Как найти мощность через сопротивление и напряжение?

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и непроводящие (диэлектрики). Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока (электронов).

Из токопроводящих материалов (медь, алюминий, графит, и многие другие), делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться.

В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Для того чтобы электроны начали перемещаться в проводнике (по участку цепи пошел ток), им нужно создать условия. Для этого в начале участка цепи должен быть избыток электронов, а в конце – недостаток. Для создания таких условий используют источники напряжения – аккумуляторы, батарейки, электростанции.

Для переменного тока

Однако для электрической цепи переменного тока нужно учитывать полную, активную и реактивную, а также коэффициент мощности (соsФ). Подробнее все эти понятия мы рассматривали в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Отметим лишь, что чтобы найти полную мощность в однофазной сети по току и напряжению нужно их перемножить:

S=UI

Результат получится в вольт-амперах, чтобы определить активную мощность (ватты), нужно S умножить на коэффициент cosФ. Его можно найти в технической документации на устройство.

P=UIcosФ

Для определения реактивной мощности (вольт-амперы реактивные) вместо cosФ используют sinФ.

Q=UIsinФ

Или выразить из этого выражения:

И отсюда вычислить искомую величину.

Найти мощность в трёхфазной сети также несложно, для определения S (полной) воспользуйтесь формулой расчета по току и фазному напряжению:

А зная Uлинейное:

1,73 или корень из 3 – эта величина используется для расчётов трёхфазных цепей.

Тогда по аналогии чтобы найти P активную:

Определить реактивную мощность можно:

На этом теоретические сведения заканчиваются и мы перейдём к практике.

Нормы мощности в сети переменного тока

Напряжение и мощность — то, что нужно знать каждому человеку, живущему в квартире или частном доме. Стандартное напряжение сети переменного тока в квартире и частном доме выражается в количестве 220 и 380 ватт. Что касается определения количественной меры силы электрической энергии, необходимо сложить электрический ток с напряжением или же измерить необходимый показатель ваттметром. При этом чтобы сделать измерения последним аппаратом, нужно использовать щупы и специальные программы.

Что такое мощность переменного тока

Мощность переменного тока определяется соотношением величины тока со временем, которая производит работу за определенное время. Обычный пользователь использует мощностный показатель, передаваемый ему поставщиком электрической энергии. Как правило, он равен 5-12 киловатт. Этих цифр хватает, чтобы обеспечить работоспособность необходимого бытового электрооборудования.

Этот показатель зависит от того, какие внешние условия поступления энергии в дом, какие поставлены ограничительные токовые устройства (автоматы или полуавтоматы), регулирующие момент поступления мощностных емкостей к потребительскому источнику. Это совершается на разных уровнях, от бытового электрощита до центрального устройства электрического распределения.

Мощностные нормы в сети переменного тока

Для переменного тока

Однако для электрической цепи переменного тока нужно учитывать полную, активную и реактивную, а также коэффициент мощности (соsФ). Подробнее все эти понятия мы рассматривали в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Отметим лишь, что чтобы найти полную мощность в однофазной сети по току и напряжению нужно их перемножить:

S=UI

Результат получится в вольт-амперах, чтобы определить активную мощность (ватты), нужно S умножить на коэффициент cosФ. Его можно найти в технической документации на устройство.

P=UIcosФ

Для определения реактивной мощности (вольт-амперы реактивные) вместо cosФ используют sinФ.

Q=UIsinФ

Или выразить из этого выражения:

И отсюда вычислить искомую величину.

Найти мощность в трёхфазной сети также несложно, для определения S (полной) воспользуйтесь формулой расчета по току и фазному напряжению:

S=3Uф/ф

А зная Uлинейное:

S=1,73*UлIл

1,73 или корень из 3 – эта величина используется для расчётов трёхфазных цепей.

Тогда по аналогии чтобы найти P активную:

P=3Uф/ф*cosФ=1,73*UлIл*cosФ

Определить реактивную мощность можно:

Q=3Uф/ф*sinФ=1,73*UлIл*sinФ

На этом теоретические сведения заканчиваются и мы перейдём к практике.

Как сэкономить деньги

Установка двухтарифного счетчика позволяет сэкономить затраты на отопление электричеством. Московские тарифы для квартир и домов, оборудованных стационарными электроотопительными установками, различают две стоимости:

1. 4,65 р с 7:00 до 23:00.
2. 1,26 р с 23:00 до 7:00.

Тогда вы потратите, при условии круглосуточной работы 9 кВт электрического котла включенного на треть мощности:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 рублей

Разница в суточном расходе – 80 рублей. В месяц вы сэкономите 2400 рублей. Что оправдывает установку двухтарифного счетчика.

Второй способ экономии при использовании двухтарифного счетчика — использование автоматических устройств управления электроприборами. Заключается в том, чтобы возложить пик потребления электрокотла, бойлера и прочего в ночное время суток, тогда большая часть электроэнергии будет тарифицироваться по 1,26, а не по 4,65. В то время когда вы находитесь на работе котел может либо отключаться полностью, либо работать в режиме пониженного энергопотребления, например на 10% от мощности. Чтобы автоматизировать работу электрокотла можно использовать программируемые цифровые термостаты или котлы с возможностью программирования.

В заключение хотелось бы отметить, что отопление дома электричеством довольно затратный способ независимо от конкретного способа, будь-то электрокотел, конвектор или другой электрический обогреватель. К нему приходят только в тех случаях, если нет возможности подключиться к газу. Кроме затрат на эксплуатацию электрического котла, вас ждут первоначальные затраты на оформление трёхфазного ввода электроэнергии.

