Меню

Как рассчитать расход электроэнергии по мощности формула



Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Мощность электрического тока

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

  • трансформаторы;
  • трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Значения cos ϕ в зависимости от типа нагрузки

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

  • S – полная мощность (ВА);
  • P – активная часть (Вт);
  • Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Графическое пояснение сути полной мощности

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

  • силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
  • напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

  • I – ток в амперах;
  • U – напряжение в вольтах;
  • cos ϕ – сдвиг фаз.

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

Читайте также:  Это тепловая мощность трубчатой печи

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Основные формулы для вычисления

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

  • определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
  • узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Токоизмерительные клещи

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Измерение при помощи мультиметра

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измеритель мощности

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

  • выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
  • отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
  • произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
  • результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

  • составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
  • в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
  • для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
  • просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Источник

Потребление электроэнергии, как рассчитать стоимость оплаты онлайн калькулятором или по формулам: 2 методики для домашнего мастера

Рачительный хозяин умеет пользоваться всеми благами электричества и при этом умудряется экономить деньги за его оплату законными методами. Особых секретов здесь нет.

Просто надо хорошо представлять, что такое потребление электроэнергии, как рассчитать ее стоимость и какие существуют эффективные методики для решения этих вопросов.

В статье представлен простой онлайн калькулятор расчета электроэнергии, а также приведен проверенный дедовский метод, дополненный современными цифровыми приборами.

А в конце я высказываю свое мнение по поводу безучетного подключения и сомнительной экономии этим методом.

  • Расчет электроэнергии: онлайн калькулятор для домашнего использования
  • Как рассчитать расход электроэнергии владельцу квартиры
    • Самый простой метод — электрический счетчик
    • Как рассчитать потребление электроэнергии по электрическим величинам прибора
    • Современные приборы измерения потребленной энергии для домашнего использования
  • Чем грозит бездоговорное потребление электроэнергии: Постановление 442 Правительства РФ от 4 мая 2012 года

Расчет электроэнергии: онлайн калькулятор для домашнего использования

Любого хозяина интересуют деньги, которые он будет платить за предоставленные услуги. Наш калькулятор их считает быстро, но для получения результата вам необходимо ввести данные:

  1. мощность электрического прибора либо общее потребление электроэнергии;
  2. стоимость 1 киловатт-часа электроэнергии, заключенная в договоре;
  3. период оплаты.
Читайте также:  Определение производственной мощности по производственному оборудованию

Заносите эти данные в соответствующие графы приведенной таблицы и нажимайте кнопку «Вычислить». Онлайн калькулятор точно выдаст интересующий вас результат.

В конце работы вы легко можете удалить полученные сведения.

Однако пора подумать о том, как следует экономить деньги, пользуясь современными технологиями и умными приборами.

Как рассчитать расход электроэнергии владельцу квартиры: 3 способа

Показываю 3 технологии расчета в порядке сложности

Самый простой метод — электрический счетчик

Основная роль в учете электроэнергии отводится электрическому счетчику. Он постоянно преобразовывает протекающий через него ток и приложенное напряжение в мощность, отображает их в удобном для считывания виде.

Старые индукционные счетчики используют электромеханический привод, работающий за счет вращения алюминиевого диска.

Индукционный счетчик

У него довольно уязвимая конструкция с точки зрения хищения электричества. Она привлекательна для не честных людей потому, что позволяет остановить счетчик или даже заставить его вращаться в обратную сторону довольно большим числом способов.

К тому же класс точности их обычно составляет 2,5, что загрубляет в отдельных случаях расчет.

Поэтому индукционный счетчик сейчас повсеместно заменяется современными электронными приборами, обладающими повышенной защитой от хищений энергии со многими функциями.

Электронный электросчетчик

Любой электросчетчик показывает расход проходящей через него электрической энергии с момента его установки постоянно. Для того чтобы выяснить потребление за какой-то промежуток времени, например, час, сутки, месяц необходимо снять его текущие и предшествующие показания.

Затем из суммарной наработки вычитают значение предыдущего замера и по полученной разнице судят о расходе.

При снятии показаний обращайте внимание на последнюю правую цифру. Она в большинстве моделей является десятой долей киловатта и в расчетах за оплату электроэнергии не используется, округляется.

Однофазный электросчетчик

Для того чтобы избежать ошибок, ее показывают в отдельном окошке, выделяют красным цветом или обозначают иным способом.

Однако счетчик, как прибор учета, стоит на вводе и автоматически складывает все нагрузки, которые протекают через него.

