Какого сечения должны быть алюминиевые провода, если нагрузка 8 кВт?

Если выбираете сечение провода (кабеля) по мощности, то вначале нужно произвести несложные расчёты, а именно учесть суммарную мощность бытовых приборов (или оборудования) которые подключаются к этому кабелю (проводу).

Мощность бытовых приборов указывается или в паспорте изделия, или на бирке которая закреплена непосредственно на приборе.

Мощность может быть указана как в Ваттах, так и в Киловаттах.

К примеру у меня мощность стиральной машины 2,2 кВт, мощность электрочайника 2 кВт, суммируем получаем 2,2 + 2 = 4,2 кВт.

Из личного опыта могу добавить, к мощным бытовым приборам лучше проводить отдельную линию (прокладывать отдельный кабель).

Это относится к стиральным машинам автоматам, к водонагревателям (и проточным и накопительным) к электроплитам и.т.д.

Если речь о квартире (частном доме), то чаще всего для прокладки электропроводки используются медные провода, а не алюминиевые.

На освещение нужен провод 1,5 квадратов (квадратные миллиметры) на розетки 2,5 квадрата.

В Вашем случае речь идёт об алюминиевом проводе вот таблица

для ознакомления.

Провод сечением 6 квадратных миллиметров близко, но не подойдёт, так как выдерживает нагрузку до 7,9 кВт, у Вас 8 кВт.

Провод (его сечение) лучше брать с небольшим запасом, так как в будущем могут подключаться иные бытовые приборы.

То есть высчитываем суммарную мощность и плюс запас в 1-3 кВт (или чуть больше).

Значит нужен алюминиевый провод сечением 10 квадратных миллиметров (см. таблицу выше).

Такой провод (10 кв. мм) выдерживает нагрузку до 11 кВт (напряжение в сети 220 Вольт).

Обратите внимание, медный провод сечением 6 квадратов выдерживает нагрузку до 10,1 кВт, то есть Вы можете приобрести провод меньшим сечением (если сравнивать с алюминием) и подключить к нему более мощные бытовые приборы (оборудование).

А медный провод сечением 10 квадратов выдерживает нагрузку до 15,4 кВт (опять же, напряжение в сети 220 Вольт).

Единственный минус меди в сравнении с алюминием, это цена, в остальном медный провод гораздо лучше алюминиевого.

Какое сечение провода нужно для 5 кВт нагрузки.. Статьи компании «»220Alfa»»

Итак, начнем с того, что существует регламентирующий документ, по которому можно выбрать провод или кабель под нагрузку 5 кВт. Этот документ – «Правила устройства электроустановок» или сокращенно «ПУЭ». Так вот в этих правилах указано, что есть три параметра, которые ложатся в основу выбора сечения:

• материал, из которого провод изготовлен;
• напряжение в питающей сети;
• токовая нагрузка в амперах или мощность в киловаттах.

Если подобрать сечение провода по токовой нагрузке или потребляемой мощности неправильно, то он будет обязательно нагреваться, его изоляция расплавится, и появится большая вероятность короткого замыкания, нередко сопровождающегося пожарами. Поэтому не стоит экономить на электропроводке.

Правда, не стоит и переигрывать, выбирая сечение намного больше необходимого. Это в первую очередь отразится на кошельке, потому что провода с большим сечением стоят дороже. Хотя просчитывать возможное увеличение нагрузки с появлением в будущем новых бытовых приборов надо обязательно. Но делать это надо грамотно.

Критерии выбора

В ПУЭ есть таблицы, по которым можно подобрать сечение провода. Их несколько. Все дело в том, что существует большое количество самих проводов, которые используются в электрической разводке квартиры или дома. У каждого провода свои особенности и технические характеристики, к примеру, изолируемая голые жилы оболочка. Она может быть изготовлена из ПВХ, резины, с защитной оболочкой из свинца и так далее. Плюс ко всему есть два способа прокладки, от которого также зависит, какое сечение провода выбрать. Прокладка может быть открытой и закрытой.

