Формула мощности электрического тока

При создании новой проводки часто возникает необходимость рассчитать мощность электроприборов, находящихся в одной комнате или на одной линии. У многих людей с этим возникают проблемы. В этой статье мы разберем, какая формула мощности электрического тока используется для подсчета и как правильно ей пользоваться.

Введение

Подсчет мощности силы тока потребления необходим для того, чтобы правильно рассчитать сечение проводов, купить автоматы и защитить систему от перегрузок и возгорания. Расчет общей суммы также поможет владельцу правильно выбрать стабилизатор на вход в квартиру. Неверные расчеты могут привести к серьезным последствиям, поэтому внимательно отнеситесь к информации, описанной в нашей статье.

Основные правила и понятия

Рассчитываем силу тока

В работающей сети силу тока можно легко узнать при помощи мультиметра, переключив его в режим амперметра. Но этот вариант подходит только в том случае, если все уже работает. Мы же пытаемся сделать расчет согласно проекту, поэтому хитрость с амперметром нам не подходит.

Для чего нужно знать силу тока? Для правильного выбора сечения кабеля и автомата. Считается она по формуле I=P/(U×cosφ), где I – это сила тока, P – мощность прибора, U – напряжение в сети. Представленная выше формула справедлива для однофазной сети. Для трехфазной используется I=P/(1,73×U×cosφ). Косинус Фи в нашем случае показывает коэффициент мощности.

Пример: на одной линии висит холодильник мощностью 150 Вт, микроволновка (800 Вт), электрочайник (1300 Вт) и блендер (1500 Вт). Все это включено одновременно. Находим действующую силу тока: I=(150+800+1300+1500)/220*0.95=17.94 Ампера. Для подобной нагрузки необходим кабель на 2.5 мм2 и автомат на 25 Ампер.

Как найти мощность устройств, работающих на одной линии? Нужно сложить все паспортные данные на этих потребителей. Косинус Фи принят за 0,95, что является наиболее приближенным к реальности, хотя в некоторых случаях его принимают за 1.

Если в сеть подключаются “жирные” потребители, такие как бойлер, духовой шкаф, электрокотел или электрический твердый пол, то разумнее использовать коэффициент фи на уровне 0,8. Соответственно, для одной фазы считается напряжение на 220 вольт, для трех фаз – 380 вольт.

Немного теории

Теперь давайте рассмотрим действующую формулу электрической мощности. Прежде всего разберем, что это вообще такое. Мощностью называют скорость, с которой энергия перетекает из одного вида в другой, преобразуется или потребляется. Она измеряется в ваттах. Ток силой в один ампер обладает мощностью в один ватт при имеющейся разности потенциалов в один ватт.

Силу тока можно замерить амперметром или мультиметром

Для подсчета используется формула P = I*U. Этот показатель показывает, сколько “кушает” прибор при работе.

Внимание: существуют различные виды мощности. Их необходимо отличать, чтобы правильно собрать проводку и рассчитать нормативы для закупки кабелей и автоматов.

Виды

Существует два основных типа показателей:

1. Номинальная. Та, которую устройство потребялет за единицу времени. Для холодильника это 150 ватт, для микроволновки, в зависимости от настроек – 600-800 ватт, для лампочки 65 или 99 ватт и пр.
2. Стартовая. Формула расчета мощности этого типа не отличается от классической, несмотря на то, что стартовая может превышать на порядок номинальную. К примеру, тот же холодильник в момент старта потребляет до 2 кВт энергии, необходимой на запуск двигателя и всех систем.

Главное, что нужно знать о стартовой мощности – она временная и краткосрочная, но ее нужно обязательно учитывать при создании проводки. Обычно для этого делается запас. К примеру, кабель на 2,5 квадрата выдерживает до 4,5 кВт и на него ставится автомат на 25А. Поэтому, если у вас суммарный коэффициент по линии доходит до 4 или 4.3, то лучше не рисковать и поставить дополнительную линию, чем в один прекрасный момент ваша проводка просто сгорит.

Зная, чему равна мощность электрического тока для каждого устройства, находящегося на линии, выделите те, которые вполне могут работать одновременно. Почитайте о технических характеристиках своих устройств, после чего сложите мощность всех подключенных. Затем добавьте к получившемуся числу 30% на всякие тяги и помехи – вот это и станет запасом для стартовых неприятностей.

Формула мощности по току и напряжению схемы

Пожаловалась бабушка соседка снизу: подарили мне дети моющий пылесос. Он прекрасно работает, но откуда-то идет запах гари.

Пошел смотреть. Проводка у нас старая: лапша из алюминия 2,5 квадрата. А пылесос потребляет 2,5 kW. Прикинул, как работает формула расчета мощности по току и напряжению для этого случая.

Разделил 2500 ватт на 220 вольт. Получил чуть больше 11 ампер. Наши провода держат нагрузку 22 А. Имеем практически двойной резерв по току. Другие потребители при уборке отключены.

Стали проверять и нюхать: запах около квартирного щитка. Открыл, осмотрел: шина сборки ноля в саже, на одной перемычке горелая изоляция. Винт крепления ослаблен. Вот и причина начала возгорания. Исправил.

На этом примере я показываю, что всегда надо оценивать мощность потребления электроприборов и возможности проводки с защитными устройствами. Об этом рассказываю ниже.

Содержание статьи

Что такое мощность в электричестве: просто о сложном

Вспомнилась былина об Илье Муромце, когда он приложил всю свою мощь к соловью разбойнику. У бедолаги сразу посыпались искры из глаз, как пламя с верхней картинки на проводке с неправильным монтажом.

Простыми словами: мощность в электричестве — это силовая характеристика энергии, которой оценивают, как способности генераторных установок ее вырабатывать, так возможности потребителей и транспортных магистралей.

Все эти участки должны быть точно смонтированы и налажены для обеспечения безопасной работы. Как только в любом месте возникает неисправность, так сразу развивается авария во всей схеме.

Если говорить о домашнем электрическом оборудовании, то приходится постоянно соблюдать баланс между:

1. включенными в сеть приборами;
2. конструкцией проводов и кабелей;
3. настройкой защитных устройств.

Только комплексное решение этих трех вопросов может обеспечить безопасность проводки и жильцов.

Как рассчитать электрическую мощность в быту

Формулы расчета мощности в электричестве позволяют выполнить качественную оценку безопасности каждого из перечисленных выше пунктов.

Пользоваться ими не сложно. Я уже приводил в предыдущих статьях шпаргалку электрика, где они помещены в наглядной форме для цепей постоянного тока.

Они полностью справедливы для активной составляющей мощности переменного тока, совершающей полезную работу. Кстати, кроме нее есть еще и бесполезная — реактивная, связанная с потерями энергии. Ее описанию посвящен второй раздел.

Такие вычисления удобно делать с помощью онлайн калькулятора. Он избавляет от рутинных математических вычислений и арифметических ошибок.

При любом из способов для расчета активной мощности требуется знать две из трех электрических величин:

1. силу тока I;
2. приложенное напряжение U;
3. сопротивление участка цепи R.

Как измерить электрическую мощность дома

Существует еще одна возможность оценки активной мощности: ее измерение в действующей схеме специальными приборами: ваттметрами.

Точные замеры может обеспечить промышленный лабораторный ваттметер. Он изготавливается как прибор, работающий на аналоговых сигналах,так и с помощью цифровых технологий.

В бытовой проводке точные вычисления не нужны. Для нее выпускаются различные виды более простых ваттметров.

Популярностью пользуются приборы, которые можно вставить в розетку и подключить к ним шнур питания от потребителя, включить их в работу и сразу снять показания на дисплее в ваттах.

Их так и называют: ваттметр розетка. Они измеряют чисто активную мощность переменного тока.

Такие приборы избавляют электрика от выполнения сложных операций под напряжением, когда требуется замерять:

• действующее напряжение;
• силу тока;
• угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.

Потом все данные дополнительно требуется вводить в формулу расчета мощности по току и напряжению, делать по ней вычисления.

Этот метод можно упростить, если внимательно наблюдать за показаниями электрического счетчика индукционной системы с вращающимся диском. Он считает совершенную работу: потребленную мощность за определенную время.

Однако скорость вращения диска как раз и характеризует величину потребления. Надо просто посчитать сколько раз он обернется за минуту и перевести в ватты по табличке, расположенной на корпусе.

Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

Синусоидальная гармоника напряжения, поступая на резистивное сопротивление, изменяет величину тока без его отклонения на комплексной плоскости.

Такой ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии, вырабатывая активную мощность. Частота колебания сигнала не оказывает на нее никакого влияния.

Сопротивление конденсатора и индуктивности зависит от частоты гармоники. Его противодействие отклоняет направление тока на каждом из этих элементов в разные стороны.

Такие процессы связаны с потерей части энергии на бесполезные преобразования. На них расходуется мощность Q, которую называют реактивной.Ее влияние на полную мощность S и связь с активной P удобно представлять графически прямоугольным треугольником.

Захотелось его нарисовать на фоне оборудования из нагромождений фарфора и металла, где пришлось поработать довольно долго.Отвлекся. Не судите за это строго.

Сравните его с опубликованным мною ранее треугольником сопротивлений. Находите общие черты?

Ими являются геометрические пропорции фигуры, описывающие их формулы и угол φ, определяющий потери полной мощности. Перехожу к их более подробному рассмотрению.

Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания

В идеальном теоретическом случае трехфазная схема состоит из трех одинаковых однофазных цепей. На практике всегда есть какие-то отклонения. Но, в большинстве случаев при анализах ими пренебрегают.

Поэтому рассматриваем вначале наиболее простой вопрос.

Графики и формулы под однофазное напряжение

Как работает резистор

На чисто резистивном сопротивлении синусоиды тока и напряжения совпадают по углу, направлены на каждом полупериоде одинаково.Поэтому их произведение, выражающее мощность, всегда положительно.

Его значение в произвольный момент времени t называют мгновенным, обозначая строчной буквой p.

Среднее значение мощности в течение одного периода называют активной составляющей. Ее график для переменного тока имеет фигуру симметричного всплеска с максимальным значением Pm в середине каждого полупериода Т/2.

Если взять половину его величины Pm/2 и провести прямую линию в течении одного периода Т, то получим прямоугольник с ординатой P.

Его площадь равна двум площадям графиков активной составляющих одного любого полупериода. Если посмотреть на картинку внимательнее, то можно представить, что верхняя часть всплеска отрезана,перевернута и заполнила свободное пространство внизу.

Представление этого графика помогает запомнить, что на активном сопротивлении мощность постоянного и переменного тока вычисляется по одной формуле, не меняет своего знака.

График мгновенных значений активной мощности переменного тока на резистивном сопротивлении имеет вид повторяющихся положительных волн. Но за один период им совершается такая же работа, как и в цепях постоянного тока и напряжения.

На резисторе не создается реактивных потерь.

Как работает индуктивность

Катушка с обмоткой своими витками запасает энергию магнитного поля. Благодаря процессу ее накопления индуктивное сопротивление отодвигает вперед на 90 градусов вектор тока относительно приложенного напряжения на комплексной плоскости.

Перемножая их мгновенные величины получаем значения мощности, которое за один период меняет знаки (направление) в каждом полупериоде.

Частота изменения мощности на индуктивности в два раза выше,чем у ее составляющих: синусоид тока и напряжения. Она состоит из двух частей:

1. активной, обозначаемой индексом PL;
2. реактивной QL.

Реактивная часть на индуктивности создается за счет постоянного обмена энергией между катушкой и приложенным источником. На ее величину влияет значение индуктивного сопротивления XL.

Как работает конденсатор

Емкость конденсатора постоянно накапливает заряд между своими обкладками. За счет этого происходит сдвиг вектора тока вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения.

График мгновенной мощности напоминает вид предыдущего, но начинается с отрицательной полуволны.

Реактивная составляющая, выделяемая на конденсаторе, зависит от величины емкостного сопротивления XC.

Как работает реальная схема со всеми видами сопротивлений

В чистом виде приведенные выше графики и выражения встречаются не так часто. На самом деле передача электроэнергии и ее работа на переменном токе связаны с комплексным преодолением сил электрического сопротивления резисторов, конденсаторов и индуктивностей.

Причем, какая-то из этих составляющих будет преобладать. Для таких случаев преобразования электрической энергии в мгновенную мощность могут иметь один из следующих видов.

На верхней картинке показан случай, когда вектор тока отстает от приложенного напряжения, а на нижней — опережает.

В обоих случаях величина активной составляющей уменьшается от значения полной на значение, выражаемое как cosφ. Поэтому его принято называть коэффициентом мощности.

Косинус фи (cosφ) используется при анализе треугольника мощностей и сопротивлений, характеризует потери энергии.

Как работает схема трехфазного электроснабжения

На ввод распределительного щита многоэтажного здания поступает трехфазное напряжение от электроснабжающей организации, вырабатываемое промышленными генераторами.

