Опыт обслуживания: анализ текущего тока потребления, чтобы определить отказ телефона iPhone
Когда устройство, независимо от модели iphone 5,6,7 и т. д., включается триггером (клавишей питания), каждый шаг последовательности запуска вызывает изменение потребления тока компонентами, которые включаются и теперь потребляют ток. Благодаря этим знаниям мы можем определить место, где произошла ошибка, и в какой части последовательности она появилась до того, как запуск остановится из-за неисправности.
Добавьте описание
Потребление — это то, что устройство использует в нормальных условиях работы. Это потребление всех компонентов, работающих в обычном режиме.
Утечка отличается тем, что устройство все еще (потребляет) ток, но в неисправном состоянии.
Таким образом: потребление осуществляется по соглашению и требуется для нормального использования, в то время как утечка не согласована, мы не просили ни о чем, а она крадет у нас ток.
Триггерный режим (после нажатия кнопки питания) — потребление может все еще иметь утечки, шорты, но будет частью живой цепи. Не отображается, когда находится в выключенном состоянии. Это означает, что при работе в режиме активной цепи имеется короткое замыкание.
Non Triggered (без нажатия кнопки питания) — утечка, короткое замыкание или неисправность, которая истощает мощность, если схемы устройств отключены, что не является нормальным.
Нормальные значения тока потребления.
Возьмем исправную материнскую плату, подключим её к тестовым данным лабораторного блока питания 2А. Это приведет к тому, что телефон примет ток на вход питания и позволит нам считывать текущие данные.
- После нажатия кнопки питания текущие колебания 40 mА (питание от PMIC в норме, процессор начинает выполнять начальные процессы, теперь он активен и использует мощность / ток, 24M ничего не тянет);
2. Указатель на 80 мА (начинает работать временное хранилище, то есть верхняя часть процессора, затем запускается выполнение инициализации шины);
3. Указатель колеблется около 120 мА (включается питание графического процессора и питания экрана);
4. Указатель около 220 мА (дисплей мобильного телефона показывает Apple, готов к загрузке);
5. Указатель качается от 180 мА до 350 мА (начинается системы),
6. Указатель колеблется около 500 мА (включается прикладная часть микросхемы питания);
7. Затем обратно поворот на 200 мА;
8. Указатель на 700 мА (открывается питание выходной мощности основной полосы);
9. Ток до 1000 мА или более (стартовая часть начинает работать)
(приведенные выше данные являются основным опорным значением, и если есть небольшое отклонение, это нормально).
Краткое описание класса неисправности
Таким образом, давайте сопоставим предыдущие показания с реальными ошибками по току:
Пусковой ток составляет около 15мА, процессору не хватает питания;
30мA — 40мA непосредственно останавливается, сбой сброса процессора;
Нулевой возврат между 40мA — 80мA, плохая пайка ЦП;
50мA останавливается, неисправность шины I2C, I2C0 I2C1 (дисплейный чип питания, чип задней подсветки, управляющий чип USB);
Ток составляет около 80мA (шина I2C, у микросхемы на шине UART есть проблема, источник питания дисплея, U2, верхняя часть ЦП; сначала запустите DFU, чтобы убедиться, что он подключен к сети. Если на нижнем уровне процессора нет проблем, USB-чип может быть подключен нормально; Если после принудительного DFU 80мА становится 60мА-70мА и не в сети, как правило, это проблема с USB-чипом);
Ток останавливается на отметке 100мA (микросхема подсветки, пайка процессора);
После того, как ток превышает 100мА, мгновенный высокий ток (блок питания экрана, блок подсветки, блок питания с сенсорным экраном, блок питания графического процессора; если экран не подключен, большой ток является источником питания графического процессора);
Ток дрожит 100мA — 120мA, и он продолжает колебаться (верхний слой ЦП или слабая пайка);
Ток постоянно движется вокруг 100мA-150мA (повреждение касания);
Белый фиксированный экран с яблоком (ток останавливается между 200мА и более 300 мА или продолжает колебаться — обычно проблемы с чипом памяти или системой, ток более 700мА возвращается к более чем 200 и останавливается — есть проблемы с USB-чипом).
Анализ тока включения питания
1: Есть ток 10 ~ 50мА, когда телефон не включен — утечка питания от батареи (проверьте микросхему блока питания или связанный с ней конденсатор).
2: Нет отклика при загрузке 0мA — ошибка цикла запуска(сбой пусковой цепи, проверьте микросхему блока питания и цепь питания).
3: Пуск малого тока 10 ~ 50 и откат к 0мA — сбой при запуске процессора (проверка питания ЦП, сигнала сброса, повторная установка или замена ЦП)
4: Пуск малого тока, указатель 10 ~ 50мА не двигается — сбой схемы синхронизации (проверка часов реального времени и цепи основного тактового генератора, пере установка или замена кварцевого генератора)
5: Ток при включении питания возрастает до 100мА и быстро падает — логическая часть или программное обеспечение не загружается (почистить устройство, проверить ЦП, шрифт или временный источник питания, повторно установить или заменить чип).