Поэтому чтобы не рассматривать все таблицы и не искать по ним необходимый параметр кабеля, нами создана сводная таблица, где учтены все вышеперечисленные технические условия с добавлением материала, из которого провод изготавливается. Вот эта таблица:

Так как наша задача в этой статье сделать выбор сечения провода при нагрузке, равной 5 кВт, то из таблицы становится понятным, что:

• во-первых, такой нагрузки нет, значит, придется выбирать ближайшую большую, а это 5,5 кВт;
• во-вторых, подбирается напряжение: 220 или 380 вольт;
• в-третьих, способ прокладки: по воздуху или в земле;
• в-четвертых, сырьевой материал провода: медь или алюминий.

Так как 5,5 кВт для небольшого частного дома или стандартной квартиры – это нормальная нагрузка, то подводить к ним лучше провод медный. А так как чаще всего это прокладка по воздуху, то из таблицы становится понятным, что для такой подводки электроэнергии вам потребуется провод с поперечным сечением 2,5 мм². При этом он будет выдерживать токовую нагрузку, равную 25А.

Но тут есть один момент, который касается номинала вводного автомата. Необходимо отметить, что этот показатель устанавливается проектом и утверждается энергоснабжающей организацией. Так вот номинал вводного автомата при нагрузке в 5,5 кВт, то есть, в 25 ампер, должен им и соответствовать. То есть, на входе в помещение в распределительный щит монтируется автоматический выключатель 25 А.

Правила же оговаривают условие, что подводимый к дому или квартире провод должен быть по номиналу тока выше, чем у автомата. Смотрим в таблицу, в которой следующий больший показатель токовой нагрузки – это 35 ампер. Его и будем принимать за фактическую величину. Отсюда и другие характеристики электрического провода:

• сечение – 4 мм²;
• выдерживаемая мощность – 7,7 кВт.

Для таких условий установки понадобится провод ВВГнг, который будет прокладываться открытым способом.

Есть еще один показатель, который стоит учитывать при подборе сечения провода. Это так называемый условный ток отключения. Он также будет зависеть от установленного в распределительный щит автоматического выключателя. У этого прибора есть одна характеристика, ее название – время-токовая характеристика. Так вот у автомата с номиналом в 25 ампер, условный ток отключения будет составлять:

1,45х25=36,25 ампер.

В холодном состоянии автоматический выключатель при данной нагрузке отключится только через час. При повышении температуры этот параметр снижается. Так как рассматриваемый нами пример обозначил сечение провода в 4 мм², то ему соответствует длительно допустимый ток, равный 35 амперам. Сравним с этим же показателем автомата. Разница незначительная, поэтому можно все оставить, как есть. Но специалисты рекомендуют при данных условиях монтировать провод сечением 6 мм², которому соответствует длительно допустимый ток, равный 42 амперам.

Внимание! Токовая нагрузка на провода, от которых питаются бытовые приборы, работающих от сети в 220 вольт, больше, чем работающих от сети в 380 вольт.

Рассчитать токовую нагрузку можно и вручную, не прибегая к таблицам. К примеру, если рассчитывается кабель для подключения электроплиты или водонагревателя с ТЭНами мощностью 3 кВт. Для этого придется воспользоваться законом Ома, а точнее, его формулой:

I=P/U, где P – это мощность, равная 3 кВт, U – напряжение (380 В).

Подставляем в формулу наши значения и получаем: I= 3000:380=7,89 А. Округляем до 8 ампер. Теперь из той же таблицы можно выбрать провод. В некоторых случаях при расчете токовой нагрузки используются поправочные коэффициенты, но в бытовых условиях эксплуатации электроплиты и другой техники, где отсутствуют высокие пусковые нагрузки, они имеют мизерное значение, так что в данных расчетах не применяются. Рекомендуется просто увеличивать токовый показатель на небольшую величину: 3-5 ампер, которая добавляется к величине расчетной.

Из расчетов становится ясно, что для электроплиты мощностью 3 кВт, подойдет медный кабель сечением 2,5 мм². А так как для этого прибора отводится отдельная питающая линия с отдельно установленным автоматом в распределительном щите квартиры или дома, то как и при условиях, которые описаны выше, необходимо учитывать время-токовую нагрузку. Поэтому оптимальный вариант – это провод сечением 4 мм². Точно такой же расчет можно сделать с любым прибором разной мощности, или расчет на весь дом в независимости от технических условий подключения (это будет 10 кВт или 15).

