Получая квитанцию за электроэнергию, порой недоумеваешь, откуда появилась эта сумма и почему счетчик столько насчитал. Чтобы убедится в том, что техника и прибор учета электричества работают исправно, нужно произвести определение потребления электроэнергии доступными методами. Для этого в нашем арсенале предполагается наличие мультиметра, счетчика электроэнергии либо токоизмерительных клещей. Итак, ниже мы расскажем, как определить потребляемую мощность прибора в домашних условиях!
Что такое потребляемая мощность?
Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.
Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение
Р = U × I,
где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.
Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.
Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.
Определение
Начнём с определения мощности: это работа, выполненная за единицу времени. Причём неважно о какой работе идёт речь, электрической или механической. Эта физическая величина является показателем эффективности работы, а также количества энергии, потребляемой электрическим прибором.
В счета коммунальных услуг входят расходы за потребление электроэнергии. Её потребляют следующие бытовые приборы:
Количество этих приборов гораздо больше. И каждый из них вносит свой вклад в формирование суммы за ваши коммунальные услуги.
Например, потребляемая мощность вашего пылесоса составляет 1 тыс. Ватт в час. Соответственно, если вы пылесосите 30 минут, он потребляет 500 ватт. Одна тысяча ватт в час равняется одному киловатту в час. Это общепринятая единица расчёта потребляемой энергии в коммунальных службах.
Например, за этот месяц вы пылесосили вашу квартиру 6 раз по полчаса. Соответственно, пылесос работал 3 часа и потребил из электросети 3 киловатта в час. Стоимость одного киловатта в час составляет 3 рубля. Это значит, что вам необходимо заплатить 9 рублей за энергию, которую потребил ваш пылесос во время уборки квартиры. По такому же принципу подсчитываются ваши траты с другими электроприборами.
Читать также: Вертикально сверлильный станок 2н135 паспорт
Считать мощность необходимо для следующих целей:
- Оптимизация расходов за потребляемую электроэнергию.
- Обеспечения вашей безопасности.
- Оценки эффективности ваших работ.
Конечно, все эти расчёты производятся для разных видов этой физической величины. Всего их два:
Давайте более подробно поговорим о каждом из них.
Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.
Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.
Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.
При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:
- для розеток это максимально допустимый переменный ток (6 А у традиционных советских розеток старого жилого фонда, 10 или даже 16 А у розеток европейского стиля);
- подключаемое оборудование характеризуются мощностью, которая измеряется в Ваттах (для мощных устройств вместо Ватт указываются более крупные единицы: киловатты (1 кВт = 1000 Вт), что позволяет не путаться в многочисленных нулях).
Отсюда возникает необходимость:
- определения связи мощности и тока;
- нахождения мощности отдельного электрического прибора.
Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.
Сколько потребляет электрокотел
Электрокотлы устанавливаются в домах для отопления и нагрева воды. Однако за простотой конструкции и легкостью ее эксплуатации скрывается большой расход электроэнергии. Модели электрокотлов различаются по мощности, конструкции, количеству контуров и способу нагрева теплоносителя (ТЭНы, электродный или индукционный нагрев). Двухконтурные котлы используются для отопления и нагрева воды. Бойлерные модели более экономичные, нежели проточные.
Выбор котла осуществляется на основании необходимой мощности, которой он должен обладать, чтобы обеспечить нагрев помещений заданной площади. При расчете следует учитывать, что кВт — это минимальная мощность прибора, необходимая для обогрева 10 кв.м.площади помещения. Дополнительно учитываются климатические условия, наличие дополнительного утепления, состояние дверей, окон, пола и присутствие щелей в них, теплопроводность стен.
Обратите внимание! На итоговую мощность электрокотла оказывает влияние способ нагрева теплоносителя, при этом электродные устройства способны обогреть большую площадь, затратив при этом меньшее количество электроэнергии.
