Pravilno izračunavanje trenutne jakosti je potrebno za številna dela, povezana z ožičenjem in načrtovanjem vezij in gospodinjskih aparatov. Napake ali zanemarjanje takšnih izračunov lahko povzroči resne posledice, saj je vrsta kabla, ki se položi, odvisna od moči in moči toka, katerega pravilna izbira določa požarno varnost in ekonomsko izvedljivost.
Načela trenutnega izračuna
Če želite v amperih vedeti moč toka, ki teče v tokokrogu, je pomembno za izračun preseka žice, s katero je ožičenje položeno, in izbiro stroja, ki ščiti omrežje pred preobremenitvami. Večja, kot je potrebna presečna vrednost, povzroči dodatne stroške, manjša pa bo povzročila pregrevanje ožičenja, kar je povezano s taljenjem izolacije kabla in požarom.
Pomembna je tudi pravilna izbira stroja, saj bo velika trenutna meja neuporabna, če se stikalo izklopi, oprema pa ima čas za odpoved, premajhna rezerva pa bo povzročila zelo pogosto zaustavitev v sili, ko se poraba energije poveča v sprejemljivih mejah.
Po Ohmovem zakonu lahko tok izračunamo kot razmerje napetosti med dvema točkama na upornost tega odseka vezja (upor same žice). Ta parameter za žico je odvisen od materiala, dolžine in preseka. Pri uporabi standardnih materialov (aluminij ali baker) je edini parameter, na katerega lahko vplivamo, prerez prevodnika. In to je odvisno od pričakovanega pretočnega toka.
Trenutna moč pri vtičnici 220 V običajno ne presega 6 amperov. To pomeni, da skupna moč električnih naprav, priključenih na vtičnico, ne sme presegati 1300 vatov. V nasprotnem primeru je potrebno polaganje posebnih žic s povečanim presekom.
Izračun moči
Formula za električno tokovno moč in načelo izračuna se bosta razlikovali pri upoštevanju enosmernih in izmeničnih tokokrogov. Neposredni tok se uporablja v omrežju avtomobilov, prenosnih naprav, napajalne napetosti vozičkov. Spremenljiv - uporablja se pri električnem ožičenju stavb, močnih elektromotorjev in generatorjev.
Pri konstantni napetosti
Če želite prevzeti vrednost toka, morate poznati moč porabljenih porabnikov električne energije. Izračun toka po moči se izračuna iz te vrednosti po formuli :
I = P / U,
kjer sem trenutna jakost, U napetost v omrežju, P je skupna moč, ki jo bodo priključene naprave porabile.
Na primer, lahko izračunate napajalni tok elektromotorja vozička 150 kW. V trolejbusnem omrežju se uporablja konstantna napetost 600 V. V skladu s tem pri izračunu toka po določeni formuli dobimo vrednost 250 amperov. Za tako velike vrednosti se v trolejbusnem omrežju uporabljajo posebne žice.
Obstajajo posebne tabele, ki vam omogočajo, da po znanem toku takoj najdete prerez bakrenega ali aluminijastega vodnika. Enako vrednost je mogoče izračunati v spletnem kalkulatorju. Vnesti je treba uporabljeni material, tok ali moč potrošnika - in storitev bo izračunala optimalen prerez. Običajno ožičenje stavb uporablja odseke 1, 5 kvadratnih milimetrov za svetlobna omrežja in 2, 5 kvadratna metra. mm za vtičnice.
Pri izmenični napetosti
Za napajanje električnih omrežij hišnih in poslovnih zgradb se uporablja izmenična napetost. Njegova uporaba je upravičena iz več razlogov :
- Nižji stroški za prenos preko daljnovodov;
- Preprosto ustvarjanje naprav za povečanje in zmanjševanje;
- Pomanjkanje polarnosti.
In za napajanje enosmernih naprav se uporabljajo različni usmerniki.
Napajalna napetost je zelo odvisna od parametrov dobavljene obremenitve. Zato ima formula električne energije v spremenljivih omrežjih obliko:
P = U ⋅ I ⋅ cosφ,
kjer cosφ določa naravo bremena.
V takih tokokrogih je to aktivna moč, torej pretvorba med delovanjem v druge vrste energije: elektromagnetno in toplotno.
Za aktivni upor, torej navadne upore, cosφ = 1. Večji kot je reaktivni sestavni del vezja, več ko ima elementov kapacitivni ali induktivni upor, manjši bo cosφ. Koeficient cosφ za večino električnih aparatov znaša 0, 95, razen varilnih strojev in elektromotorjev z veliko induktivno obremenitvijo.
