Konvertering af ampere til watt: regler og praktiske eksempler på omregning af spændings- og strømenheder

Hos ejere af private huse, lejligheder, sommerhuse eller mindre bryggers, der er tilsluttet elektricitet, opstår der ofte et behov for at konvertere ampere til watt eller løse den omvendte opgave. For at udføre omregninger af enheder, der bestemmer strømmens karakteristika, anvendes kendte formler baseret på Ohms lov.

Vi fortæller om, hvordan man korrekt udfører omregning af fysiske enheder. Derudover gives der i den artikel, vi præsenterer, metoder til bestemmelse af driftsydelse og startstrømme for husholdningsapparater. Nuancerne ved beregning af tværsnit af ledningskomponenter er gennemgået.

Bestemmelse af effekten af tilsluttede apparater

For at beregne værdien af den maksimalt mulige effekt i et kredsløbssegment skal man summere indikatorerne for alle tilsluttede apparater. Men det er ikke så enkelt: mange af disse enheder er komplekse elektrodynamiske systemer, så man skal korrekt bestemme deres parametre.

Aktiv og tilsyneladende effektkomponent

Aktiv (eller forbrugt) effekt af enheden (P) bestemmer det uigenkaldelige tab af elektrisk energi under dens drift. Det er denne indikator, elmåleren måler, og den påvirker derfor mængden af forbrugte ressourcer (penge) under apparatets funktion.

Den aktive komponent i watt angives for alle elforbrugere. Der er dog endnu en indikator – effektfaktoren (cos(f)), som kan findes i teknisk dokumentation samt på specielle skilte eller etiketter med de grundlæggende parametre.

Gennem den kan man beregne den tilsyneladende effekt (S) af enheden med følgende formel:

S = P / cos(f)

Den fysiske betydning af disse størrelser kan beskrives således: strømmen med tilsyneladende effekt går fra kilden (transformatoren) til det elektriske apparat, som omdanner dens aktive komponent og returnerer den resterende (reaktive) tilbage til nettet. Således skal belastningen på kredsløbskomponenterne (ledninger og afbrydere) beregnes netop under hensyntagen til den tilsyneladende effekt.

Beregning af tilsyneladende effekt kan udføres ud fra data, der findes i enhedens tekniske datablad eller på motorens mærkeplade

For de fleste husholdningsapparater er koefficienten lig med én, så den aktive og tilsyneladende effekt er ens. Men hvis elforbrugeren har kondensatorer eller en induktionsspole, opstår der en reaktiv komponent.

Vær opmærksom på følgende typer udstyr:

• køleskabe;
• vaskemaskiner;
• airconditionanlæg;
• pumper;
• induktionsovne og -kogeplader;
• lysstofrør;
• tv;
• computere og andet udstyr med elektronik.

Desuden tilsluttes ofte elsystemet i private hjem eller erhvervsbygninger maskiner med elektromotorer, lysbuesvejseapparater og andet udstyr, hvor den tilsyneladende effekt er væsentligt højere end den forbrugte effekt. Derfor bør du nøje gennemgå apparaternes tekniske specifikationer, inden de tilsluttes nettet.

Startstrømme for kompressorer og motorer

Hvis et husholdningsapparat er udstyret med en elektromotor, kompressor, glødetråd eller en transformer ved indgangen til strømforsyningen, opstår der ved starten af dets drift kortvarige startstrømme (I_p). Deres værdi kan være flere gange højere end de nominelle værdier (I_n) angivet i apparatets datablad.

Disse størrelser er forbundet med følgende formel:

I_p = k * I_n

Her er k multiplikationsfaktoren for startstrømmen.

Dokumentationen for elektromotorer indeholder alle data, der er nødvendige for at beregne startstrømmen, herunder multiplikationsfaktoren (sidste kolonne)

Multiplikationsfaktoren overstiger værdien “2” for følgende almindelige husholdningsapparater:

• dykpumpe;
• køleskab og fryser;
• kraftig støvsuger;
• vaskemaskine;
• split-anlæg;
• mikrobølgeovn;
• neonlys;
• visse typer elværktøj (bor, slagboremaskine, kompressor).

Beregning af den samlede effekt, når sådanne enheder er til stede i kredsløbet, skal udføres under hensyntagen til deres startstrømme. Da tiden med øget strømforbrug er kort, og synkron aktivering er usandsynlig, er det tilstrækkeligt at tage én, den mest kraftfulde enhed med hensyn til startstrømme.

Strømstyrke og ledningsparametre

For at bestemme det nødvendige tværsnit af el-ledningernes ledere og afbrydernes nominelle værdi omregnes det samlede antal watt til ampere, og værdien af den maksimale kontinuerlige strøm opnås.

Forholdet mellem ledertværsnit og den maksimalt tilladte strøm for ledninger bestemmes ved hjælp af tabeller, som kabelproducenterne leverer. Afhængigt af producenten kan hovedindikatorerne afvige lidt, men de skal altid overholde den gældende GOST 31996-2012.

Eksempel på tabel over tværsnitsareal for ledere og maksimal tilladt kontinuerlig strøm afhængigt af ledningsføringsmetode

Nogle gange vælger man ikke det minimums tilladte tværsnit, men lidt større. Det er berettiget, da kapacitetsreserven gør det muligt at tilslutte nye elektriske apparater uden dyr demontering af gamle og lægning af nye kabler.

Parametrene for de automatiske afbrydere der installeres i eltavlen, vælges så de garanteret udløser, hvis strømstyrken overstiger den maksimalt tilladte værdi for den lagte ledning.