Хозяину же часто требуется проанализировать потребление какого-то одного электроприбора, что неудобно делать с помощью счетчика. Для этого необходимо полностью обесточить все остальные потребители на определенное время и проверять работу только того, который заинтересовал.

Так не поступают: есть более простые способы.

Как рассчитать потребление электроэнергии по электрическим величинам потребителя

Энергия, расходуемая бытовыми приборами, связана формулами с:

  • величиной тока, проходящего по ним для совершения работы;
  • значением приложенного напряжения;
  • мощностью;
  • периодом рабочего времени.

Эти характеристики и их взаимосвязи хорошо помогает запомнить шпаргалка электрика, как обобщенная формула.

Шпаргалка электрика

Первые три параметра обычно указываются в техническом паспорте прибора и на его корпусе: все или избирательно.

Для расчета потребления и оплаты денег надо учитывать определенные особенности. Рассматриваю их ниже.

Напряжение потребителя

В современной квартире обычно используется 220 вольт 50 герц переменного тока, а бытовые приборы могут работать от других величин, включая постоянное напряжение. Это компьютеры, видеотехника, средства связи, цифровая аппаратура…

Для них используются специальные преобразователи и блоки питания, которые тоже потребляют энергию, что необходимо учитывать в комплексе.

Ток нагрузки

Его обычно указывают для мощных потребителей в амперах, чтобы точно учесть и распределить нагрузку на проводку, выбор уставок токовых защит, подключение электроприборов в розеточные группы.

По величине тока и напряжению нагрузку легко перевести в ватты и киловаты через шпаргалку электрика.

Мощность электроприбора

Здесь надо внимательно относиться к обозначениям. Производители используют два вида показа мощности потребления прибора:

  1. активную составляющую, обозначаемую в ваттах или киловаттах (Вт, W, кВт, KW);
  2. полную величину, показываемую в вольт-амперах (ВА, VA).

Более подробно разница между ними раскрыта отдельной статьей. Здесь же надо понимать, что прибор учета в бытовой проводке замеряет активную мощность, а она меньше полной на реактивную составляющую.

Причем последняя величина может быть индуктивной, создаваемой работой трансформаторов, дросселей, электродвигателей или емкостной, формируемой протеканием переменного тока через конденсаторы и, например, протяженные кабельные линии.

Пример: расчет потребления электроэнергии по мощности

Допустим, что два студента снимают по однокомнатной квартире и ежедневно пользуются одинаковым электрическим чайником на 2,1 кВт четыре раза в день по 5 минут (5∙4=20 мин=1/3 часа).

Кроме того, у первого студента ежедневно 4 часа работает компьютер с потреблением 400 ватт и 4 лампы накаливания по 60 ватт.

Во второй квартире используется ноутбук на 80 ватт и тоже 4 лампы, но светодиодные с потреблением по 8 ватт каждая.

Считаем вначале расход, а потом деньги за день, неделю и месяц в сводной таблице.

Параметры Квартира №1 Квартира №2
Расход мощности на чайник в день 2100(Вт)∙1/3(час)=700Вт/ч 2100(Вт)∙1/3(час)=700Вт/ч
Освещение 4∙4∙60=960Вт/ч 4∙4∙8=128Вт/ч
Компьютер 400∙4=1600Вт/ч 4∙80=320Вт/ч
Общий расход энергии за день 700+960+1600=3260Вт/ч 700+128+320=1148Вт/ч
Переводим в кВт/ч 3260Вт/ч=3,26кВт/ч 1148Вт/ч=1,148кВт/ч

Расчет стоимости пользования электричеством при цене 4 рубля за киловатт

Плата за день 4р∙3,26=13,04р 4р∙1,148=4,592р
Плата за неделю 13,04∙7=91,28р 4,592∙7=32,144р
Плата за месяц 13,04∙30=391,2р 4,592∙30=137,76р

Таблица показала, что простой переход на энергосберегающие технологии позволяет снизить оплату денег в два раза.

Однако такой метод является приблизительным, ориентировочным. Более точные результаты предоставляют реальные измерения.

Читайте также:  Как найти коэффициент мощности симметричной трехфазной цепи 1

Современные приборы измерения потребленной энергии для домашнего использования

Сейчас в продаже имеются специальные приборы: бытовые ваттметры, которые вставляются в обычную розетку.

Ваттметр розетка

Они могут показывать:

  • текущее значение мощности в данный момент времени или за определенный период;
  • величину тока и напряжения;
  • расчет расхода при введенном тарифе.

Такое измерение бывает полезно при проверке работы только что приобретенного оборудования для контроля его нагрузок на разных режимах или анализа потребления одного цикла эксплуатации.