6: После того, как пусковой ток возрастает до 100мА, указатель поворачивается к экрану и зависает — программный сбой (почистить устройство, прочитать ошибку, пересадка чипа памяти);
7. Откат после повышения тока до 200мА — логическое питание или утечка радиочастотной цепи (проверьте работу процессора и питание шрифта, переустановите или замените. Проверьте источник питания микросхемы усилителя мощности RF и компоненты цепи передачи ТХ);
8: Высокий ток 300мА или более при включении питания — короткое замыкание цепи питания (проверьте микросхему усилителя мощности и окружающие компоненты на предмет замены);
9: Проблемы опорного напряжения питания 80мA
10: Высокий ток не звонит в начале — есть проблема с выходом (проверьте, что полностью заземлен, конденсатор — питание — процессор);
11: Белое яблоко перезапускается, пусковой ток составляет 200мА (прямая замена U2);
Нет начального текущего ответа:
1) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется примерно до 5 мA и не включится (ЦП не запускается, сбой питания, нет системных часов, ЦП открыт или неисправен);
2) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель тока увеличивается 10 — 20мA не двигается, отпустите 0 (процессор не запускается, блок питания неисправен, неисправны часы, процессор неисправен)
3) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется около 30мА, и стрелка не откидывается назад (сбой программного обеспечения, временное хранилище процессора);
4) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется примерно до 40мA, и стрелка быстро отходит в 0 (нет сигнала сброса, проблема с временным хранением);
5) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимается при нормальном токе загрузки, но бесконечный перезапуск (неисправен чип памяти или неисправен шрифт);
6) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимается до 40мА и продолжает качаться (неисправно временное хранение);
7) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется на 30-40мА, чтобы сделать паузу, затем подъем на 60-70 мА не двигается, отпустите руку откат до 0 или 40мА не перемещается на 0 (самопроверка программного обеспечения не проходит, 32.768 кГц имеет проблему или проблема с программным обеспечение);
Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель тока поднимается до 30-40мА, сразу падает до 0, не отпускаете руку (BSI обнаруживает сбой схемы или проблему со шрифтом);
Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель тока поднимается до 30-40мА, сразу падает до 0, не отпускаете руку (BSI обнаруживает сбой схемы или проблему со шрифтом);9) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется на 200мА до 180, отпустите не возвращается на 0 (неисправность шрифт, память);
10) Включите питание, нажмите кнопку питания, указатель измерителя тока поднимется на 200мA, мертвый ток (силовая микросхема или утечка нагрузки, попробуйте подключиться к устройству);
11) Включите питание, не нажимаете кнопку питания, указатель измерителя тока поднимается 30мA, не перемещается, нажимаете кнопку питания, ток 230 не перемещается, отпустите обратно до 30 (прежде всего, это должна быть утечка, и то, что связано с vbat, устраняют проблему утечки и затем чистят устройство, это не проблема жесткого диска).
Меры предосторожности:
Если ремонт не начинается, сначала решите проблему утечки на короткое замыкание, а затем решите условия работы процессора, следуйте следующему процессу: 1) проверьте, является ли внешнее напряжение запуска PP_GPU нормальным; 2) проверьте, низкое ли напряжение сброса; 3) подключен ли компьютер к сети; 4) посмотрите на ошибки.
На этом все. Удачных вам ремонтов!
Хотите узнать больше? Тогда вступайте в нашу группу и узнавайте первым о секретах ремонта цифровой техники.
Если вы еще не подписаны на уведомления нашей группы, сделайте это сейчас, чтобы не пропустить информацию о ремонте телефонов, смартфонов и планшетов.
Инструменты
Выбор: пинцет (сплав титана):
Выбор: пинцет Baku
Выбор: нож для удаления компаунда
Выбор: зубной шпатель
(Пайка / Малые части / Пинцеты и т. д.)
Выбор: каптоновый скотч
Выбор: алюминиевый скотч
Выбор: медные теплоотводы
Термопрокладки 10 мм * 10 мм * 1 мм 100 шт.
Термопрокладки 30 шт. 15 мм * 15 мм * 1 мм
Металлический кронштейн для фена (свободные руки)
Выбор: жидкость для снятие компаунда
bga комплект
Магнитный держатель с набором трафаретов для перекатки EMMC
Магнитный держатель с набором трафаретов для перекатки процессора iPhone 6 6S 7 7 P A8 A9 A10
Источник: https://vk.com/@-162894573-ghjk
Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата
Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока.
Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.
Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.
Формула расчета мощности электрического тока
Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.
В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:
I = P/(U*cos φ),
а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),
где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.
Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление.
В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.
Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше.
Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое.
Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).
Подбираем номинал автоматического выключателя
Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки.
Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину.