Заключение по теме

Вопрос, как выбрать сечение провода для питания квартиры или частного дома, один из самых важных. Именно он решает проблему определенной экономии. Представьте себе, если расчеты выполнены неправильно. То есть, вами неправильно подобраны и закуплены несколько сот метров провода, несколько автоматом и УЗО. Это, если так можно выразиться, деньги, выброшенные на ветер. Вот почему так важно понимать, какое сечение провода необходимо в том или другом случае. И все это зависит от потребляемой мощности и токовой нагрузки, которые между собой находятся в прямой пропорциональности по закону Ома.

Сколько киловатт выдерживает провод 6 квадратов медь

Стандартная квартирная электропроводка рассчитывается на максимальный ток потребления при длительной нагрузке 25 ампер

(на такую силу тока выбирается и автоматический выключатель, который устанавливается на вводе проводов в квартиру)
выполняется медным проводом сечением 4,0 мм2, что соответствует диаметру провода 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт
.

Согласно требований п 7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм2,

что соответствует диаметру проводника 1,8 мм и силе тока нагрузки 16 А. К такой электропроводке можно подключать электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт.

Что такое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода достаточно его перерезать поперек и посмотреть на срез с торца. Площадь среза и есть сечение провода.

Чем оно больше, тем большую силу тока может передать провод.

Как видно из формулы, сечение провода легко вычислить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для вычисления сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм или микрометра с точностью до 0,01 мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка.

Тепловой расчет с использованием поправочных коэффициентов

Для нескольких линий в одном кабель-канале табличные значения максимального тока следует умножить на соответствующий коэффициент:

• 0. 68 — для числа проводников от 2-х до 5 шт.
• 0.63 — для проводников от 7 до 9 шт.
• 0.6 — для проводников от 10 до 12 шт.

Коэффициент относится именно к проводам (жилам), а не к количеству проходящих линий. При расчете количества проложенных жил не берется во внимание нулевой рабочий провод или заземляющий провод. Согласно ПУЭ и ГОСТ 16442-80 они на нагрев проводов не влияют при прохождении нормальных токов.

Суммируя вышесказанное, получается, что для корректного и точного подбора сечения проводов необходимо знать:

1. Сумму всех максимальных мощностей электроприборов.
2. Характеристики сети: количество фаз и напряжение.
3. Характеристики материала для кабеля.
4. Табличные данные и коэффициенты.

При этом мощность не является основным показателем для отдельной линии кабеля или всей внутренней системы электроснабжения. При подборе сечения обязательно следует рассчитать максимальный ток нагрузки, а после сверить его с номинальным током автомата домашней сети.

Выбор сечения медного провода электропроводки по силе тока

Величина электрического тока обозначается буквой «А

» и измеряется в Амперах. При выборе действует простое правило,
чем сечение провода больше, тем лучше, по этому округляют результат в большую сторону.

Приведенные мною данные в таблице основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее прокладки и эксплуатации. При выборе сечения провода по величине тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный. Не имеют значения также величина и частота напряжения в электропроводке, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, летательного аппарата на 115 В частотой 400 Гц, электропроводка 220 В или 380 В частотой 50 Гц, высоковольтная линия электропередачи на 10000 В.

Если неизвестен ток потребления электроприбором, но известны напряжение питания и мощность, то рассчитать ток можно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора.

Следует отметить, что на частотах более 100 Гц в проводах при протекании электрического тока начинает проявляться скин-эффект, заключающийся в том, что с увеличением частоты ток начинает «прижиматься» к внешней поверхности провода и фактическое сечение провода уменьшается. Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей выполняется по другим законам.

Кратковременные режимы работы

Максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов при режимах работы с длительностью циклов до 10 мин и рабочими периодами между ними не более 4 мин приводится к длительному режиму работы, если сечение не превышает 6 мм2. При сечении выше 6 мм2: Iдоп = In∙0,875/√Тп.в.,

где Тп.в — отношение длительности рабочего периода к продолжительности цикла.

Отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях определяется техническими характеристиками применяемых защитных автоматов. Ниже приведена схема небольшого щита управления квартиры. Питание от счетчика поступает на вводной автомат DP MCB мощностью 63 А, который защищает проводку до автоматов отдельных линий мощностью 10 А, 16 А и 20 А.

Важно! Пороги срабатывания автоматов должны быть меньше максимально допустимого тока проводки и выше нагрузочного тока. В таком случае каждая линия будет надежно защищена.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По приведенной ниже таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.

Выбор проводки для отдельных групп потребителей

После того как выбран кабель для подключения к сети и для него подобран защищающий от перегрузок и коротких замыканий автомат ввода, необходимо подобрать провода для каждой группы потребителей.

Нагрузка разделяется на осветительную и силовую. Самым мощным потребителем в доме является кухня, где устанавливаются электроплита, стиральная и посудомоечная машины, холодильник, микроволновка и другие электроприборы.

Для каждой розетки выбираются провода на 2,5 мм2. По таблице для скрытой проводки он пропустит 21 А. Схема снабжения обычно радиальная — от распределительной коробки. Поэтому к коробке должны подходить провода на 4 мм2. Если розетки соединены шлейфом, следует учитывать, что сечению 2,5 мм2 соответствует мощность 4,6 кВт. Поэтому суммарная нагрузка на них не должна ее превышать. Здесь есть один недостаток: при выходе из строя одной розетки, остальные также могут оказаться неработоспособными.

На бойлер, электроплиту, кондиционер и другие мощные нагрузки целесообразно подключать отдельный провод с автоматом. В ванную комнату также делается отдельный ввод с автоматом и УЗО.

На освещение идет провод на 1,5 мм2. Сейчас многие применяют основное и дополнительное освещение, где может потребоваться большее сечение.

Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов

Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности. Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке.

В случае если сила потребляемого тока электроприбором неизвестна, то ее можно измерять с помощью амперметра.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220 В

Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами
Бытовой электроприбор	Потребляемая мощность, кВт (кBA)	Потребляемая сила тока, А	Режим потребления тока
Лампочка накаливания	0,06 – 0,25	0,3 – 1,2	Постоянно
Электрочайник	1,0 – 2,0	5 – 9	До 5 минут
Электроплита	1,0 – 6,0	5 – 60	Зависит от режима работы
Микроволновая печь	1,5 – 2,2	7 – 10	Периодически
Электромясорубка	1,5 – 2,2	7 – 10	Зависит от режима работы
Тостер	0,5 – 1,5	2 – 7	Постоянно
Гриль	1,2 – 2,0	7 – 9	Постоянно
Кофемолка	0,5 – 1,5	2 – 8	Зависит от режима работы
Кофеварка	0,5 – 1,5	2 – 8	Постоянно
Электродуховка	1,0 – 2,0	5 – 9	Зависит от режима работы
Посудомоечная машина	1,0 – 2,0	5 – 9	Максимальный с момента включения до нагрева воды
Стиральная машина	1,2 – 2,0	6 – 9	Максимальный с момента включения до нагрева воды
Сушильная машина	2,0 – 3,0	9 – 13	Постоянно
Утюг	1,2 – 2,0	6 – 9	Периодически
Пылесос	0,8 – 2,0	4 – 9	Зависит от режима работы
Обогреватель	0,5 – 3,0	2 – 13	Зависит от режима работы
Фен для волос	0,5 – 1,5	2 – 8	Зависит от режима работы
Кондиционер	1,0 – 3,0	5 – 13	Зависит от режима работы
Стационарный компьютер	0,3 – 0,8	1 – 3	Зависит от режима работы
Электроинструмент (дрель, лобзик и т. п.)	0,5 – 2,5	2 – 13	Зависит от режима работы

Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.

Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.

