Správny výpočet sily prúdu je potrebný pri mnohých prácach spojených s elektroinštaláciou a navrhovaním obvodov a domácich spotrebičov. Chyby alebo zanedbania takýchto výpočtov môžu mať vážne následky, pretože typ položeného kábla závisí od sily a sily prúdu, ktorého správny výber určuje požiarnu bezpečnosť a ekonomickú uskutočniteľnosť.
Zásady súčasného výpočtu
Na poznať intenzitu prúdu tečúceho v obvode je dôležité vypočítať prierez drôtu, ktorým je vedenie položené, a zvoliť stroj, ktorý chráni sieť pred preťažením. Väčšia než nevyhnutná hodnota prierezu spôsobuje ďalšie náklady, menšia spôsobí prehriatie vodičov, ktoré je spojené s roztavením izolácie kábla a požiarom.
Správny výber stroja je tiež dôležitý, pretože veľká súčasná rezerva bude zbytočná, ak spínač vypne neskoro a zariadenie má čas zlyhať, a príliš malá rezerva spôsobí veľmi časté núdzové vypnutie, keď sa spotreba energie zvýši v prijateľných medziach.
Podľa Ohmovho zákona sa prúd môže vypočítať ako pomer napätia medzi dvoma bodmi a odporom tejto časti obvodu (odpor samotného vodiča). Tento parameter pre drôt závisí od jeho materiálu, dĺžky a prierezu. Pri použití štandardných materiálov (hliník alebo meď) je jediným parametrom, ktorý môže byť ovplyvnený, prierez vodiča. Závisí to od očakávaného prúdu.
Prúdová sila na výstupe 220 V obvykle nepresahuje 6 ampérov. To znamená, že celkový výkon elektrických spotrebičov pripojených k zásuvke by nemal prekročiť 1300 wattov. Inak je potrebné položiť špeciálne drôty so zväčšeným prierezom.
Výpočet výkonu
Vzorec pre elektrický prúd a princíp výpočtu sa budú líšiť pri zvažovaní jednosmerných a striedavých obvodov. Jednosmerný prúd sa používa v palubnej sieti automobilov, prenosných zariadeniach, napájacom napätí trolejbusov. Variabilný - používa sa na elektrické vedenie budov, výkonných elektrických motorov a generátorov.
Pri konštantnom napätí
Ak chcete prevziať hodnotu prúdu, musíte poznať silu použitých spotrebiteľov elektrickej energie. Výpočet prúdu pomocou sily sa vykonáva z tejto hodnoty podľa vzorca :
I = P / U,
kde I je prúdová sila, U je napätie v sieti, P je celkový výkon, ktorý spotrebujú pripojené zariadenia.
Napríklad môžete vypočítať napájací prúd elektromotora trolejbusovej zbernice 150 kW. V trolejbusovej sieti sa používa konštantné napätie 600 V. V súlade s tým sa pri výpočte prúdu podľa uvedeného vzorca získa hodnota 250 ampérov. Pre také veľké hodnoty sa v trolejbusovej sieti používajú špeciálne vodiče.
Existujú špeciálne tabuľky, ktoré vám umožňujú okamžite nájsť prierez medeným alebo hliníkovým vodičom známym prúdom. Rovnakú hodnotu môžete vypočítať v kalkulačke online. Je potrebné zadať použitý materiál, prúd alebo silu spotrebiteľa - a služba vypočíta optimálny prierez. Štandardné elektrické vedenie budovy využíva prierezy osvetľovacích sietí s rozmermi 1, 5 štvorcových milimetrov a 2, 5 štvorcových metrov. mm. pre zásuvky.
Pri striedavom napätí
Striedavé napätie sa používa na napájanie elektrických sietí domov a kancelárskych budov. Jeho použitie je opodstatnené niekoľkými dôvodmi :
- Nižšie náklady na prenos cez elektrické vedenie;
- Jednoduché vytváranie krokových a znižovacích zariadení;
- Nedostatok polarity.
Na napájanie jednosmerných zariadení sa používajú rôzne usmerňovače.
Napájanie striedavým prúdom je vysoko závislé od parametrov dodávanej záťaže. Vzorec elektrickej energie v premenných sieťach má preto podobu:
P = U ⋅ I ⋅ cosφ,
kde cosφ určuje povahu nákladu.
V takýchto obvodoch je to aktívny výkon, to znamená, že sa počas prevádzky mení na iné druhy energie: elektromagnetickú a tepelnú.
Pre aktívny odpor, tj obyčajné odpory, cosφ = 1. Čím väčší je reaktívny komponent v obvode, tj čím viac prvkov má kapacitný alebo indukčný odpor, tým menej bude cosφ. Koeficient cosφ pre väčšinu elektrických spotrebičov je 0, 95, s výnimkou zváracích strojov a elektrických motorov s vysokou indukčnou záťažou.
