Для некоторых этот вопрос покажется наивным – ведь все так очевидно! Но ведь школьные знания из области физики, если они не имели практического приложения в жизни человека, имеют свойство потихоньку улетучиваться. А задача понять взаимосвязь между двумя этими величинами иногда становится насущной даже для далеких от электротехники людей, чисто на бытовом уровне. Например, при приобретении новой домашней техники, электрооборудовании для автомобиля, при установке новой розетки или выключателя, при прокладке линии питания и т.п.
Как перевести амперы в киловатты
Сразу оговоримся, что в самой формулировке вопроса – как перевести амперы в киловатты, уже заложена явная некорректность. Это тесно взаимосвязанные, но все же совершенно разные величины. То есть речь может идти не о переводе, а о ясном представлении этой взаимосвязи и возможности при необходимости провести нужные вычисления. Об этом и пойдет речь дальше.
Для чего это необходимо
Ток, потребляемый электроприборами, подключёнными к одной линии, ограничен нагревом кабелей. При превышении этого параметра токоведущая жила начинает перегреваться, что приводит к выходу изоляции из строя, её разрушению и короткому замыканию.
Допустимый ток для проводов разного сечения указан в ПУЭ гл. 1.3. Исходя из этого параметра, подбираются уставки защитных автоматов и номинальный ток УЗО и реле напряжения.
Вторым фактором, отграничивающим мощность, является предельный ток бытовых розеток. Для большинства коммутационных устройств он составляет 16 А, поэтому мощность бытовых электроприборов производители ограничивают величиной 3,5 кВт.
На электрических вилках, счетчиках электрической энергии, предохранителях, розетках, автоматах, стоит маркировка в Амперах. Она указывает на максимальный ток, который способен выдержать прибор.
Однако на самих электроприборах наносится другая техническая характеристика. На них ставят маркировку, выраженную в Ваттах или Киловаттах, которая отображает мощность, потребляемую прибором.
Часто возникает проблема с подбором автоматов для определённой нагрузки. Совершенно понятно, что для электрической лампочки нужен один автомат, а для стиральной машины или бойлера – более мощный.
Тут – то и возникает вполне логический вопрос и проблема как перевести Амперы в Киловатты. Благодаря тому, что в России напряжение в электрической сети переменное, существует возможность самостоятельно рассчитать соотношение Ампер Ватт, используя нижеприведённую информацию.
Что еще может дать такое преображение?
Если перевести киловатты в амперы или наоборот, то можно найти для себя полезную информацию. К примеру, используя для вычислений показатели мощности конкретного прибора, можно определить следующие данные:
- кабель, какой мощности стоит использовать для проводки;
- сколько электрической энергии потребляет конкретный прибор;
- что конкретно обозначает маркировка на электрических приборах и дополнительных элементах защиты.
Это достаточно интересная практика, поскольку такие действия могут быть полезными не только для школьников, но и для обычных людей.
Обозначение напряжения, тока и мощности
Для определения потребляемого электроприбором тока, а так же перед тем, как перевести амперы в киловатты, необходимо измерить и использовать следующие параметры сети и оборудования:
- Напряжение. Это разность потенциалов между различными участками электроцепи. Для бытовых электроприборов это потенциал между фазным и нейтральным проводами. Условно напряжение можно сравнить с давлением воды в водопроводе. Единица измерения этого параметра называется «вольт», свое название он получил в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольты. Условное обозначение напряжения в формулах «U», числовое значение разности потенциалов указывается, как *В или *V.
- Сила тока. Указывает на количество заряженных частиц, проходящих по проводнику за 1 секунду. Аналогом силы тока может служить поток воды в трубе. Единица силы тока называется «ампер» и она так называется в честь французского физика Андре́-Мари́ Ампе́ра. В формулах ток указывается «I», а величина силы тока обозначается *А.
- Мощность. Определяет работу, выполненную в единицу времени. Этот параметр носит название «ватт», в формулах он указывается как «Р», а числовое значение выглядит как «Вт» или *W. Мощность электроприборов большой мощности измеряется в «киловаттах» или «кВт», причём 1кВт=1000Вт. Название единице мощности дано в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта).