Его же, за отдельную плату, при желании может подключить владелец частного дома, что многие и делают. При этом рабочая схема и диаграмма напряжений выглядит следующим образом.

В старой системе заземления TN-C она выполняется четырехпроводным подключением, а у новой TN-S — пятипроводным с добавлением защитного РЕ проводника. Его на этой схеме я не показываю для упрощения.

Каждую из фаз при работе необходимо стараться нагружать одинаково равными по величине токами. Тогда в домашней проводке будет создаваться наиболее благоприятный оптимальный режим без опасных перекосов энергии.

В этом случае формула расчета мощности по току и напряжению для трехфазной схемы может быть представлена простой суммой аналогичных формул для составляющих однофазных цепей.

А поскольку они все идентичные, то их просто утраивают.

Например, когда активная мощность фазы В имеет выражением Рв=Uв×Iв×cosφ, то для всей трехфазной схемы она будет выражена следующей формулой:

Р = Рa+Рв+Рc

Если пометить фазное выражение буквой ф. например Pф, томожно записать:

P = 3Pф = 3Uф×Iф×cosφ

Аналогично будет вычисляться реактивная составляющая

Q = Qa+Qв+Qc

Или

Q = 3Qф = 3Uф×Iф×sinφ

Поскольку P и Q представляют величины катетов прямоугольного треугольника, то гипотенузу или полную составляющую можно вычислить как квадратный корень из суммы их квадратов.

S = √(P2+Q2)

Как учитывается трехфазная полная мощность

В энергосистеме, да и в частном доме, требуется анализировать подключенные нагрузки, равномерно распределять их по источникам напряжений.

С этой целью работают многочисленные конструкции измерительных приборов. На щитах управления подстанций расположены щитовые ваттметры и варметры, предназначенные для работы в разных долях кратности.

Старые аналоговые приборы показаны на этой картинке.

Для того, чтобы не путаться в записях вычислений введены разные наименования единиц. Они обозначаются:

• ВА — (русское), VA (международное) вольтампер для полной величины мощности;
• Вт —(русское), var (международное) ватт —активной;
• вар (русское), var (международное) — реактивной.

Аналоговые приборы измеряют только активную или реактивную составляющую, а полную величину необходимо вычислять по формулам.

Многие современные цифровые приборы способны осуществлять эту функцию автоматически.

Видеоурок Павла Виктор дополняет мой материал. Рекомендую посмотреть.

Калькулятор мощности для своих

Здесь вы можете выполнить вычисления онлайн без использования формул и арифметических действий. Просто введите ваши исходные данные в таблицу и жмите кнопку “Рассчитать ток”.

А в заключение напоминаю, что для ваших вопросов создан раздел комментариев. Задавайте их, я отвечу.

Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: принципы и примеры расчета для бытовых условий

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.

Обратите внимание

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:

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.

Важно

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

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка.

Если расчет для цепи постоянного тока не представляет сложности (в соответствии с законом Ома, необходимо умножить силу тока на напряжение – Р=U*I), то с вычислением мощности переменного тока – не все так просто.

Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов.

Полная мощность и ее составляющие

В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. В связи с этим введено понятие полной мощности (S), которая включает в себя две составляющие: реактивную (Q) и активную (P).  Графическое описание этих величин можно сделать через треугольник мощностей (см. рис.1).

Под активной составляющей (Р) подразумевается мощность полезной нагрузки (безвозвратное преобразование электроэнергии в тепло, свет и т.д.). Измеряется данная величина в ваттах (Вт), на бытовом уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в производственной сфере – мегаваттах (мВт).

Реактивная составляющая (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи переменного тока, единица измерения этой величины Вар.

Рис. 1. Треугольник мощностей (А) и напряжений (В)

В соответствии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с применением элементарных тригонометрических тождеств, что дает возможность использовать следующие формулы:

• S = √P2+Q2, – для полной мощности;
• и Q = U*I*cos⁡ φ , и P = U*I*sin φ  – для реактивной и активной составляющих.

Эти расчеты применимы для однофазной сети (например, бытовой 220 В), для вычисления мощности трехфазной сети (380 В) в формулы необходимо добавить множитель – √3  (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).

Для лучшего понимания процесса воздействия составляющих полной мощности давайте рассмотрим «чистое» проявление нагрузки в активном, индуктивном и емкостном виде.

Активная нагрузка

Возьмем гипотетическую схему, в которой используется «чистое» активное сопротивление и соответствующий источник переменного напряжения. Графическое описание работы такой цепи продемонстрировано на рисунке 2, где отображаются основные параметры для определенного временного диапазона (t).

Рисунок 2. Мощность идеальной активной нагрузки

Мы можем увидеть, что напряжение и ток синхронизированы как по фазе, так и частоте, мощность же имеет удвоенную частоту. Обратите внимание, что направление этой величины положительное, и она постоянно возрастает.

Емкостная нагрузка

Как видно на рисунке 3, график  характеристик емкостной нагрузки несколько отличается от активной.

Рисунок 3. График идеальной емкостной нагрузки

Частота колебаний емкостной мощности вдвое превосходит частоту синусоиды изменения напряжения. Что касается суммарного значения этого параметра, в течение одного периода гармоники оно равно нулю.

При этом увеличения энергии (∆W) также не наблюдается. Такой результат указывает, что ее перемещение происходит в обоих направлениях цепи. То есть, когда увеличивается напряжение, происходит накопление заряда в емкости.

При наступлении отрицательного полупериода накопленный заряд разряжается в контур цепи.

В процессе накопления энергии в емкости нагрузки и последующего разряда не производится полезной работы.

Индуктивная нагрузка

Представленный ниже график демонстрирует характер «чистой» индуктивной нагрузки. Как видим, изменилось только направление мощности, что касается наращения, оно равно нулю.

График идеальной емкостной нагрузки

Негативное воздействие реактивной нагрузки

В приведенных выше примерах рассматривались варианты, где присутствует «чистая» реактивная нагрузка. Фактор воздействия активного сопротивления в расчет не принимался.

В таких условиях реактивное воздействие равно нулю, а значит, можно не принимать его во внимание. Как вы понимаете, в реальных условиях такое невозможно.

Даже, если гипотетически такая нагрузка бы существовала, нельзя исключать сопротивление медных или алюминиевых жил кабеля, необходимого для ее подключения к источнику питания.

Реактивная составляющая может проявляться в виде нагрева активных компонентов цепи, например, двигателя, трансформатора, соединительных проводов, питающего кабеля и т.д. На это тратится определенное количество энергии, что приводит к снижению основных характеристик.

Реактивная мощность воздействует на цепь следующим образом:

• не производит ни какой полезной работы;
• вызывает серьезные потери и нештатные нагрузки на электроприборы;
• может спровоцировать возникновение серьезной аварии.

Именно по этому, производя соответствующие вычисления для электроцепи, нельзя исключать фактор влияния индуктивной и емкостной нагрузки и, если необходимо, предусматривать использование технических систем для ее компенсации.

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.).  Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

1. обратившись к технической документации устройства;
2. посмотрев это значение на наклейке задней панели;Потребляемая мощность прибора часто указывается на тыльной стороне
3. воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

Таблица значений средней потребляемой мощности

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной.

Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен.

Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает.

Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.

Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:

I=U/R ,

причем искомая сила тока именуется амперами.

А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:

P=U*I ,

причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.

Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению.

Совет

Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство.

Также как синхронные и асинхронные движки.

Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока.

Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов.

Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.

Расчет мощности в цепях переменного электротока

Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров.

Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма.

Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.

Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.

Треугольники мощности и напряжения

Для измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало.

Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности.

По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.

Лабораторный ваттметрЩитовой ваттметр

У большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора.

При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U.

Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.  

Обратите внимание

Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных.

Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие.

Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.

Лабораторный фазометрЩитовой фазометр

Используем формулы

Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам

я вычислю искомый параметр электрической цепи.

Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение.

Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:

Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…  

Источник: https://domelectrik.ru/elektrosnabzhenie/bezopasnost/raschet-moshchnosti

Формула мощности электрического тока, расчет по мощности и напряжению

Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.

Что такое мощность (Р) электротока

Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.

Что влияет на мощность тока

На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта.

Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов.

В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:

• Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
• Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
• S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
• U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
• I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
• R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.

Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.

Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.

По какой формуле вычисляется

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.

Расчет силы тока по мощности и напряжению:

I = U ÷ R

Измеряется в амперах.

Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.

Формула расчета мощности по току и напряжению:

P = U × I

Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.

Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:

P = I2 × R

P = U2 ÷ R

Однофазные нагрузки

В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.

В скалярном виде это будет выглядеть так:

S = √P2 + Q2

В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.

S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).

Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.

Расчет в трехфазной сети

Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.

Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.

При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.

Эти два U связаны между собой соотношением:

UЛ = UФ × √3

Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ

Форма расчета S при соединении звездой:

S = SA + SB + SC = 3 × U × I

Активная P:

Р = 3 × Uф × Iф × cosφ

Реактивная Q:

Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ

Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:

IЛ = IФ × √3

Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:

• S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
• Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
• Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

Средняя P в активной нагрузке

В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.

При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.

Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.

Подбор номинала автоматического выключателя

Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.

При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

Важно

У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.

Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.

Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.

Видео о законах электротехники

Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.

Источник: https://vdome.club/materialy/raschety/formula-moschnosti.html

Расчет мощности

Главная > 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

Совет

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»

В этом случае учитывается полный импеданс рассчитываемой мощности электрического тока (комплексное сопротивление нагрузки).

Обратите внимание

Тем, кому вычислением заниматься сложно даже на калькуляторе, можно воспользоваться онлайн калькуляторами на сайте https://www.fxyz.ru с вычислением мощности в цепях с различной нагрузкой.

Вычисляется все мгновенно, достаточно заполнить таблицу с исходными параметрами. Когда такой калькулятор под рукой, я вычислю быстро нужные мне параметры.

Видео

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

Расчет мощности по току и напряжению, схема и таблицы

Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

• Из этого значение  зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
• По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (A — амперы):

I=P/U

Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение электросети, В (вольт).

В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

Схема приборов при однофазном напряжении

Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = P /1,73 U

P — потребляемая мощность в ватах;

U — напряжение сети в вольтах.

В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:

I = P /657, 4

Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.

В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.

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

• электродвигатели;
• индукционные печи;
• дроссели приборов освещения;
• сварочные трансформаторы.

Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

Источник: https://DomStrouSam.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-napryazheniyu-shema-i-tablitsyi/

Расчет тока по мощности и напряжению

Источник: https://electric-220.ru/news/raschet_toka_po_moshhnosti_i_naprjazheniju/2016-09-29-1074

Расчет мощности электрического тока — формула

Подключение к бытовой или промышленной электрической сети потребителя, мощность которого больше той, на которую рассчитан кабель или провод чревато самыми неприятными, а порой и катастрофическими, последствиями. При правильной организации электропроводки внутри жилого помещения будут постоянно срабатывать автоматические выключатели или перегорать плавкие предохранители (пробки).

Если защита выполнена неправильно или вообще отсутствует, это может привести:

• к перегоранию питающего провода или кабеля;
• оплавлению изоляции и короткому замыканию между проводами;
• перегреву медных или алюминиевых кабельных жил провода и пожару.

Поэтому перед подключение потребителя к электросети желательно знать не только его паспортную электрическую мощность, но и потребляемый от сети ток.

Расчет потребляемой мощности

Формула расчета мощности по току и напряжению знакома еще из школьного курса физики. Расчет мощности электрического тока (в ваттах) для однофазной сети проводится по выражению:

• в котором U – напряжение в вольтах
• I – ток в амперах;
• Cosφ – коэффициент мощности, зависящий от характера нагрузки.

Может возникнуть вопрос – а зачем нужна формула расчета мощности по току, когда ее можно узнать из паспорта подключаемого устройства? Определение электрических параметров, включая мощность и потребляемый ток необходим на стадии проектирования электропроводки. По максимальному току, протекающему в сети определяется сечение провода или кабеля. Для расчета тока по мощности можно использовать преобразованную формулу:

Коэффициент мощности зависит от типа нагрузки (активная или реактивная). При бытовых расчетах его величину рекомендуется принимать равной 0,90…0,95. Однако при подключении электроплит, обогревателей, ламп накаливания, нагрузка которых считается активной этот коэффициент можно считать равным 1.

Вышеприведенные формулы расчета мощности по току и напряжению можно использовать для однофазной сети напряжением 220,0 вольт. Для трехфазной сети они имеют несколько модифицированный вид.

Расчет мощности трехфазных потребителей

Определение потребляемой мощности для трехфазной сети имеет свою специфику. Формула расчёта мощности электрического тока трехфазных бытовых потребителей имеет вид:

а величину тока можно рассчитать по выражению:

Особенности расчета

Вышеприведенные формулы предназначены для упрощенных бытовых расчетов. При определении действующих параметров необходимо учитывать реальное подключение.

Характерный пример – расчет потребляемой мощности от аккумулятора. Так как ток в цепи протекает постоянный, то коэффициент мощности не учитывается, так как характер нагрузки не влияет на потребляемую мощность.

