Что такое ток нагрузки

Как зависит мощность от напряжения

Основными характеристиками электричества считаются такие параметры, как:

• напряжение (U, измеряется в вольтах);
• сопротивление (R, единица измерения ом);
• мощность (P, ватт);
• электрический ток (I, ампер).

В этой статье мы рассмотрим вопрос о том, как зависит мощность от напряжения. Точность при расчете этих показателей влияет на правильность подбора оборудования (например, резисторов, выключателей, питающих кабелей и пр.).

Напряжение представляет собой разность между величинами потенциалов входящего провода и исходящего, то есть фазы и рабочего нуля. Значения подведенного напряжения и потребляемого тока позволяют вычислить мощность. В сетях постоянного тока мощность рассчитывается как произведение напряжения и тока. Для сетей переменного тока система расчетов сложнее.

Как зависит мощность от напряжения в однофазных сетях

Рассматривая зависимость мощности от напряжения в однофазных сетях, следует учитывать влияние такого фактора, как промышленная частота, которая является причиной возникновения особых нагрузок:

• емкостных (у конденсаторов), при этом вектор тока на 90° сдвигается вперед относительно вектора напряжения;
• индуктивных (в обмотках катушек), когда происходит отставание вектора тока на 90°.

Такого рода нагрузки называют реактивными. Комплекс реактивных нагрузок создает дополнительные потери мощности, не выполняющие полезных действий. Эти мощности также именуются реактивными. В отличие от активных нагрузок, для реактивных характерно такое явление, как сдвиг фазы (между напряжением и током).

Для электроприборов, предназначенных для работы в цепи переменного тока, рассчитывается так называемая полная мощность (этот параметр обозначают буквой «S»), которая складывается из величины активной мощности и реактивной составляющей.

В соответствии с постоянными изменениями тока и напряжения промышленной частоты (этот процесс описывается синусоидальным законом) меняются и показатели мощности. Поэтому принято рассматривать интегрирующее (суммарное) значение для определенного временного промежутка, а не отдельные мгновенные показатели.

Зависимость мощности от напряжения в трехфазных сетях

Чаще всего применяемая в современной электроэнергетике трехфазная цепь представляет собой три однофазные цепи, которые расположены на комплексной плоскости со сдвигом 120° относительно друг друга. Небольшие отличия между нагрузками в каждой фазе приводят к неравномерности, за счет которой в нулевом проводе создается ток.

Складывая составляющие в каждой фазе, мы получаем общую мощность для подключенного к схеме устройства. При расчете общей мощности применяются специальные приборы:

• ваттметры для определения активной составляющей (один или несколько);
• варметры для замера реактивной составляющей.

Использование этих двух приборов возможно при различной нагрузке фаз, симметричной или несимметричной, то есть как в уравновешенных, так и в неуравновешенных трехфазных системах.

Еще один метод измерения, который известен как косвенный, основан на применении амперметра и вольтметра. Вычислив параметр S и разделив его на значение линейного напряжения, мы получаем величину общего тока потребления.

Информация о том, чем отличается эксплуатация устройств в цепях постоянного и переменного тока, помогает максимально точно рассчитать мощность в зависимости от показателей тока и напряжения для каждого конкретного случая и убедиться в безопасности и эффективности эксплуатации электродвигателей и прочего оборудования.

Источник: https://www.szemo.ru/press-tsentr/article/kak-zavisit-moshchnost-ot-napryazheniya/

Расчет мощности

> Теория > Расчет мощности

Современная структура общества такова, что на бытовом и промышленном уровне повсеместно используется электроэнергия. Генераторные установки, вырабатывающие электроэнергию, преобразующие подстанции работают для того, чтобы передать ее потребителям на бытовые электрические приборы и промышленные электроустановки.

Общая схема передачи электроэнергии потребителям с учетом мощностей

Что такое мощность электроэнергии

В электросетях, по которым передается энергия, существует ряд основных параметров, которые обязательно учитываются при проектировании и эксплуатации электроустановок.

Одним из таких показателей является электрическая мощность, под этим подразумевается способность электроустановки генерировать, передавать или преобразовывать определенную величину электроэнергии за определенный период времени. Преобразованием считается процесс изменения электрической энергии в тепло, механические движения или другой вид энергии. Чтобы сделать расчет мощности, надо знать, как минимум, величины тока, напряжения и ряда других параметров.

Расчет тока и напряжения, мощности иногда не делают, а измеряют параметры на месте. Но такая возможность не всегда предоставляется.

Надо знать, как рассчитать мощность, когда цепь обесточена, при проектировании электроустановок, уметь пользоваться таблицей законов Ома и рассчитать силу тока по известным значениям параметров.

Рассчитывать мощность нагрузки и ток нагрузки приходится для того, чтобы правильно выбрать сечение проводов в цепи, величину тока срабатывания для защитных автоматов и других нужд.

Законы Ома наглядно показывают, как посчитать ток по мощности и напряжению

Физический смысл электрической мощности в цепях переменного и постоянного тока одинаковый, но от условий нагрузки в цепи мощность может выражаться разными соотношениями. Для стандартизации закономерности явлений вводится понятие мгновенное значение, что указывает на зависимость скорости преобразований электроэнергии от фактора времени.

Электрическая мощность – это величина, выражающая скорость преобразования энергии электричества в другой вид энергии, обозначается буквой «Р».

Мгновенное значение электрической мощности

Определение – электрическая мощность тесно связана с другими параметрами цепи, током и напряжением, при изменении величины одного из них изменяются другие. Поэтому показания мощности фиксируются в короткий промежуток времени – ∆t.

Расчет мощности трехфазной сети

Напряжение в данном случае обозначают буквой «U» – это выражает разность потенциалов зарядов, перемещенных электрическим полем из одной точки в другую за промежуток времени ∆t.

Сила тока обозначается буквой «I» – это поток, переносимый магнитным полем зарядов, другими словами заряд, перенесенный во временной интервал ∆t.

Исходя из этих определений, просматривается пропорциональная зависимость между этими параметрами:

Р = UxI.

При расчетах можно учитывать зависимость мощности от сопротивления нагрузки «R». По законам Ома для участка цепи с постоянным током мощность выражается как:

Р = I2xR или P = U2|R.

Если поставить в схему питания амперметр и вольтметр, то не придется думать, как вычислить силу тока.

Обратите внимание! Амперметр ставится последовательно в цепь по отношению к сопротивлению нагрузки, а вольтметр – параллельно.

В качестве источника питания используется аккумулятор, как нагрузка установлен прожектор. В данном случае не делается расчет силы тока, параллельно нагрузке подключен вольтметр, для измерения напряжения в Вольтах. Амперметр подключается последовательно для измерения тока в Амперах. Зная показания напряжения и тока по формулам, показанным выше, легко рассчитывается мощность.

Для участков цепи с переменным током формулы расчетов сложнее – необходимо учитывать характер нагрузки.

Расчеты мощности для электроцепей переменного тока

Переменный ток и напряжение имеют синусоидальный вид, при различных нагрузках происходит смещение фазы между ними на определенный угол. По этой причине направление тока иногда может быть противоположным, от нагрузки к источнику питания.

Это бывает в электродвигателях, когда обмотка начинает генерировать энергию, это негативно сказывается на эффективности работы оборудования, снижается мощность.

При большом количестве потребителей в электросети характер нагрузки имеет смешанный вид, в идеале выделяют три типа нагрузки:

• Активная нагрузка, ее представляют такие электроприборы, как лампы накаливания, нагревательные тэны, спиральные электроплиты;
• Емкостная нагрузка – это конденсаторы в оборудовании различного назначения;
• Индуктивная нагрузка представлена катушками в электродвигателях, обмотках электромагнитов, дросселями и трансформаторами, другими приборами, где ток протекает через обмотки.