Afbryderens mærkestrøm (I_n) beregnes ud fra kablets tilladte strøm (I_p) med følgende formel:

I_n <= I_p / 1.45

Man vælger normalt en afbryder med den højest tilladte mærkestrøm for at minimere risikoen for udløsning ved høj men stadig tilladt belastning af kredsløbet.

Sammenhæng mellem grundlæggende elektriske størrelser

Effekt og strømstyrke kan relateres via spænding (U) eller kredsløbsmodstand (R). I praksis er det dog svært at anvende formlen P = I² * R, da det er vanskeligt at beregne modstanden nøjagtigt på en reel strækning.

En- og trefaset tilslutning

De fleste elinstallationer til husholdningsbrug er en-fasede.

I dette tilfælde sker omregningen af tilsyneladende effekt (S) og vekselstrømstyrke (I) med den kendte spænding efter følgende formler, der stammer fra den klassiske Ohms lov:

S = U * I

I = S / U

Nu er det blevet almindeligt at føre trefaset net til boliger, husholdninger og små industrielle anlæg. Det er berettiget ud fra et synspunkt om at minimere omkostningerne til kabler og transformere, som elforsyningsselskabet bærer.

Når der tilsluttes et trefaset net, installeres en trepolet indgangsafbryder (øverst til venstre), en trefaset måler (øverst til højre), og for hvert dedikeret kredsløb – almindelige enpolede enheder (nederst til venstre).

Tværsnitsareal af ledninger og mærkeeffekt ved brug af trefasede forbrugere bestemmes også ud fra strømstyrken, som beregnes således:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Her betegner indekset “l” størrelsernes lineære karakter.

Ved planlægning og efterfølgende udførelse af indendørs installation er det bedst at adskille trefasede forbrugere i separate kredsløb. Apparater, der kører på standard 220 V, forsøger man at fordele nogenlunde jævnt på faserne, så der ikke opstår en betydelig skævhed i effekten.

Nogle gange tillades blandet tilslutning af enheder, der kører på både en og tre faser. Denne situation er ikke den enkleste, så det er bedst at se på et konkret eksempel.

Lad os antage, at der er en trefaset induktionsovn med en aktiv effekt på 7,0 kW og en effektfaktor på 0,9. Til fase “A” er tilsluttet en mikrobølgeovn på 0,8 kW med en startstrømsfaktor på “2”, og til fase “B” er en elkedel på 2,2 kW tilsluttet. Det er nødvendigt at beregne elnettets parametre for denne sektion.

Tilslutningsdiagram for apparater til nettet. Ved denne konfiguration installeres altid en trefaset afbryder. Det er forbudt at bruge flere enfasede afbrydere til beskyttelse.

Lad os bestemme den tilsyneladende effekt for alle enheder:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0,9 = 7800 VA;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 VA;

S_c = P_c = 2200 VA.

Lad os bestemme strømstyrken for hver enhed:

I_i = S_i / (1,73 * U_l) = 7800 / (1,73 * 380) = 11,9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7,2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Lad os bestemme strømstyrken pr. fase:

I^A = I_i + I_m = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

I^B = I_i + I_c = 11,9 + 10 = 21,9 A;

I^C = I_i = 11,9 A.

Strømmen med maksimal styrke, når alle elektriske apparater er tændt, løber gennem fase “B” og vil være 21,9 A. En tilstrækkelig kombination til problemfri drift af alle enheder i dette kredsløb er et kobberledertværsnit på 4,0 mm² og en automatisk afbryder på 20 eller 25 A.

Typisk spænding i husholdningsnet

Da effekt og strømstyrke er forbundet via spænding, er det nødvendigt at bestemme denne værdi nøjagtigt. Før indførelsen af GOST 29322-2014 i oktober 2015 var værdien for et almindeligt net 220 V, og for et trefaset net 380 V.

Ifølge det nye dokument er disse værdier bragt i overensstemmelse med europæiske krav – 230 / 400 V, men de fleste husholdningselforsyningssystemer fungerer stadig efter de gamle parametre.

Den faktiske spændingsværdi kan måles med et voltmeter. Hvis tallene er væsentligt lavere end referenceværdierne, skal der tilsluttes en indgangsstabilisator.

En afvigelse på 5% af den faktiske værdi fra referenceværdien er tilladt i enhver varighed, mens 10% ikke må overstige en time. Ved spændingsfald mister nogle forbrugere, såsom en elkedel, en glødepære eller en mikrobølgeovn, effekt.

Men hvis enheden er forsynet med en integreret stabilisator (f.eks. en gaskedel) eller har en separat switch-mode strømforsyning, forbliver den forbrugte effekt konstant.

I dette tilfælde, i betragtning af at I = S / U, vil spændingsfaldet føre til en stigning i strømstyrken. Derfor anbefales det ikke at vælge kabeltværsnit “snævert” i forhold til de maksimale beregningsværdier, men det er ønskeligt at have en margen på 15-20%.

Nyttig video om emnet

Måling af strømstyrke med multimeter og efterfølgende beregning af effekt:

Elektronisk enhed til bestemmelse af spænding, strømstyrke og automatisk beregning af effekt:

At bestemme strømstyrken, når man kender netspændingen og den samlede effekt af apparater på et kredsløbsafsnit, er ret simpelt. Kompleksiteten ligger i måling eller beregning af de oprindelige parametre.

Hvis der er tvivl om rigtigheden af den fundne løsning, er det bedst at kontakte elektrikere, da fejl i beregningerne kan føre til alvorlige problemer.

Vil du dele din egen erfaring med at omregne ampere til watt? Har du i dit arsenal en original metode, som kan være nyttig for besøgende på siden? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor, upload billeder og stil spørgsmål om artiklens emne.