И для активных и реактивных потребителей его значение принимают равным 1,0.

Вторым нюансом, который следует учитывать пи проведении бытовых электрических расчетов – реальное значение напряжения. Не секрет, что в сельской местности сетевое напряжение может колебаться в достаточно широких пределах. Поэтому пи использовании расчетных формул в них необходимо подставлять реальные значения параметров.

Еще сложнее задача расчета трехфазных потребителей. При определении протекающего тока в сети необходимо дополнительно учитывать вид подключения — «звезда» или «треугольник».

Расчет силы тока онлайн калькулятор

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Источник: https://mydesigninfo.ru/raschet-moshhnosti-elektricheskogo-toka/

Как рассчитать силу тока – практические советы для домашнего электрика

Проводка

10.04.2017

15.7 тыс.

10.5 тыс.

5 мин.

Для подбора кабеля, сечения проводов, выключателей защиты, следует вычислить силу тока. Проводка, автоматы с неверно подобранными показателями опасны: может случиться замыкание и пожар.

Говоря об электроприборах, сети, прежде всего упоминают о напряжении. Его величина указывается в вольтах (В), обозначается U. Показатель напряжения зависит от нескольких факторов:

• материала проводки;
• сопротивления прибора;
• температуры.

Один из главных показателей электричества — напряжение

Различают виды напряжения – постоянное и переменное. Постоянное, если на один конец цепи поступает отрицательный потенциал, на другой – положительный. Самый доступный пример постоянного напряжения – батарейка. Нагрузку подключают, соблюдая полярность, иначе можно повредить устройство. Постоянный ток невозможно без потерь передать на значительные расстояния.

Переменный ток возникает, когда постоянно меняется его полярность. Количество изменений называют частотой, измеряется в герцах. Переменные напряжения возможно передавать очень далеко.

Используют экономически выгодные трехфазные сети: в них минимальные потери электроэнергии. Они выполнены четырьмя проводами: три фазных и нулевой. Если посмотреть на линию электропередач, увидим 4 провода между столбами.

От них к дому подводят два – фазный ток 220 В. Если подключить 4 провода, потребитель получит линейный ток 380 В.

Характеристика электричества не ограничивается напряжением. Важна сила тока в амперах (А), обозначение – латинская I.  В любом месте цепи она одинакова. Для измерения служат амперметр, миллиамперметр, мультиметр. Ток бывает очень большой, тысячи ампер, и маленький – миллионные части ампер. Малую силу измеряют миллиамперами.

Амперметр служит для измерения силы тока

Движение электричества по любому материалу вызывает сопротивление. Оно выражается омами (Ом), обозначается R или r. Сопротивление зависимо от сечения и материала проводника.

Чтобы охарактеризовать сопротивление разных материалов, употребляется термин удельное сопротивление. Медь характеризуется меньшим сопротивлением, чем алюминий: 0,017 и 0,03 Ом соответственно.

Совет

У короткого провода сопротивление меньше, чем у длинного. Толстый провод отличается от толстого меньшим сопротивлением.

Характеристика любого прибора содержит указания мощности (ватты (В) или киловатты (кВт). Мощность обозначают P, зависит от напряжения и тока. Из-за сопротивления проводки энергия частично теряется – от источника требуется ток больше необходимого.

При двух известных величинах всегда можно найти третью. Для вычислений наиболее часто пользуются законом Ома с тремя величинами: силой тока, напряженим, сопротивлением: I=U/R.

Он применяется для цепи с нагрузкой из ТЭНов, лампочек, резисторов, имеющих активное сопротивление.

Если  имеются катушки, конденсаторы, это уже реактивное сопротивление, обозначают X.  Катушки создают индуктивное (XL), конденсаторы – емкостное сопротивление (XC). Сила тока рассчитывается с применением формулы, в основе которой также закон Ома: I=U/X.

Прежде определяют индуктивное и емкостное сопротивления, они вместе составляют реактивное сопротивление (C+L).

Индуктивное вычисляется: XC=1/2πfC. Для расчета емкостного используем формулу XL=2πfL.

Формулы содержат обозначения, требующие объяснения: π=3,14, f – это частота. По ним вычисляется ток, если имеется катушка или конденсатор.

Прокладывая электропроводку, предварительно следует узнать силу тока. Ошибки чреваты неприятностями – проводка, розетки плавятся. Если он фактически превышает расчетный, проводка нагревается, плавится, происходит обрыв или замыкание. Ее приходится менять, но это не самое неприятное – возможен и пожар.

При монтаже проводки необходимо знать силу тока

Обратите внимание

Ток сети для практических потребностей находят, зная мощность приборов: I=P/U, где P – мощность потребителя. В реальности учитывается коэффициент мощности – cos φ. Для однофазной сети: I = P/(U∙cos φ),

трехфазной – I = P/(1,73∙U∙cos φ).

Для одной фазы U принимают 220, для трех – 380. Коэффициент большинства приборов 0,95. Если подключают электродвигатель, сварку, дроссель, коэффициент 0,8. Подставляя 0,95, для однофазной сети выходит:

I = P/209, трехфазной – I = P/624. Если коэффициент 0,8, для двух проводов: I = P/176, для четырех: I = P/526.

Трехфазный ток меньше втрое, нагрузка распределяется поровну между фазами. Подсчитывая нагрузку, предусматривают запас 5%, для двигателей, сварочных агрегатов – 20%.

Приборы иногда используют одновременно. Чтобы вычислить нагрузку, суммируют токи устройств. Подход возможен, если они имеют схожий коэффициент мощности. Для потребителей с разными коэффициентами используют средний показатель. Иногда к трехфазной  системе подключают однофазные и трехфазные изделия. Вычисляя ток, складывают все нагрузки.

Ток, протекающий по проводке, нагревает ее. Степень нагрева зависит от его силы и сечения проводки. Правильно подобранный греется несильно. Если ток имеет большую силу, проводка недостаточное сечение, она сильно нагревается, изоляция плавится, возможен пожар. Для правильного подбора сечения пользуются таблицами ПУЭ.

Сечение провода и сила тока определяют степень нагрева проводки

Предположим, требуется подключить электрокотел 5 кВт. Используем медный трехжильный кабель в рукаве. Проводим вычисления: 5000/220 = 22,7. Подходящее значение в таблице 27 А, сечение 4 мм2, диаметр – 2,3 мм. Сечение всегда выбирают с небольшим запасом для полной гарантии. Теперь есть уверенность, что провода не перегреются, не загорятся.

Для защиты сети пользуются плавкими предохранителями. Они работают так, что при некоторой силе тока предохранитель плавится и разрывает цепь. Поэтому гвоздь или первый попавшийся медный провод вместо предохранителя использовать нельзя, когда-нибудь это приведет к серьезным проблемам. Если нужного предохранителя нет, используют медный провод подходящего диаметра, пользуясь таблицей.

Важно

Плавкие предохранители постепенно уходят, им на смену пришли автоматические выключатели. Выбрать их не так просто, как кажется. Допустим, проводка рассчитана на 22 А, ближайший автомат на 25 А.

Значит, ставить его? Оказывается, нет. Обозначение С25 вовсе не значит, что при 26 амперах он разорвет цепь. Даже если нагрузка превысит значение в полтора раза, он моментально не отключит сеть.

Нагреется и сработает минуты через две.

Ставить нужно автомат меньшего номинала. Ближайший – С16. Он может отключить сеть при 17 А и при 24, и никто не скажет, сколько времени пройдет. На срабатывание влияет много факторов. Устройство имеет две защиты – электромагнитную и тепловую. Электромагнитная защита отключает сеть за 0,2 секунды при значительной перегрузке.

Еще один вид устройств отключения – УЗО. Он лишен тепловой и электромагнитной защиты. Указанный номинал служит, чтобы определять ток, который выдержит УЗО без повреждений. Так что логично после УЗО поставить автомат на максимальный ток. Существуют приборы защиты, представляющие симбиоз автомата с УЗО – дифавтоматы.

Источник: http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/provodka/kak-rasschitat-silu-toka.html

Содержание: Включение потребителей в бытовые или промышленные электрические сети с использованием кабеля меньшей мощности, чем это необходимо, может вызвать серьезные негативные последствия. В первую очередь это приведет к постоянному срабатыванию автоматических выключателей или перегоранию плавких предохранителей. При отсутствии защиты питающий провод или кабель может перегореть. В результате перегрева изоляция оплавляется, а между проводами возникает короткое замыкание. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо заранее выполнить расчет тока по мощности и напряжению, в зависимости от имеющейся однофазной или трехфазной электрической сети. Для чего нужен расчет тока Расчет величины тока по мощности и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Важно Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов. Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы. Расчет тока для однофазной сети Измерение силы тока производится в амперах. Для расчета мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах. Взаимосвязь силы тока и напряжения хорошо просматривается в таблице: Электрические приборы и оборудование Потребляемая мощность (кВт) Сила тока (А) Стиральные машины 2,0 – 2,5 9,0 – 11,4 Электрические плиты стационарные 4,5 – 8,5 20,5 – 38,6 Микроволновые печи 0,9 – 1,3 4,1 – 5,9 Посудомоечные машины 2,0 – 2,5 9,0 – 11,4 Холодильники, морозильные камеры 0,14 – 0,3 0,6 – 1,4 Электрический подогрев полов 0,8 – 1,4 3,6 – 6,4 Мясорубка электрическая 1,1 – 1,2 5,0 – 5,5 Чайник электрический 1,8 – 2,0 8,4 – 9,0 Таким образом, взаимосвязь мощности и силы тока дает возможность выполнить предварительные расчеты нагрузок в однофазной сети. Таблица расчета поможет подобрать необходимое сечение провода, в зависимости от параметров. Диаметры жил проводников (мм) Сечение жил проводников (мм2) Медные жилы Алюминиевые жилы Сила тока (А) Мощность (кВт) Сила (А) Мощность (кВт) 0,8 0,5 6 1,3 0,98 0,75 10 2,2 1,13 1,0 14 3,1 1,38 1,5 15 3,3 10 2,2 1,6 2,0 19 4,2 14 3,1 1,78 2,5 21 4.6 16 3,5 2,26 4,0 27 5,9 21 4,6 2,76 6,0 34 7,5 26 5,7 3,57 10,0 50 11,0 38 8,4 4,51 16,0 80 17,6 55 12,1 5,64 25,0 100 22,0 65 14,3 Расчет тока для трехфазной сети В случае использования трехфазного электроснабжения вычисление силы тока производится по формуле: I = P/1,73U, в которой P означает потребляемую мощность, а U – напряжение в трехфазной сети. 1,73 является специальным коэффициентом, применяемым для трехфазных сетей. Так как напряжение в этом случае составляет 380 вольт, то вся формула будет иметь вид: I = P/657,4. Точно так же, как и в однофазной сети, диаметр и сечение проводников можно определить с помощью таблицы, отражающей зависимости этих параметров от различных нагрузок. Диаметры жил проводников (мм) Сечение жил проводников (мм2) Медные жилы Алюминиевые жилы Сила тока (А) Мощность (кВт) Сила (А) Мощность (кВт) 0,8 0,5 6 2,25 0,98 0,75 10 3,8 1,13 1,0 14 5,3 1,38 1,5 15 5,7 10 3,8 1,6 2,0 19 7,2 14 5,3 1,78 2,5 21 7,9 16 6,0 2,26 4,0 27 10,0 21 7,9 2,76 6,0 34 12,0 26 9,8 3,57 10,0 50 19,0 38 14,0 4,51 16,0 80 30,0 55 20,0 5,64 25,0 100 38,0 65 24,0 В некоторых случаях расчет тока по напряжению и мощности следует проводить с учетом полной реактивной мощности, присутствующей в электродвигателях, сварочном и другом оборудовании. Для таких устройств коэффициент мощности будет равен 0,8. Как рассчитать мощность тока

формула, расчёт силы тока, напряжения и сопротивления

Безаварийная работа устройства зависит от соответствия технических характеристик прибора нормам питающей сети. Зная напряжение, сопротивление и силу тока в цепи, электрик поймёт, как найти мощность. Формула расчёта важного параметра зависит от свойств сети, в которую подключается потребитель.

Труд электричества

Механические устройства и электрические приборы предназначены для выполнения работы. Согласно второму закону Ньютона, кинетическая энергия, которая воздействует на материальную точку в течение определённого промежутка времени, совершает полезное действие. В электродинамике поле, созданное разностью потенциалов, переносит заряды на участке электрической цепи.

Объём, производимой током работы, зависит от интенсивности электричества. В середине XIX века Д. П. Джоуль и Э. Х. Ленц решали одинаковую проблему. В проводимых опытах кусок проволоки с высоким сопротивлением разогревался, когда через него пропускался ток. Учёных интересовал вопрос, как вычислить мощность цепи. Для понимания процесса, происходящего в проводнике, следует ввести следующие определения:

• P — мощность.
• A — работа, совершаемая зарядом в электрической цепи.
• U — падение напряжения в проводнике.
• I — сила тока.
• Q — количество электрических зарядов, переносимых в единицу времени.