K dispozícii je tiež jalový výkon. Určuje energiu dodávanú zo zdroja energie do reaktívnych prvkov a potom tieto prvky vracia späť. Vzorec pre prúdový výkon reaktívnych obvodov je:
P = U ⋅ I ⋅ sinφ.
Sinφ charakterizuje príspevok k celkovej sile indukčných a kondenzátorových prvkov. Reaktívny výkon sa meria v jednotkách ako var (volt-ampérová reaktívna).
Trojfázové systémy sú bežné v priemyselných energetických sieťach. Ich výhody sú pre priemysel dôležité :
- Ekonomickejší prenos elektriny na veľké vzdialenosti;
- Zníženie nákladov pri výrobe elektrických motorov 3-fázového systému;
- Rovnomernosť mechanického zaťaženia generátora.
Znakom trojfázových elektrických prúdových systémov je to, že sa v týchto systémoch zvyšuje napätie, ktoré sa rovná 380 V. Pri záťaži rozdelenej na tri vetvy to vedie k poklesu prevádzkového prúdu vzhľadom na jednofázový systém, v ktorom je ako prevádzkové napätie použité 220 V. Vzorec na výpočet výkonu v trojfázovom obvode bude mať túto formu:
P = 1, 73 ⋅ I ⋅ U ⋅ cosφ.
Zvyšujúci faktor 1, 73 je spojený s rozdeleným zaťažením a menším vplyvom reaktívnej zložky v takýchto systémoch.
Podľa špecifikovaných vzorcov je ľahké vypočítať hodnotu striedavého prúdu, pričom je známa spotreba energie. Napríklad pre jednofázovú sieť:
I = P / (U = cosφ).
Výber elektrických spotrebičov
Ak chcete zistiť, ktorý domáci spotrebič je vhodný na elektrické zapojenie v domácnosti a na ktorý je lepšie použiť priemyselný spotrebič, musíte venovať pozornosť jeho napájaniu. Tento parameter je vždy uvedený v návode na použitie alebo v technických špecifikáciách zariadenia.
Je potrebné postupovať opatrne, ak je indikovaný výkon vyšší ako 1, 5 kW, pretože pre takéto zariadenia musíte použiť zväčšený prierez vodičov napájacej siete. Domáce spotrebiče majú zvyčajne menšiu spotrebu energie.
Výnimkou môžu byť práčky, elektrické sporáky, niektoré typy vysávačov. Domy s elektrickými sporákmi majú vždy samostatné vedenie a pre práčku je lepšie natiahnuť samostatný drôt so zväčšeným prierezom.
Ďalej by ste sa mali rozhodnúť pre výber ističa pre skupiny spotrebiteľov elektrického prúdu. Malo by byť vybrané špeciálne pre skupinu, aby sa ušetrilo miesto v distribučnom paneli a aby sa uvoľňovalo pripojenie zariadení k rôznym zásuvkám. Ktoré skupiny si vyberú lepšie :
- Elektrické kachle;
- Práčka a ohrievač vody;
- Zostávajúce zásuvky a osvetlenie.
V domácnostiach s elektrickým sporákom bude mať sporák najvyššiu spotrebu. Jeho výkon sa odhaduje na 10 kW, čo pri štandardnom napätí 220 V znamená spotrebný prúd 45 A, pretože tu je 1. Pre elektrický sporák je potrebný samostatný stroj, takže je tu vybraný pre 50 ampérov.
Práčka sa vyznačuje vysokou spotrebou prúdu. Štandardná práčka spotrebúva 2, 5 kW, čo zodpovedá 12, 5 A. Napriek cosφ = 0, 8 elektrického motora práčky má veľké množstvo elektroniky, takže pre výpočet berieme cosφ = 1. Ešte viac energie z ohrievača je do 8 kW, Ak ich plánujete používať súčasne s práčkou, mali by ste si vziať vysokovýkonový prúd, pretože celkový výkon týchto dvoch zariadení bude 10, 5 kW, to znamená, že potrebujete ďalší stroj na 50 A. Ale je lepšie vyrobiť dva samostatné stroje: 40 A pre ohrievač vody, a 15 A do práčky.
Zvyšné vývody a osvetlenie je možné definovať v samostatnej skupine. Ich celková spotreba energie sa odhaduje na 1, 5 kW, tj na tretiu skupinu bude stačiť stroj 10 A.
Meracie prístroje
Merania elektrických hodnôt sa vykonávajú pomocou špeciálnych zariadení. Prúd sa meria ampérom, napätie voltmetrom a výkon sa môže merať wattmetrom alebo sa môže vypočítať pomocou vzorca z hodnôt prvých dvoch hodnôt.
Pomocou online kalkulačky môžete vypočítať nielen prúd pri známej sile spotrebiteľov, ale aj prierez vodičov potrebných na zapojenie.
Výpočet aktuálnej sily a parametrov zapojenia pre spotrebu energie elektrinou je veľmi dôležitou súčasťou návrhu budovy alebo bytu, preto je potrebné k nej pristupovať opatrne a zodpovedne.