Как рассчитать амперы
Содержание
При создании и ремонте электрической сети питания необходимо уточнение базовых параметров: тока, напряжения, мощности, сопротивления. Такие действия выполняют перед подключением нагревательных приборов, станков, других мощных потребителей. В данной публикации рассказано о том, как рассчитать амперы и другие характеристики без ошибок.
Узнать значение тока можно с помощью измерительных приборов или вычислением
Электрический ток
Для простоты электрические параметры часто объясняют на примере перемещения воды по трубам. Данным термином, выраженным в амперах (А), обозначают скорость передвижения электронов в проводнике. Препятствия для жидкости создают малые размеры и дистанция транспортной системы. На сопротивление электрическому току оказывают влияние:
- наличие свободных электронов, химическая чистота материала;
- площадь поперечного сечения (длина) провода;
- температурные условия.
Электрический ток
О напряжении, токе и мощности
Продолжив аналогии с водой, напряжение можно сравнить с давлением в магистрали. По мере увеличения разницы потенциалов (вольтаж) получают большую силу электрического тока при остальных равных условиях. Если подключить в цепь лампу накаливания, будет видно, как соответствующим образом изменяется свечение спирали.
Мощность – это комплексный показатель, определяющий потребляемую энергию. Его рассчитывают с учетом приложенного напряжения и тока в цепи.
Как рассчитать число ампер в сети
На практике применяют разные схемы вычислений. В частности, пользуются автоматизированными программами (калькуляторами). Такие инструменты предлагают бесплатно специализированные сайты в режиме онлайн. Ниже представлены формулы и примеры, которые помогут рассчитывать электрические параметры самостоятельно.
Как узнать ток, зная мощность и напряжение
Источник питания постоянного тока (аккумулятор) обеспечивает напряжение на выходе 12 Вольт. Известна мощность потребления – 2 Вт. Как рассчитать ампераж, показано на примере:
I=P/U=2/12=0,167 А.
Как узнать напряжение, зная силу тока
Выше показано, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение. Эту же формулу используют для обратного действия. Если сила тока равна 200 мА, при мощности 2 Вт в точках измерения, прибор покажет следующее напряжение:
U = P/I = 2/0,2 = 10 V.
Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение
Результат можно вычислить с помощью следующего примера:
P = I*U = 0,2 * 10 = 2 Вт.
Формулы для расчета мощности
В левой части рисунка приведена формула для расчета механической мощности:
- А – полезная работа в Джоулях;
- t – временной период, за который выполнена эта операция.
Как определить мощность цепи, имея тестер сопротивления
В реальных условиях существенное влияние оказывает электрическое сопротивление проводника. Выбрав соответствующий режим, можно узнать действительное значение с помощью мультитестера. Переключатель устанавливают в положение, которое соответствует определенному диапазону. Переходят от больших значений к малым до появления индикации на экране.
При R=20 Ом, зная силу тока I= 200 мА, мощность вычисляют по следующей формуле:
P = I2*R = 0,04*20 = 0,8 Вт.
При необходимости уточняют напряжение:
U = I*R = 0,2*20 = 4 V.
Формула расчета сечения провода
Площадь сечения цилиндрического проводника вычисляют по стандартной геометрической формуле подсчета:
S = π * (D/2)2,
где:
- π – число Пи (3,14);
- D – диаметр.
К сведению. Для измерения провода используют микрометр или штангенциркуль.
При отсутствии специализированных инструментов узнавать размер можно с применением подручных средств. Взяв карандаш или другую подходящую основу с одинаковой шириной по продольной оси, наматывают последовательно провод. Приложив конструкцию к линейке, уточняют длину. Делением на количество витков получают диаметр проводника. Далее пользуются рассмотренной выше формулой.
Таблица ватт ампер для выбора сечения проводников по максимальному току (суммарной мощности потребления)
| Площадь сечения, мм кв. | Материал проводника | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Алюминий | Медь | |||||||
| Напряжение 220 V | Напряжение 380 V | Напряжение 220 V | Напряжение 380 V | |||||
| Ток (I), А | Мощность потребления (P), киловатт за час | I | P | I | P | I | P | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
Расчет тока по мощности и напряжению
Основные формулы не только показывают, как посчитать амперы. Они демонстрируют зависимость тока от напряжения, мощности, сопротивления:
- I = P/U;
- I = U/ R;
- I = √P/R.
При большой длине проводника существенно возрастает влияние потерь, которые определяются особенностями определенного материала. Часть энергии используется впустую на обогрев окружающего пространства. Приходится делать коррекции для устойчивого питания конкретной нагрузки.
Для учета этого фактора делают уточненный расчет сопротивления:
R= (p*L)/ S,
где:
- p – удельный коэффициент (0,03 – алюминий, 0,0175 – медь);
- L – длина линии.
Вычисляют процентное отношение потерь по напряжению в идеальных условиях и с учетом удельного сопротивления определенного материала. Если полученное значение более 5%, выбирают кабельную продукцию с большим сечением из серийной номенклатуры.
Для чего нужен расчет тока
Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Такие потребители смещают вектор тока на 90° вперед (назад) по отношению к напряжению при емкостных (индуктивных) характеристиках, соответственно.
Расчет тока для однофазной сети
Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений. Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла.
Ток, напряжение и мощность в однофазной сети с подключением активного, индуктивного, емкостного сопротивления
Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно. Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу.
Расчет тока для трехфазной сети
Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. В представлении векторами на комплексной плоскости будет виден фазовый сдвиг на 120°.
Трехфазная сеть
Рисунки демонстрируют напряжения 220 V в каждой фазе и линейное значение 380 V. Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике (I0), который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок.
Как рассчитать мощность тока
Для коррекции индуктивных (емкостных) составляющих применяют расширенную формулу расчета:
P = I*cos ϕ.
При отсутствии таких нагрузок принимают дополнительный множитель равным единице.
Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат (предохранитель) с учетом параметров подключенного оборудования.
Зависимость тока от мощности потребления
| Номинальный ток защитного устройства, А | Мощность потребления (кВт) для сети | |
|---|---|---|
| Одна фаза | Три фазы | |
| 2 | 0,4 | 1,3 |
| 6 | 1,3 | 3,9 |
| 16 | 3,5 | 10,5 |
| 25 | 5,5 | 16,4 |
Как пересчитать ватты в амперы
Для подключения электродвигателя нужно взять значение cos ϕ из сопроводительной документации. Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:
I = P/(√3*U*cos ϕ).
Единица измерения
Сила тока, в соответствии с международной системой стандартов (СИ), измеряется в амперах. Одна единица равна единичному заряду (кулону), который прошел за секунду через проводник.
Амперметр
Сколько в действительности будет потреблять определенная техника, можно выяснить с помощью специализированного прибора. Амперметр подключают в разрыв цепи. Если надо измерить 100 Ампер, иную большую величину, применяют шунт или бесконтактные модификации.
Токоизмерительные клещи
