Что означает потребляемая мощность прибора
Измерение потребляемой мощности
Любой бытовой прибор работает при помощи электроэнергии. Электричество может поступать из электросети через розетку, от батарейки или аккумулятора. При этом важной характеристикой техники становится его мощность. Как определить потребляемую мощность электроприбора и рассчитать ее?
Что это такое
Мощность — это физическая величина, которая равна скорости передачи или потребления энергии системой. Второе значение — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена.
Большая часть бытовых приборов работает от электросети
Потребляемая бытовым прибором мощность — это количество электроэнергии, которая необходимо прибору для функционирования. Если устройство статично (неподвижно, например, телефон, лампа, плита), энергия преобразуется в тепло или свет, если устройство двигается (например, двигатель), ток преобразуется в механическую энергию.
Правильное определение мощности необходимо при планировании электросети, количества разветвлений и розеток (нужны ли дополнительные розетки, можно ли запитать несколько приборов от одной), при выборе защитных автоматов, при определении затрат на электричество (сколько тока будут потреблять все приборы).
Излишек приборов, подключенных к одной розетке, может привести к пожару.
В чем измеряется потребляемая мощность
Количество потраченного тока измеряется в Ваттах (Вт) или Вольт-Амперах (ВА). Измерение в Вольт-Амперах часто встречается у зарубежных производителей, в Ваттах — у российских.
Важно! Часто указывают не Ватты (Вт) или Вольт-Амперы (ВА), а килоВатты (кВт) и килоВольт-Амперы (кВА) — тысяча Ватт и тысяча Вольт-Ампер.
Многие считают, что Вт и ВА — это равные величины, но это не так. В Ваттах измеряется активная мощность (количество потребляемой энергии, обозначается буквой «Р»), в Вольт-Амперах — полная (сумма активной и пассивной мощностей, обозначается «S»). То есть эти величины не равны, приравнивать Ватты к Вальт-Амперам нельзя.
Необходимы значения могут быть указаны прямо на технике
Для перевода необходимо воспользоваться формулой:
Р = S*коэффициент мощности.
Если коэффициент неизвестен, его принимают за 0,8 (0,8-0,95 — хорошее значение, 0,65-0,8 — удовлетворительное).
При подсчете также можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Если использовать формулу не получится, можно приблизительно приравнять: 1 кВА = 0,7 кВт.
Особенности определения мощности сети
Вообще электрическая сеть сконструирована так, чтобы для ее эксплуатации не требовались специальные знания. Достаточно соблюдать некоторые правила, главной из которых — не допустить перегрузки.
Важно! Несоблюдение правил пользования электросетью может привести к отказу в работе и даже к пожару.
Важно отметить, что технические характеристики розетки и бытового прибора различаются между собой:
Как высчитать мощность электричества? Для вычисления потребуется формула:
U — напряжение в Вольтах,
I — сила тока в Амперах.
Напряжение исправной розетки составляет 220-230 Вольт, силу тока можно измерить мультиметром.
Для определения силы тока в розетке стоит использовать мультиметр
Как узнать мощность прибора
Сделать это можно несколькими способами:
Производитель обычно указывает максимальную мощность — больше этого значения оборудование потреблять не будет. В обычном состоянии устройству требуется меньше энергии, при расчете стоит брать максимальное значение.
При самостоятельном определении получится среднее число — столько в среднем потребляет техника. Это число стоит немного увеличить, чтобы остался небольшой запас.
При определении при помощи ваттметра цифра получается крайне точной — столько тока в конкретный момент потребляет прибор. Значение также стоит немного увеличить.
Ваттметр позволяет точно определить количество электричества
Потребляемая мощность техники — это важная величина, которая показывает, сколько электроэнергии потребляется. Эта величина необходима для правильной и безопасной эксплуатации электросети: при несовпадении мощности прибора и розетки возможно короткое замыкание или пожар.
Как определить потребляемую мощность электроприбора?
Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.
Что такое потребляемая мощность?
Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.
Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение
где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.
Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.
Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.
Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети
С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.
Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.
Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.
При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:
Отсюда возникает необходимость:
Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.
Как определить?
Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.
Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.
Смотрим в техпаспорт
Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.
В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.
Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.
Закон Ома в помощь
Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:
P = U 2 /R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле
P = 48 400/R Вт.
Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.
Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.
Используем электросчетчик
При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.
При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.
Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором
После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.
Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.
При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.
Ваттметром
Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:
Прибор готов к работе немедленно после включения.
Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр
Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.
Прямое измерение тока
Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.
Замер токовыми клещами
Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.
Замер тестером
Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).
Заключение
Как видим, мощность электроприборов может быть определена различными способами. Выбор конкретного из них зависит от уровня технической подготовки пользователя и наличия у него необходимых приборов, а доступность нескольких из них вполне может привлекаться как средство контроля правильности выполнения расчетов и измерений.
Простота реализации любого из рассмотренных способов позволяет гарантировать отсутствие перегрузки силовых розеток и достаточно быстро и довольно точно определять фактический потребляемый ток в том случае, если у электрического устройства отсутствуют паспортные данные.
Как правильно рассчитать потребляемую мощность
Количество потребляемой электроэнергии приборами бытовой техники, освещения, отопления, кондиционирования и вентиляции, напрямую влияет на сумму оплаты за электричество. Любое оборудование поглощает энергию в объёме соответствующей мощности прибора. Эта важная характеристика является основой для расчёта потребления электроэнергии. Как рассчитать потребляемую мощность электроприборов и определить расход электричества — это вопросы, ответы на которые даны в этой статье.
Подключение потребителя электроэнергии:
Что такое мощность электропотребителя
Этот физический параметр отражает потребление определённого количества электричества за единицу времени. По-иному — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена. Практически на каждом электроприборе есть маркировка. Например, надпись на лампочке «60 Вт» означает, что она за 1 час истратит именно это количество энергии. А вот если на перфораторе указана характеристика — 800 Вт, то за полчаса его работы будет израсходовано 400 Вт.
Происхождение единицы измерения киловатт/час
Интенсивное изучение электричества учёными Европы началось примерно в XVII веке, тогда же были сделаны основополагающие открытия, положившие началу и развитию такой науки, как электротехника. Шотландский инженер, изобретатель-механик (1736–1819 г.г.) Джеймс Уатт ввёл в обиход первую единицу мощности — лошадиную силу.
Портрет Джеймса Уатта:
В 1782 году Британская ассоциация инженеров присвоила фамилию учёного единице измерителя мощности — Ватт. Нужно иметь в виду, что на русском языке английская буква «W» имеет двойное прочтение, как «В» или «Уа». Поэтому фамилию изобретателя читаем Уатт, а единицу измерения — Ватт. В 1889 году единица измерения получила мировое признание. Лишь в 1960 году «Ватт» официально вошёл в международную систему СИ, как измеритель мощности любого вида энергии, будь-то она тепловой, механической или электрической.
Расход электроэнергии, потреблённой за определённый промежуток времени, измеряют в Вт/ч. Чтобы сократить количество символов при обозначении мощности потребления электроприбором электроэнергии, была введена в обиход такая единица, как киловатт/час — кВт/ч (1000 Вт/ч).
Определение потребляемой мощности
Вычисление потребления электроэнергии по мощности можно осуществить несколькими способами. Они описаны далее.
Данные на шильдике
Со временем сложилась общепринятая практика — обозначать технические параметры бытовых приборов на шильдиках. Чтобы узнать потребляемую мощность, достаточно прочитать данные на табличке.
Расчёт по формуле
Зная напряжение в источнике тока (розетка бытовой сети, батарейки или аккумулятор) и ток, который потребляет прибор, нет ничего проще, как определить потребляемую мощность электроприбора. В этом случае формула расчёта будет выглядеть так:
N = VxI. Где N — мощность (Вт); V — напряжение (В); I — сила тока (А).