Основные хлопоты, это:

• оформление пакета документов, в том числе и ТУ, электропроекта и пр.;
• организация заземления;
• стоимость кабеля для подключения дома и разводки новой проводки;
• установка счетчика.

Более того, вам могут отказать в трёхфазном вводе и увеличении мощности, если в вашем районе нет такой технической возможности, когда ТП и так работают на пределе. Выбор типа котла и отопления зависит не только от ваших желаний, но и от возможностей инфраструктуры.

На этом мы и заканчиваем нашу небольшую статью. Надеемся, теперь вам стало понятно, какое реальное потребление электроэнергии электрокотлом и как можно сократить затраты на отоплении дома электричеством.

Кол-во блоков: 18 | Общее кол-во символов: 24761 Количество использованных доноров: 7 Информация по каждому донору:

1. https://samelectrik.ru/skolko-elektroenergii-potreblyaet-elektrokotel.html: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 4059 (16%)
2. https://otoplenie-gid.ru/kotli/elektricheskiye/845-skolko-potreblyaet-elektricheskij-kotel-otopleniya-v-mesyac: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 6749 (27%)
3. https://electroadvice.ru/eto-interesno/skolko-potreblyaet-elektricheskij-kotel-otopleniya-v-mesyac/: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 2627 (11%)
4. https://teplofan.ru/kotly/elektricheskie/skolko-potreblyaet: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2016 (8%)
5. https://teplospec.com/elektricheskoe-otoplenie/elektricheskiy-kotel-raskhod-elektroenergii-ekonomichnye-raschety.html: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 4182 (17%)
6. https://ks5.ru/otoplenie/kotly/elektricheskie/skolko-potreblyaet.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 2963 (12%)
7. https://sansk.ru/how-much-electricity-does-an-electric-boiler-consume-electric-boiler-electricity-consumption-economical-calculations/: использовано 3 блоков из 9, кол-во символов 2165 (9%)

Расчет электрических цепей

Все формулы, используемые для расчётов электроцепей, вытекают одна из другой.

Взаимосвязи электрических характеристик

Так, например, по формуле расчета мощности можно произвести расчет силы тока, если известны P и U.

Чтобы узнать, какой ток будет потреблять утюг (1100 Вт), включенный в сеть 220 В, нужно выразить силу тока из формулы мощности:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Зная расчётное сопротивление спирали электроплиты, можно найти P устройства. Мощность через сопротивление узнают по формуле:

P = U2/R.

Существует несколько методов, позволяющих решать поставленные задачи по расчётам различных параметров заданной цепи.

Методы расчёта электрических цепей

Расчёт мощности для цепей разного рода тока помогает правильно оценить состояние линий электропитания. Бытовые и промышленные аппараты, подобранные в соответствии с заданными параметрами Pном и S, будут работать надёжно и выдерживать максимальные нагрузки годами.

Формула Закона Джоуля-Ленца

Величину резистора для изготовления блока нагрузки для блока питания компьютера мы рассчитали, но нужно еще определить какой резистор должен быть мощности? Тут поможет другой закон физики, который, независимо друг от друга открыли одновременно два ученых физика. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля-Ленца

.

Потребляемая нагрузкой мощность прямо пропорциональна приложенной величине напряжения и протекающей силе тока.

Другими словами, при изменении величины напряжения и тока будет пропорционально будет изменяться и потребляемая мощность.
где P
– мощность, измеряется в ваттах и обозначается
Вт
;
U
– напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой
В
;
I
– сила ток, измеряется в амперах и обозначается буквой
А
.

Зная напряжения питания и силу тока, потребляемую электроприбором, можно по формуле определить, какую он потребляет мощность. Достаточно ввести данные в окошки ниже приведенного онлайн калькулятора.

Закон Джоуля-Ленца позволяет также узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания. Величина потребляемого тока необходима, например, для выбора сечения провода при прокладке электропроводки или для расчета номинала.

Например, рассчитаем потребляемый ток стиральной машины. По паспорту потребляемая мощность составляет 2200 Вт, напряжение в бытовой электросети составляет 220 В. Подставляем данные в окошки калькулятора, получаем, что стиральная машина потребляет ток величиной 10 А.

Еще один пример, Вы решили в автомобиле установить дополнительную фару или усилитель звука. Зная потребляемую мощность устанавливаемого электроприбора легко рассчитать потребляемый ток и правильно подобрать сечение провода для подключения к электропроводке автомобиля. Допустим, дополнительная фара потребляет мощность 100 Вт (мощность установленной в фару лампочки), бортовое напряжение сети автомобиля 12 В. Подставляем значения мощности и напряжения в окошки калькулятора, получаем, что величина потребляемого тока составит 8,33 А.

Разобравшись всего в двух простейших формулах, Вы легко сможете рассчитать текущие по проводам токи, потребляемую мощность любых электроприборов – практически начнете разбираться в основах электротехники.

Характеристики

Переменный ток течет по цепи и меняет свое направление с величиной. Создает магнитное поле. Поэтому его нередко называют периодическим синусоидальным переменным электротоком. Согласно закону кривой линии, величина его меняется через конкретный промежуток времени. Поэтому он называется синусоидным. Имеет свои параметры. Из важных стоит указать период с частотой, амплитудой и мгновенным значением.

Период — это то время, на протяжении которого происходит изменение электротока, а затем оно повторяется вновь. Частота — период течение за секунду. Измеряется в герцах, килогерцах и миллигерцах.

Амплитуда — токовое максимальное значение с напряжением и эффективностью протекания на протяжении полного периода. Мгновенное значение — переменный ток или напряжение, возникающее за конкретное время.

Характеристики переменного тока