Что такое мощность. Ватт [Вт]
Ватт, согласно системе СИ – единица измерения мощности. В наши дни используется для измерения мощности всех электрических и не только приборов. Согласно теории физики, мощность – это скорость расходования энергии, выраженная в отношении энергии ко времени: 1 Вт = 1 Дж/1 с . Один ватт равен отношению одного джоуля (единице измерения работы) к одной секунде.
На сегодняшний день для обозначения мощности электроприборов чаще применяется единица измерения киловатт (сокращенное обозначение – кВт). Несложно догадаться, сколько ватт в киловатте – приставка «кило» в системе СИ обозначает величину, полученную в результате умножения на тысячу.
Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ, используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов, пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).
Как измеряется электрическая мощность
Мощность, потребляемую электроприбором или вырабатываемую генератором нельзя узнать простым измерением, как ток или напряжение. Его величина зависит от обоих параметров, и существует несколько способов узнать эту её значение:
- Использовать ваттметр. У этого прибора имеются две пары выводов, одна из которых включается параллельно с оборудованием и измеряет проходящий через него ток, а вторая пара определяет напряжение сети.
- Отдельно при помощи мультиметра узнать протекающий ток и напряжение на подключении к оборудованию. После этого использовать соответствующие формулы и произвести расчёт мощности.
- Измерить только ток, а величину напряжения в сети принять равной 220В или использовать паспортные данные блока питания, после чего произвести расчёт. Это самый простой, хотя и приблизительный метод определения мощности.
| Информация! При падении напряжения в сети, особенно в сёлах, где имеется значительная протяжённость линий электропередач, одновременно падает мощность электрообогревателей, бойлеров и электроплит. |
По какой формуле выполняется расчет
На корпусе большинства аппаратов не указан ток потребления и для того, чтобы определить соответствие приборов и проводки необходимо произвести перевод ампер в киловатты.
Эти два параметра, согласно законам электротехники связаны между собой, поэтому для того, чтобы узнать, сколько киловатт выдержит автомат на 40 Ампер, достаточно применить соответствующую формулу или использовать один из онлайн-калькуляторов.
Расчёт мощности производится путём произведения между собой тока и напряжения, причём все величины должны иметь одинаковую разрядность — ватты, вольты и амперы или киловатты, киловольты и килоамперы.
Самый простой вид имеет формула для постоянного тока и бытовых электроприборов Р=UxI, где:
- Р — мощность;
- U — напряжение;
- I — сила тока.
Для более точного расчёта следует учитывать коэффициент мощности, или cosφ, указывающий соотношение активной и полной мощности. В этом случае формула имеет следующий вид P=I*U*cosφ. Этот параметр учитывается при расчёте мощных трансформаторов и других промышленных электроприборов
В трёхфазной сети учитывается так же сдвиг фаз и расчёт мощности производится по формуле:
P = √3*U*I*сos φ
Проводим расчеты
Как уже говорилось, для начала исходные величины необходимо привести к единому представлены. Оптимальный вариант – к «чистым» значениям, то есть вольтам, амперам, ваттам.
- Расчет для постоянного тока
Здесь – никаких сложностей. Формула была показана выше.
Читайте также:
При расчете мощности по силе тока:
P = U × I
Если считается сила тока по известной мощности,
I = P / U
- Расчет для однофазного переменного тока
Вот здесь может быть особенность. Дело в том, что некоторые виды нагрузок в работе потребляют не только обычную, активную мощность, но и так называемую реактивную. Упрощенно говоря, она затрачивается на обеспечение условий работы прибора – создание электромагнитных полей, индукции, заряда мощных конденсаторов. Интересно, что на само общее потребление электроэнергии эта составляющая особо не влияет, так как, образно говоря, «сбрасывается» обратно в сеть. Но вот для определения номиналов защитной автоматики, сечения кабеля – ее желательно принимать в расчет.