Например, с помощью мультиметра в режиме амперметра узнают силу тока, на которую рассчитана электропила — 8.2 ампер. Так как оборудование работает от бытовой электросети напряжением 220 вольт, то посчитать расход электроэнергии пилой будет довольно просто: 220×8.2 = 1800 Вт = 1.8 кВт.
Схема измерения силы тока мультиметром:
Измерение ваттметром
Это универсальный способ того, как рассчитать потребление электроэнергии с помощью подобного прибора. В настоящее время его довольно просто приобрести в сетевой торговле в одном из китайских интернет-магазинов.
Ваттметр — измеритель мощности различных электрических потребителей. Устройство определяет силовую характеристику прибора любого назначения, работающего от бытовой электросети. На его тыльной стороне находится вилка, которую вставляют в розетку. В передней части корпуса под дисплеем расположена своя розетка. К ней подсоединяют испытуемое оборудование.
Использование этого тестера — это один из способов, как рассчитать расход электроэнергии любого бытового электроприбора. Измеритель мощности является своеобразным мостиком, соединяющим через себя потребителя с источником тока. Им производят измерения в течение определённого времени. Потом можно рассчитать, сколько денег «тратит» холодильник или стиральная машина. В тестере есть встроенный аккумулятор, который нужен для запоминания полученных ранее показаний и расчёта денежных затрат за потреблённое электричество. Иными словами, ваттметр можно охарактеризовать как индивидуальный электросчётчик, который обслуживает один электроприбор.
Метод исключения
При таком способе в роли измерителя мощности выступает электросчётчик. Допустим, что в доме работает электрооборудование, на котором нет шильдика, документация на него давно утеряна или её не было вообще. Есть самый простой способ, как рассчитать расход электроэнергии — это метод исключения. Поступают следующим образом: в квартире или доме обесточивают все приборы, гасят освещение, на электросчётчике блочные тумблеры ставят в положение «Выкл.» кроме одного.
Снятие показаний электросчётчика:
Нужный прибор включают на возможно длительное время. Следует зафиксировать количество потреблённого электричества в течение 1 часа. Если обстоятельства не позволяют сделать это, то включение производят в течение временного промежутка, кратного 60 минутам.
Например, если оборудование проработало 10 или 20 минут, то результат соответственно умножают на 6 или 3. Если в течение часа прибор потребил 800 Вт, то это значит, что его мощность равна 0.8 кВт/ч. Если вывести среднее количество часов работы электропотребителя в месяц, то можно определить затраты, которые приносит данное оборудование. Для этого показатель умножают на стоимость 1 кВт/ч.
Калькулятор потребляемой мощности
В качестве измерителя мощности можно использовать онлайн-калькулятор. Один из его вариантов всегда можно найти в интернете. Основное предназначение сетевого сервиса поможет в том, как определить мощность всех потребителей электрического тока, находящихся в доме, квартире или офисе. Полученные результаты носят ориентировочный характер, но с их помощью можно посчитать траты электричества разными типами потребителей.
Пользуясь калькулятором, хозяева жилья могут рассчитывать будущие расходы на оплату электроэнергии. Зная слабые места в общей картине энергопотребления, можно оптимизировать режим работы основных электроприборов. Это может принести существенную экономию семейному бюджету.
Калькулятор прост в обращении. В окна интерфейса вводят соответствующие данные о приборах освещения — мощность и количество ламп разного типа, затем вносят информацию об электроприборах: холодильнике, телевизоре, стиральной машине и прочей бытовой технике, компьютере, сопутствующей оргтехнике и различных электроинструментах. После этого в окно «Стоимость 1 кВт» вводят действующий тариф на электроэнергию. Нажав курсором на кнопку «Рассчитать», получают расчётное значение энергопотребления за месяц, а также сумму к оплате за электричество.
Информативный способ
В интернете есть много информации о мощностях различных бытовых приборов. Хозяева жилья знают и могут составить перечень потребителей электроэнергии с указанием их средней мощности, взятой в сети. Также жильцы могут посчитать определённое количество рабочих часов приборов в сутки. Отсюда получают конечный результат расхода электроэнергии за месяц.
