Как определить потребляемую мощность электроприбора?

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.

Таблицы мощностей обогревательных электроприборов

Электрические нагревательные приборы используются в качестве основного и дополнительного обогрева помещений. Низкая стоимость оборудования, высокая мобильность и возможность использования без проведения монтажных работ сделали эти приборы очень популярными.

Следует помнить, что мощность электрических нагревательных приборов достаточно велика, и при их использовании следует применять проводку и автоматику, способную выдержать данную нагрузку.

Наиболее популярными электрическими нагревательными приборами являются:

• электрические термовентиляторы;
• электрические радиаторы отопления;
• электрические конвекторы отопления.

Ниже приводятся таблицы мощностей бытовых электрических отопительных приборов.

Таблица мощности термовентиляторов

Таблица мощности масляных радиаторов отопления

Таблица мощности конвекторов отопления

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.

Таблицы мощностей электрических нагревателей воды

Электрические бытовые нагреватели воды различного типа имеют большое распространение в нашей стране. Это удобный способ нагреть воду в домах, где нет центрального горячего водоснабжения. Электрические нагреватели также часто используются и во время проведения ремонтных работ в сетях горячего водоснабжения.

Наиболее популярными бытовыми электрическими нагревателями воды являются:

• электрические накопительные нагреватели воды;
• электрические проточные нагреватели воды.

Следует помнить, что мощность электрических нагревателей воды различного типа достаточно велика, и при их использовании следует применять проводку и автоматику, способную выдержать данную нагрузку.

Таблица мощности накопительных нагревателей воды

Таблица мощность проточных нагревателей воды

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.

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.

Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.

Таблицы мощностей климатического оборудования

Современные сплит-системы сейчас устанавливаются во многих домах. При выборе проводки и автоматики для питания сплит-систем следует помнить, что для расчёта полной мощности таких устройств следует учитывать реактивную составляющую. Большие пусковые токи в момент запуска компрессора существенно увеличивают максимальное значение полной мощности прибора. Для простого расчёта полной мощности можно использовать увеличивающий коэффициент «4».

Следует помнить, что мощность сплит-систем достаточно велика, и для осуществления их электропитания необходимо применять проводку и автоматику, способную выдержать данную нагрузку.

Современные сплит-системы достаточно чувствительны к значению напряжения в сети питания. При низком напряжении прибор может не работать или работать неэффективно. Низкое и высокое напряжение существенно снижают срок эксплуатации климатического оборудования. В таких случаях следует использовать стабилизаторы напряжения с возможностью работы с высокими пусковыми токами.

Таблица мощности сплит-систем

Таблица мощности напольных кондиционеров

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.

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).

Как найти фазу в розетке, и зачем нужны трехфазные; как измерить напряжение и определить силу тока

Нередко при внесении каких-либо изменений в электропроводку возникает необходимость определить фазный провод. Независимо от того, какое напряжение в розетке, по современным нормам они должны иметь цветную маркировку. Так желто-зеленый провод – это заземление, а синий или голубой – ноль. Соответственно остальные (один или три) – фаза, обычно фазовые провода бывают:

• по нормам до 2011г – желтый, зеленый, красный;
• после 2011г – коричневый, черный, серый.

Однако в некоторых сетях, монтировавшихся до 2011г, черный провод использовался для заземления. Кроме этого в однофазной проводке принято фазу подключать справа.

Если какая либо маркировка отсутствует, то пригодится пробник с неоновой лампой. При прикосновении к фазе индикатор загорится. Если используется пробник со светодиодом, при проверке нельзя касаться рукой металлической площадки на торце ручки. Чтобы определить, какой ток в розетке, необходим вольтметр. Он же пригодится и при определении фаз трехфазного подключения. Так между каждой из фаз и нолем будет 220в при линейном напряжении 380в и 127в — при линейном 220в (но последний разъем сегодня практически не встречается и не используется). В бытовых сетях трехфазное подключение может использоваться для кухонных печей с электродуховкой большой мощности. Клеммные щитки в некоторых моделях позволяют, таким образом, равномерно распределить нагрузку.

Встроенная кухня

Услуги по изготовлению кухонных мебельных гарнитуров под конкретные габариты и конфигурацию кухни предлагаются производителями мебели уже не один десяток лет. В результате усовершенствования этого сервиса появилось понятие встроенной кухни – комплект бытовых электроприборов, компактно вмонтированный в набор кухонной мебели.

Встроенные кухни производятся как типовыми, учитывающими лишь габариты помещения, так и по индивидуальным заказам – с учётом расположения в комнате оконных и дверных проёмов, трубопроводов и т.д. Второй вариант встроенных кухонь используется для обустройства малогабаритных помещений.

Популярность встроенных кухонь высока и продолжает расти по следующим причинам:

• уход за вмонтированными в мебель агрегатами упрощается, так как они меньше подвержены загрязнению и механическим повреждениям;
• установка бытовой техники в мебельный гарнитур лишает комнату сходства с производственным помещением и добавляет ей уюта.

Есть у встроенных кухонь и недостатки:

• высокая цена, в которую заложены работы по монтажу техники в мебель;
• ограниченная доступность для текущего ухода и ремонта;
• сложность, а чаще – невозможность перекомпоновки приборов в гарнитуре (лишь замена на агрегаты с идентичными характеристиками).