А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:
- 6 А – 1,2 кВт;
- 8 А – 1,6 кВт;
- 10 А – 2 кВт;
- 16 А – 3,2 кВт;
- 20 А – 4 кВт;
- 25 А – 5 кВт;
- 32 А – 6,4 кВт;
- 40 А – 8 кВт;
- 50 А – 10 кВт;
- 63 А – 12,6 кВт;
- 80 А – 16 кВт;
- 100 А – 20 кВт.
С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия.
Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.
При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:
- электросауна (12 кВт) — 60 А;
- электроплита (10 кВт) — 50 А;
- варочная панель (8 кВт) — 40 А;
- электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
- посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
- кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
- СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
- электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
- электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
- утюг (1,6 кВт) — 8 А;
- солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
- пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
- мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
- тостер (1 кВт) — 5 А;
- кофеварка (1 кВт) — 5 А;
- фен (1 кВт) — 5 А;
- настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
- холодильник (0,4 кВт) — 2 А.
Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.
Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А.
И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом.
Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала.
Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.
На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.
Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети
Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata
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).
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 — 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 — 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 — 1200 | 5,0 — 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 6з0 — 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 — 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 — 1100 | 2,9 — 5,0 |
| Миксер | 250 — 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 — 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 — 1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 — 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 — 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 — 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 — 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 — 100 | 0,1 – 0,4 |
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
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, кВт | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
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.
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, кВт | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 2250 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 3800 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 5300 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 5700 | 10 | 3800 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 7200 | 14 | 5300 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 7900 | 16 | 6000 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 10000 | 21 | 7900 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 12000 | 26 | 9800 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 19000 | 38 | 14000 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 30000 | 55 | 20000 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 38000 | 65 | 24000 |
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
Формула мощности тока
Электрический ток, на каком угодно участке цепи совершает некоторую работу (А). Допустим, что у нас есть произвольный участокцепи (рис.1) между концами которого имеется напряжение U.
Работа, которая выполняется при перемещении заряда равного 1 Кл между точками A и B (рис.1) будет равнаU. В том случае, если через проводник протекает ток силой I за время равное по указанному выше участку пройдет заряд (q) равный:
Следовательно, работа, которую совершает электрический ток на данном участке, равна:
Надо отметить, что выражение (2) является справедливым при I=const для любого участка цепи(в таком участке могут содержаться проводники 1–го и 2–го рода).
Определение и формула мощности тока
Определение
Мощность тока – есть работа тока в единицу времени:
Формулой для вычисления мощности можно считать выражение:
В том случае, если участок цепи содержит источник тока, то формулу мощности можно представить в виде:
где – разность потенциалов, – ЭДС источника, который включен в цепь.
Выражение (5) является интегральной записью. Это выражение можно представить в дифференциальной форме, если использовать понятиеудельной мощности ( – мощность, развиваемая током вединице объема проводника):
где j – плотность тока, – удельное сопротивление.
Единицы измерения мощности тока
Основной единицей измерения мощности тока (как и мощности вообще) в системе СИ является: [P]=Вт=Дж/с.
В СГС: [P]=эрг/с.
1 Вт=107 эрг/( с).
Выражение (4) применяют в системе СИ для того, чтобы дать определение единицы напряжения.Так, единицей напряжения (U) является вольт (В), который равен: 1 В= (1 Вт)/(1 А).
Вольтом называют электрическое напряжение, которое порождает в электроцепи постоянный ток силы 1 А при мощности 1 Вт.
Примеры решения задач
Пример
Задание. Какой должна быть сила тока, которая течет через обмотку электрического мотора для того, чтобы полезная мощность двигателя (PA) стала максимальной?Какова максимальная полезная мощность? Если двигатель постоянного тока подключен к напряжению U, сопротивление обмотки якоря – R.
Решение. Мощность, которую потребляет электроприбор, идет на нагревание (PQ) и совершение работы (PA):
Мощность, идущую на нагревание можно рассчитать как:
Потребляемую мощность найдем как:
Выразим P_A из (1.1) и используем (1.2) и (1.3):
Для нахождения экстремума функции, которая представлена в выражении (1.4) найдем производную и приравняем ее к нулю:
Найдем максимальную полезную мощность,используя выражение (1.4) и Imax:
Ответ.
Пример
Задание. Электрические лампочкис мощностями P1 и P2 номинальным напряжением U1=U2 соединяют последовательно (рис.2) и включают в сеть с постоянным напряжением U. Какова мощность, потребляемая первой лампочкой P1*).
Решение. Лампочки по условию задачи соединены последовательно, значит сила тока, текущая через лампочки одинакова, а падение напряжения на каждой из лампочек зависит от их сопротивлений. Искомую мощность можно найти как:
Сопротивления лампочек можно найти из данных в условиях номинальных мощностей:
Силу тока можно найти по закону Ома, учитывая, что лампочки соединены последовательно:
Решая уравнения (2.1) – (2.3) совместно получим:
Читать дальше: Формула напряжения электрического поля.
Вы поняли, как решать? Нет?