Полный обзор возможностей функций этого прибора хорошо показал в своем ролике владелец видео “Покупки в чайне”. Он демонстрирует тест точности прибора и объясняет правила общения с ним в виде инструкции.

Когда нет на руках такого ваттметра, а вопрос проверки электрического потребителя стоит остро, то можно обойтись простым цифровым мультиметром. Для этого вначале переводят его в режим вольтметра и замеряют напряжение.

Второй шаг — измерение тока в цепи нагрузки.

Третий этап — вычисление мощности по току и напряжению по ранее описанной методике.

Чем грозит бездоговорное потребление электроэнергии: Постановление 442 Правительства РФ от 4 мая 2012 года

Имею достаточно большой опыт работы с приборами учета электрической энергии, их монтажом, поверками и проверками. За все это время встречал много случаев различных нарушений и схем несанкционированного подключения.

Однако излагать техническую сторону темы воровства не входит в мои планы, а о последствиях ответственности и стоимости бездоговорного или безучетного потребления хочу особо предупредить всех читателей сайта.

С юридической точки зрения бездоговорное и безучетное потребление — это разные термины, заявленные Постановлением Правительства РФ №442.

Бездоговорное потребление электроэнергии

Безучетное потребление электроэнергии

Аналогичные документы с небольшими корректировками работают в Украине, Казахстане, Беларуси и других странах мира.

Если упростить для понимания эти термины, то они означают потребление электричества без заключения договора или минуя установленные приборы учета любыми способами.

Все это расценивается законодательством как хищение государственных средств или незаконное обогащение, когда юридическое либо физическое лицо в качестве потребителя не производит оплату за пользование электричеством.

Например, на канале Ютуб пользуется спросом тема по остановке счетчиков любых типов. При этом рассматриваются и анализируются конструкции приборов, начиная со старых индукционных до современных микропроцессорных моделей.

Люди также интересуются вопросами занижения их показаний за счет использования различных технических средств. Все это не так уж сложно реализовать на практике, но имеет ли экономический смысл этим заниматься?

Считаю, что если рассматривать вопрос расходования денег, то не стоит. Кратковременное удовлетворение подобных запросов довольно скоро приведет к очень ощутимому штрафу.

Дело в том, что для пресечения подобных действий государством выработана мощная система противодействия по выявлению фактов хищений. Она предусматривает:

  • законодательную базу взаимоотношений между поставщиком и потребителем;
  • систему постоянного контроля технических средств;
  • периодические осмотры и проверки оборудования;
  • фискальную функцию;
  • работу контролирующих органов и некоторые другие вопросы.

Другими словами, каждый прибор учета, по которому проводится оплата денег, проходит периодическую поверку на точность показаний метрологических характеристик. Замена счетчиков выполняется квалифицированными специалистами.

Они снабжены современными приборами поиска скрытой проводки, тщательно проверяют состояние пломб и места возможного подключения, а не только просто меняют один счетчик на другой.

Вам надо знать, что электромонтеры организаций энергосбыта материально заинтересованы определять факты хищений электрической энергии, хорошо обучены это делать.

Статистика показывает, что порядка 70 процентов нарушений они выявляют только внешним осмотром приборов учетов и схемы их подключения, а остальные 30% — специальными проверками.

Сразу же на рабочем месте составляется акт о нарушении с привлечением сотрудников организации и свидетелей.

Этот акт послужит основанием для расчета штрафа по формулам безучетного или бездоговорного потребления. Приводить их нет смысла. Поверьте на слово, что суммы для оплаты начисляются очень внушительные.

Попытки откупиться взяткой или договориться с монтерами решить вопрос в свою пользу обречены на провал. Размер штрафа, который нарушитель будет вынужден заплатить государственному органу, довольно внушительный.

Выявивший нарушение работник получает высокую премию. Он не согласится скрывать случаи выявленных злоупотреблений.

Кроме материальной потери и морального ущерба, задумавший бездоговорное или безучетное потребление электроэнергии человек может получить еще и физическое увечье.

Сборка таких мошеннических схем в электричестве связана с выполнением работы под напряжением, а она требует владения надежными навыками электромонтера и четкого понимания техники безопасности.

Заостряю внимание на том, что от неквалифицированной работы может пострадать не только злоумышленник, но совершенно безвинные люди, которые случайно попадут под действие тока. Вопросам личной безопасности и, особенно членов своей семьи, уделяйте пристальное внимание.

Бездоговорное и безучетное потребление электроэнергии жестко карается государственными органами.