Емкостные и индуктивные виды выделяют как реактивную энергию в электросетях. Зная вид нагрузки, расчет потребляемой мощности делается точнее.

Расчет мощности в цепи с активной нагрузкой

Это классический случай в однофазной сети 220 В, в качестве нагрузки можно использовать обычные резисторы. Мощность рассчитывается как произведение действующих значений тока и напряжения, умноженное на соsϕ. В данном случае ϕ – угол смещения между фазами тока и напряжения.

Р = UI cos ϕ

График зависимости мощности по току и напряжению при активной нагрузке

Из графика можно узнать, что колебания тока и напряжения одинаковы по частоте и фазе, мощность всегда положительная с частотой в два раза больше.

Активная электрическая мощность характеризует процесс преобразования в сетях с переменным током энергии в тепло, механические движения, излучение света, в любой вид другой энергии. Измеряется активная нагрузка в Вт, кВт.

Расчет реактивной мощности

Как найти мощность в цепях с индуктивной и емкостной нагрузками? Это делается аналогичным образом. Расчет потребляемой мощности, как и в случае с активной нагрузкой, означает, что действующие напряжение и ток перемножаются, и результат умножается на sin ϕ. Где ϕ – угол сдвига фаз тока и напряжения.

Р = UI sin ϕ

Диаграмма, показывающая взаимосвязь параметров цепи при индуктивной нагрузке

График показывает, что мощность может принимать отрицательные значения, в этот момент энергия отдается в сторону источника питания, фактически она бесполезна и расходуется на нагрев.

Реактивная составляющая энергии характеризует работу нагрузки в виде электронного оборудования, электротехнических схем, моторов с наличием емкостной и индуктивной нагрузки. Единица измерения реактивной мощности при подсчете измеряется в Вар, это (Вольт-Ампер реактивный), обозначается буквой «Q».

Треугольник, отображающий отношение мощностей в сети

Зависимость мощности в цепи переменного тока от реактивной и активной составляющих с учетом угла сдвига фаз хорошо отображается на диаграмме, которую называют треугольником мощностей.

Формула расчета полной мощности обозначается буквой «S»

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/raschet-moshhnosti.html

Расчёт силы тока и выбор питающего кабеля по мощности для электросети напряжением 220 и 380 В

Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к возгоранию проводки из-за короткого замыкания. Это грозит возникновением пожара в здании. Это также относится к выбору кабеля для подключения электрических двигателей.

Расчет тока

Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.

• От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
• Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.

Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

Однофазная сеть напряжением 220 В

Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

I = P / U,

где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);

U – напряжение электрической сети, В (вольт).

Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В.

Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:

I = P /1,73 U,

где P -потребляемая мощность, Вт;

U — напряжение в сети, В,

так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:

I = P /657, 4.

В случае подведения к дому трёхфазного электроснабжения напряжением 380 В схема подключения будет выглядеть следующим образом.

Сечение жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трёхфазной схеме напряжением 380 В для скрытой проводки представлена в таблице.

Для расчёта тока в цепях питания нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

• электрические двигатели;
• дроссели приборов освещения;
• сварочные трансформаторы,;
• индукционные печи.

При расчётах необходимо учитывать это явление. В мощных приборах и оборудовании доля реактивной нагрузки выше и поэтому для таких приборов в расчетах коэффициент мощности принимают равным 0,8.

На практике принято считать, что при подсчёте электрических нагрузок для бытовых целей запас мощности принимают 5%. В случае расчёта электрических сетей для промышленного производства запас мощности принимают 20%.

Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/raschet-velichiny-toka-po-moschnosti-i-napryazheniyu.html

Работа с ЛАТРом. Контроль тока

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) — прибор, предназначенный для настройки и тестирования разнообразного электрооборудования в условиях лаборатории или исследовательского центра. Работа с ним подразумевает знание и понимание основных физических законов, в частности закона Ома.

Но сегодня данное устройство можно встретить на приусадебных участках, на пасеках и фермах, в различных мастерских и производственных цехах. Нередко его используют для демонстрации оборудования на выставках и при съемках видеороликов.

ЛАТР SUNTEK 1000 ВА серии RED

ЛАТР SUNTEK 5000 ВА

Чтобы работать с ЛАТРом было легко и безопасно даже неподготовленному человеку, приведем обязательный минимум теоретической информации и правила регулировки прибора.

Основной характеристикой любого лабораторного автотрансформатора является максимально допустимый ток. Он указывается в паспорте устройства. Например, ЛАТР SUNTEK 500 ВА имеет максимально допустимый ток 2А.

Превышение этого параметра ведет к перегреву и перегоранию обмотки катушки. Прибор выходит из строя. И самое неприятное, что ремонт при такой поломке нецелесообразен. Замена катушки обойдется в ту же сумму, что и покупка нового ЛАТРа.

Поэтому при работе с ЛАТРом 
главное правило — не превышать максимально допустимый ток.

Контроль тока

Сила тока, проходящего по обмоткам автотрансформатора, зависит от двух величин: мощность нагрузки и выходное напряжение.

Ток ЛАТРа = Мощность нагрузки / Вых. напряжение

То есть, подключение того или иного оборудования (нагрузки) с различной потребляемой мощностью и регулирование напряжение на выходе ЛАТРа при помощи поворотной ручки изменяет значение силы тока. А значит, чтобы не превысить максимально допустимый ток ЛАТРа, делать все манипуляции с прибором надо осознанно, понимая значение каждой величины и постоянно контролируя ток по формуле.

Например, к ЛАТРу SUNTEK 500 ВА (2 А) нужно подключить нагрузку 50 ВА при напряжении 110 Вольт. Перед тем как приступить к работе с ЛАТРом, проверяем значение тока по формуле.

50 / 110 = 0,45

Ток не превышает 2 А. Значит к ЛАТРу можно смело подключать такую нагрузку при таком напряжении.

Отдельно стоить остановиться на вопросе потребляемой мощности подключаемых к ЛАТРу электроприборов. Как правило, в технической документации потребляемая мощность указывается в Ваттах (Вт) — это активная мощность, но при расчетах необходимо использовать полную мощность, измеряемую в Вольт-Амперах (ВА).

Если не уходить глубоко в теорию, то для приборов без электродвигателя полная мощность равна активной, а для приборов с электродвигателями — равна активной мощности разделенной на 0,7. К тому же необходимо учесть, что в момент пуска двигателя потребляемая мощность возрастает в несколько раз.

Поэтому к ЛАТРу можно подключать приборы с электродвигателями только, если их полная мощность составляет не более одной трети от номинала ЛАТРа.

Используя формулу контроля тока, также можно определить предельную мощность подключаемой нагрузки или диапазон выходного напряжения.

Мощность нагрузки (от 0 до ? ВА)

Очевидно, что уменьшать нагрузку можно до бесконечности, и даже вовсе ее не подключать (нагрузка 0), ток при этом не возрастет. А вот какую максимальную нагрузку можно подключить к ЛАТРу, если известен максимально допустимый ток и выходное напряжение? Проведем расчет используя данные из прошлого примера (максимальный ток ЛАТРа — 2 А, необходимое выходное напряжение — 110 Вольт). Из формулы, указанной выше, выведем мощность нагрузки:

Мощность нагрузки = Вых. напряжение * Максимальный ток ЛАТРа

110*2= 220 ВА

Получается, что к ЛАТРу SUNTEK 500 ВА (2 А) при выходном напряжении 110 Вольт нельзя подключать нагрузку больше 220 ВА.

Выходное напряжение (от ? до 300 Вольт)

Из первой формулы, используемой для контроля тока, видно, что увеличение выходного напряжения приводит только к снижению тока на обмотках автотрансформатора. Поэтому верхний порог данной величины ограничивается лишь конструктивными особенностями ЛАТРа конкретного производителя.