Источник: https://www.webmath.ru/poleznoe/formules_21_13_moshhnost_toka.php
Как определить потребляемую мощность электроприбора: 6 способов
» Электрические измерения
Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.
Что такое потребляемая мощность?
Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.
Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение
Р = U × I,
где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.
Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.
Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.
Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.
Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.
Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.
При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:
- для розеток это максимально допустимый переменный ток (6 А у традиционных советских розеток старого жилого фонда, 10 или даже 16 А у розеток европейского стиля);
- подключаемое оборудование характеризуются мощностью, которая измеряется в Ваттах (для мощных устройств вместо Ватт указываются более крупные единицы: киловатты (1 кВт = 1000 Вт), что позволяет не путаться в многочисленных нулях).
Отсюда возникает необходимость:
- определения связи мощности и тока;
- нахождения мощности отдельного электрического прибора.
Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.
Как определить?
Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.
Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.
Смотрим в техпаспорт
Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.
В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.
Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.
Закон Ома в помощь
Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:
P = U2/R.U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле
P = 48 400/R Вт.
Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.
Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.
Используем электросчетчик
При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.
При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.
Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором
После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.
Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.
При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.
Ваттметром
Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:
- включается непосредственно в разрыв цепи, для чего снабжен вилкой и розеткой, см. рисунок 2;
- оборудован легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними цепями автоматической настройки, что исключает ошибки в показаниях;
- отличается хорошими массогабаритными показателями.
Прибор готов к работе немедленно после включения.
Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр
Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.
Прямое измерение тока
Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.
Замер токовыми клещами
Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.
Рис. 3. Измерение токовыми клещами
Замер тестером
Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).
Заключение
Как видим, мощность электроприборов может быть определена различными способами. Выбор конкретного из них зависит от уровня технической подготовки пользователя и наличия у него необходимых приборов, а доступность нескольких из них вполне может привлекаться как средство контроля правильности выполнения расчетов и измерений.
Простота реализации любого из рассмотренных способов позволяет гарантировать отсутствие перегрузки силовых розеток и достаточно быстро и довольно точно определять фактический потребляемый ток в том случае, если у электрического устройства отсутствуют паспортные данные.
Обсудить на форуме
Источник: https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-potreblyaemuyu-moschnost-elektropribora.html
Онлайн расчет характеристик трехфазных электродвигателей
Расчет мощности электродвигателя по току можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:
Расчет мощности трехфазного электродвигателя
Полученный результат можно округлить до ближайшего стандартного значения мощности.
Стандартные значения мощностей электродвигателей: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75 кВт и т.д.
Расчет мощности двигателя производится по следующей формуле:
P=√3UIcosφη
где:
- U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
- I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
- cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
- η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);
2. Расчет тока электродвигателя
Расчет номинального и пускового тока электродвигателя по мощности можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:
Расчет тока трехфазного электродвигателя
Расчет номинального тока двигателя производится по следующей формуле:
Iном=P/√3Ucosφη
где:
- P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
- U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
- cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
- η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);
Расчет пускового тока электродвигателя производится по формуле:
Iпуск=Iном*K
где:
- К — Кратность пускового тока, данная величина берется из паспорта электродвигателя, либо из каталожных данных (в приведенном выше онлайн калькуляторе кратность пускового тока определяется приблизительно исходя из прочих указанных характеристик электродвигателя).
3. Расчет коэффициента мощности электродвигателя
Онлайн расчет коэффициента мощности (cosφ) электродвигателя
Расчет коэффициента мощности трехфазного электродвигателя
Расчет cosφ (косинуса фи) двигателя производится по следующей формуле:
cosφ=P/√3UIη
где:
- P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
- U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
- I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
- η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);
4. Расчет КПД электродвигателя
Онлайн расчет КПД (коэффициента полезного действия) электродвигателя
Расчет КПД трехфазного электродвигателя
Расчет коэффициента полезного действия электродвигателя производится по следующей формуле:
η=P/√3UIcosφ
где:
- P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
- U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
- I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
- cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
Оказались ли полезны для Вас данные онлайн калькуляторы? Или может быть у Вас остались вопросы? Напишите нам в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
Источник: https://elektroshkola.ru/kalkulyatory/onlajn-raschet-xarakteristik-trexfaznyx-elektrodvigatelej/
Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: разбираемся во взаимосвязях этих величин
Владельцы квартир, частных домов и других электрифицированных объектов часто сталкиваются с вопросом определения значений основных электрических величин, так как рассчитать мощность по допустимой силе тока и известному напряжению или решить обратную задачу не очень просто.
Прямое применение известного закона Ома без учета особенностей бытовых сетей и приборов может привести к неверному результату.
В этом материале мы разберемся, что такое мощность и расскажем о том, как вычислить этот показатель.
Основные понятия величин
Электротехнические расчеты базируются на общеизвестных соотношениях между силой тока (I, Ампер), величиной напряжения (U, Вольт), значения мощности (P, Ватт) и сопротивления (R, Ом). Практические расчеты обычно требуют знания значений первой тройки.