Для силовых установок (к ним относится оборудование с электромоторами) следует вводить поправочный коэффициент k = 1.2, учитывающий резкий рост пусковой мощности. В следующей таблице указан стандартный список бытовых приборов. Он может существенно отличаться от списка, в котором будет присутствовать оборудование приусадебного хозяйства — это станки, насосы, газонокосилки и многое другое.
Средняя мощность бытовых приборов:
После прочтения данной статьи становится понятно, что такое потребляемая мощность электроприборов и как её можно рассчитать. Правильность любого расчёта расходов на оплату электричества проверяется счётом местной электрокомпании. При существенном расхождении результатов, нужно пересмотреть методику подсчёта потребляемой мощности всех электроприборов. Надо знать, что все способы подсчётов не будут точными, зато они смогут подсказать, где можно сэкономить электроэнергию.
Видео по теме
Потребляемая электрическая мощность
Ранее публикуя материал о расчётах мощности потребления бытовых электрических приборов, мы размещали таблицу с указанием величин. В данной статье попробуем разобраться с другими видами мощности и как они могут влиять на выбор бытовой техники. Рассмотрим основные электроприборы бытового назначения, имеющиеся в каждом доме.
Для начала вспомним определение что такое мощность. Мощность есть физическая величина равная скорости изменения, передачи или потребления энергоприёмников. То есть, мощность равна работе, выполняемой в определённый промежуток времени к этому же временному участку.
Приобретая в дом электрическую технику мы все смотрим в технических характеристиках на заявленное производителем потребление электрической энергии, которое указывается в единицах мощности ваттах, киловаттах.
Пример технических характеристик холодильника BOSCH:
В плане потребления и экономии электрической энергии нас интересуют два параметра: класс потребления и непосредственно энергопотребление.
Под классом энергопотребления ряда бытовой техники понимают условный показатель расхода электрической энергии. Почему условный? Потому что зависящий от множества внешних и внутренних факторов. Наиболее экономичными считаются три последних принятых класса — А+++, А++, А+. Чем больше плюсов к значению «А» тем экономичнее потребитель.
Чем достигается экономичность — внедрением новых технологий при производстве оборудования и автоматизации управления.
Говоря о энергопотреблении, раз мы начали говорить о холодильниках, то им и продолжим.
Холодильники
В характеристиках, размещённых выше к двухкамерному холодильнику BOSCH указано энергопотребление 383 кВт⋅ч в год. Разделим заявленное потребление на двенадцать месяцев. Получаем – 31,9 кВт⋅ч в месяц! Очень неплохо, но, это указано минимальное значение потребления при выполнении всех надлежащих условий. Говоря по-русски это: купили, установили в тёплом проветриваемом помещении, включили по минимальному режиму охлаждения/заморозки и не месяц не открываем двери.
Поэтому не стоит обольщаться на заявленные характеристики, а учитывать нормальный режим работы холодильника рассчитывая в данном случае нормальное месячное потребление 60-70 кВт.
Параметры потребляемой мощности холодильника складываются из условий:
Компьютеры
Потребляемая мощность стационарного компьютера или ноутбука величина не постоянная. Здесь нельзя точно озвучить фиксированную сумму потребления в час, сутки, год. Всё зависит от конкретного устройства и установленного в нём оборудования: привода, винчестеры, видеокарты, вентиляторы и т.д. По сути, вся потребляемая мощность ограничивается номиналом блока питания.
Не стоит забывать, что для работы настольного компьютера необходим монитор, который также потребляет электроэнергию. Добавим в этот список выносные аудиосистемы, принтеры, сканеры, МФУ, которые не всегда, но подключаются к работе. Сложив совокупность всех мощностей получаем среднее значение потребления 250-400 Вт.
Для точного измерения в каждом отдельном случае потребляемой мощности компьютера, ноутбука, монитора и подключенных к ним периферийных устройств необходимо суммировать значения.