Мощность — это работа, производимая током в проводнике за какой-то временной период. Утверждение описывает формула: P = A ∕ ∆t.

На участке цепи разность потенциалов в точках a и b совершает работу по перемещению электрических зарядов, которая определяется уравнением: A = U ∙ Q. Ток представляет собой суммарный заряд, прошедший в проводнике за единицу времени, что математически выражается соотношением: U ∙ I = Q ∕ ∆t. После преобразований получается формула мощности электрического тока: P = A ∕ ∆t = U ∙ Q ∕ ∆t = U ∙ I. Можно утверждать, что в цепи проводится работа, которая зависит от мощности, определяемой током и напряжением на контактах подключённого электрического устройства.

Производительность постоянного тока

В линейной цепи без конденсаторов и катушек индуктивности соблюдается закон Ома. Немецкий учёный обнаружил взаимосвязь тока и напряжения от сопротивления цепи. Открытие выражается уравнением: I = U ∕ R. При известном значении сопротивления нагрузки мощность вычисляется двумя способами: P = I ² ∙ R или P = U ² ∕ R.

Если ток в цепи течёт от плюса к минусу, то энергия сети поглощается потребителем. Такой процесс проистекает при зарядке аккумуляторной батареи. Если движение тока совершается в противоположном направлении, то мощность отдаётся в электрическую цепь. Так происходит в случае питания сети от работающего генератора.

Мощность переменной сети

Расчёт переменных цепей отличается от вычисления параметра производительности в линии постоянного тока. Это связано с тем, что напряжение и ток изменяются во времени и по направлению.

В цепи со сдвигом фаз тока и напряжения, рассматриваются следующие виды мощности:

1. Активная.
2. Реактивная.
3. Полная.

Активный компонент

Активная часть полезной мощности учитывает скорость невозвратного преобразования электричества в тепловую или магнитную энергию. В линии тока с одной фазой активная составляющая вычисляется по формуле: P = U ∙ I ∙ cos ϕ.

В международной системе единиц СИ величина производительности измеряется в ваттах. Угол ϕ определяет смещение напряжения по отношению к току. В трёхфазной цепи активная часть складывается из суммы мощностей каждой отдельной фазы.

Реверсивные потери

Для работы конденсаторов, катушек индуктивности, обмоток электродвигателей затрачивается сила сети. Из-за физических свойств таких устройств энергия, которая определяется реактивной мощностью, возвращается в цепь. Величина отдачи рассчитывается при помощи уравнения: V = U ∙ I ∙ sin ϕ.

Единицей измерения принят ватт. Возможно использование внесистемной меры подсчёта var, название которой составлено из английских слов volt, amper, reaction. Перевод на русский язык соответственно означает «вольт», «ампер», «обратное действие».

Если напряжение опережает ток, то смещение фаз считается больше нуля. В противном случае сдвиг фаз отрицательный. В зависимости от значения sin ϕ реактивная составляющая носит положительный или отрицательный характер. Присутствие в цепи индуктивной нагрузки позволяет говорить о реверсивной части больше нуля, а подключённый прибор потребляет энергию. Использование конденсаторов делает реактивную производительность минусовой, и устройство добавляет энергию в сеть.

Во избежание перегрузок и изменения установленного коэффициента мощности в цепи устанавливаются компенсаторы. Такие меры снижают потери электроэнергии, понижают искажения формы тока и позволяют использовать провода меньшего сечения.

В полную силу

Полная электрическая мощность определяет нагрузку, которую потребитель возлагает на сеть. Активная и реверсивная составляющие объединяются с полной мощностью уравнением: S = √ (P ² + V ²).

С индуктивной нагрузкой показатель V ˃ 0, а использование конденсаторов делает V ˂ 0. Отсутствие конденсаторов и катушек индуктивности делает реактивную часть равной нулю, что возвращает формулу к привычному виду: S = √ (P ² + V ²) = √ (P ² + 0) = √ P ² = P = U ∙ I. Полная мощность измеряется внесистемной единицей «вольт-ампер». Сокращённый вариант — В ∙ А.

Критерий полезности

Коэффициент мощности характеризует потребительскую нагрузку с точки зрения присутствия реактивной части работы. В физическом смысле параметр определяет сдвиг тока от приложенного напряжения и равен cos ϕ. На практике это означает количество тепла, выделяемого на соединительных проводниках. Уровень нагрева способен достигать существенных величин.

В энергетике коэффициент мощности обозначается греческой буквой λ. Диапазон изменения от нуля до единицы или от 0 до 100%. При λ = 1 подаваемая потребителю энергия расходуется на работу, реактивная составляющая отсутствует. Значения λ ≤ 0,5 признаются неудовлетворительными.

Безотказная работа приборов в электрической линии обусловлена правильным расчётом технических параметров. Найти мощность тока в цепи помогает набор формул, выведенных из законов Джоуля — Ленца и Ома. Принципиальная схема, грамотно составленная с учётом особенностей применяемых устройств, повышает производительность электросети.

Формула для нахождения мощности — Морской флот

Прежде чем рассматривать электрическую мощность, следует определиться, что же представляет собой мощность вообще, как физическое понятие. Обычно, говоря об этой величине, подразумевается определенная внутренняя энергия или сила, которой обладает какой-либо объект. Это может быть мощность устройства, например, двигателя или действия (взрыв). Ее не следует путать с силой, поскольку это различные понятия, хотя и находящиеся в определенной зависимости между собой. Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с).

Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.

Что такое мощность электрического тока

Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.

Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.

Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.

К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.

Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.

Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.

Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.

По какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Правильное и точное решение вопроса чему равна мощность электрического тока, играет решающую роль в деле обеспечения безопасной эксплуатации электропроводки, предупреждения возгораний из-за неправильно выбранного сечения проводов и кабелей. Мощность тока в активной цепи зависит от силы тока и напряжения. Для измерения силы тока существует прибор – амперметр. Однако не всегда возможно воспользоваться этим прибором, особенно когда проект здания еще только составляется, а электрической цепи просто не существует. Для таких случаев предусмотрена специальная методика проведения расчетов. Силу тока можно определить по формуле при наличии значений мощности, напряжения сети и характера нагрузки.

Существует формула мощности тока, применительно к постоянным значениям силы тока и напряжения: P = U x I. При наличии сдвига фаз между силой тока и напряжением, для расчетов используется уже другая формула: P = U x I х cos φ. Кроме того, мощность можно определить заранее путем суммирования мощности всех приборов, которые запланированы к вводу в эксплуатацию и подключению к сети. Эти данные имеются в технических паспортах и руководствах по эксплуатации устройств и оборудования.

Таким образом, формула определения мощности электрического тока позволяет вычислить силу тока для однофазной сети: I = P/(U x cos φ), где cos φ представляет собой коэффициент мощности. При наличии трехфазной электрической сети сила тока вычисляется по такой же формуле, только к ней добавляется фазный коэффициент 1,73: I = P/(1,73 х U x cos φ). Коэффициент мощности полностью зависит от характера планируемой нагрузки. Если предполагается использовать лишь лампы освещения или нагревательные приборы, то он будет составлять единицу.

При наличии реактивных составляющих в активных нагрузках, коэффициент мощности уже считается как 0,95. Данный фактор обязательно учитывается в зависимости от того, какой тип электропроводки используется. Если приборы и оборудование обладают достаточно высокой мощностью, то коэффициент составит 0,8. Это касается сварочных аппаратов, электродвигателей и других аналогичных устройств.

Для расчетов при наличии однофазного тока значение напряжения принимается 220 вольт. Если присутствует трехфазный ток, расчетное напряжение составит 380 вольт. Однако с целью получения максимально точных результатов, необходимо использовать в расчетах фактическое значение напряжения, измеренное специальными приборами.

От чего зависит мощность тока

Мощность тока, различных приборов и оборудования зависит сразу от двух основных величин – силы тока и напряжения. Чем выше ток, тем больше значение мощности, соответственно, при повышении напряжения, мощность также возрастает. Если напряжение и сила тока увеличиваются одновременно, то мощность электрического тока будет возрастать как произведение той и другой величины: N = I x U.

Очень часто возникает вопрос, в чем измеряется мощность тока? Основной единицей измерения этой величины является 1 ватт (Вт). Таким образом, 1 ватт является мощностью устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.

Расчетное значение мощности позволяет точно определить расход электрической энергии. Для этого необходимо взять произведение мощности и времени. Сама формула выглядит так: W = IUt где W является расходом электроэнергии, произведение IU – мощностью, а t – количеством отработанного времени. Например, чем больше продолжается работа электрического двигателя, тем большая работа им совершается. Соответственно возрастает и потребление электроэнергии.

Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.

Мощность электрического тока через напряжение и ток

Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.

Мощность является физической величиной, равной, как правило, скоростью изменения энергии целой системы. Если говорить более конкретно о том, чему равна мощность, то можно сказать, что она напрямую зависит от соотношения выполненной за определенный срок времени работы и размера этого самого промежутка времени. Существует понятие средней и мгновенной мощности. То есть, если речь идет о мощности системы в некотором промежутке времени, то это – средняя мощность. Если же рассматривается мощность на данный момент, то это – мгновенная мощность. Отсюда получаем следующую формулу:

N (мощность) = Е (энергия)/ t (время)

Следовательно, интеграл, полученный из показателей мгновенной мощности за отдельный срок времени равен полному объему использованной в течение данного периода времени энергии.

В качестве единицы измерения данной величины принято использовать ватт. Учитывая предыдущую формулу можно сказать, что 1 Ватт = 1 Дж / 1 с. Еще одной популярной единицей для измерения величины мощности считается лошадиная сила.

Что такое мощность в механике?

Сила, действующая на тело, находящееся в движении, выполняет работу. В таком случае, мощность определяется скалярным произведением вектора силы и вектора скорости, с которой система движется в пространстве. То есть:

В данной формуле F – это сила, v – это скорость, a – это угол связывающий вектор скорости и вектор силы.

Если речь идет о вращательном движении тела, то уместна следующая формула:

N = M * w = (2П * М * n) / 60

В данной формуле M – это момент силы, w – это угловая скорость, П – это число Пи, а n – это количество оборотов в установленную единицу времени (в минуту).

От чего зависит мощность электрической энергии?

Термин электрической мощности характеризует скорость изменения или передачи электрической энергии. Изучая сеть переменного тока, кроме понятия «мгновенная мощность», которое соответствует традиционно физическому определению, принято использовать и активную мощность. Активная мощность равна среднему показателю мгновенной мощности за период времени, показателю, которым определяется реактивная мощность, соответствующая энергии, перемещающейся между источником и потребителем без диссипации и полному значению мощности, которое определяется произведением активного значения тока и напряжения, не учитывая сдвиг фаз.

Мощность – физическая величина, равная отношению проделанной работы к определенному промежутку времени.

Существует понятие средней мощности за определенный промежуток времени Δt . Средняя мощность высчитывается по этой формуле: N = ΔA / Δt , мгновенная мощность по следующей формуле: N = dA / dt . Эти формулы имеют довольно обобщенный вид, так как понятие мощности присутствует в нескольких ветках физики – механике и электрофизике. Хотя основные принципы расчета мощности остаются приблизительно такими же, как и в общей формуле.

Измеряется мощность в ваттах. Ватт – единица измерения мощности, равная джоулю, деленному на секунду. Кроме ватта, существуют и другие единицы измерения мощности: лошадиная сила, эрг в секунду, масса-сила-метр в секунду.

• Одна метрическая лошадиная сила равна 735 ваттам, английская – 745 ватт.
• Эрг – очень малая единица измерения, один эрг равен десять в минус седьмой степени ватт.
• Один масса-сила-метр в секунду равен 9,81 ваттам.

Измерительные приборы

В основном измерительные приборы для измерения мощности используются в электрофизике, так как в механике, зная определенный набор параметров (скорость и силу), можно самостоятельно высчитать мощность. Но таким же способом и в электрофизике можно высчитывать мощность по параметрам, а на самом деле, в повседневной жизни мы просто не используем измерительных приборов для фиксации механической мощности. Так как чаще всего эти параметры для определенных механизмов и так обозначают. Что касаемо электроники, основным прибором является ваттметр, используемый в быту в устройстве обычного электросчетчика.

Ваттметры можно разделить на несколько видов по частотам:

Ваттметры могут быть как аналоговыми, так и цифровыми. Низкочастотные (НЧ) имеют в своем составе две катушки индуктивности, бывают как цифровыми, так и аналоговыми, применяются в промышленности и быту в составе обычных электросчетчиков. Ваттметры радиочастотные делятся на две группы: поглощаемой мощности и проходящей. Разница состоит в способе подключения ваттметра в сеть, проходящие подключают параллельно сети, поглощаемые в конце сети, как дополнительную нагрузку. Оптические ваттметры служат для определения мощности световых потоков и лазерных лучей. Применяются в основном на каких-либо производствах и в лабораториях.