Во всех моделях ЛАТРов SUNTEK напряжение на выходе можно увеличивать вплоть до 300 Вольт. А насколько можно уменьшить выходное напряжение, если известен максимально допустимый ток и мощность нагрузки, рассчитаем по формуле. Данные опять возьмем из первого примера: ЛАТР с максимальным током 2 А, мощность подключенной нагрузки — 50 ВА.

Формулу модифицируем для расчета напряжения:

Вых. напряжение = Мощность нагрузки / Максимальный ток ЛАТРа

50 / 2 = 25 Вольт

Получаем, что при нагрузке 50 ВА, регулировочную ручку ЛАТРа 2 А нельзя устанавливать на значение меньше 25 Вольт. Это приведет к превышению максимально допустимого тока.

Правила безопасности

При работе с лабораторным автотрансформатором чрезвычайно важно соблюдать правила безопасности. Это позволит избежать поражения электрическим током и убережет сам ЛАТР от поломки.

Нельзя:

— подключать к сети прибор со снятым корпусом,

— подсоединять или отсоединять провода от клеммной колодки, если ЛАТР подключен к сети,

— резко крутить регулировочную ручку,

— оставлять прибор без присмотра, а также работать с ЛАТРом непрерывно более 6 часов,

— накрывать работающий прибор, а также использовать его в помещении с высокой влажностью или температурой,

— эксплуатировать прибор, если появились признаки поломки (дым, горелый запах, вибрация, шум).

Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТРы) SUNTEK точны, надежны и безопасны в использовании. В них заложен большой эксплуатационный ресурс. При правильном использовании и постоянном контроле тока ЛАТРы SUNTEK прослужат долгие годы.

Источник: https://www.suntek.su/statya/obshhie/rabota-s-latrom.-kontrol-toka.html

Ток нагрузки – Определение установленной мощности и тока нагрузки

Определение установленной мощности и тока нагрузки.

Важным этапом проектирования является определение суммарной потребляемой мощности установ­ленного оборудования в каждой группе.
Величина установленной мощ­ности позволяет рассчитать номи­нальный ток нагрузки на данную цепь. Номинальный ток — это тот максимальный ток, который будет протекать по фазному про­воду. Во внутренней сети квар­тиры или дома с напряжением 220 В он легко определяется по максимальной потребляемой мощности.

При однофазной нагрузке номи­нальный ток « 4,5Рт, где Рт — мак­симальная потребляемая мощность в киловаттах. Например, при Рт = = 5 кВт /„ = 4,5 * 5 = 22,5 А.

При трехфазной симметрич­ной нагрузке номинальный ток на фазу — 1п я 1,5Рт.

Значение номинального тока на­грузки позволяет определить и ха­рактеристики защитных устройств, и сечение жил провода.Самым простым является рас­чет группы с одним прибором, например электрической духов­кой. Ее потребляемая мощность 2 кВт (определяется по паспорту). Номинальный ток нагрузки 1п = = 4,5 *2 = 9 А. Таким образом, в цепь питания духовки должен устанавливаться автоматический выключатель с номинальным то­ком не менее 9 А. Ближайшим по номиналу является автомат 10 А.

Расчет токовой нагрузки и вы­бор автоматического выключателя для группы с несколькими потре­бителями усложняется введением коэффициента спроса, определяю­щего вероятность одновременно­го включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени.

Конечно, величина коэффици­ента спроса зависит от множества объективных и субъективных фак­торов: типа квартиры, назначения электрических устройств и т. д. На­пример, коэффициент спроса для телевизора обычно принимается за 1, а коэффициент спроса для пы­лесоса — 0,1.

Существуют даже це­лые системы расчета коэффициента спроса как для отдельных квартир, так и для многоэтажных домов.

Понятно, что одновременное включение и работа всех элект­роприборов в квартире или част­ном доме маловероятны.

Поэтому в нашем случае коэффициент спроса для каждой группы можно опре­делить по таблице усредненных значений (табл. 2).

Для расчета розеточной группы кухни примем, что там будут вклю­чаться следующие приборы:— электрический чайник — 700 Вт;— овощерезка — 400 Вт;— микроволновая печь 1200 Вт;

— холодильник — 300 Вт;— морозильник — 160 Вт;

— прочее — 240 Вт.

Суммарная номинальная мощ­ность этих приборов в группе составляет 3000 Вт.
С учетом коэффициента спроса (равного 0,7) номинальная мощ­ность будет равна 3000*0,7 = = 2100 Вт.

Номинальный ток нагрузки в цепи этой розеточной группы будет равен 4,5 х 2,1 = 9,45 А После аналогичных расчетов дополним табл. 3 полученными значениями потребляемой мощ­ности и номинального тока для остальных групп.

В процессе воплощения в жизнь проекта загородного дома может потребоваться изучения множества вопросов, ответы на которые вы можете найти на сайте tepla-hatka.in.ua. Перейдя по ссылке вы также можете найти множество материалов, посвященных утеплению дома. Остается пожелать успешного воплощения вашей идеи, и конечно же тепла в ваших домах!

ток нагрузки — это Что такое ток нагрузки?

ток нагрузки — EN load current current flowing through the line conductor/s [IEC 61557 13, ed. 1.0 (2011 07)] load current the r.m.s. value of the current in any winding under service conditions [IEC 60076 1, ed. 3.0 (2011 04)] load current current to which the   Справочник технического переводчика

ток нагрузки — apkrovos srovė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. load current vok. Belastungsstrom, m; Laststrom, m rus. нагрузочный ток, m; ток нагрузки, m pranc. courant de charge, m   Automatikos terminų žodynas

ток нагрузки — apkrovos srovė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. load current vok. Belastungsstrom, m; Laststrom, m rus. нагрузочный ток, m; ток нагрузки, m pranc. courant de charge, m   Fizikos terminų žodynas

Номинальный ток нагрузки

Источник: https://yato-tools.ru/raznoe/tok-nagruzki-opredelenie-ustanovlennoj-moshhnosti-i-toka-nagruzki.html

Итоги раздела Основы радиотехники

Подведем итоги по разделу. Обратим внимание на некоторые важные вещи и еще разберем пройденный материал.

1.В какую сторону течет ток?

Если вы обратили внимание, во всех предыдущих статьях, направление тока обозначено от (-) к (+), то есть с отрицательного полюса к положительному. Но в статье про закон Ома, мы указали с положительного полюса к отрицательному. В статье Электрическая проводимость мы выяснили, что носителем заряда являются отрицательно заряженные частицы, под воздействие поля происходит упорядоченное движение отрицательно заряженных частиц.

Таким образом направление движения тока с отрицательного полюса к положительному. Но в схематике (при разборе схем) и в быту используется направление от положительного к отрицательному. Как я понимаю это пришло с древности, пока точно не понимали, как движутся частицы.

наведите или кликните мышкой, для анимации

наведите или кликните мышкой, для анимации

Мы же, при разборе радиоэлементов, чтобы понять, как они работают будем использовать с отрицательного к положительному. А при разборе схем, с положительного полюса к отрицательному.  

2. Более простой разбор электрической цепи. Сколько потребляет нагрузка?

Мы теперь знаем, что такое замкнутая электрическая цепь. И как течет по нему ток. Также выяснили, что в цепи существует определенная сила тока, напряжение тока, сопротивление нагрузки или нагрузок, а также возникает выработка мощности. Теперь на практике выясним более подробнее.

Нужно запомнить, что чаще всего в электрической цепи, мы можем изменять напряжение тока и сопротивление нагрузки или нагрузок. К примеру, если у нас регулируемый источник питания, мы можем установить регулятор напряжения к отметке 5 В или 12 В.

Если используются батарейки, можем взять 2 “пальчиковых” батарейки, это 3 В. Либо можем использовать 3 батарейки, таким образом уже будет 4,5 В. Что касается нагрузки, мы можем подключить 1 лампу накаливания или 2 и т.д., что приведет к изменению общего сопротивления нагрузки.