Числовых выражений перечисленных величин, предупредим, недостаточно – нужны дополнительные характеристики, раскрывающие режим электропотребления.
Сила электрического тока
Расчет достаточного сечения жил и номинала автоматического выключателя для конкретной ветки электросети проводят согласно значению максимально возможной для этого участка силы тока. Это необходимо для предотвращения ситуации возгорания проводки, что часто приводит к возникновению пожара.
Рабочие параметры автоматов и УЗО выбирают согласно нормативным требованиям. Для определения допустимого сечения жил в зависимости от максимально возможной силы тока необходимо использовать таблицу, предоставленную производителем продукции, потому что кабеля чаще всего произведены по ТУ, а не по ГОСТ.
Имея одинаковую маркировку, кабеля, произведенные по ГОСТу (слева) и по ТУ (справа) отличаются как визуально, так и по основным характеристикам
Так как рассчитать силу электрического тока можно по потребляемой приборами мощности и напряжению сети, то необходимо правильно определить значения этих двух показателей.
Напряжение в бытовых сетях
Многие владельцы квартир считают, что стандартное напряжение в фазе для бытовых нужд приблизительно равно 220 В. В большинство случаев это действительно так. Хотя по ГОСТ 29322-2014 с 01.10.2015 в пределах Российской Федерации должен был произойти переход на совместимую со странами ЕЭС систему 230 В.
Отклонение в 5% от эталона является допустимым на любой срок, а 10% – на период, не превышающий 1 час. Таким образом по старым правилам значение напряжения может колебаться в диапазоне от 198 до 242 В, а по действующему ГОСТу – от 207 до 253 В.
Также есть случаи, когда напряжение в сети длительное время значительно ниже нормативного. Такая ситуация возникает тогда, когда суммарная мощность подключенных к ветке электроприборов гораздо выше запланированной и при включении большинства из них происходит “просадка сети”.
Эта проблема возникает в зоне ответственности организаций, отвечающих за поставку электроэнергии, и связана она с перегрузкой распределительных трансформаторов, изношенностью подстанций или с недостаточным сечением проводов.
Пониженное входное напряжение приводит не только к изменению параметра силы тока и возможному срабатыванию защиты, но и к быстрой поломке электроприборов, содержащих асинхронные электродвигатели или сложную электронику
Для выяснения значения реального напряжения нужно периодически проводить замеры с использованием вольтметра. Если показатели сильно “гуляют”, то необходимо применение стабилизатора или более дорогого преобразователя с функцией накопителя электроэнергии.
Нюансы в понятии мощности электроприборов
Все потребляющие электричество устройства имеют такой параметр как мощность. Чем больше этот показатель, тем больше энергии забирает прибор из цепи.
Всего существует три вида мощности:
- Активная (P). Характеризует скорость перевода электрической энергии в иной вид, например электромагнитный или тепловой. Ее нужно учитывать при расчете необратимых затрат электроэнергии, а значит, и стоимости работы прибора. Единица измерения – Вт.
- Реактивная (Q). Характеризует энергию, которая приходит от источника (трансформатора) к реактивным элементам потребителя (конденсаторы, обмотки двигателя), но потом практически мгновенно возвращается к источнику. Единица измерения – Вт или вар (расшифровка – вольт-ампер реактивный).
- Полная (S). Характеризует нагрузку, которую потребитель налагает на элементы цепи. Ее используют при вычислении площади сечения кабеля и выборе номинала автоматов, то есть расчет силы тока производят по полной мощности всех подключенных в цепь электроприборов. Единица измерения – Вт или V*A (В*А – вольт амперы).
Все эти параметры можно пересчитать через угол сдвига фаз, который возникает между вектором напряжения и током (f):
P = S * cos(f);
Q = S * sin(f);
S2 = P2 + Q2.
К бытовым устройствам, у которых полная мощность может существенно превышать активную, относят холодильники, стиральные машины, люминесцентные и некоторые энергосберегающие лампы, а также блоки силовой электроники.
На двигателях обычно указывают активную мощность и коэффициент. В этом случае полная мощность вычисляется так: S = P / cos(f) = 750 / 0.78 = 962 Вт
Также есть такое понятие как пиковая или стартовая мощность. Дело в том, что для разгона двигателей требуется гораздо больше усилий, чем для поддержания их вращения. Поэтому при включении таких приборов как холодильник или стиральная машина происходит кратковременный всплеск нагрузки на участке цепи.
Стартовые токи могут быть выше рабочих в несколько раз. При расчете необходимого сечения кабелей и подборе номинала автомата следует это учитывать.
Для этого нужно определить прибор с наибольшей разницей стартовой и рабочей мощности и добавить ее к общему значению. Стартовые токи остальных устройств можно не учитывать, так как вероятность одновременного срабатывания на включение двигателей у разных потребителей практически равна нулю.
Линейные и фазные соотношения
Сейчас получила распространение практика подключения бытовых объектов к трехфазным электросетям.