Мощность в механике

Мощность в механике напрямую зависит от силы и работы, которую эта сила выполняет. Работа же является величиной, характеризующей силу, приложенную к какому-либо телу, под действием которой тело проходит определенное расстояние. Мощность высчитывается по скалярному произведению вектора скорости на вектор силы: P = F * v = F * v * cos a (сила, умноженная на вектор скорости и на угол между вектором силы и скорости (косинус альфа)).

Так же можно посчитать мощность вращательного движения тела. P = M * w = π * M * n / 30 . Мощность равна (М) моменту силы, умноженному на (w) угловую скорость или пи (п), умноженному на момент силы (М) и (n) частоту вращения, деленных на 30.2 / R .

• Мощность переменного тока не поддается исчислению по формуле постоянного тока. В переменном токе выделяют три вида мощности:

• Активная мощность (Р), которая равна P = U * I * cos f. Где U и I действующие параметры тока, а f (фи) угол сдвига между фазами. Данная формула приведена как пример для однофазного синусоидального тока.
• Реактивная мощность (Q) характеризует нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями электрического однофазного синусоидального переменного тока. Q = U * I * sin f. Единица измерения – вольт-ампер реактивный (вар).
• Полная мощность (S) равна корню квадратов активной и реактивной мощности. Измеряется в вольт-амперах.
• Неактивная мощность – характеристика пассивной мощности присутствующей в цепях с переменным синусоидальным током. Равна квадратному корню суммы квадратов реактивной мощности и мощности гармоник. При отсутствии мощности высших гармоник равна модулю реактивной мощности.

Для того, чтобы перетащить 10 мешков картошки с огорода, расположенного в паре километров от дома, вам потребуется целый день носиться с ведром туда-обратно. Если вы возьмете тележку, рассчитанную на один мешок, то справитесь за два-три часа.

Ну а если закинуть все мешки в телегу, запряженную лошадью, то через полчаса ваш урожай благополучно перекочует в ваш погреб. В чем разница? Разница в быстроте выполнения работы. Быстроту совершения механической работы характеризуют физической величиной, изучаемой в курсе физики седьмого класса. Называется эта величина мощностью. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. То есть, чтобы найти мощность, надо совершенную работу разделить на затраченное время.

Формула расчета мощности

И в таком случае, формула расчета мощности принимает следующий вид: мощность= работа/время, или

где N – мощность,
A – работа,
t – время.

Единицей мощности является ватт (1 Вт). 1 Вт – это такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль. Единица эта названа в честь английского изобретателя Дж. Уатта, который построил первую паровую машину. Любопытно, что сам Уатт пользовался другой единицей мощности – лошадиная сила, и формулу мощности в физике в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, ввели позже. Измерение мощности в лошадиных силах используют и сегодня, например, когда говорят о мощности легкового автомобиля или грузовика. Одна лошадиная сила равна примерно 735,5 Вт.

Применение мощности в физике

Мощность является важнейшей характеристикой любого двигателя. Различные двигатели развивают совершенно разную мощность. Это могут быть как сотые доли киловатта, например, двигатель электробритвы, так и миллионы киловатт, например, двигатель ракеты-носителя космического корабля. При различной нагрузке двигатель автомобиля вырабатывает разную мощность , чтобы продолжать движение с одинаковой скоростью. Например, при увеличении массы груза, вес машины увеличивается, соответственно, возрастает сила трения о поверхность дороги, и для поддержания такой же скорости, как и без груза, двигатель должен будет совершать большую работу. Соответственно, возрастет вырабатываемая двигателем мощность. Двигатель будет потреблять больше топлива. Это хорошо известно всем шоферам. Однако, на большой скорости свою немалую роль играет и инерция движущегося транспортного средства, которая тем больше, чем больше его масса. Опытные водители грузовиков находят оптимальное сочетание скорости с потребляемым бензином, чтобы машина сжигала меньше топлива.

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы . Работой, совершаемой постоянной силой F , называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S :

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α

Коэффициент мощности, формула и примеры

Определение и формула коэффициента мощности

Средняя мощность переменного электрического тока , выражаемая через действующие значения силы тока (I) и напряжение (U) равна:

   

где — действующее (эффективное) значение силы тока, — амплитуда силы тока, — действующее (эффективное) значение напряжения, — амплитуда напряжения.

Коэффициент мощности используют для характеристики потребителя переменного тока как реактивную составляющую нагрузки. Величина этого коэффициента отражает сдвиг фазы () переменного тока, который течет через нагрузку, по отношению к приложенному к нагрузке напряжению. Из выражения (1) видно, что по величине коэффициент мощности равен косинусу от этого сдвига. Если сила тока отстает от напряжения, то сдвиг фаз считают большим нуля, если обгоняет, то

Практическое значение коэффициента мощности

На практике коэффициент мощности стараются сделать максимально большим. Так как при малом для выделения в цепи необходимой мощности надо пропускать ток большой силы, а это приводит к большим потерям в подводящих проводах (см. закон Джоуля — Ленца).

Коэффициент мощности учитывают при проектировании электрических сетей. Если коэффициент мощности является низким, это приводит к росту части потерь электрической энергии в общей сумме потерь. Для увеличения данного коэффициента применяют компенсирующие устройства.

Ошибки при расчетах коэффициента мощности ведут к повышенному потреблению электрической энергии и уменьшению коэффициента полезного действия оборудования.

Коэффициент мощности измеряют фазометром.

Способы расчета коэффициента мощности

Коэффициент мощности рассчитывают как отношение активной мощности (P) к полной мощности (S)

   

где — реактивная мощность.

Коэффициент мощности для трехфазного асинхронного двигателя вычисляют при помощи формулы:

   

Коэффициент мощности можно определить, используя, например треугольник сопротивлений (рис.1а) или треугольник мощностей (рис.1b).

Треугольники на рис. 1(a и b) подобны, так как из стороны пропорциональны.

Единицы измерения

Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина.

Примеры решения задач

Электрическая мощность. Краткие определения. Расчет и формула мощности.

Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ватт (русское обозначение: Вт, международное: W).

Обозначается литерой — P.

Формулы расчета электрической мощности:

P = U * I P — мощность в ваттах, U — напряжение в вольтах, I — Ток в амперах.

P = I2 * R P — мощность в ваттах, I — ток в амперах, R — сопротивление нагрузки в омах

P = U2 / R P — мощность в ваттах, U — напряжение в вольтах, R — сопротивление нагрузки в омах

Пример расчета.

Мы имеем в однофазной сети 220 вольт кабельную линию защищенную автоматом с номинальным током 16 ампер. Соответственно, максимальный электропотребитель, который мы можем запитать через эту кабельную линию — 3520 Ватт ( 220 вольт умноженны на 16 Ампер).

Либо у нас есть электрический обогреватель на 2 кВт (2000 ватт) при включении его в розетку его потребляемый ток (ток в цепи) будет 9,1 Ампер.

Мощность установленная и расчетная в чем разница.

Часто на схемах энергоснабжения и в пояснениях встречаются понятия установленной и расчетной мощности.

Установленная мощность — P_у — максимальная потребляемая мощность электроприбора. 

Расчетная мощность (расчетная нагрузка) Р_р — это установленная мощность с определенным коэффициентом спроса К, которые можно посмотреть в СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»

Расчетная мощность относится не конкретно к какому-либо электропотребителю, а к группе потребителей.

Примеры для понимания:

1. У нас есть три потребителя — 4х комфорочная электроплита, телевизор, люстра, бра.

Установленная мощность — это сумма максимальной потребляемой мощности всех этих электроприборов. То есть мощность включенной со всеми комфорками электроплиты + люстра + телевизор + бра.

Но поскольку, мы редко включаем все потребители полностью, для расчетов используется расчетная мощность групп потребителей, которая  всегда меньше установленной мощности, за исключением уличного освещения.

2. В многоквартирном доме 100 квартир-студий, в каждой из которых по одному светильнику на 20 Вт. В данном случае Р_у = 2000 Вт.

Но в связи с тем, что вероятность включения светильников во всех квартирах одновременно низка, для расчетов используются определенные коэффициенты и Р_р = Р_у * К

Как рассчитать излишек потребителя (с примерами) — Zippia

Понимание экономического спроса и предложения дает ценную информацию о любом отдельно взятом рынке. Вероятно, вы видели базовый график спроса и предложения, используемый для иллюстрации взаимосвязи между рыночной ценой продукта и объемом спроса со стороны потребителей.

Рынок работает наиболее эффективно, когда выгоды и для потребителя, и для производителя максимизируются в точке равновесия, а ресурсы распределяются в соответствии со спросом, не вызывая дефицита или излишка.

Экономисты часто определяют эффективность как точку, в которой ситуация одной стороны не может получить выгоду без каких-либо дополнительных затрат для другой стороны, потому что они уже работают с максимальной эффективностью по отношению друг к другу.

И наоборот, если возможно принести пользу хотя бы одной стороне без дополнительных затрат на других, ситуация будет считаться неэффективной, поскольку одна или несколько групп не извлекают максимальную выгоду, которую они должны получать.

Излишек потребителя и излишек производителя — важные составляющие уравнения.Рынки имеют тенденцию к колебаниям, особенно потому, что потребители могут или хотят тратить по разным ценам на любой конкретный продукт или услугу. Здесь создается излишек.

Расскажите нам о своих целях, и мы подберем для вас подходящую работу.

Посмотреть мои работы

Что такое излишек потребителя?

Основываясь на экономической теории предельной полезности, излишек потребителя — это экономическое измерение, рассчитывающее избыточную стоимость, которую потребители готовы платить за продукт или услугу, по сравнению с фактической рыночной ценой.

Для лучшего изображения рассмотрим пример:

Покупатель ищет новый телевизор. В частности, ей нужен 42-дюймовый OLED-телевизор Smart TV, и она установила максимальный бюджет в 1300 долларов. К ее радости и удивлению, она находит телевизор, отвечающий всем ее требованиям, всего за 950 долларов.

Эта разница в цене в 350 долларов между тем, что она заплатила, и тем, что она была готова потратить, и есть ее потребительский излишек, который она теперь может потратить на другие продукты, товары или услуги.

Проще говоря, излишек потребителя — это когда вы думаете, что получили выгодную сделку, потому что заплатили меньше, чем ожидали.

Как рассчитать излишек потребителя

Если смотреть на график спроса и предложения, кривая спроса всегда будет иметь наклон вниз из-за закона убывающей предельной полезности. Мы можем измерить излишек потребителя по следующей базовой формуле:

Излишек потребителя = максимальная цена, которую готовы потратить — Фактическая цена

В нашем предыдущем примере с телевизором мы видим, что излишек потребителя равен 1300 долларов минус 950 долларов, что дает нам 350 долларов в качестве излишка.

В более широком масштабе мы можем использовать расширенную формулу потребительского излишка:

Излишек потребителя = (½) x Qd x ΔP

• Qd = количество в состоянии равновесия, когда спрос и предложение равны

• ΔP = Pмакс — Pd

• Pmax = цена, которую потребитель готов заплатить

• Pd = цена в состоянии равновесия, когда спрос и предложение равны

Если эта формула выглядит смутно знакомой, это потому, что мы фактически вычисляем площадь треугольника потребительского излишка на графике спроса и предложения.Напоминаем, что формула для вычисления площади треугольника равна (½) x основание x-высота.

Но тогда почему формула излишка потребителя требует вычитания?

Хороший вопрос. Имейте в виду, что высота треугольника, который мы решаем, не начинается с 0 на графике. Вместо этого он определяется расстоянием от равновесной цены до точки, где кривая спроса пересекается с вертикальной осью. Из-за этого наша высота будет разницей между этими двумя точками, а не значением самой верхней точки на оси.

Рассмотрим пример использования расширенной формулы.

Покупатель готов потратить 8 долларов на новый энергетический напиток, но большинство клиентов готовы платить только 5 долларов, что является точкой равновесия, в которой предложение соответствует спросу. При розничной стоимости в 5 долларов компания поставляет в магазин 500 бутылок, чтобы удовлетворить спрос.

Подставив эти значения в нашу формулу, мы получим (½) x 500 x (8–5 долларов), что в сумме составит 750 долларов потребительского излишка, разделенного между покупателями, совершившими покупку по точке равновесной цены.Эти сбережения могут пойти на другие продукты и услуги.

Что такое излишки производителя?

Спрос и предложение связаны с балансом, поэтому противоположная сторона уравнения приводит к излишку производителя, который представляет собой разницу между минимальной ценой, которую производитель готов принять за свои товары или услуги, и конечной ценой, которую они получают. Излишек происходит, когда рыночные цены превышают самый низкий ценовой уровень, приемлемый для производителя.

Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять излишек производителя.

Производитель автомобилей решает выпустить в этом году 10 000 своих новейших спортивных моделей.

За последние несколько лет стандартная продажная цена этого типа транспортных средств составляла 90 000 долларов, но в этом году экономика стала сильнее, чем в прошлом, и многие потребители платят больше, в некоторых случаях до 150 000 долларов с тех пор, как предложение ограничено, а спрос выше, чем ожидалось.