А сила тока будет подстраиваться согласно закону Ома.

Силу тока нужно представлять себе так: показатель силы тока в цепи — это “потребление” нагрузки. Чем больше сила тока в цепи, чем больше потребляется ток нагрузкой. Давайте рассмотрим на примере, если взять две одинаковые аккумуляторные батареи и присоединить к ним разные нагрузки. Быстрее сядет та батарея, в цепи которой было больше силы тока.

Теперь возникает вопрос, если, меняя нагрузку, мы можем менять “потребление” тока, то значит меняя напряжение, мы также можем повлиять на “потребление” тока, то есть на силу тока. Так и есть, если мы увеличим напряжение, увеличится и ток в нагрузке. Но тут необходимо быть осторожным, так как если слишком большой ток пройдет через нагрузку, он может его испортить, так же наоборот, если недостаток тока, то устройство может не работать или работать плохо.

3. Чем отличается сила тока от мощности тока?

Еще раз вспоминаем, что такое сила тока и мощность тока.   Сила тока — это прохождение частиц за единицу времени, выше мы с вами представили силу тока, как «потребление» нагрузки. К примеру, чтобы зажечь лампочку нужно создать в цепи 0,2 Ампера силы тока. Еще проще говоря, какая нужна сила, чтобы совершить, какое-то действие. (Зажечь лапочку, крутить двигатель, греть электроплиту и т.д.

) Мощность тока – это работа, которая выполняется за единицу времени нагрузкой. То есть, когда вращается двигатель — он совершает работу, когда электроплита греет — он совершает работу, когда лампочка горит – он так же совершает работу. Получается сила тока нам дает возможность выполнить работу, как бы отдавая свою энергию в нагрузку, далее нагрузка совершает ту или иную работу.

При этом чем мощнее нагрузка, тем больше нужны заряды, соответственно больше силы тока в цепи. Более мощные нагрузки, выполняют больше работы. К примеру мощные электродвигатели сильнее крутятся, мощные лампочки ярче горят.

Таким образом, сила тока это, потребление тока нагрузкой или необходимое количества тока, для получения выработки мощности нагрузки. Мощность тока, это работа нагрузки за единицу времени.

Сила тока и мощность тока взаимосвязаны. Что бы не путаться в голове нужно держать две вещи:

• 1. В источниках питания пишут, показатель силы тока, то есть, сколько он сможет отдать.
• 2. В нагрузках, в электроприборах пишут потребление в мощностях, то есть сколько ему нужно.

наведите или кликните мышкой, для анимации

Источник: https://simple-info.ru/electronic/osnovy-radiotekhniki/itogi-razdela-osnovy-radiotekhniki/

Как найти мощность, зная напряжение, ток и сопротивление

Большинство бытовых приборов, подключаемых к сети, характеризуются таким параметром, как электрическая мощность устройства. С физической точки зрения мощность представляет собой количественное выражение совершаемой работы.

Поэтому для оценки эффективности того или иного устройства вам необходимо знать нагрузку, которую он будет создавать в цепи.

Далее мы рассмотрим особенности самого понятия и как найти мощность тока, обладая различными характеристиками самого устройства и электрической сети.

Понятие электрической мощности и способы ее расчета

С электротехнической точки зрения она представляет собой количественное выражение взаимодействия энергии с материалом проводников и элементами при протекании тока в электрической цепи.

Из-за наличия электрического сопротивления во всех деталях, задействованных в проведения электротока, направленное движение заряженных частиц встречает препятствие на пути следования.

Это и обуславливает столкновение носителей заряда, электроэнергия переходит в другие виды и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразование одного вида в другой и есть потребляемая мощность прибора или участка электрической цепи.

В зависимости от параметров источника тока и напряжения мощность также имеет отличительные характеристики. В электротехнике обозначается S, P и Q, единица измерения согласно международной системы СИ – ватты. Вычислить мощность можно через различные параметры приборов и электрических приборов. Рассмотрим каждый из них более детально.

Через напряжение и ток

Наиболее актуальный способ, чтобы рассчитать мощность в цепях постоянного тока – это использование данных о силе тока и приложенного напряжения. Для этого вам необходимо использовать формулу расчета: P = U*I

Где:

Этот вариант подходит только для активной нагрузки, где постоянный ток не обеспечивает взаимодействия с реактивной составляющей цепи. Чтобы найти мощность вам нужно выполнить произведение силы тока на напряжение. Обе величины должны находиться в одних единицах измерения – Вольты и Амперы, тогда результат также получится в Ваттах. Можно использовать и другие способы кВ, кА, мВ, мА, мкВ, мкА и т.д., но и параметр мощности пропорционально изменит свой десятичный показатель.

Через напряжение и сопротивление

Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается за константу на весь период их эксплуатации.

Так как бытовые или промышленные единицы подключаются к источнику с известным номиналом напряжения, определять мощность достаточно просто.

Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома, согласно которого ток на участке прямо пропорционален величине приложенного напряжения и имеет обратную пропорциональность к сопротивлению:

I = U/R

Если выражение для вычисления токовой нагрузки подставить в предыдущую формулу, то получится такое выражение для определения мощности:

P = U*(U/R)=U2/R

Где,

• P – величина нагрузки;
• U – приложенная разность потенциалов;
• R – сопротивление нагрузки.

Через ток и сопротивление

Бывает ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому прибору, неизвестна или требует трудоемких вычислений, что не всегда удобно.

Особенно актуален данный вопрос, если несколько устройств подключены последовательно и вам неизвестно, каким образом потребляемая электроэнергия распределяется между ними.

Подход в определении здесь ничем не отличается от предыдущего способа, за основу берется базовое утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P = U×I, с той разницей, что напряжение нам не известно.

Поэтому ее мы также выведем из закона Ома, согласно которого нам известно, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому участку и сопротивлению отрезка цепи:

U=I*R

после того как выражение подставить в формулу мощности, получим:

P = (I*R)*I =I2*R

Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока умноженной на сопротивление.

Полная мощность в цепи переменного тока

Сети переменного тока кардинально отличаются от постоянного тем, что изменение электрических величин, приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В итоге суммарная мощность будет также состоять активной и реактивной энергии:

Где,

• S – полная мощность
• P – активная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с активным сопротивлением;
• Q – реактивная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с реактивным сопротивлением.

Также составляющие вычисляются через тригонометрические функции, так:

P = U*I*cosφ

Q = U*I*sinφ

что активно используется в расчете электрических машин.

Рис. 1. Треугольник мощностей

Пример расчета полной мощности для электродвигателя

Отдельный интерес представляет собой нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как электрические величины, протекающие в ней, напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного прибора, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.

Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-nayti-moschnost.html

Пусковой ток. Типы и работа. Применение и особенности

Пусковой ток – представляет ток, который необходим для запуска электрического или электротехнического устройства. Он больше номинального тока в разы, вследствие чего при подборе оборудования так важно учитывать данный параметр. В качестве примера можно привести ситуацию, когда при разгоне автомобилю нужно на порядок больше топлива, чем при движении на автомагистрали с одинаковой скоростью. Таким же образом электрический двигатель потребляет больше электрического тока при «разгоне».

Подобные явления могут наблюдаться и в ином электрическом оборудовании: электрических магнитах, лампах и так далее. Пусковые процессы в устройствах определяются параметрами рабочих органов: намагниченностью катушки, накаливающейся нитью и тому подобное. Весьма часто производители ограничивают ток пуска при помощи пускового сопротивления.

Типы

Пусковой ток появляется на небольшой период времени, что в большинстве случаев составляет доли секунд. Однако по своему значению он может быть в несколько раз выше номинального значения. Этот параметр также зависит от вида применяемого оборудования. В различных приборах указанные токи могут составлять в 2-9 раз больше номинального.