Предлагаю посмотреть видео Анатолия Железняка по этому вопросу.

Оно наглядно показывает, что экономить деньги за оплату электричества необходимо законными средствами.

В статье постарался показать, что такое потребление энергии, как рассчитать свои деньги по двум методикам и предупредил, почему нельзя пользоваться незаконными методами.

Что из этого получилось, судить вам. Пишите свое мнение в комментариях, задавайте вопросы. Будем их обсуждать и приходить к общему решению.

Источник

Как рассчитать расход электроэнергии по мощности формула



Как правильно рассчитать потребляемую мощность

Количество потребляемой электроэнергии приборами бытовой техники, освещения, отопления, кондиционирования и вентиляции, напрямую влияет на сумму оплаты за электричество. Любое оборудование поглощает энергию в объёме соответствующей мощности прибора. Эта важная характеристика является основой для расчёта потребления электроэнергии. Как рассчитать потребляемую мощность электроприборов и определить расход электричества — это вопросы, ответы на которые даны в этой статье.

Подключение потребителя электроэнергии:

Что такое мощность электропотребителя

Этот физический параметр отражает потребление определённого количества электричества за единицу времени. По-иному — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена. Практически на каждом электроприборе есть маркировка. Например, надпись на лампочке «60 Вт» означает, что она за 1 час истратит именно это количество энергии. А вот если на перфораторе указана характеристика — 800 Вт, то за полчаса его работы будет израсходовано 400 Вт.

Происхождение единицы измерения киловатт/час

Интенсивное изучение электричества учёными Европы началось примерно в XVII веке, тогда же были сделаны основополагающие открытия, положившие началу и развитию такой науки, как электротехника. Шотландский инженер, изобретатель-механик (1736–1819 г.г.) Джеймс Уатт ввёл в обиход первую единицу мощности — лошадиную силу.

Портрет Джеймса Уатта:

В 1782 году Британская ассоциация инженеров присвоила фамилию учёного единице измерителя мощности — Ватт. Нужно иметь в виду, что на русском языке английская буква «W» имеет двойное прочтение, как «В» или «Уа». Поэтому фамилию изобретателя читаем Уатт, а единицу измерения — Ватт. В 1889 году единица измерения получила мировое признание. Лишь в 1960 году «Ватт» официально вошёл в международную систему СИ, как измеритель мощности любого вида энергии, будь-то она тепловой, механической или электрической.

Расход электроэнергии, потреблённой за определённый промежуток времени, измеряют в Вт/ч. Чтобы сократить количество символов при обозначении мощности потребления электроприбором электроэнергии, была введена в обиход такая единица, как киловатт/час — кВт/ч (1000 Вт/ч).

Определение потребляемой мощности

Вычисление потребления электроэнергии по мощности можно осуществить несколькими способами. Они описаны далее.

Данные на шильдике

Со временем сложилась общепринятая практика — обозначать технические параметры бытовых приборов на шильдиках. Чтобы узнать потребляемую мощность, достаточно прочитать данные на табличке.

Расчёт по формуле

Зная напряжение в источнике тока (розетка бытовой сети, батарейки или аккумулятор) и ток, который потребляет прибор, нет ничего проще, как определить потребляемую мощность электроприбора. В этом случае формула расчёта будет выглядеть так:

N = VxI. Где N — мощность (Вт); V — напряжение (В); I — сила тока (А).

Например, с помощью мультиметра в режиме амперметра узнают силу тока, на которую рассчитана электропила — 8.2 ампер. Так как оборудование работает от бытовой электросети напряжением 220 вольт, то посчитать расход электроэнергии пилой будет довольно просто: 220×8.2 = 1800 Вт = 1.8 кВт.

Схема измерения силы тока мультиметром:

Измерение ваттметром

Это универсальный способ того, как рассчитать потребление электроэнергии с помощью подобного прибора. В настоящее время его довольно просто приобрести в сетевой торговле в одном из китайских интернет-магазинов.

Ваттметр — измеритель мощности различных электрических потребителей. Устройство определяет силовую характеристику прибора любого назначения, работающего от бытовой электросети. На его тыльной стороне находится вилка, которую вставляют в розетку. В передней части корпуса под дисплеем расположена своя розетка. К ней подсоединяют испытуемое оборудование.

Использование этого тестера — это один из способов, как рассчитать расход электроэнергии любого бытового электроприбора. Измеритель мощности является своеобразным мостиком, соединяющим через себя потребителя с источником тока. Им производят измерения в течение определённого времени. Потом можно рассчитать, сколько денег «тратит» холодильник или стиральная машина. В тестере есть встроенный аккумулятор, который нужен для запоминания полученных ранее показаний и расчёта денежных затрат за потреблённое электричество. Иными словами, ваттметр можно охарактеризовать как индивидуальный электросчётчик, который обслуживает один электроприбор.