Если покупатель автомобиля тратит на автомобиль 150 000 долларов вместо ожидаемых 90 000 долларов, разница в 60 000 долларов составляет излишек производителя.

Проще говоря, излишек производителя возникает, когда производитель получает больше выручки, чем ожидалось, за товар или услугу.

Создать бесплатное резюме

Создайте профессиональное резюме за считанные минуты.

Как рассчитать излишки производителя

Если смотреть на график спроса и предложения, кривая предложения всегда будет иметь наклон вверх из-за закона возрастающей отдачи. Мы можем рассчитать излишек производителя по следующей формуле:

Излишек производителя = Общий доход — Общие затраты

Понятно, что производители не могут получить прибыль, если они не могут возместить хотя бы предельные затраты, которые они потратили на производство и транспортировку своей продукции.Свободный рынок обладает естественным эффектом «тяни-толкай», который не позволяет ни потребителю, ни производителю полностью диктовать свои цены.

Однако некоторые предприятия могут воспользоваться ценовой дискриминацией для увеличения прибыли.

Наш инструмент для создания резюме проведет вас через процесс создания выдающегося резюме архитектора.

Ценовая дискриминация

Эта стратегия продаж предполагает взимание разных цен за одни и те же товары или услуги на основе оценки бизнесом максимальной суммы, которую, по их мнению, покупатель готов заплатить.

Например, предположим, что вы собираетесь снять дом на пляже на неделю. В этом случае точно такой же дом будет стоить намного дороже, если вы снимаете его в пик туристического сезона, а не в межсезонье, когда арендатор отчаянно пытается помешать дому пустовать.

Большинство фирменных товаров знают, что в названии есть сила, и люди готовы платить гораздо больше, чтобы быть «на бренде», вместо того, чтобы покупать более дешевую, почти идентичную альтернативу без известного логотипа.

Авиакомпания

также известна своей ценовой дискриминацией. Они знают, что люди готовы платить больше за удобство.

Поскольку спрос на ранние утренние и поздние ночные рейсы меньше, авиакомпания может устанавливать цены по-разному в зависимости от времени суток, даже если стоимость полета и заправки самолета из пункта назначения A в пункт назначения B невысока. собираюсь изменить. Это называется эластичностью спроса.

Создайте профессиональное резюме за считанные минуты.

Наш конструктор резюме с искусственным интеллектом поможет вам написать убедительное и актуальное резюме для работы, которую вы хотите.

Что такое социальный излишек?

Социальный излишек, также называемый экономическим излишком или общим излишком, представляет собой сумму излишка потребителя и излишка производителя. Если смотреть на график спроса и предложения, социальный излишек — это общая площадь между кривой предложения, кривой спроса и точкой равновесия.

Безвозвратная потеря, которая возникает, когда экономика производит неэффективное количество, представляет собой потерю общего излишка.

Когда рынок работает с оптимальной эффективностью, невозможно увеличить излишек потребителя без уменьшения излишка производителя, а также невозможно улучшить излишек производителя без снижения излишка потребителя.

Общий излишек больше при равновесном количестве и цене, чем он был бы при любом другом количестве и цене.

Как минимальные и максимальные цены влияют на рынок?

Здоровый рынок способен адаптироваться и естественным образом устанавливаться в точке равновесия, которая уравновешивает цену и количество.Установление минимального или максимального уровня цен не позволяет рынку приспособиться к своей идеальной точке равновесия и максимальной эффективности, а также передает часть потребительского излишка производителям и наоборот.

Верхний предел цены — это максимальная цена, которую производитель может взимать с потребителей в обмен на товар или услугу.

Влияние правительства на рынок наркотиков является прекрасным примером ограничения цен. Допустим, фармацевтическая компания создала новый препарат, спасающий жизнь.Равновесие рыночной цены, если оставить его на свободном рынке без каких-либо ограничений, составило бы 800 долларов, при этом ожидается, что 50 000 человек будут употреблять наркотик в месяц.

Но правительство хочет сделать препарат более доступным, поэтому оно устанавливает потолок цены на уровне 500 долларов.

Итак, что происходит?

Во-первых, фармацевтическая компания будет производить меньшее количество продукции. Их предложение будет отражать линию ценового потолка на графике, а не точку рыночного равновесия.Это снижает социальный излишек и увеличивает потерю веса. По сути, деньги выбрасываются, никому не принося пользы.

Кроме того, некоторые излишки производителей в конечном итоге передаются потребителям, поэтому потребители в значительной степени отдают предпочтение ценовым потолкам. Однако выгода для потребителей меньше, чем убыток для производителей, иначе говоря, это все еще безвозвратная потеря. Рынок работает не так эффективно, как мог бы.

Минимальная цена — это самая низкая цена, которая может быть уплачена по закону за товары или услуги.

Например, предположим, что городские власти обеспокоены тем, что исторический театр обанкротится. Он имеет давнюю традицию развлечься, предоставляя местным музыкантам и актерам место для выступлений. Правительство решает установить минимальную цену билета на спектакли в размере 10 долларов.

В результате повышения цены за билет спрос на билеты падает. Театр продавал 1500 билетов по цене 7 долларов в точке равновесия, но теперь они продают 1100 билетов по цене 10 долларов.Хотя минимальная цена привела к тому, что часть излишка потребителя была передана производителю, поэтому производители часто отдают предпочтение минимальным ценам, рынок по-прежнему ожидает общих безвозвратных потерь.

Последние мысли

Рынок подвижен. Когда ему разрешено действовать свободно, потребители и производители склонны толкать и тянуть, пока не будет достигнуто равновесие, и рынок не сможет регулировать свое предложение и спрос с максимальной эффективностью.

Понимание основ спроса и предложения; потребительский, производственный и общественный излишки; ценовая дискриминация; чистые издержки; ценовые потолки; минимальные цены имеют решающее значение для принятия комплексных бизнес-решений о количестве и ценах.

Никогда не упускайте возможность, которая подходит именно вам.
Начать

Определение индекса потребительских цен (ИПЦ)

Что такое индекс потребительских цен (ИПЦ)?

Индекс потребительских цен (ИПЦ) — это показатель, который исследует средневзвешенные цены на корзину потребительских товаров и услуг, таких как транспорт, продукты питания и медицинское обслуживание. Он рассчитывается путем взятия изменений цен на каждый товар в заранее определенной корзине товаров и их усреднения.Изменения ИПЦ используются для оценки изменений цен, связанных со стоимостью жизни.

ИПЦ — одна из наиболее часто используемых статистических данных для определения периодов инфляции или дефляции. Его можно сравнить с индексом цен производителей (ИЦП), который вместо учета цен, уплачиваемых потребителями, смотрит на то, сколько предприятия платят за ресурсы.

Ключевые выводы

• Индекс потребительских цен измеряет среднее изменение цен с течением времени, которые потребители платят за корзину товаров и услуг.
• Это наиболее широко используемый показатель инфляции.
• Статистика ИПЦ охватывает различных лиц с разным доходом, включая пенсионеров, но не включает определенные группы населения, например пациентов психиатрических больниц.
• ИПЦ состоит из индекса потребительских цен для городских служащих и служащих (CPI-W) и индекса потребительских цен для всех городских потребителей (CPI-U).

Понимание индекса потребительских цен (ИПЦ)

Инфляция — это снижение покупательной способности данной валюты с течением времени; или, как вариант, общий рост цен.Количественная оценка скорости снижения покупательной способности может быть отражена в увеличении среднего уровня цен корзины отдельных товаров и услуг в экономике за некоторый период времени. Повышение общего уровня цен, часто выражаемое в процентах, означает, что денежная единица фактически покупает меньше, чем в предыдущие периоды.

ИПЦ — это то, что используется для измерения этих средних изменений цен с течением времени, которые потребители платят за товары и услуги.По сути, индекс пытается количественно оценить совокупный уровень цен в экономике и, таким образом, измерить покупательную способность денежной единицы страны. Для расчета ИПЦ используется средневзвешенное значение цен на товары и услуги, которое приблизительно соответствует структуре индивидуального потребления. Усеченное среднее может использоваться как часть этого расчета.

Бюро статистики труда США (BLS) сообщает ИПЦ на ежемесячной основе и рассчитало его еще в 1913 году. Он основан на среднем показателе за период с 1982 по 1984 год (включительно), который был установлен на уровне 100.Таким образом, значение ИПЦ 100 означает, что инфляция вернулась к уровню 1984 года, тогда как значения 175 и 225 указывают на рост уровня инфляции на 75% и 125% соответственно. Указанный уровень инфляции фактически представляет собой изменение индекса по сравнению с предыдущим периодом, будь то ежемесячный, квартальный или годовой.

Несмотря на то, что он измеряет изменение цен на розничные товары и другие предметы, оплачиваемые потребителями, индекс потребительских цен не включает такие вещи, как сбережения и инвестиции, и часто может исключать расходы иностранных посетителей.

В июле 2021 года индекс потребительских цен увеличился на 0,5% с июня по июль, медленнее, чем рост на 0,9% в месячном исчислении с мая. По сравнению с предыдущим годом, полный индекс увеличился на 5,4%, что стало самым большим увеличением за 12 месяцев с 2008 года.

Как используется CPI?

ИПЦ — это экономический индикатор. Это наиболее широко используемый показатель инфляции и, косвенно, эффективности экономической политики правительства. ИПЦ дает правительству, бизнесу и гражданам представление об изменениях цен в экономике и может служить ориентиром для принятия обоснованных решений в отношении экономики.

ИПЦ и составляющие его компоненты также могут использоваться в качестве дефлятора для других экономических показателей, включая розничные продажи и почасовую / недельную прибыль. Кроме того, его можно использовать для оценки доллара потребителя, чтобы определить его покупательную способность. Как правило, покупательная способность доллара снижается при повышении совокупного уровня цен и наоборот.

Индекс также может использоваться для корректировки уровней права людей на определенные виды государственной помощи, включая социальное обеспечение, и он автоматически обеспечивает корректировку заработной платы домашних работников с учетом стоимости жизни.По данным BLS, корректировки стоимости жизни более 50 миллионов человек, получающих социальное обеспечение, а также пенсионеров из числа военных и федеральных гражданских служб, связаны с CPI.

Кто и что входит в ИПЦ?

Статистика ИПЦ охватывает профессионалов, самозанятых и безработных, людей с доходами ниже федерального порога бедности и пенсионеров. Люди, не включенные в отчет, — это люди, не проживающие в метро или сельские районы, фермерские семьи, вооруженные силы, люди, которые в настоящее время находятся в заключении, и те, кто находится в психиатрических больницах.

ИПЦ представляет собой ежемесячную стоимость корзины товаров и услуг по стране. Эти товары и услуги разбиты на восемь основных групп:

Инвестопедия / Мэдди Прайс

BLS включает в ИПЦ налоги с продаж и акцизы или те, которые напрямую связаны с ценой на потребительские товары и услуги, но исключает другие, не связанные между собой налоги, такие как подоходный налог и налог на социальное обеспечение. Также исключаются инвестиции (акции, облигации и т. Д.).), страхование жизни, недвижимости и другие предметы, не связанные с повседневным потреблением потребителей.

Расчет CPI

BLS регистрирует около 80000 единиц товара каждый месяц, звоня или посещая розничные магазины, предприятия обслуживания (например, провайдеры кабельного телевидения, авиакомпании и агентства по аренде автомобилей и грузовиков), пункты аренды и кабинеты врачей по всей стране, чтобы получить наилучший прогноз для ИПЦ.

Формула, используемая для расчета индекса потребительских цен для отдельного товара, выглядит следующим образом:

ИПЦ знак равно Стоимость рыночной корзины в данном году Стоимость рыночной корзины в базовом году × 100 \ text {CPI} = \ frac {\ text {Стоимость рыночной корзины в заданном году}} {\ text {Стоимость рыночной корзины в базовом году}} \ times100 ИПЦ = Стоимость рыночной корзины в базисном году Стоимость рыночной корзины в данном году × 100

Базовый год определяется BLS.Данные ИПЦ за последние годы основаны на опросах, проведенных в предыдущие годы.

Типы CPI

Каждый период сообщается о двух типах ИПЦ:

1. CPI-W — это индекс потребительских цен для городских служащих и служащих. В период с 1913 по 1977 год BLS сосредоточился на измерении этого типа ИПЦ. Он был основан на домохозяйствах, доходы которых составляли более половины от канцелярских или наемных работ, и в которых по крайней мере один из наемных работников работал не менее 37 недель в течение предыдущего 12-месячного цикла.CPI-W в первую очередь отражает изменения в стоимости пособий, выплачиваемых лицам, получающим социальное обеспечение. Этот показатель ИПЦ представляет не менее 28% населения страны.
2. CPI-U — это индекс потребительских цен для всех городских потребителей. На его долю приходится 88% населения США, и он лучше всего представляет широкую публику. BLS улучшил ИПЦ в 1978 году и ввел более широкую целевую группу. Этот тип ИПЦ основан на расходах почти всего населения, проживающего в городах или мегаполисах, и включает специалистов, самозанятых работников, лиц, живущих за чертой бедности, безработных и пенсионеров.Сюда также входят городские наемные работники и конторские служащие.