Это обосновано по следующим причинам:
- Значительное потребление электроэнергии. В этом случае подведение однофазной сети большой мощности будет очень нерационально по причине большого сечения кабеля и высокой материалоемкости трансформатора.
- Наличие приборов, работающих от трех фаз. Реализация схемы подключения такого устройства к однофазной цепи не очень проста и чревата помехами, которые возникают, например, при старте асинхронного двигателя.
Существует два способа подключения трехфазных приборов – “звезда” и “треугольник”.
Принципиальные схемы передачи электроэнергии по трем фазам. Название “звезда” и “треугольник” они получили благодаря геометрической схожести с этими объектами
В цепях типа “звезда” линейные и фазные токи идентичны, а линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза:
Iл = Iф;
Uл = 1.73 * Uф.
Эта формула объясняет известное соотношения напряжений для бытовых и низковольтных промышленных сетей частоты 50 Гц: 220 / 380 В (по новому ГОСТу: 230 / 400 В).
При соединении типа треугольник, наоборот, напряжение совпадает, а линейные токи больше фазных:
Iл = 1.73 * Iф;
Uл = Uф.
Эти формулы можно применять только при симметричной нагрузке фаз. Если потребление тока по кабелям отличается (несимметричный приемник), то расчеты проводят с использованием правил векторной алгебры, а возникающий выравнивающий ток компенсируют за счет нейтрального провода. Однако для сетей с подключенными бытовыми приборами такие случаи редки.
Взаимосвязь основных величин
Самая распространенная задача, с которой сталкиваются рядовые потребители, заключаются в расчетах реально действующей силы тока. Так как же правильно рассчитать ампераж по известным значениям напряжения и мощности? Решить ее необходимо при обосновании значений сечения жил и номинала автомата, имея техническую информацию об устройствах, которые будут в эту цепь запитаны.
После вычисления силы тока часто выбирают кабеля с наименьшим допустимым сечением. Однако это не всегда правильно, так как такое решение приводит к существенным ограничениям при необходимости добавления новых электроприборов в сеть.
Иногда необходимо провести обратные вычисления и определить какой суммарной мощности можно подключить приборы при известном напряжении и максимально допустимой силе тока, которая ограничена уже существующей проводкой.
Решить эти две задачи для однофазной цепи можно с помощью простой формулы:
I = S / U;
S = U * I,
где S – суммарная полная мощность всех электропотребителей.
Круговая диаграмма, отражающая закон Ома и выражающая зависимость мощности, силы тока, напряжения и сопротивления подходит для вычисления параметров однофазной цепи
Для решения задачи расчета силы тока по известным или вычисленным значениям мощности и напряжения в трехфазной цепи надо знать суммарную нагрузку, налагаемую на каждую фазу.
И необходимое сечение жил кабеля, и минимально допустимый номинал автомата подбирают по самой загруженной линии, считая что:
S = 3 * max{S1, S2, S3}.
I = S / (U * 1.73).
Допустимую мощность для каждой из фаз можно вычислить по следующей формуле:
S1,2,3 < S / 3 = I * U / 1.73,
где I – максимально допустимая сила тока для существующей проводки.
Выводы и полезное видео по теме
Вычисление силы тока по мощности для подбора сечения кабеля:
Определение потребляемой мощности групп электроприборов на примере частного дома:
Вычисление силы тока для определения параметров проводки или определение допустимой мощности в уже существующей цепи можно сделать самостоятельно. Для правильного решения поставленной задачи необходимо учесть нюансы, возникающие на практике, а не только использовать известные формулы, которые работают при “идеальных” условиях.
Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/docs-elektrika/kak-rasschitat-moshhnost.html
Расчет мощности потребляемой энергии: определение, формула и варианты — Станок
Любой бытовой прибор работает при помощи электроэнергии. Электричество может поступать из электросети через розетку, от батарейки или аккумулятора. При этом важной характеристикой техники становится его мощность. Как определить потребляемую мощность электроприбора и рассчитать ее?
Что это такое
Мощность — это физическая величина, которая равна скорости передачи или потребления энергии системой. Второе значение — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена.
Большая часть бытовых приборов работает от электросети
Потребляемая бытовым прибором мощность — это количество электроэнергии, которая необходимо прибору для функционирования. Если устройство статично (неподвижно, например, телефон, лампа, плита), энергия преобразуется в тепло или свет, если устройство двигается (например, двигатель), ток преобразуется в механическую энергию.
Правильное определение мощности необходимо при планировании электросети, количества разветвлений и розеток (нужны ли дополнительные розетки, можно ли запитать несколько приборов от одной), при выборе защитных автоматов, при определении затрат на электричество (сколько тока будут потреблять все приборы).
Излишек приборов, подключенных к одной розетке, может привести к пожару.
В чем измеряется потребляемая мощность
Количество потраченного тока измеряется в Ваттах (Вт) или Вольт-Амперах (ВА). Измерение в Вольт-Амперах часто встречается у зарубежных производителей, в Ваттах — у российских.