Для примера можно привести следующее оборудование:

В большинстве случаев производители практически не указывают данный параметр в спецификациях. Поэтому часто приходится довольствоваться ориентировочными параметрами. Измерительные приборы бытового значения выделяются инерционностью, поэтому при помощи них затруднительно измерить кратковременный всплеск тока пуска. Лучше всего уточнить параметр тока пуска у прибора непосредственно у дилера.

Работа

При запуске любого вида электрического двигателя появляется пусковой ток, который может достигать 9 кратного значения от номинального тока. Характеристика тока пуска определяется типом двигателя, присутствием нагрузки на валу двигателя, схемы подключения, скорости вращения и тому подобное.

Ток пуска появляется вследствие того, что в период запуска требуется довольно сильное магнитное поле в обмотке, чтобы перевести ротор из статичного положения и раскрутить его. То есть это ток, который требуется, чтобы запустить электрический двигатель в рабочий режим. Именно поэтому его значение на порядок превышает рабочий ток.

В период включения мотора на обмотках наблюдается малое сопротивление, вследствие чего растет ток при постоянном напряжении. Как только двигатель начинает раскручиваться, то в обмотках появляется индуктивное сопротивление, вследствие чего ток начинает стремиться к номинальному значению.

Принцип действия

Электрические двигатели обширно применяются в разных сферах промышленности. В результате этого знание параметров пусковых характеристик важно для правильного применения электрических приводов. Основными параметрами, которые влияют на ток пуска, являются момент и скольжение на валу.

При подаче тока в обмотки наблюдается рост насыщения сердечника ротора магнитным полем, появлению эдс самоиндукции. В результате растет индукционное сопротивление в цепи. При раскручивании ротора уменьшается степень скольжения. В результате ток пуска с ростом сопротивления уменьшается до рабочего параметра.

Ток пуска важен не только для электродвигателей, но и для источников питания. В частности, это касается аккумуляторных батарей. Параметры тока пуска характеризуют мощность в наивысшем значении, которую аккумулятор может выдавать в течение некоторого времени без значительной просадки напряжения.

Ток пуска в большинстве случаев определяется емкостью батареи, в том числе условий климата. Так как при запуске движка летом требуется меньше энергии, чем зимой, то ток пуска при первом варианте будет несколько раз ниже, чем во втором.

К примеру, для запуска современной машины аккумулятору в соответствии со стандартами необходимо выдавать ток на уровне 250-300 А минимум в течении 30 секунд.

Применение

Для правильной эксплуатации электрических приводов важно учитывать их пусковые характеристики. Если этого не учитывать и не пытаться нивелировать минусы тока пуска, то возможны неприятные последствия. Так ток пуска может негативно сказываться на другом оборудовании, которое одновременно работает с указанным электродвигателем на одной линии. При больших значениях ток пуска может приводить к падению напряжения сети и даже вызывать поломку оборудования.

Для снижения негативного воздействия подобных процессов, могут применяться специальные приспособления или методы, позволяющие снизить ток пуска:

• Электродвигатель запускается в холостом режиме. Только потом к нему прикладывают нагрузку, чтобы вывести на рабочий режим. К примеру, этот метод можно использовать для насосов и вентиляционного оборудования, в которых можно выполнять регулирование нагрузки на двигатель.
• Подключение двигателя по схеме звезда – треугольник.
• Использование автотрансформаторного запуска. В результате напряжение подается плавно через автотрансформатор.
• Использование пусковых резисторов либо реакторов, которые позволяют ограничить пусковой ток. Здесь ток, который превышает установленное значение, тратится на выделение тепла на гасящих резисторах.
• Использование частотных регуляторов позволяет уменьшить ток пуска двигателя. Но такой метод подходит лишь для двигателей мощностью не более 10–30 КВт. Оборудование большей мощности потребует частотных регуляторов, которые стоят очень дорого.
• Устройства плавного пуска, выполненные на тиристорах. Снижение влияния тока пуска обеспечивается фазовым управлением.

Пусковой ток аккумулятора

• Если известен пусковой токсвоего старого аккумулятора, и хотите поменять его на новое устройство, то важно, чтобы его величина не была ниже. Также не нужно покупать аккумулятор с меньшим параметром электрической емкости.
• При приобретении аккумулятора необходимо учесть, что параметры тока пуска могут указываться в разных стандартах. Немцы используют DIN, американцы SAE, а европейцы EN. Чтобы не ошибиться, стоит попросить у продавца специальный лист соответствия, который позволит определить ток пуска батареи.

• Если Вы часто эксплуатируете автомобиль в зимний период, то выбирайте аккумулятор с большим значением тока пуска при прочих равных параметрах. Благодаря этому в морозы Вы сможете без проблем запустить свой автомобиль.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/puskovoi-tok/

2.4. Нагрузки в цепях переменного тока

Активное сопротивление ( r) – нагрузка, аналогичная той, которая использовалась в цепях постоянного тока.

Реактивные сопротивления (X) – нагрузки, которые не использовались в цепях постоянного тока. Они используются только в цепях переменного тока и не потребляют активную мощность.

Индуктивность

Индуктивность (первый вариант определения) – это свойство физического объекта (катушки) запасать в себе энергию магнитного поля и отдавать её при следующих условиях: если ток и напряжение катушки одного знака, энергия запасается, если же разного знака, то энергия катушкой отдается.

Индуктивность (второй вариант определения) – это коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током, вызвавшем это потокосцепление.

Индуктивность на схемах обозначается буквой L и измеряется в генри (Гн).

Пусть дана катушка (рис. 2.5). Если контур интегрирования (k) направить по силовой линии так, чтобы он охватывал все витки катушки, то закон полного тока при Н = const, можно записать: H k = w i

Магнитная индукция связана с напряженностью: В = m m0Н, где m – относительная величина, показывающая, во сколько раз проницаемость данной среды больше магнитной проницаемости вакуума; m0 – магнитная проницаемость вакуума.

Потокосцепление (y) определяется потоком: , где .

Если Н = const, то, и индуктивность, как коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током, равна:

Тогда становится очевидным, что L – это параметр, зависящий от числа витков, геометрических размеров катушки и магнитной проницаемости среды.

Электрическая ёмкость

Этот элемент так же, как и индуктивность не потребляет активной мощности, его мгновенная мощность лишь колеблется: то запасается, то отдается.

Аналогично индуктивности емкость также имеет два определения:

1) электрическая ёмкость – это свойство физического объекта (в данном случае конденсатора) запасать в себе энергию электрического поля и отдавать её во внешнюю цепь при определенных соотношениях напряжения и тока. Если мгновенное напряжение (u) и мгновенный ток (i) конденсатора одного знака, энергия им запасается, если u и i разных знаков, энергия отдается;

2) электрическая ёмкость – это коэффициент пропорциональности между зарядом (q) и напряжением (u) на обкладках конденсатора, вызвавшем этот заряд.

Это определение вытекает из формулы: q = Cu.

Ток (i) через конденсатор возникает тогда, когда изменяется заряд на его обкладках во времени: , и аналогичен возникновению напряжения на индуктивности:.

Запишем основные величины и формулы для определения ёмкости конденсатора (рис. 2.6):

диэлектрическая проницаемость:

;

теорема Гаусса:

;

формула связи электрического смещения с напряженностью электрического поля:

.

Если напряженность магнитного поля неизменна во всем объеме конденсатора, то . Напряжение на обкладках с учетом поставленных условий равно:

,

тогда , а емкость конденсатора:

В рассматриваемых выводах: D – электрическое смещение; H- напряженность электрического поля; e- диэлектрическая проницаемость среды; S – площадь пластин конденсатора; d – расстояние между пластинами.

Таким образом, ёмкость линейного конденсатора не зависит от заряда, от напряжения, а определяется геометрическими размерами и средой между его обкладками.