Несмотря на введение CPI-U в 1978 году, BLS продолжал использовать традиционную меру CPI-W. Но с 1985 года основное различие между двумя индексами заключается в весах расходов, присваиваемых категориям статей и географическим регионам.

Региональные данные ИПЦ

Бюро статистики труда также разбивает ИПЦ по регионам. Каждый месяц отчет разбивается на четыре основных региона переписи:

1. Северо-восток
2. Средний Запад
3. Юг
4. Запад

Ежемесячно также выделяются три основных района метро:

1. Чикаго-Напервилль-Элгин, Иллинойс, Висконсин
2. Лос-Анджелес-Лонг-Бич-Анахайм, Калифорния
3. Нью-Йорк-Ньюарк-Джерси-Сити, Нью-Йорк-Нью-Джерси-Пенсильвания

Наряду с региональной информацией, предоставляемой каждый месяц, Бюро статистики труда также публикует отчеты по 20 дополнительным районам метро каждые два месяца.Эти отчеты охватывают территории с большим населением и представляют конкретную региональную подгруппу.

Критика методологии ИПЦ

В течение нескольких лет существовали споры о том, завышает ли ИПЦ инфляцию или занижает ее, как он измеряется и является ли он подходящим показателем инфляции. Одна из основных причин этого утверждения заключается в том, что экономисты расходятся во мнениях относительно того, как, по их мнению, следует измерять инфляцию.

За прошедшие годы методология расчета ИПЦ претерпела множество изменений.Согласно BLS, изменения устранили предполагаемые предубеждения, из-за которых ИПЦ завышал уровень инфляции в прошлом. Новая методология учитывает изменение качества товаров и замену. Замещение, изменение покупок потребителей в ответ на изменение цен, изменяет относительный вес товаров в корзине.

Общий результат — более низкий ИПЦ. Однако критики рассматривают методологические изменения и переход от COGI к COLI как целенаправленную манипуляцию, которая позволяет U.Правительство С. сообщит о более низком ИПЦ. Сегодня критики ИПЦ утверждают, что заниженная метрика инфляции не отражает истинного роста цен, ощущаемого потребителями.

Как используется индекс потребительских цен (ИПЦ)?

ИПЦ — это статистический показатель, подготовленный Бюро статистики труда (BLS). Это одна из наиболее часто цитируемых экономических статистических данных, которая широко используется в качестве показателя инфляции. Инвесторы уделяют пристальное внимание ИПЦ как индикатору направления экономики, влияющему на прогнозы цен на чувствительные к инфляции активы, такие как облигации и сырье.Среди широкой публики ИПЦ часто рассматривается как барометр общего экономического здоровья, при этом большинство комментаторов предпочитают ИПЦ от низкого до умеренного в диапазоне от 2% до 3%.

Как рассчитывается ИПЦ?

ИПЦ — это средневзвешенная цена на широкий спектр товаров и услуг. Этот набор товаров, часто называемый товарной корзиной ИПЦ, призван имитировать типичные продукты и услуги, покупаемые американскими потребителями. С годами, когда цены на эти продукты растут из-за инфляции, это постепенное повышение отражается в повышении ИПЦ.В средствах массовой информации ИПЦ обычно называют процентным изменением по сравнению с прошлым годом.

Какие критические замечания по поводу ИПЦ?

Некоторые утверждали, что ИПЦ не учитывает региональные различия в ценах, а также различные модели покупок определенных групп американцев. Например, американцы, живущие в дорогих районах, таких как Нью-Йорк или Сан-Франциско, могут демонстрировать значительно отличающиеся модели расходов по сравнению с теми, кто живет в сельских или пригородных районах.Еще одна распространенная критика ИПЦ заключается в том, что он занижает уровень инфляции из-за неспособности адекватно отражать определенные виды расходов.

Например, ИПЦ включает наличные медицинские расходы, но не полностью отражает часть медицинских расходов, которые несут страховые компании и государственные программы здравоохранения.

ac — Учитывая ток и напряжение бытового электронного устройства, как рассчитать его потребляемую мощность?

Кроме того, совершенно неразумно, что мое зарядное устройство использует 1.5А переменного тока, потребляют 345 Вт и выводят только 19 В * 4,74 А = 90,06 Вт

Это было бы неразумно, но этого не происходит. Ток 1,5 А — это самое низкое напряжение питания переменного тока, которое может выдержать ваше зарядное устройство и которое все еще работает. Судя по тому, что вы говорите, это звучит как 110 В RMS. Итак, теперь ваша входная мощность будет 165 Вт, но это все еще звучит немного завышенно, так что, возможно, ваше зарядное устройство может работать на «общепринятых» «мировых стандартах» от 85 В до 265 В. При 85 В (среднеквадратичное значение) и 1,5 А входная мощность составляет 127.5 Вт, а это энергоэффективность: —

Энергоэффективность = 100% x выходная мощность / потребляемая мощность = 71%.

Кроме того, его КПД превышает 80%, что не соответствует требованиям предыдущий расчет.

Если он рассчитан на КПД выше 80%, это может быть диапазон 230 В с КПД, снижающимся до 71% в нижней части диапазона. Или вы могли неправильно измерить значение.

Будь то постоянный или переменный ток, мгновенная мощность равна мгновенному напряжению x мгновенному току.Затем вы обнаруживаете, что если вы усредняете мгновенную мощность с течением времени, она становится реальной мощностью, за которую вам может быть выставлен счет. Вот различные сценарии: —

Как я могу рассчитать энергопотребление электрического устройства с учетом его тока? а напряжение переменного тока?

Если вы хотите сделать это точно, вы должны использовать ваттметр, и он дает вам истинную среднюю мощность — в основе любого ваттметра лежит устройство, которое умножает формы сигналов напряжения и тока.

В наши дни источники питания, подобные вашему, обычно называются «скорректированными по коэффициенту мощности», но если у вас источник более старого типа, формы сигналов тока и напряжения могут выглядеть совершенно по-разному и не совпадать по фазе. Это затрудняет простую оценку мощности.

Индекс потребительских цен (ИПЦ) — определение, как рассчитать и использует

Что такое индекс потребительских цен (ИПЦ)?

Индекс потребительских цен (ИПЦ) — это показатель совокупного уровня цен в экономике.ИПЦ состоит из набора часто покупаемых товаров и услуг. Индекс потребительских цен измеряет изменения покупательной способности валюты страны. Кросс-курс доллара США / канадский доллар. Валютная пара доллар США / канадский доллар представляет собой котируемый курс обмена США на канадский доллар или количество получаемых канадских долларов за доллар США. Например, курс доллара США к канадскому доллару, равный 1,25, означает, что 1 доллар США эквивалентен 1,25 канадского доллара. На обменный курс доллара США / канадский доллар влияют как экономические, так и политические силы, а также уровень цен на корзину товаров и услуг.

Рыночная корзина, используемая для расчета индекса потребительских цен, представляет собой потребительские расходы в экономике и представляет собой средневзвешенное значение цен на товары и услуги.

Расчет индекса потребительских цен

Индекс потребительских цен выражает изменение текущих цен рыночной корзины товаров за период по сравнению с базовым периодом. ИПЦ обычно рассчитывается ежемесячно или ежеквартально.Он основан на репрезентативной структуре расходов городских жителей и включает людей всех возрастов Демография Демография относится к социально-экономическим характеристикам населения, которые компании используют для определения предпочтений в отношении продуктов и.

Большинство рядов индексов ИПЦ используют в качестве основы для сравнения 1982-84 годы. Бюро статистики труда США (BLS) установило уровень индекса в период 1982–1984 годов на уровне 100. Индекс 110 означает, что цена рыночной корзины выросла на 10% по сравнению с базисным периодом.Аналогичным образом, индекс 90 указывает на 10% -ное снижение цены рыночной корзины по сравнению с базисным периодом.

Расчет индекса потребительских цен

BLS ежемесячно регистрирует около 80 000 товаров, связываясь с розничными торговцами, сервисными центрами, арендуемыми помещениями и поставщиками услуг по всей стране.

На основе исследования BLS ИПЦ рассчитывается по следующей формуле:

Определение рыночной корзины (представительская корзина)

Рыночная корзина рассчитывается с использованием подробной информации о расходах.Правительства тратят значительные ресурсы (деньги и время) для точного измерения информации о расходах. Источники информации включают опросы, ориентированные на частных лиц, домохозяйства и предприятия.

Определенный товар попадает в корзину в процессе инициации. Рассмотрим следующий пример, описывающий процесс инициации для хлеба. Выбор конкретного вида хлеба с вероятностью прямо пропорционален его продажам. Есть три вида хлеба: A, B и C.A составляет 70% рынка хлеба, B составляет 20% рынка хлеба, а C составляет 10% рынка хлеба.

Следовательно, вероятность того, что хлеб A будет выбран в качестве репрезентативного хлеба, составляет 70%. После выбора репрезентативного хлеба, его цена отслеживается в течение следующих четырех лет, после чего будет выбран новый репрезентативный хлеб. Этот хлеб будет по-прежнему оцениваться ежемесячно в одном и том же магазине.

Использование индекса потребительских цен

• В качестве экономического индикатораЭкономические индикаторыЭкономический индикатор — это метрика, используемая для оценки, измерения и оценки общего состояния макроэкономики.Экономические индикаторы : Индекс потребительских цен — это показатель инфляции, с которой сталкивается конечный пользователь. Он может определять покупательную способность доллара. Это также показатель эффективности экономической политики правительства.
• Для корректировки других экономических показателей с учетом изменений цен: Например, компоненты национального дохода могут быть скорректированы с использованием ИПЦ.
• Обеспечивает корректировку стоимости жизни для наемных работников и социального обеспечения Социальное обеспечение Социальное обеспечение — это программа федерального правительства США, которая предоставляет социальное страхование и льготы людям с недостаточным доходом или без него.Первые социальные бенефициары и предотвращают вызванное инфляцией повышение налоговых ставок.

Ограничения индекса потребительских цен

• Индекс потребительских цен может применяться не ко всем группам населения. Например, CPI-U (городское) лучше отражает городское население США, но не отражает статус населения в сельской местности.
• ИПЦ не дает официальных оценок для подгрупп населения.
• ИПЦ — это условный показатель стоимости жизни, который измеряет не все аспекты, влияющие на уровень жизни.
• Невозможно сравнивать две области. Более высокий индекс в одной области по сравнению с другой не всегда означает, что цены в этой области выше.
• Социальные факторы и факторы окружающей среды выходят за рамки определения индекса.

Ограничения при измерении CPI

• Ошибка выборки : риск неправильного выбора выборки. Выбранная выборка может неточно представлять всю генеральную совокупность.
• Ошибка, не связанная с выборкой : Ошибки, не связанные с выборкой, включают ошибки, связанные со сбором данных о ценах, и ошибки, связанные с оперативным внедрением.
• Не включает затраты на электроэнергию : Основная критика ИПЦ заключается в том, что он не включает затраты на электроэнергию, хотя они являются основными расходами для большинства домашних хозяйств.

Ссылки по теме

CFI является официальным поставщиком услуг глобального аналитика финансового моделирования и оценки (FMVA) ® Стать сертифицированным аналитиком финансового моделирования и оценки (FMVA) ® Сертификат CFI на получение сертификата аналитика финансового моделирования и оценки (FMVA) ® будет поможет вам обрести уверенность в своей финансовой карьере.Запишитесь сегодня! программа сертификации, призванная помочь любому стать финансовым аналитиком мирового уровня. Чтобы продолжить карьеру, вам будут полезны следующие дополнительные ресурсы CFI:

• Совокупное предложение и спрос Совокупное предложение и спрос Совокупное предложение и спрос относится к концепции спроса и предложения, но применяется в макроэкономическом масштабе. Совокупное предложение и агрегат
• Валовой внутренний продукт (ВВП) Валовой внутренний продукт (ВВП) Валовой внутренний продукт (ВВП) является стандартным показателем экономического здоровья страны и показателем ее уровня жизни.Кроме того, ВВП можно использовать для сравнения уровней производительности в разных странах.
• Инфляция Инфляция Инфляция — это экономическое понятие, которое относится к повышению уровня цен на товары в течение определенного периода времени. Повышение уровня цен означает, что валюта в данной экономике теряет покупательную способность (то есть за ту же сумму денег можно купить меньше).
• Паритет покупательной способности Паритет покупательной способности Концепция паритета покупательной способности (ППС) — это инструмент, используемый для многосторонних сопоставлений национального дохода и уровня жизни

(PDF) Метод определения максимальной нагрузки потребителей в городских системах электроснабжения

* Автор, ответственный за переписку: anvarsaidkhodjaev @ yandex.com

Методика определения максимальной нагрузки потребителей в городе

системы электроснабжения

А.Г. Саидходжаев1 *, А. Наджимова2, А. Биджанов2

1Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, 100095, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Университетская 2А.