Важно! Часто указывают не Ватты (Вт) или Вольт-Амперы (ВА), а килоВатты (кВт) и килоВольт-Амперы (кВА) — тысяча Ватт и тысяча Вольт-Ампер.
Многие считают, что Вт и ВА — это равные величины, но это не так. В Ваттах измеряется активная мощность (количество потребляемой энергии, обозначается буквой «Р»), в Вольт-Амперах — полная (сумма активной и пассивной мощностей, обозначается «S»). То есть эти величины не равны, приравнивать Ватты к Вальт-Амперам нельзя.
Необходимы значения могут быть указаны прямо на технике
- Для перевода необходимо воспользоваться формулой:
- Р = S*коэффициент мощности.
- Если коэффициент неизвестен, его принимают за 0,8 (0,8-0,95 — хорошее значение, 0,65-0,8 — удовлетворительное).
При подсчете также можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Если использовать формулу не получится, можно приблизительно приравнять: 1 кВА = 0,7 кВт.
Особенности определения мощности сети
Вообще электрическая сеть сконструирована так, чтобы для ее эксплуатации не требовались специальные знания. Достаточно соблюдать некоторые правила, главной из которых — не допустить перегрузки.
Важно! Несоблюдение правил пользования электросетью может привести к отказу в работе и даже к пожару.
Важно отметить, что технические характеристики розетки и бытового прибора различаются между собой:
- В розетках максимально допустимый переменный ток измеряется в Амперах: в старом жилом фонде России он равен 6 А, в Европе — 10 или 16 А;
- Мощность подключаемых приборов измеряется в Ваттах.
Информация на электроприборе может быть обозначена по-разному
- Как высчитать мощность электричества? Для вычисления потребуется формула:
- Р = U*I, где:
- P — мощность,
- U — напряжение в Вольтах,
- I — сила тока в Амперах.
- Напряжение исправной розетки составляет 220-230 Вольт, силу тока можно измерить мультиметром.
Для определения силы тока в розетке стоит использовать мультиметр
Как узнать мощность прибора
Сделать это можно несколькими способами:
- Посмотреть в техническом паспорте или на специальной наклейке (шильдике) на устройстве. Последний обычно располагается на задней стенке или основании.
- Посмотреть по модели прибора характеристики в интернете.
- При помощи счетчика электроэнергии. Необходимо выключить все прочие потребители тока, замерить показатель, затем включить нужное устройство и подождать 15 минут. Затем вновь замерить показатель и полученную разницу умножить на 4. В итоге получится потребление тока за час.
При помощи счетчика можно измерять примерную мощность
- При помощи закона Ома: P = U2 /R, где U — напряжение в 230 В, а R — сопротивление, которое необходимо измерить тестером.
- Ваттметром: это измеритель, который представляет собой «переходник» между розеткой и прибором. При включении на индикаторе появится точное значение.
Производитель обычно указывает максимальную мощность — больше этого значения оборудование потреблять не будет. В обычном состоянии устройству требуется меньше энергии, при расчете стоит брать максимальное значение.
При самостоятельном определении получится среднее число — столько в среднем потребляет техника. Это число стоит немного увеличить, чтобы остался небольшой запас.
При определении при помощи ваттметра цифра получается крайне точной — столько тока в конкретный момент потребляет прибор. Значение также стоит немного увеличить.
Ваттметр позволяет точно определить количество электричества
Потребляемая мощность техники — это важная величина, которая показывает, сколько электроэнергии потребляется. Эта величина необходима для правильной и безопасной эксплуатации электросети: при несовпадении мощности прибора и розетки возможно короткое замыкание или пожар.
Источник: https://regionvtormet.ru/instrumenty/raschet-moshhnosti-potreblyaemoj-energii-opredelenie-formula-i-varianty.html
Рассчитать потребляемую мощность по току
В процессе эксплуатации бытовых приборов и другого электрооборудования большое значение имеет мощность, потребляемая каждым из этих устройств. Это дает возможность рассчитать нагрузку и подобрать наиболее оптимальное сечение проводов.
Мощность любых потребителей электрической энергии очень легко определяется, если известна величина тока в сети. Для этих целей и был выведен закон Джоуля-Ленца. В соответствии в ним мощность вычисляется по формуле: P = U x I, в которой Р является мощностью, измеряемой в ваттах, U – напряжением в вольтах, а I – силой тока в амперах.
По данной схеме можно быстро вычислить мощность любого потребителя электрической энергии. Например, если ток, потребляемый автомобильной лампочкой, составляет 5 ампер, а напряжение в бортовой сети – 12 вольт, то в соответствии с формулой, мощность лампочки составит: Р = 12В х 5А = 60Вт.
Точно так же можно определить и мощность, которую потребляет обычная стиральная машина. Если значение силы тока будет в пределах 10 ампер, а напряжение домашней сети – 220 вольт, то в результате получится 220В х 10А = 2,2 кВт.
Все эти вычисления легко выполняются с помощью онлайн калькулятора, путем заполнения двух окон с исходными данными и нажатия кнопки выполнения.