Источник: https://electrono.ru/glava-1/2-4-nagruzki-v-cepyax-peremennogo-toka

Токовые реле и ограничители мощности — Новатек-Электро

Реле тока и ограничители тока, которые представлены компанией-производителем Новатек-Электро, обладают высокими рабочими характеристиками, позволяющими использовать устройства для бытовых и промышленных задач.

Принцип действия устройств

Токовое реле – устройство предназначено для постоянного контроля потребляемого тока и защиты электрических приборов, трансформаторов, двигателей от перепадов напряжения, коротких замыканий и других нарушений в питании сети. Принцип работы токового реле основан на измерении действующего значения тока. В случае превышения установленного значения, реле контроля тока отключит защищаемое оборудование.

Устройства данного типа применяются для контроля:

• Генераторов и насосных систем;

• Станочного оборудования различного типа;

• Приборов бытового применения.

 Ограничитель мощности имеет схожий принцип действия, который характерен для ограничителя тока нагрузки. Прибор осуществляет контроль мощности, используемой потребителем для качественной работы и, в случае ее превышения, согласно установленных параметров, отключает этого потребителя.

Такие устройства несут в себе функцию контроля, в случае, несанкционированного доступа сторонних потребителей к сети, а также выступают в качестве защиты электропроводки при превышении потребляемой мощности. При этом, реле ограничения мощности оснащено функцией автоматического повторного включения (АПВ), что позволяет возобновить работу устройства после возникновения аварии.

Продукция от Новатек Электро

Компания представлена на рынке электротехнической продукции  однофазными и трехфазными реле ограничения мощности и устройствами токовой защиты в разных модификациях.

Приборы ограничения мощности

Однофазный ограничитель мощности ОМ-110 – данное реле мощности может быть использовано как:

• Цифровой ваттметр (измеритель активной или полной мощности полной;

• Реле ограничения потребляемой мощности;

• Реле приоритетной нагрузки.

Основное его назначение – контроль активной или полной мощности однофазной нагрузки.

Есть возможность установки следующих параметров:

• Порог ограничения мощности (диапазон от 0 до 20 кВт);

• Задержка на включение (АПВ).

ОМ-110-01 – это модификация ограничителя мощности ОМ-110. В данное изделие добавлена функция реле напряжение.

Как и модель ОМ-110, устройство предназначено для защиты от:

• От перегрузок по мощности;

• Несанкционированных подключений, а также для измерения и контроля потребляемой мощности.

Ограничитель ОМ-163 – данное однофазное реле контроля мощности востребовано благодаря своей многофункциональности. Трехзарядный семисегментный индикатор прибора отображает измеренные параметры. Чтобы изменить тип отображаемого параметра, достаточно переключиться с помощью кнопок на требуемый параметр.

Для того, чтобы не допустить случайного изменения настроек, в приборе предусмотрена блокировка меню с помощью пароля и дополнительного переключателя.

Данный прибор способен контролировать такие параметры как:

• Полная, активная или реактивная мощность;

• Напряжение (максимальное/минимальное значения).

Трехфазный ограничитель мощности ОМ-310 – данное трехфазное реле контроля мощности обеспечивает работу устройств с мощностью нагрузки в диапазоне от 2,5 до 30 кВт, если используются встроенные токовые трансформаторы, а также до 350 кВт, если токовые трансформаторы внешние и сеть с изолированной нейтралью.

Функциональность устройства более широкая:

• Защита от перегрузок в питающей сети;

• Полное отключение нагрузки при превышении показателей мощности;

• Частичное отключение нагрузки при увеличении, потребляемой мощности;

• Контроль измерения параметров и вывод на дисплей значений трехфазной сети;

• Сигнальное оповещение при аварии;

• Возможность дистанционного управления, в частности подключения/отключения пользователя.

Приборы контроля тока

РМТ – 101 – реле переменного тока используется для измерения и контроля действующего значения тока однофазной нагрузки в диапазоне от 0 до 100А.

Прибор широко применяют в качестве:

• Реле ограничения потребляемого тока;

• Реле приоритетной нагрузки.

Светодиодный дисплей отображает измеренное значение тока нагрузки. Индикаторы на лицевой панели отображают состояние нагрузки
(включена / отключена), а также аварию превышения тока уставки  трехфазного реле тока – отображается параметр включено/отключено, а также показатель превышения максимального значения тока.

Помимо установки максимального значения тока нагрузки, прибор позволяет настроить задержку время отключения при возникновении аварии, а также задержку времени на включение (АПВ) нагрузки, после восстановления значения тока.

РМТ – 104 – устройство предназначено для контроля действующих значений тока однофазной нагрузки в диапазоне от 1 до 400А. В случае превышения, заданных пользователем параметров, происходит отключение нагрузки. Прибор оснащен функцией независимой задержки времени и дальнейшим автоматическим включением (АПВ) или его блокировкой. Установить параметры для повторного включения, пользователь может самостоятельно, воспользовавшись потенциометров на лицевой панели прибора.

Источник: https://novatek-electro.com/produktsiya/tokovye-rele-i-ogranichiteli-moshchnosti.html

Как выбрать реле напряжения, тока

Реле – устройство, которое автоматически отключает электрооборудование от питания в случае выхода параметров сети за допустимые границы (напряжение, сила тока, мощность). Это позволяет избежать преждевременного выхода из строя бытовой техники и ее возгорания.

Вид

Реле напряжения – оптимально в комбинации с автоматическим выключателем или предохранителем («пробкой»), срабатывающими только при повышении силы тока.

Реле тока – выполняет ту же функцию, что и автоматический выключатель, но реагирует и на уменьшение силы тока. Защищает холодильник, котел отопления, кондиционер и другую технику.

• Приоритетное реле тока – в отличие от предыдущего устройства отключает от питания лишь часть потребителей. Обеспечивает работу наиболее важных приборов, если одновременное использование всей техники перегружает сеть.

Реле мощности – позволяет контролировать потребление электроэнергии бытовой техникой.

Реле многофункциональное – устройство «2 в 1», объединяет в себе возможности реле напряжения и тока / мощности. Правда, такие устройства срабатывают только в случае превышения верхней границы указанных параметров.

Важно: реле напряжения защищает технику при сравнительно небольших колебаниях напряжения в сети (до 10%). Если же наблюдаются значительные скачки вольтажа, то стоит выбрать более дорогой и громоздкий стабилизатор напряжения. Учтите, что реле не защищает от перепадов напряжения в границах нижнего и верхнего порогов. А вот стабилизатор корректирует входное напряжение.

• Реле напряжения
• Реле тока
• Реле мощности
• Реле многофункциональное

Количество фаз

1 фаза (220 В) – защищает бытовые приборы. Оптимальный выбор.

3 фазы (380 В) – защищает промышленное оборудование. Трехфазное реле плохо переносит асимметрию фаз.

Важно: при подключении бытовой техники к трехфазной сети рекомендуется использовать три однофазных реле вместо одного трехфазного. В этом случае при неполадках в сети питание пропадет лишь на одном участке.

Максимальная мощность нагрузки

Этот показатель означает суммарную мощность приборов, на которую рассчитано реле. Зависит от количества и мощности используемой техники.

В однокомнатную квартиру с холодильником, электрическим чайником, мультиваркой и микроволновой печью выбирают реле на 7-8 кВт. А вот для частного дома или многокомнатной квартиры подойдет устройство на 13-17 кВт.

Следует различать активную и полную мощность нагрузки. Активная измеряется в киловаттах (кВт), а полная – в киловольт-амперах (кВА). Второй параметр вычисляется сложением активной и реактивной мощности. В большинстве случаев необходимо учитывать активную мощность, а полная мощность понадобится только при использовании приборов с мощными электрическими моторами.

