Conversione da Ampere a Watt: regole ed esempi pratici di conversione delle unità di tensione e corrente

I proprietari di case private, appartamenti, cottage o piccoli locali di servizio collegati all'elettricità spesso hanno bisogno di convertire gli ampere in watt o risolvere il problema inverso. Per eseguire conversioni di unità che determinano le caratteristiche attuali, vengono utilizzate formule ben note basate sulla legge di Ohm.

Ti diremo come tradurre correttamente le unità fisiche. Inoltre, l'articolo che abbiamo presentato fornisce metodi per determinare la potenza operativa e le correnti di avviamento degli elettrodomestici. Vengono discusse le sfumature del calcolo della sezione trasversale dei componenti del cablaggio elettrico.

Determinazione della potenza dei dispositivi collegati

Per calcolare il valore della potenza massima possibile in una sezione del circuito, è necessario sommare gli indicatori di tutti i dispositivi collegati. Ma non tutto è così semplice: molti di questi dispositivi sono sistemi elettrodinamici complessi, quindi i loro parametri devono essere determinati correttamente.

Componente attiva e apparente della potenza

Potenza attiva (o consumata) del dispositivo (P) determina la perdita irrimediabile di energia elettrica durante il suo funzionamento. È questo indicatore che calcolerà il contatore elettrico e, pertanto, influisce sulla quantità di risorse (denaro) spese durante il funzionamento del dispositivo.

Per tutti i consumatori di energia elettrica è indicata la componente attiva in watt. Tuttavia, esiste un altro indicatore: il fattore di potenza (cos(F)), reperibili nella documentazione tecnica, nonché su apposite targhette o etichette con i principali parametri.

Attraverso di esso puoi calcolare la potenza totale (S) dispositivi secondo la seguente formula:

S = P / cos(f)

Il significato fisico di queste quantità può essere descritto come segue: una corrente a piena potenza fluisce dalla sorgente (trasformatore) al dispositivo elettrico, che converte la sua componente attiva e restituisce alla rete la restante componente (reattiva). Pertanto, il carico sui componenti del circuito (cablaggio e interruttori automatici) deve essere calcolato tenendo conto della piena potenza.

Puoi calcolare la potenza totale utilizzando i dati presenti nella scheda tecnica del dispositivo o sulla targhetta del motore elettrico.

Per la maggior parte degli elettrodomestici il coefficiente è pari all'unità, quindi la potenza attiva e quella apparente sono la stessa. Ma se il consumatore elettrico ha condensatori (condensatori) o un induttore, appare un componente reattivo.

È necessario prestare attenzione ai seguenti tipi di apparecchiature:

• frigoriferi;
• lavatrici;
• condizionatori;
• pompe;
• forni e piani cottura a induzione;
• lampade fluorescenti;
• televisori;
• computer e altre apparecchiature elettroniche.

Anche spesso a impianto elettrico delle abitazioni private o le strutture aziendali collegano le macchine con motori elettrici, saldatrici ad arco e altre apparecchiature la cui potenza totale è significativamente superiore a quella consumata. Pertanto, è necessario leggere attentamente le caratteristiche tecniche dei dispositivi prima di collegarli alla rete.

Correnti di avviamento di compressori e motori

Se gli elettrodomestici sono dotati di un motore elettrico, un compressore, un filamento o un trasformatore all'ingresso dell'alimentazione, quando inizia a funzionare, si verificano correnti di spunto per un breve periodo (IO_P). Il loro valore può essere molte volte superiore ai valori nominali (IO_N), specificato nel passaporto del dispositivo.

Queste quantità sono legate dalla seguente formula:

IO_P = k*I_N

Qui K – fattore di molteplicità della corrente iniziale.