Для этого применяется специальный коэффициент мощности, иначе называемый косинусом φ (cos φ). Он обычно указывается в технических характеристиках приборов и устройств с выраженной реактивной составляющей мощности.
Значение коэффициента мощности (cos φ) на шильдике асинхронного электродвигателя.
Формулы с этим коэффициентом приобретают следующий вид:
P = U × I × cos φ
-
Читайте также:
и
I = P / (U × cos φ)
У приборов, в которых реактивная мощность не используется (лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, телевизионная и оргтехника и т.п.), этот коэффициент равен единице, и не влияет на результаты расчета. Но если для изделий, например, с электроприводами или индукторами этот показатель указан в паспортных данных, будет правильным принять его в расчет. Разница в показателях силы тока может быть довольно существенной.
- Расчет для трехфазного переменного тока
Не будем углубляться в теорию и разновидности схем трёхфазных подключений нагрузки. Просто приведем несколько видоизмененные формулы, использующиеся для расчетов в таких условиях:
P = √3 × U × I × cos φ
и
I = P / (√3 × U × cos φ)
Чтобы нашему читателю было легче произвести необходимые расчеты, ниже размещены два калькулятора.
Для обоих общей исходной величиной является напряжение. А далее, в зависимости от направления расчета, указывается или замеренное значение тока, или известное значение мощности прибора.
Коэффициент мощности по умолчанию указан, равным единице. То есть для постоянного тока и для приборов, в которых используется только активная мощность, он оставляется как есть, по умолчанию.
Других вопросов по расчету, наверное, возникнуть не должно.
Калькулятор расчеты силы тока по известному значению потребляемой мощности
Перейти к расчётам
Калькулятор расчета потребляемой мощности по промеренному значению силы тока
Перейти к расчётам
Полученные значения могут использоваться для дальнейшего подбора необходимого защитного или стабилизирующего оборудования, для прогнозов потребления энергии, для анализа правильности организации своей домашней электросети.
А пример, как рассчитываются параметры для выделенной линии с последующим подбором автоматического выключателя, хорошо показан в предлагаемом вниманию видеосюжете:
Перевод Ампер в киловатты
Однозначно сказать, сколько ампер в 1 киловатте невозможно. Для этого необходимо учесть напряжение сети и количество фаз. В основе этих расчётов находятся формулы, согласно которым мощность равна произведению силы тока и напряжения P=U*I или, используя алгебраическое преобразование ток равен результату деления мощности на напряжение I=P/U.
Однофазная сеть
В России, странах СНГ и некоторых других государствах напряжение однофазной сети равно 220В и, несмотря на то, что фактические параметры сети могут отличаться в любую сторону, при расчёте сечения проводов и уставок автоматических выключателей используется именно эта величина.
Следовательно, формулы перевода амперов в киловатты и обратно имеют следующий вид:
- Определение силы тока. Для этого используется выражение I=P/U=Р/220. При этом допускается использовать упрощённый вариант расчёта I(А)=Р(кВт)*4.45≈Р(кВт)*5.
- Расчёт допустимой мощности. В том случае, если имеется кабель или автомат, то для определения мощности электроприборов применяется формула P=U*I=220*I или Р(кВт)=I(А)/4,5≈I(А)/5
Как перевести амперы в киловатты в трехфазной сети
- — Ватт = √3 * Ампер * Вольт * сos φ:
- — Ампер = Ватты / (√3 * Вольт * cosφ):
Итак, например, рассчитывая ток, который будет течь по проводам при включении электрического чайника мощностью 2 кВт (2000 Ватт) и с переменным напряжением в сети 220 Вольт, следует применить следующую формулу. Разделить 2 кВт на 220 Вольт. В итоге получим 9 – это и будет количество Ампер.
| Информация! сos φ — коэффициент мощности, показывающий потребление реактивной мощности. Его нужно учитывать для таких нагрузок как электродвигатели, трансформаторы, линии электропередач. Коэффициент мощности cosφ для бытовых электроприборов принимается равным 1 и при расчётах не учитывается. |
По сути это не малый ток, поэтому, подбирая кабель, следует учитывать его сечение. Провода, изготовленные из алюминия могут выдерживать значительно меньшие нагрузки, чем медные того же сечения.