Расчет потребления электроэнергии в квартире
Для проведения расчета необходимо определить мощность бытовых приборов и их количество.
Проанализировав электроприборы, для расчета потребления электроэнергии в квартире составим ориентировочную таблицу потребителей. В таблицу введем данные по потребителям, которые используются в квартире, количество ламп и их работу за сутки. В таблице (ниже) указаны мощности сберегающих ламп в соответствии к лампам накаливания.
Потребление электроэнергии всех потребителей в таблице указано на основе тестирования и паспортных данных электроприборов.
Суммируя расход электроприемников применяем формулу W = Р · t · T, где: W – расход электроэнергии (кВт, мощность) t –время работы бытового прибора в день в часах. Т – количество суток электроприемника.
В настоявшем случае каждый бытовой прибор снабжен специальной биркой по электропотреблению, которая находится на задней стенке или внизу прибора,
К сожалению, с точностью подсчитать расход бытовой электроэнергии очень трудно, так как некоторые приборы могут задействовать разные режимы работы с различными нагрузками, например, стиральная машина или холодильник.
Так как стоимость потребления электроэнергии в каждом регионе России разная можно использовать 4 р. за 1 кВт-час.
Таблица соответствия мощностей ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Каждый проставляет свои данные касающиеся количества и времени работы ламп, затем по формулам можно провести несложные расчеты, по затрате энергии на освещение.
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Счетчик электроэнергии показывает количество потребленной энергии в киловатт-часах, то есть мощность в тысячу Ватт, которая расходовалась в течении одного часа — 1кВт-час.
КАК ИЗМЕРИТЬ РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Для измерения расхода электроэнергии за определенное время надо из текущих показаний счётчика вычесть предыдущие показания. Если последняя цифра справа отделена запятой, то она показывает десятые доли киловатт-часа и при списывании не учитывается. Десятые доли киловатт-часа – показания после запятой или показания в красном окошке после запятой не считаются.
РАСЧЕТ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ
Иногда возникает необходимость узнать, сколько потребляют отдельные электроприборы в данный момент времени. Для этого необходимо отключить ненужные приборы, включить нужные. Далее посчитать количество оборотов диска или количество импульсов за одну минуту и рассчитать мощность нагрузки по формуле:
W = (n * 3600)/(Imp * t), кВт
где W — потребляемая мощность за час, n — количество импульсов или оборотов диска за определенный период времени, Imp — количество импульсов или оборотов диска соответствующих 1 кВт*ч, t — время в секундах.
РАСЧЕТ ТОКА НАГРУЗКИ
Если разделить мощность нагрузки на номинальное напряжение сети, то можно получить ток нагрузки.
Как рассчитать потребление электрической энергии
В эпоху, когда без электрических приборов трудно представить свою жизнь, а цена на энергоносители постоянно растёт, важно уметь планировать и рассчитывать. Расчёт расхода электроэнергии важен как для планирования будущих затрат на оплату счетов по электроэнергии, так и для определения убытка, нанесённого безучётным пользованием электроэнергией.
Варианты определения расхода электроэнергии
- Каждый электрический прибор содержит ярлык с указанием его технических характеристик, значение которое измеряется в Ваттах (W или Вт) это и есть электрическая мощность. На некотором оборудовании, например, микроволновой печи, может указываться диапазон значений, например, от 800 до 1000Вт в таком случае принято брать среднее значение 900 Вт.
Источник: https://crast.ru/instrumenty/rasschitat-potrebljaemuju-moshhnost-po-toku
Как определить параметры светодиода ⋆ diodov.net
Разбирая на детали старые или нерабочие устройства часто можно найти светодиоды. Однако в большинстве случаем на них отсутствует какая-либо маркировка или другие опознавательные знаки. Поэтому определить их параметры по справочнику попросту невозможно. Отсюда возникает вполне естественный вопрос: как определить параметры светодиода?
Опытные электронщики таким вопросом практически не задаются, поскольку могут с достаточной точностью определить параметры такого полупроводникового прибора, ориентируясь лишь на его внешний вид и зная некоторые нюансы, присущие большинству светодиодов. Эти нюансы рассмотрим и мы.
Электрические параметры светодиодов
Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):
1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;
2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;
3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.
В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.
Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.
Как определить параметры светодиода по внешнему виду?
Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога.
После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики.
Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.
Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен.
Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п.
Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).
Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,03,6 В.
В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.
Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.
Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.
Как определить параметры светодиода мультиметром?
Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.
Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.
Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.
Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:
- Крона (батарейка на 9 В).
- Резистор ом на 200.
- Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
- Мультиметр.
Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.
Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.
Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.
С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.
Источник: https://diodov.net/kak-opredelit-parametry-svetodioda/
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
- http://el-shema.ru/publ/izmerenija/skhema_prostogo_vattmetra/8-1-0-379
- http://radioskot.ru/publ/byttekhnika/bytovoj_vattmetr/21-1-0-120
- 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