Метод исключения

При таком способе в роли измерителя мощности выступает электросчётчик. Допустим, что в доме работает электрооборудование, на котором нет шильдика, документация на него давно утеряна или её не было вообще. Есть самый простой способ, как рассчитать расход электроэнергии — это метод исключения. Поступают следующим образом: в квартире или доме обесточивают все приборы, гасят освещение, на электросчётчике блочные тумблеры ставят в положение «Выкл.» кроме одного.

Читайте также:  Расчет мощности печи от ее размеров

Снятие показаний электросчётчика:

Нужный прибор включают на возможно длительное время. Следует зафиксировать количество потреблённого электричества в течение 1 часа. Если обстоятельства не позволяют сделать это, то включение производят в течение временного промежутка, кратного 60 минутам.

Например, если оборудование проработало 10 или 20 минут, то результат соответственно умножают на 6 или 3. Если в течение часа прибор потребил 800 Вт, то это значит, что его мощность равна 0.8 кВт/ч. Если вывести среднее количество часов работы электропотребителя в месяц, то можно определить затраты, которые приносит данное оборудование. Для этого показатель умножают на стоимость 1 кВт/ч.

Калькулятор потребляемой мощности

В качестве измерителя мощности можно использовать онлайн-калькулятор. Один из его вариантов всегда можно найти в интернете. Основное предназначение сетевого сервиса поможет в том, как определить мощность всех потребителей электрического тока, находящихся в доме, квартире или офисе. Полученные результаты носят ориентировочный характер, но с их помощью можно посчитать траты электричества разными типами потребителей.

Пользуясь калькулятором, хозяева жилья могут рассчитывать будущие расходы на оплату электроэнергии. Зная слабые места в общей картине энергопотребления, можно оптимизировать режим работы основных электроприборов. Это может принести существенную экономию семейному бюджету.

Калькулятор прост в обращении. В окна интерфейса вводят соответствующие данные о приборах освещения — мощность и количество ламп разного типа, затем вносят информацию об электроприборах: холодильнике, телевизоре, стиральной машине и прочей бытовой технике, компьютере, сопутствующей оргтехнике и различных электроинструментах. После этого в окно «Стоимость 1 кВт» вводят действующий тариф на электроэнергию. Нажав курсором на кнопку «Рассчитать», получают расчётное значение энергопотребления за месяц, а также сумму к оплате за электричество.

Информативный способ

В интернете есть много информации о мощностях различных бытовых приборов. Хозяева жилья знают и могут составить перечень потребителей электроэнергии с указанием их средней мощности, взятой в сети. Также жильцы могут посчитать определённое количество рабочих часов приборов в сутки. Отсюда получают конечный результат расхода электроэнергии за месяц.

Для силовых установок (к ним относится оборудование с электромоторами) следует вводить поправочный коэффициент k = 1.2, учитывающий резкий рост пусковой мощности. В следующей таблице указан стандартный список бытовых приборов. Он может существенно отличаться от списка, в котором будет присутствовать оборудование приусадебного хозяйства — это станки, насосы, газонокосилки и многое другое.

Средняя мощность бытовых приборов:

После прочтения данной статьи становится понятно, что такое потребляемая мощность электроприборов и как её можно рассчитать. Правильность любого расчёта расходов на оплату электричества проверяется счётом местной электрокомпании. При существенном расхождении результатов, нужно пересмотреть методику подсчёта потребляемой мощности всех электроприборов. Надо знать, что все способы подсчётов не будут точными, зато они смогут подсказать, где можно сэкономить электроэнергию.

Источник

Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Мощность электрического тока

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Читайте также:  Что значит проектная мощность

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

  • трансформаторы;
  • трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Значения cos ϕ в зависимости от типа нагрузки

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

  • S – полная мощность (ВА);
  • P – активная часть (Вт);
  • Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Графическое пояснение сути полной мощности

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

  • силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
  • напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

  • I – ток в амперах;
  • U – напряжение в вольтах;
  • cos ϕ – сдвиг фаз.

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

Читайте также:  Мощность дрели для токарного станка

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Основные формулы для вычисления

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

  • определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
  • узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Токоизмерительные клещи

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Измерение при помощи мультиметра

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измеритель мощности

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

  • выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
  • отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
  • произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
  • результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

  • составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
  • в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
  • для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
  • просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Источник