2Каракалпакский государственный университет, 230100, Узбекистан, г.Нукус, гл. Абдирова, 1.

Аннотация. В данной статье предлагается новый метод определения максимальной нагрузки потребителей электроэнергии

в городских электрических сетях, который отличается от существующих методов более точным и надежным определением

максимальных нагрузок.На основании определения предельных нагрузок объектов городских электрических сетей

сделан вывод о том, что предлагаемые методы отличаются высокой точностью и незначительными погрешностями.

Быстрый рост социального и технического развития,

повсеместная компьютеризация всех сторон жизни в

Республика Узбекистан ставит во главу угла не

только надежность электроснабжения, но и создание

, повторное -оборудование и реконструкция всей системы электроснабжения городов

.В последние годы с ростом благосостояния населения на

увеличилась электрическая нагрузка в

городских сетях.

Основная проблема

— это точное и надежное определение электрических нагрузок городских потребителей на

всех уровнях системы электроснабжения, поскольку электрические нагрузки

являются основой всех электротехнических расчетов

. Существующие методы расчета электрических нагрузок

: коэффициент потребности, заказанные диаграммы, удельная нагрузка,

и т. Д.они имеют большую погрешность расчета, однако размер

во многом определяет конфигурацию сети и выбор ее параметров

.

За концепцию проектной электрической нагрузки принимается максимальная нагрузка

в интервале времени половину

часа. Профессора А. Глазунов и Б. Кудрин предлагают максимальную нагрузку

часа, а в городских сетях

автор обосновывает суммарную электрическую нагрузку на отходящих фидерах

трансформаторных подстанций (ТП), распределительных пунктов (РП)

и скоро.Иметь суточный график при перекрытии более

квартир, иметь сечение проводов и кабелей большого количества

, время нагрева 3T0 более 30

минут и соблюдать максимальную почасовую нагрузку. [2]

Предлагаются два запатентованных новых способа определения максимальных (расчетных) электрических нагрузок

на основе формулы

кривой суточного графика для каждого типа потребителей

. Для получения характерных (типовых)

суточных графиков электрических нагрузок были проведены многочисленные на территории

экспериментальные исследования электрических нагрузок в жилых

и общественных зданиях с правом

выбора объектов для обследования и их число, как

, а также необходимое количество измерений для получения исходных данных

с достаточной степенью точности.Время измерения

выбирается в периоды

максимума нагрузки, в зависимости от характера потребления электроэнергии

, климатических факторов и типа

потребителей

, обследуются зимой и летом

максимумов. Необходимое количество измерений для

получения достоверных исходных данных для расчета нагрузки

однотипных потребителей, согласно распределению Стьюдента

, находится в пределах [1]:

60

Следовательно, измерения проводились

непрерывно в одной и той же точке электрической сети

в течение 8 суток и на 8 однотипных объектах, т.е.е. 64

измерения в той же точке потребителя. Суть предлагаемого комплексного метода

для расчета электрических нагрузок

заключается в следующем:

— во-первых, на основе многочисленных экспериментальных исследований

городских потребителей и потребителей электроэнергии с использованием математического аппарата теории вероятностей

,

характерных (типовых) суточных графиков электрических нагрузок. Построено

(почти полный комплект) городских потребителей электроэнергии и

потребителей электроэнергии.

— далее на основе этих характерных суточных

графиков определяются

уравнения кривой функции изменения

характерной (типовой) суточной потребляемой мощности с

30- и 60-минутным максимумом (интервалом) каждого типа потребителя электроэнергии

индивидуально, используя методы

Лагранжа, Ньютона, Стирлинга, Бесселя,

Чебышева, с линейными функциями, интервал

метод и другие.

Электрическая нагрузка в любом элементе городской сети

— это вероятностная величина — функция случайной величины

электрических нагрузок. Поэтому расчет городских электрических сетей

следует проводить вероятностно-статистическим методом

. В этом случае значения вероятности

электрических нагрузок можно рассматривать как

как числовые характеристики статистических распределений.

, 0

Интернет конференций https://doi.org/10.1051/e3sconf/20191390

E3S

139

(2019)

10 1078

RSES 2019

78

© Авторы опубликовано EDP Sciences. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative

Commons Attribution License 4.0

(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Расчет величин мощности с помощью программного обеспечения Perception

Простой пример ниже иллюстрирует рассмотрение мощности для несинусоидальных значений.

(3.01)

Напряжение источника должно оставаться синусоидальным. График кривой должен включать основное колебание и гармонику напряжения.

(3.02)

Общее эффективное значение тока можно рассчитать по амплитудам или действующим значениям отдельных гармонических колебаний.

(3.03)

Действующее значение ранее рассчитанного синусоидального напряжения U _{действующее значение} = û / √2 используется для обозначения полной мощности потребителя.

(3.04)

Оценка по формуле 2.03 показывает, что эффективная мощность создается только основной гармоникой тока. В этом случае гармонические колебания тока не вносят вклад в эффективную мощность.

(3,05)

Для этого особого случая полученный коэффициент мощности равен:

(3,06)

Это сразу показывает, что коэффициент мощности, возникающий в результате дополнительных гармонических колебаний тока λ, меньше, чем величина коэффициент смещения cosφ ₁ основного колебания.

Полная мощность S делится согласно формуле (3.07) на полную полную мощность S ₁ и реактивную мощность искажения D .

(3,07)

Полная полная мощность S ₁ состоит, в свою очередь, из эффективной мощности P и реактивной мощности основного колебания Q ₁ .

Поскольку эти величины мощности ортогонально связаны друг с другом, они могут быть представлены в виде прямоугольного тела, как показано на рис.3.1, чтобы выделить эти отношения.

Эти переменные мощности теперь будут рассчитываться с помощью Perception. Кривые напряжения и тока назначены следующим образом:

(3.08)

Соответствующие временные кривые показаны на рис. 3.2. В этом случае полная мощность рассчитывается как:

(3,09)

Только ток основной гармоники вносит вклад в мощность основной гармоники.

(3.10)

Расчетное значение активной мощности:

(3.11)

Полная мощность S и активная мощность P теперь могут использоваться для расчета общей реактивной мощности.

(3.12)

Основная мощность формируется только из колебаний основного тока:

(3,13)

Общая реактивная мощность Q и основная реактивная мощность Q ₁ может быть используется для расчета реактивной мощности искажения:

(3.14)

Результирующий коэффициент мощности:

(3,15)

Анализ мощности для t-теста для одного образца

Примеры

Пример 1. Компания, производящая лампочки, утверждает, что определенный тип света Срок службы лампы составляет в среднем 850 часов со стандартным отклонением 50. Потребитель группа защиты считает, что производитель переоценил срок службы свои лампочки примерно на 40 часы. Сколько лампочек нужно испытать группе защиты прав потребителей чтобы доказать свою точку зрения с разумной уверенностью?

Пример 2.Было подсчитано, что средний рост взрослых белых мужчин в США составляет 70 дюймов. Также было постулировано, что существует положительная корреляция между ростом и интеллектом. Если это правда, то средний рост белых аспирантов мужского пола в кампусе должен быть больше среднего роста взрослых белых мужчин в Америке. В основном. Вы хотите проверить эту теорию путем случайной выборки небольшой группы белые аспиранты мужского пола. Но тебе нужно знать насколько маленькой может быть группа или сколько людей вам нужно измерить так что вы все еще можете доказать свою точку зрения.

Прелюдия к анализу мощности

Для анализа мощности ниже мы сосредоточимся на примере 1, тестирующем средний срок службы лампочки. Наша первая цель — выяснить количество лампочки, которые нужно проверить. То есть определим образец размер для заданного уровня значимости и мощности. Далее мы обратим процесс и определить мощность, учитывая размер выборки и значимость уровень.

На данный момент нам известно, что производитель заявляет, что средний срок службы лампочка — 850 со стандартным отклонением 50, а защита потребителя group считает, что мануфактура завысила оценку примерно на 40 часов.Так с точки зрения гипотез, наша нулевая гипотеза H ₀ = 850 и наша альтернативная гипотеза: H _a = 810.

Уровень значимости — это вероятность ошибки типа I, т. Е. вероятность отклонения H ₀ , когда это действительно так. Мы установим это на уровне 0,05. Мощность теста против H — это вероятность что тест отклоняет H ₀ . Мы установим его на уровне 0,90.

Мы почти готовы к анализу мощности.Но давайте поговорим о стандарте отклонение немного. Интуитивно понятно, сколько лампочек нам нужно проверить зависит от изменчивости срока службы этих лампочек. Взять крайность случай, когда у всех лампочек одинаковый срок службы. Тогда нам просто нужно проверить одну лампочку, чтобы доказать нашу точку зрения. Конечно, этого никогда не будет случаться. С другой стороны, предположим, что некоторые лампочки служат 1000 часов, а некоторые только последние 500 часов. Нам нужно будет выбрать несколько лампочек, чтобы охватить все земля.Следовательно, стандартное отклонение для распределения срок службы лампочек будет играть важную роль в определении размер образца.

Анализ мощности

В R довольно просто выполнить анализ мощности для сравнивая средства. Например, мы можем использовать функцию R’s pwr.t.test для нашего расчет, как показано ниже. Сначала мы указываем два средних значения: среднее значение для нулевая гипотеза и среднее значение альтернативной гипотезы, деленное на стандартное отклонение для населения.Нам также нужно установить альфа-уровень (0,05 для наш пример), введите равный one.sample и альтернативный вариант, равный two.sided (двухсторонний).

  библиотека (pwr)

pwr.t.test (d = (850-810) /50,power=0.9,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 18,44623
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,9
    альтернатива = двухсторонний 

Результат говорит нам, что нам нужен размер выборки не менее 19 лампочки отклонить H ₀ согласно альтернативной гипотезе H _a к иметь степень 0.9.

Далее, предположим, что у нас есть образец размером 10, сколько энергии у нас есть, чтобы удерживать все остальные номера одинаковые? Мы можем использовать ту же программу sampsi для его расчета.

  pwr.t.test (d = (850-810) /50,n=10,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              п = 10
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,6162328
    альтернатива = два.односторонний 

Вы можете видеть, что степень составляет около 0,616 для размера выборки 10. Какова тогда степень для размер выборки 15?

  pwr.t.test (d = (850-810) /50,n=15,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 15
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,8213105
    альтернатива = двухсторонний 

Итак, теперь мощность около 0,82.Вы также можете сделать это снова, чтобы узнать мощность размер выборки 20. Вы, вероятно, ожидаете, что мощность будет больше.

  pwr.t.test (d = (850-810) /50,n=20,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              п = 20
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,9238988
    альтернатива = двухсторонний 

Мы также можем ожидать, что если мы укажем меньшую мощность или стандартное отклонение меньше, то размер выборки тоже должен быть меньше.Мы можем экспериментировать с различные значения мощности и стандартного отклонения, как показано ниже.

  pwr.t.test (d = (850-810) /50,power=0.8,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 14,30278
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,8
    альтернатива = двухсторонний 

Если стандартное отклонение меньше, то размер выборки также должен уменьшиться, как мы обсуждали ранее.

  pwr.t.test (d = (850-810) /30,power=0.8,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 6,581121
              d = 1,333333
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,8
    альтернатива = двухсторонний 

Обсуждение

Есть еще одно техническое предположение, предположение о нормальности. Если переменная не имеет нормального распределения, небольшой размер выборки обычно не имеет мощность, указанная в результатах, потому что эти результаты рассчитываются с использованием обычного метода, основанного на предположении нормальности.Это Возможно, даже не стоит проводить t-тест на такой небольшой выборке для начала если предположение о нормальности находится под вопросом.

Вот еще один технический момент. Что нам действительно нужно знать, так это разницу между двумя средствами, а не индивидуальные ценности. На самом деле, что действительно важно, так это разница в средствах за стандартное отклонение. Мы называем это размером эффекта. Например, мы бы Получим ту же мощность, если вычтем 800 из каждого среднего, изменив 850 на 50 и 810 на 10.

  pwr.t.test (d = (50-10) /50,power=0.9,sig.level=0.05,type= "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 18,44623
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,9
    альтернатива = двухсторонний 

Если мы стандартизируем нашу переменную, мы сможем вычислить средние значения с точки зрения изменения в стандартных отклонениях.

  pwr.t.test (d = (1-2), мощность = 0,9, сиг.level = 0,05, type = "one.sample", alternate = "two.sided") 

     Расчет мощности t-теста по одной выборке

              n = 18,44623
              d = 0,8
      sig.level = 0,05
          мощность = 0,9
    альтернатива = двухсторонний 

Обычно определить «истинную» величину эффекта — непростая задача. Мы делаем все возможное предположение, основанное на существующей литературе или пилотном исследовании.