Для определения расхода электроэнергии электрокотла необходимо выполнить расчет режима его работы. При этом следует учитывать, что устройство будет работать на полную мощность половину сезона. В расчет принимается продолжительность его работы за сутки. Таким образом, для определения суммарного потребления электроэнергии в сутки, необходимо количество часов умножить на мощность устройства.
Двухконтурные котлы потребляют электроэнергию и в зимнее, и в летнее время.
Для снижения затрат на энергопотребление котла следует установить двухфазный счетчик, по которому расчет электроэнергии в ночное время осуществляется по сниженному тарифу. Также позволит сэкономить применение автоматического устройства управления электроприборами, которое будет контролировать работу устройства исходя из времени суток.
Как определить?
Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.
Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.
Смотрим в техпаспорт
Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.
В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.
Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.
Закон Ома в помощь
Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:
P = U2/R. U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле P = 48 400/R Вт.
Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.
Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.
Используем электросчетчик
При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.
При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.
Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором
После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.
Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.
При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.
Ваттметром
Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:
- включается непосредственно в разрыв цепи, для чего снабжен вилкой и розеткой, см. рисунок 2;
- оборудован легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними цепями автоматической настройки, что исключает ошибки в показаниях;
- отличается хорошими массогабаритными показателями.
Прибор готов к работе немедленно после включения.
Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр
Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.
Закон Ома в помощь!
Второй способ — определить силу тока и рассчитать потребление с помощью формулы, закона Ома. Берем мультиметр, включаем режим прозвонки или измерения сопротивления. Делаем замер сопротивления R ten. Теперь можем посчитать ток, который может пройти через систему A ten. Еще для решения формулы нужно знать напряжение, а оно в домашней сети 220 Вольт.
После того как найден ток, можно определить мощность прибора. Для этого амперы умножаем на вольты.
Более подробно о том, как пользоваться мультиметром, вы можете узнать из нашей статьи!
Прямое измерение тока
Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.
Замер токовыми клещами
Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.
Рис. 3. Измерение токовыми клещами
Замер тестером
Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).
Работа стиральной машины: сколько киловатт потребляет устройство
Вести расчет, сколько Ватт стиральная машина тратит на одни цикл стирки, следует из расчета ее марки, модели и технических характеристик. Энергия затрачивается на работу электродвигателя, которая может быть в пределах 400-800 Вт, ТЭНа – 2 кВт, насоса для слива воды – 40 Вт, системы управления в режиме ожидания – 3-10 Вт. Данный показатель напрямую зависит от потребляемой мощности.
Чем более высокую температуру предусматривает режим стирки, тем выше будет расход электроэнергии.
Также на общий расход влияет режим стирки. Чем ниже значения температуры воды, времени работы устройства и число оборотов, тем меньше машина затратит электроэнергии. Стиральные машины имеют класс энергопотребления, который определяет необходимое количество электроэнергии:
- класс А+ — потребление энергии 0,17 кВт*ч;
- класс А – 0,17-0,19 кВт*ч;
- класс В – 0,19-0,23 кВт*ч;
- класс С – 0,23-0,27 кВт*ч;
- класс D – 0,27-0,31 кВт*ч;
- класс E – 0,31-0,35 кВт*ч;
- класс F – 0,35-0,39 кВт*ч;
- класс G – более 0,39 кВт*ч.
Исходя из класса, модели, режима, загрузки и температуры воды за один цикл стирки машина потребляет 300-1600 Вт*ч.
Для того чтобы снизить количество потребляемой электроэнергии, необходимо выбирать оптимальный режим, который будет зависеть от степени загрязненности белья и его состава. Весомая часть электроэнергии тратится на нагрев воды и отжим. Машинку следует полностью загружать, поскольку агрегаты не могут определять зависимость между количеством белья и значением потребления электроэнергии за цикл. Не реже одного раза в полгода следует проводить очистку машины с использованием специальных средств.
Многие модели стиральных машин имеют режимы экономии воды и электроэнергии.