La documentazione per i motori elettrici contiene tutti i dati necessari per calcolare la corrente di avviamento, compreso il fattore di molteplicità (ultima colonna)

L’indice di molteplicità supera il valore “2” per i seguenti elettrodomestici comuni:

• pompa sommergibile;
• frigorifero e congelatore;
• potente aspirapolvere;
• lavatrice;
• sistema diviso;
• microonde;
• illuminazione al neon;
• alcuni tipi di elettroutensili (trapano, trapano a percussione, compressore).

Il calcolo della potenza totale in presenza di tali dispositivi nel circuito deve essere effettuato tenendo conto delle loro correnti di avviamento. Poiché il tempo di aumento del consumo energetico è ridotto e la commutazione sincrona è improbabile, è sufficiente prendere un dispositivo che sia il più potente in termini di correnti di avviamento.

Intensità attuale e parametri di cablaggio

Per determinare la sezione trasversale richiesta dei conduttori del cablaggio elettrico e classificazione dell'interruttore automatico convertire il numero totale di watt in ampere e ottenere il valore della corrente continua massima.

La correlazione tra la sezione dei conduttori e la corrente massima consentita per il cablaggio viene effettuata utilizzando le tabelle fornite dai produttori di cavi. A seconda del produttore, gli indicatori principali possono differire leggermente, ma devono sempre essere conformi all'attuale GOST 31996-2012.

Un esempio di tabella di corrispondenza tra la sezione trasversale dei conduttori che trasportano corrente e la corrente continua massima consentita a seconda del metodo di cablaggio

A volte scelgono il cablaggio non con la sezione trasversale minima consentita, ma con una leggermente più grande.Ciò è giustificato, poiché la riserva di larghezza di banda consente di collegare nuovi apparecchi elettrici senza smontare costosi quelli vecchi e posare nuovi cavi.

Parametri installabili al quadro elettrico interruttori selezionato in modo che sia garantito l'intervento se la corrente supera il valore determinato come massimo consentito per il cablaggio installato.

Corrente nominale della macchina (IO_N) sono calcolati in base alla corrente consentita per il cavo (IO_P) secondo la seguente formula:

IO_N <= Io_P / 1.45

Solitamente viene scelta una macchina con il valore nominale massimo tra quelli consentiti in modo da ridurre al minimo la probabilità di un arresto quando il circuito è pesantemente, ma comunque consentito, caricato.

Relazione tra grandezze elettriche fondamentali

Potenza e corrente possono essere correlate tramite la tensione (U) o resistenza del circuito (R). Tuttavia, in pratica, applichiamo la formula P = I² * R è difficile perché è difficile calcolare con precisione la resistenza in un'area reale.

Collegamento monofase e trifase

La maggior parte dei cavi elettrici per uso residenziale è monofase.

In questo caso, ricalcolo della potenza totale (S) e corrente CA (IO) utilizzando una tensione nota avviene secondo le seguenti formule risultanti dalla classica legge di Ohm:

S=U*I

I=S/U

Oggigiorno si è diffusa la pratica di collegare una rete trifase a strutture residenziali, domestiche e di piccole dimensioni industriali. Ciò è giustificato dal punto di vista della minimizzazione dei costi dei cavi e dei trasformatori, che sono a carico dell'azienda fornitrice di energia elettrica.

Quando si collega una rete trifase, viene installato un interruttore automatico tripolare di ingresso (in alto a sinistra), un contatore trifase (in alto a destra) e per ciascun circuito dedicato - normali dispositivi unipolari (in basso a sinistra)

La sezione dei conduttori e la potenza nominale quando si utilizzano utenze trifase sono determinate anche dall'intensità di corrente, che viene calcolata come segue:

IO_l = S/(1,73 * U_l)

Qui l'indice"l" significa la natura lineare delle quantità.

In fase di progettazione e successiva realizzazione cablaggio interno È meglio separare i consumatori trifase in circuiti separati. I dispositivi che funzionano a 220 V standard cercano di essere distribuiti più o meno uniformemente tra le fasi, in modo che non vi sia uno squilibrio significativo nella potenza.