Obstaja tudi reaktivna moč. Določa energijo, dobavljeno iz vira energije v reaktivne elemente, nato pa jih ti elementi vrnejo nazaj. Formula trenutne moči za reaktivne tokokroge je:
P = U ⋅ I ⋅ sinφ.
Tu sinφ označuje prispevek k skupni moči induktivnih in kondenzatorskih elementov. Reaktivna moč se meri v enotah, kot so var (volt-ampersko reaktivno).
Trifazni sistemi so pogosti v industrijskih elektroenergetskih omrežjih. Njihove prednosti so pomembne za industrijo :
- Varčnejši prenos električne energije na dolge razdalje;
- Zmanjšanje stroškov pri ustvarjanju elektromotorjev 3-faznega sistema;
- Enakomernost mehanske obremenitve generatorja.
Značilnost trifaznih sistemov električnega toka je, da se napetost v teh sistemih poveča, enaka 380 V. Z obremenitvijo, porazdeljeno na tri veje, to privede do zmanjšanja obratovalnega toka glede na enofazni sistem, v katerem je kot obratovalna napetost sprejetih 220 V. Formula za izračun moči v trifaznem vezju ima naslednjo obliko:
P = 1, 73 ⋅ I ⋅ U ⋅ cosφ.
Faktor povečanja 1, 73 je povezan s porazdeljeno obremenitvijo in manjšim vplivom reaktivne komponente v takih sistemih.
Vrednost izmeničnega toka je enostavno izračunati ob poznavanju porabe energije po določenih formulah. Na primer za enofazno omrežje:
I = P / (U ⋅ cosφ).
Izbira električnih aparatov
Če želite izvedeti, kateri gospodinjski aparat je primeren za električno ožičenje doma in za katerega je bolje uporabiti industrijski, morate biti pozorni na njegovo moč. Ta parameter je vedno zapisan v priročniku z navodili ali tehničnimi specifikacijami naprave.
Vredno je biti previden, če je navedena moč večja od 1, 5 kW, saj za takšne naprave morate uporabiti povečan prerez žic napajalnega omrežja. Običajno imajo gospodinjski aparati manj moči.
Izjema so lahko pralni stroji, električni štedilniki, nekatere vrste sesalnikov. Hiše z električnimi pečmi imajo vedno ločeno ožičenje zanje, za napajanje pralnega stroja pa je bolje raztegniti ločeno žico povečanega preseka.
Nato se odločite za izbiro odklopnika za skupine porabnikov električnega toka. Izbrati ga je treba posebej za skupino, da bi prihranili prostor na razdelilni plošči in bili bolj prosti pri povezovanju naprav na različne vtičnice. Katere skupine je bolje izbrati :
- Električni štedilnik;
- Pralni stroj in grelnik vode;
- Preostale vtičnice in osvetlitev.
V domovih z električnimi pečmi bo imela peč največjo porabo. Njegova moč je ocenjena na 10 kW, kar pri standardni napetosti 220 V pomeni porabni tok 45 A, cosφ tukaj je 1. Za električni štedilnik je potreben ločen stroj, zato je tukaj izbran za 50 amperov.
Pralni stroj odlikuje tudi velika poraba toka. Običajna pralna naprava porabi 2, 5 kW, kar ustreza 12, 5 A. Kljub cosφ = 0, 8 elektromotorja pralnega stroja ima veliko elektronike, zato za izračun vzamemo cosφ = 1. Še več energije iz grelnika znaša do 8 kW . Če jih nameravate uporabljati istočasno s pralno napravo, vzemite visokonapetostni stroj, saj bo skupna moč teh dveh naprav 10, 5 kW, torej potrebujete še en stroj za 50 A. Toda bolje je narediti dva ločena stroja: 40 A za grelnik vode oz. in 15 A pralnemu stroju.
Preostale vtičnice in osvetlitev je mogoče določiti v ločeni skupini. Njihova skupna poraba energije je ocenjena na 1, 5 kW, torej bo 10 A stroj dovolj za tretjo skupino.
Merilni inštrumenti
Meritve električnih vrednosti opravijo posebne naprave. Tok merimo z ampermetrom, napetost z voltmetrom, moč pa lahko merimo z vatmetrom ali pa ga izračunamo po formuli iz vrednosti prvih dveh vrednosti.
S spletnim kalkulatorjem lahko izračunate ne samo tok pri znani moči potrošnikov, temveč tudi prečni prerez žic, potrebnih za ožičenje.
Izračun trenutnih parametrov moči in ožičenja moči porabnikov električne energije je zelo pomemben del zasnove stavbe ali stanovanja, zato morate k temu pristopiti previdno in odgovorno.