Но и слишком тонкие провода из меди тоже могут не выдержать нагрузки. В лучшем случае они просто перегорят или «выбьет» автоматы. В худшем – может стать причиной пожара. Поэтому подходить к выбору автоматов и сечения провода нужно крайне ответственно.
Что такое напряжение. Вольт [В]
Напряжение – это физическая величина, характеризующая величину отношения работы электрического поля в процессе переноса заряда из одной точки A в другую точку B к величине этого самого заряда. Проще говоря это разность потенциалов между двумя точками. Измеряется в Вольтах.
Напряжение схоже по сути с величиной давления воды в трубе, чем оно выше тем быстрее вода течет из крана. Величина напряжения стандартизированная и одинаковая для всех квартир, домов и гаражей равная 220 Вольт при однофазном электроснабжении. Также допускается по ГОСТ 10 процентное отклонение для домашней электросети. Величина напряжения должна быть не менее 198 и не более 242 Вольт.
1 Вольт содержит:
- 1 000 000 микровольт
- 1 000 милливольт
Пример перевода ампер в киловатты
Для лучшего понимания того, как перевести амперы в киловатты, можно рассмотреть несколько практических примеров применения этих формул.
Для однофазной сети 220 Вольт
Предположим, что выделенная линия розеток подключена к автоматическому выключателю С16, имеющему уставку 16А. Необходимо узнать, какая общая мощность электроприборов может быть подключена к сети.
Расчёт выполняется по формуле P=U*I=220В*16А=3520 Вт=3.5 кВт. Однако желательно уменьшить эту величину на 10-15% для того, чтобы предотвратить ложные срабатывания защиты или использовать упрощённое выражение Р(кВт)=I(A)/5=16/5=3,2 кВт.
В паспорте кондиционеров указываются сразу два значения мощности — тепловая и электрическая, причём тепловая в несколько раз больше. Это связано с тем, что этот аппарат работает по принципу теплового насоса и при расчётах необходимо учитывать именно электрическую мощность.
Для трехфазной сети 380 Вольт
При подключении трёхфазных электродвигателей чаще всего производится выбор автомата и кабеля, а не мощности электромашины. Предположим, имеется электродвигатель 5 кВт, сколько ампер должна быть уставка автомата?
Немного сложнее дело обстоит с электродвигателями, у них есть такой показатель как коэффициент мощности. Чтобы определить, сколько у вас будет потреблять киловатт в час такой двигатель, нужно обязательно учитывать коэффициент мощности в формуле:
P=U*I*cosФ
Следует отметить, что cosФ должен быть указан на бирке, обычно от 0,7 до 0,9. В данном случае, если полная мощность двигателя 5,5 киловатт или 5500 Ватт, то потребляемая активная мощность (а мы платим, в отличие от предприятий, только за активную):
5,5*0,87= 4,7 киловатта, а если точнее то 4785 Вт
Стоит отметить, что при выборе автомата и кабеля для электродвигателя нужно учитывать полную мощность, поэтому нужно брать ток нагрузки, который указан в паспорте к двигателю. И также важно учитывать пусковые токи, так как они значительно превышают рабочий ток двигателя.
Еще один пример, сколько ампер потребляет чайник на 2 кВт? Делаем расчет, сначала нужно выполнить перевод киловатт в ватты: 2*1000 = 2000 Ватт. После этого переводим ватты в Амперы, а именно: 2000/220 = 9 Ампер.
Это значит, что пробка на 16 Ампер выдержит чайник, но если вы включите еще один мощный потребитель (например, обогреватель) и в суммарная мощность будет выше 16 Ампер – она через время выбьет. Также дело обстоит и с автоматами, и предохранителями.
Для подбора кабеля, который выдержит определенное количество ампер чаще, чем формулы используют таблицу. Вот пример одной из них, кроме тока в ней и указана мощность нагрузки в киловаттах, что очень удобно:
