proudu. Standardní pračka spotřebovává 2, 5 kW, což odpovídá 12, 5 A. Přestože cosφ = 0, 8 elektrického motoru pračky má velké množství elektroniky, takže pro výpočet bereme cosφ = 1. Ještě více energie z ohřívače je až 8 kW . Pokud je plánujete používat současně s pračkou, měli byste vzít stroj s vysokým proudem, protože celkový výkon těchto dvou zařízení bude 10, 5 kW, tj. Budete potřebovat další stroj pro 50 A. Ale je lepší vyrobit dva samostatné stroje: 40 A pro ohřívač vody, a 15 A do pračky.
Zbývající vývody a osvětlení lze definovat v samostatné skupině. Jejich celková spotřeba energie se odhaduje na 1, 5 kW, tj. Na třetí skupinu bude stačit stroj 10 A.
Měřicí přístroje
Měření elektrických hodnot se provádí pomocí speciálních zařízení. Proud se měří ampérmetrem, napětím voltmetrem a výkon lze měřit wattmetrem nebo jej lze vypočítat pomocí vzorce z hodnot prvních dvou hodnot.
Pomocí online kalkulačky můžete vypočítat nejen proud při známé síle spotřebitelů, ale také průřez vodičů potřebných pro zapojení.
Výpočet aktuální síly a parametrů zapojení pro spotřebitele elektřiny je velmi důležitou součástí návrhu budovy nebo bytu, takže k tomu musíte přistupovat opatrně a zodpovědně.