Номинальный ток нагрузки

Этот параметр указывает на суммарный ток нагрузки приборов, с которым работает реле в штатном режиме. Единица измерения – ампер (А). Данная величина имеет тот же смысл, что и мощность нагрузки. Производители реле чаще всего применяют показатель максимального тока в качестве главной характеристики своей продукции.

От номинального тока следует отличать максимальный ток нагрузки (превышает в 1.2-1.25 раза), который допускается лишь в течение небольшого времени (до 10 минут).

Чтобы перевести мощность в номинальный ток пользуются табличными данными:

• 0.2 кВт – 1 А;
• 1.1 кВт – 5 А;
• 2.2 кВт – 10 А;
• 4.4 кВт – 20 А;
• 5.5 кВт – 25 А;
• 11 кВт – 50 А;
• 17.6 кВт – 80 А;
• 22 кВт – 100 А.

Важно: приобретайте реле с запасом по мощности и току нагрузки в 30%. Такой выбор позволит продлить срок службы устройства и станет надежной страховкой, если номинальные значения завышены производителем или при подсчете мощности и тока допущена ошибка.

Измерения

В зависимости от вида реле выполняют диагностику состояния сети по напряжению, силе тока, мощности. Наиболее важный параметр – диапазон измерения входного напряжения, обозначающий напряжение, на которое рассчитано реле и в пределах которого проводятся замеры. Данная характеристика обычно превышает порог отключения нагрузки. Стандартное значение – 50-400 В или 100-400 В.

Обратите внимание и на точность измерения: 3-5% – не лучший вариант, 1-3% – оптимальный выбор, до 1% – очень высокая точность.

Индикация

Дисплей – отображает сведения о работе реле (ток, мощность, напряжение) и служит для регулировки параметров.

Светодиоды – сообщают о режиме работы реле с помощью световой сигнализации (зеленый – штатный, красный – активация защиты). Светодиоды не являются полноценной альтернативой дисплею. Поэтому многие реле оснащаются двумя индикаторами.

Способ регулировки

Механический – предполагает настройку параметров вручную посредством отвертки или другого инструмента. Подобные реле надежны и относительно дешевы. Минус – неудобная регулировка.

Кнопки (цифровой) – регулировка осуществляется нажатием на кнопки.

Такой вариант точнее и проще, чем предыдущий способ. Недостаток – более высокая цена.

Сенсорный (цифровой) – настройка параметров выполняется прикосновением пальцев к сенсорным кнопкам. Теоретически такое решение удобнее и долговечнее, но на практике возможна блокировка или ложное срабатывание этих кнопок (из-за восприимчивости к сильным помехам и электромагнитным полям).

Без регулировки – такое реле обойдется дешевле, но менее функционально.

Функции и возможности

Сохранение настроек, параметров сети – актуально в случае отключения питания.

Wi-Fi – дает возможность управлять реле на дистанции с помощью смартфона или другого устройства. Облегчает работу с прибором.

2 канала – предназначены для защиты двух участков сети с разной нагрузкой. Подойдет, если один канал работает с восприимчивой к сбоям бытовой техникой, а второй –питает нетребовательные устройства.

Термозащита – предотвращает выход из строя реле из-за перегрева.

Контроль фаз, сети

Обрыв фаз – отключение нагрузки при исчезновении напряжения даже на одной из фаз.

Чередование фаз – отключение нагрузки, если нарушен порядок чередования фаз или произошло их «слипание».

Асимметрия (перекос) фаз – отключение нагрузки при выходе напряжения на одной из фаз за допустимые значения, установленные пользователем.

Тип контактов

Замыкающие (N/C) – замкнутые в ситуации, когда тока нет в катушке реле.

Размыкающие (N/O) – разомкнутые в ситуации, когда тока нет в катушке реле.

Переключающие (C/O) – содержат контакты N/C и N/O.

Дополнительные параметры

Износостойкость электрическая (коммутационная) – число рабочих циклов (включения-отключения; В-О) под номинальной нагрузкой, на которое рассчитано реле. На основании этого показателя оценивают срок службы прибора. Хороший выбор – устройство, выдерживающее до 100 000 рабочих циклов.

Износостойкость механическая – число рабочих циклов без номинальной нагрузки. Этот параметр всегда больше электрической износостойкости.

Порог отключения по напряжению – нижнее и верхнее значение напряжения тока, при выходе за пределы которых реле отключает электрооборудование от питания. Порог отключения задается пользователем. В характеристиках приборов указывается диапазон – 100-290 В. На практике чаще всего реле защищает от перепадов напряжения в пределах 160-260 В.

В реле тока аналогичное значение имеет верхний предел отключения по току, который также может регулироваться пользователем в определенном диапазоне.

Время отключения нагрузки – интервал времени, в течение которого срабатывает реле. Чем ниже этот показатель, тем быстрее прибор отключит питание. В итоге уменьшается риск поломки техники.

Производители приводят время отключения при выходе за верхнюю и нижнюю границу напряжения / тока. Обычно слишком высокое напряжение опаснее, чем очень низкое. В среднем этот параметр составляет 0.02-0.1 с (при повышенном) и 1.2 с (при пониженном).

Время задержки – промежуток времени, по прошествии которого реле включает питание. Этот параметр регулируется пользователем, что позволяет настроить работу устройства под конкретную ситуацию. В разных моделях минимальное время задержки находится в пределах 3-10 с, а максимальное – 360-600 с.

Если колебания в сети связаны с серьезными неполадками, то устанавливают наибольшее время задержки, в противном случае подойдет наименьшее значение. Во многих устройствах эта функция отключается.

Конструктивное исполнение

На DIN-рейку – устанавливается в распределительный щиток. Защищает всю бытовую технику, находящуюся в квартире. Недостаток – сложный монтаж, требующий специальных знаний и умений.

В розетку – проще в эксплуатации, чем предыдущий вариант. Такой прибор устанавливают в разных местах. Оснащен одной розеткой и вилкой. Минусы: скромный набор функций, обеспечивается защита отдельного устройства, например, холодильника или телевизора.

В розетку (удлинитель) – прибор «2 в 1», в котором объединены возможности реле и удлинителя. В отличие от предыдущего варианта снабжается кабелем и несколькими розетками (2-6), что расширяет количество защищаемой техники.

Степень защиты корпуса

Этот параметр обозначается в виде кода IPXX, где первая цифра указывает на степень защиты от пыли, вторая – на степень влагозащиты (в данном случае не предусматривается).

Степень защиты от пыли и посторонних предметов:

• IP10 – защита от предметов размером 50 мм и более;
• IP20 – защита от предметов размером 12.5 мм и более (пальцы);
• IP30 – защита от предметов размером 2.5 мм и более (кабели, инструменты, проволока);
• IP40 – защита от предметов размером 1 мм и более (очень тонкие кабели).

Производитель

Сегодня на рынке представлено не слишком большое количество брендов. Основные из них: ADECS, Digitop, TESSLA, Volter, ZUBR, Новатек-Электро, РУБЕЖ. В целом обладают хорошим сочетанием удобства монтажа и надежной защиты оборудования от скачков напряжения. Цена чаще всего варьируется от популярности и страны-производителя бренда, а также функциональности.

Отредактировано 21.03.2019

Источник: https://vse.ua/info/kak-vybrat-rele-napryazheniya-toka-582/

Как узнать ток потребления прибора

Кажется, что узнать величину электрического тока, потребляемого бытовым электроприбором очень просто. Мы знаем напряжение питания электросети, а мощность электроприбора, как правило, обозначена на корпусе. Так что, призвав на помощь знания физики 8 класса, легко находим искомый ток. Однако кто сказал, что реальный ток, а следовательно и потребляемая мощность совпадают с номинальными значениями.