Телевизоры
В зависимости от модели потребляемая мощность телевизора варьируется от 50 до 300 Вт. Современные ЖК (LED) телевизоры с классом энергосбережения «А» позволяют автоматически или в ручном режиме регулировать потребление электрической энергии за счёт яркости подсветки экрана.
Таблица номинальной потребляемой мощности телевизоров:
Модели телевизоров с функцией энергосбережения стоят на порядок дороже аппаратуры с классом «С», но при покупке всё же стоит подсчитать экономическую эффективность. Одно дело если телевизор не выключается сутками и другое просмотр телепередач от случая к случаю.
Стиральные машины
Ещё одним популярным домашним бытовым устройством является стиральная машина. Немаловажным фактором является её потребляемая мощность особенно если в доме маленький ребёнок и стираться приходится по нескольку раз в день.
Производители стиралок уже давно выпускают машинки с классом энергосбережения «А», что позволяет за счёт автоматики существенно снизить затраты на электроэнергию.
В технических характеристиках к стиральной машине указывается максимальная мощность потребления что в зависимости от модели составляет 1,5 – 2,5 кВт/ч.
Данные показатели не постоянные и зависят от выбранного режима стирки, оборотов отжима, количества заложенного белья, полосканий, сушки и т.д. Здесь понятно, что при режиме быстрой стирки в 30 минут с температурой нагрева 60 градусов и выставленных оборотах отжима 800 потребление будет меньше чем запустить стиральную машинку на полный цикл с максимальными функциями.
Основными потребителями (90%) в стиральной машинке являются электрический двигатель и ТЭН. Чем выше мы выставляем температуру нагрева воды, тем больше потребляем электроэнергии. Двигатель заставляет усиленней мотать электрический счётчик при отжимах.
Как тут сэкономить? Не стираться горячей водой или отжимать вручную? Конечно нет не для того мы её приобретали. Просто нужно рационально подходить к выбору режимов стирки.
Духовые электрические шкафы
Среди прочей кухонной техники встраиваемый электрический духовой шкаф является значимым потребителем электроэнергии. Какую максимальную мощность потребляет конкретная модель электрической духовки можно найти как на самом оборудовании, так и в прилагаемой инструкции.
Фактическая потребление энергии духового шкафа зависит от количества и мощности ТЭН, внутреннего объёма, наличия гриля, СВЧ, максимальной температуры нагрева. Среднее значение бытовых электрических шкафов составляет от 2 до 4 кВт⋅ч при максимальной нагрузке. И здесь всё зависит от выбранных режимов.
Существенно позволяет сэкономить класс энергопотребления электрического духового шкафа, который варьируется от «А» до «G».
Таблица классов энергопотребления электрических духовок:
Микроволновки
Согласитесь, мало кто готовит в микроволновой печи блюда, чаще ей пользуются для разогрева или разморозки продуктов. При этом мощность микроволновки, а значит количество потребляемой электроэнергии напрямую зависит от внутреннего объёма и функциональных возможностей. Дополнительные функции СВЧ такие как гриль, модели с конвекцией в купе с магнетроном будут потреблять больше, чем простые микроволновки, наделённые двумя параметрами – время и температура.
Для приготовления блюда и разогрева требуются абсолютно разные режимы и соответственно мощность потребления будет сильно отличаться. Если на быстрый разогрев готового блюда в течении 2-3 минут потратится 100 Вт, то при готовке на полную мощность магнетрона в течении часа электроэнергии затратится 1-1,3 кВт⋅ч.
Таблица потребляемой мощности микроволновых печей:
Для того чтобы точно знать и уметь регулировать (сокращать) расходы на потребление электроэнергии бытовыми приборами, техникой и оборудованием нужно точно определять их мощность. В домашних условиях в этом поможет недорогой измеритель мощности «Энергомер» подключаемый в розетку и фиксирующий фактические показатели на любых режимах эксплуатации.