A volte è consentito il collegamento misto di dispositivi che funzionano sia da una che da tre fasi. Questa situazione non è delle più semplici, quindi è meglio considerarla con un esempio specifico.

Lasciare includere nel circuito un forno ad induzione trifase con una potenza attiva di 7,0 kW e un fattore di potenza di 0,9. Un forno a microonde da 0,8 kW con un fattore di corrente di avviamento pari a “2” è collegato alla fase “A” e un bollitore elettrico da 2,2 kW è collegato alla fase “B”. È necessario calcolare i parametri della rete elettrica per quest'area.

Schema di connessione dei dispositivi alla rete. Con questa configurazione è sempre installato un interruttore trifase. È vietato utilizzare più interruttori automatici monofase per la protezione.

Determiniamo la potenza totale di tutti i dispositivi:

S_io =P_io / cos(f) = 7000 / 0,9 = 7800 VA;

S_M = p_M *2 = 800 *2 = 1600 VA;

S_Con = p_C = 2200VA*A.

Determiniamo la potenza attuale di ciascun dispositivo:

IO_io =S_io / (1,73 *U_l) = 7800 / (1,73 * 380) = 11,9 A;

IO_M =S_M /u_F = 1600 / 220 = 7,2 A;

IO_C =S_C /u_F = 2200 / 220 = 10 A.

Determiniamo la forza attuale per fase:

IO^UN =Io_io +I_M = 11,9 + 7,2 = 19,1 A;

IO^B =Io_io +I_C = 11,9 + 10 = 21,9 A;

IO^CON = Io_io = 11,9 A.

La corrente massima con tutti gli apparecchi elettrici accesi scorre attraverso la fase “B” e sarà pari a 21,9 A. Una combinazione sufficiente per il funzionamento senza problemi di tutti i dispositivi in ​​questo circuito è una sezione trasversale di conduttori di rame di 4,0 mm² e un interruttore automatico da 20 o 25 A.

Voltaggio domestico tipico

Poiché la potenza e la corrente sono correlate tramite la tensione, è necessario determinare con precisione questo valore. Prima dell'introduzione di GOST 29322-2014 nell'ottobre 2015, il valore per una rete ordinaria era 220 V e per una rete trifase - 380 V.

Secondo il nuovo documento, questi indicatori sono allineati ai requisiti europei: 230/400 V, ma la maggior parte dei sistemi di alimentazione domestica funziona ancora secondo i vecchi parametri.

È possibile ottenere il valore effettivo della tensione utilizzando un voltmetro. Se i numeri sono significativamente inferiori a quelli di riferimento, è necessario collegare uno stabilizzatore di ingresso

Una deviazione del 5% del valore reale dal valore di riferimento è accettabile per qualsiasi periodo e del 10% per non più di un'ora. Quando la tensione diminuisce, alcuni consumatori, come un bollitore elettrico, lampada a incandescenza o nel forno a microonde, perde potenza.

Ma se il dispositivo è dotato di uno stabilizzatore integrato (ad esempio una caldaia a gas) o dispone di un alimentatore a commutazione separato, il consumo energetico rimarrà costante.

In questo caso, dato che I = S/U, una caduta di tensione comporterà un aumento di corrente. Pertanto, non è consigliabile selezionare la sezione trasversale dei conduttori del cavo “testa-picco” sui valori massimi calcolati, ma è consigliabile avere un margine del 15-20%.

Video utile sull'argomento

Misurare la corrente con un multimetro e quindi calcolare la potenza:

Dispositivo elettronico per la rilevazione della tensione, della corrente e calcolo automatico della potenza:

Determinare l'intensità attuale, conoscendo la tensione di rete e la potenza totale dei dispositivi nella sezione del circuito, è abbastanza semplice. La difficoltà sta nel misurare o calcolare i parametri iniziali.

Se hai dubbi sulla correttezza della soluzione trovata, è meglio contattare gli elettricisti, poiché errori nei calcoli possono portare a seri problemi.

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