А если прибор самодельный? Поэтому замерить реальные электрические параметры устройства зачастую необходимо, да и просто может быть интересно, узнать, сколько электроэнергии вы потратили, используя тот или иной прибор. Можно собрать ваттметр самостоятельно [1], или приобрести готовый [2].

Но если такие измерения планируется проводить от случаю к случаю рациональнее, собрать простую приставку, позволяющую безопасно включать амперметр последовательно с исследуемым устройством. Такая конструкция описана в статье [3].

Схема приспособления

При замкнутом выключателе SA1 конструкция, фактически представляет собой обычный сетевой удлинитель. При размыкании SA1 ток может поступать в нагрузку только через клеммы для подключения амперметра. Коммутаторная светодиодная лампа СКЛ11 визуализирует наличие сетевого напряжения на выходных клеммах устройства. Для защиты от короткого замыкания в нагрузке имеется плавкий предохранитель, рассчитанный на ток 5 А. 

Корпусом конструкции послужил пластиковый пищевой контейнер подходящего размера. Главной задачей при изготовлении устройства является обеспечение электробезопасности.

Следует расположить клеммы для подключения амперметра так, чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

Можно использовать для этого обычную розетку, однако это создает путаницу, на устройстве будет две одинаковых розетки, и надо будет четко помнить, куда следует подключать нагрузку, а какая розетка служит для подсоединения амперметра.

Поэтому клеммы для амперметра размещены на изолирующей панели из органического стекла, которая в свою очередь крепится к корпусу устройства с внутренней стороны. Для доступа к клеммам в корпусе просверлены отверстия. 

Провода для подключения амперметра также должны быть надежно изолированы. К устройству подключена настольная лампа с лампой накаливания, номинальной мощностью 60 Вт. Амперметр зашунтирован.

Амперметр введен в цепь потребителя.

Литература

1. http://el-shema.ru/publ/izmerenija/skhema_prostogo_vattmetra/8-1-0-379
2. http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/bytovoj_vattmetr/21-1-0-120
3. Нечаев И. Измерение тока потребления сетевых электроприборов. Журнал Радио № 3 2016 г. с. 40

Автор статьи — Denev.

   Форум по измерениям

   Обсудить статью Как узнать ток потребления прибора

Источник: https://radioskot.ru/publ/byttekhnika/kak_uznat_tok_potreblenija_pribora/21-1-0-1115

Опасность последовательного включения электронных нагрузок для увеличения напряжения

Большинство ЭН может работать в режиме постоянного тока (ПТ) или постоянного напряжения (ПН). Некоторые ЭН предлагают режим постоянного сопротивления, постоянной мощности и даже постоянного импеданса, но все эти режимы являются производными режимами от базовых ПТ или ПН. Режим ПТ используется для нагрузки источников постоянного напряжения, таких как преобразователи. Режим ПН используется для нагрузки источников постоянного тока.

Рис. 1. Упрощенная схема электронной нагрузки в режиме постоянного тока

Если внимательно взглянуть на схему программируемой ЭН, работающей в режиме ПТ (рис. 1), то можно увидеть, что такая ЭН управляет протекающим через нее током, изменяя сопротивление Rси полевого транзистора. Реальный ток измеряется с помощь резистивного датчика (токового шунта).

Падение напряжения на шунте усиливается, сравнивается с напряжением ЦАП, используемым для настройки ЭН на нужный постоянный ток, и подается на затвор полевого транзистора для создания регулируемого постоянного тока.

Если ток слишком велик, цепь обратной связи изменяет напряжение на затворе так, чтобы увеличить сопротивление Rси и уменьшить протекающий ток. Если ток слишком мал, цепь обратной связи изменяет напряжение на затворе так, чтобы уменьшить сопротивление Rси и увеличить протекающий ток.

Если ЭН не способна потребить достаточный ток для достижения заданного значения, то цепь обратной связи полностью откроет полевой транзистор и установит Rси на минимальное значение, фактически превратив полевой транзистор в перемычку. Максимальный ток описывается формулой:

I = V/R,

где V равно выходному напряжению преобразователя Vвых, а R = Rси_откр полевого транзистора + Rшунта.

При достижении этого предела ЭН выйдет из режима стабилизации постоянного тока, поскольку не сможет пропускать через себя запрограммированный ток, перейдя в нерегулируемый режим, близкий к короткому замыканию между входными контактами.

Это близкое к короткому замыканию сопротивление равно минимальному сопротивлению ЭН и часто называется «минимальным сопротивлением» или «сопротивлением короткого замыкания».

Последовательное включение электронных нагрузок

Каждая ЭН имеет максимальное входное напряжение, например 60 В. Если преобразователь постоянного напряжения имеет на выходе напряжение 100 В и ток 10 A, то возникает соблазн включить две 60-В ЭН последовательно, как показано на рис. 2. Каждую ЭН нужно настроить на ток 10 А, поскольку они включены последовательно, и через них будет протекать одинаковый ток.

Однако в связи с погрешностью программирования, они никогда не будут настроены на совершенно одинаковые токи. В результате нагрузка 1 может настроиться на ток 9,99 A, а нагрузка 2 — на ток 10,01 A. Когда начнет протекать ток, нагрузка 1, настроенная на меньший ток, ограничит его до этого значения и успешно перейдет в режим стабилизации постоянного тока.

В это время нагрузка 2, настроенная на больший ток, будет стараться потребить больше тока, снижая свое сопротивление Rси, но не сможет достичь запрограммированных 10,01 A, поскольку нагрузка 1 ограничивает ток до 9,99 A. В результате нагрузка 2 перейдет в нерегулируемый режим, близкий к короткому замыканию. Поскольку это короткое замыкание, напряжение на нагрузке 2 станет близким к 0 В. Это значит, что все 100 В будут приложены к нагрузке 1.

Такое чрезмерное напряжение вызовет отключение нагрузки 1 и может даже повредить ее входные цепи. Хотя в приведенном примере показаны две ЭН, описанная ситуация справедлива и для большего числа нагрузок.

Рис. 2. Две включенные последовательно 60-В электронные нагрузки, работающие в режиме постоянного тока

Мы хотели показать, что невозможно использовать несколько последовательно включенных устройств, пытающихся управлять одним и тем же током. Возможно, вам придет мысль перевести одну нагрузку в режим постоянного тока, а остальные в режим постоянного напряжения, чтобы только одна нагрузка могла регулировать ток.

Но в такой ситуации проблема возникнет при намеренном отключении ЭН или при переходе одной из нагрузок в режим защиты и неожиданном ее отключении. Как только ток прервется, любая ЭН, находящаяся в режиме постоянного тока, перейдет в режим короткого замыкания (минимального возможного сопротивления), пытаясь пропустить через себя максимально возможный ток.

Тем временем любая ЭН, находящаяся в режиме постоянного напряжения, перейдет в режим размыкания (максимального возможного сопротивления), пытаясь достичь запрограммированного падения напряжения на сопротивлении Rси полевого транзистора даже при отсутствии тока.

Это приведет к тому, что высокое выходное напряжение преобразователя будет приложено к ЭН с максимальным сопротивлением в соответствии с получившимся делителем напряжения, образованным последовательно включенными ЭН (рис. 3).

Рис. 3. Две включенные последовательно электронные нагрузки (нагрузка 1 в режиме постоянного тока поддерживает ток на уровне 10 А; нагрузка 2 установлена в режим постоянного напряжения)

Заключение

Опасно включать электронные нагрузки последовательно, если тестируемое устройство может подать большее напряжение, чем то, на которое рассчитана каждая ЭН, поскольку в нештатной ситуации все напряжение приложится к одной ЭН. Поэтому единственный безопасный способ последовательного включения ЭН заключается в применении нагрузок, рассчитанных на полное напряжение тестируемого устройства, но в этом случае нет смысла включать нагрузки последовательно.

Источник: https://power-e.ru/measuring/elektronnye-nagruzki/