Выбор сечения медного провода по мощности для сети 220 В

Выбрать сечение провода можно не только по силе тока но и по величине потребляемой мощности. Для этого нужно составить перечень всех планируемых для подключения к данному участку электропроводки электроприборов, определить, какую мощность потребляет каждый из них по отдельности. Далее сложить полученные данные и воспользоваться нижеприведенной таблицей.

Если имеется несколько электроприборов и для некоторых известен ток потребления, а для других мощность, то нужно определить из таблиц сечение провода для каждого из них, а затем полученные результаты сложить.

Выбор сечения медного провода по мощности для с бортовой сети автомобиля 12 В

Если при подключении к бортовой сети автомобиля дополнительного оборудования известна только его мощность потребления, то определить сечение дополнительной электропроводки можно с помощью ниже приведенной таблицы.

Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В

При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.

Внимание

, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность. Потребляемая электрическая мощность электродвигателем с, учетом КПД и сos φ приблизительно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной в табличке.

Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.

Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, в шильдике приведенном на фотографии, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А. Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».

Как рассчитать трехфазную проводку?

На расчет допустимого сечения кабеля влияет тип сети. Если мощность потребления одинакова, допустимые токовые нагрузки на жилы кабеля для трехфазной сети будут меньше, чем для однофазной.

Для питания трехжильного кабеля при U = 380 В применяется формула:

I = P/(√3∙U∙cos φ).

Коэффициент мощности можно найти в характеристиках электроприборов или он равен 1, если нагрузка активная. Максимально допустимый ток для медных проводов, а также алюминиевых при трехфазном напряжении указывается в таблицах.

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

Рассеивание тепла при работе кабеля

Проводник не может разогреваться от проходящего тока бесконечно долго. Одновременно он отдает тепло окружающей среде, количество которого зависит от разности температуры между ними. В определенный момент наступает равновесное состояние и температура проводника устанавливается постоянной.

Важно! При правильно подобранной проводке потери на нагрев снижаются. Следует помнить, что за нерациональный расход электроэнергии (когда провода перегреваются) также приходится платить. С одной стороны плата взимается за лишний расход по счетчику, а с другой — за замену кабеля.

Параллельное соединение проводов электропроводки

Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

Онлайн калькуляторы для вычисления сечения и диаметра провода

С помощью онлайн калькулятора, представленного ниже можно решить обратную задачу – определить по сечению диаметр проводника.

Какое сечение кабеля нужно для подключения 15 квт при вводе в квартиру?

Что зависит от диаметра сечения проводника?

Между параметрами диаметра сечения и величины тока, которую он может максимально провести через себя, стоит прямая зависимость. Об этом говорят законы физики. Поэтому, если через проводник проходит ток с показателями, превышающими граничную цифру, то кабель нагревается. Важно, что чем дольше по времени это воздействие будет происходить, тем выше будет температура нагрева. Даже при небольшой силе тока проводники могут значительно нагреваться. Чтобы соблюсти баланс между сечением проводника и его безопасностью используются специальные таблицы. Мы поможем подобрать оптимальный кабель для квартиры на 15 кВт.

Если речь идет о квартире, то вышесказанное можно изложить другими словами.

Понятие «диаметр сечения» подразумевает не только миллиметры, но и границу киловатт, которые расходуются в помещении. При этом учитывается одновременное потребление тока электроприборами. Чем этот параметр кабеля больше, тем больше техники можно включать одновременно без опасений. Сечение кабеля может выдержать и мощность, выходящую за предельную норму его диаметра. Но при таком длительном воздействии на проводник происходит его нагревание, плавится изоляция, может произойти перегорание и даже пожар.

Отнеситесь к выбору диаметра сечения серьезно. Ведь это не только удобство пользования электроприборами, но и гарантия вашей безопасности.

Давайте разберемся, какой проводник нужно использовать для квартирной электросети на 15 кВт при напряжении в 380 и 220 В.

Какие бывают проводники для сети на 15 кВт

В первую очередь, важно знать трехфазный или однофазный кабель стоит использовать для ввода в квартиру. Трехфазный проводник обеспечивает уменьшение нагрузки на номинал вводного автомата и электросеть. Но здесь есть свои минусы – размеры распределительного щитка. Он будет более громоздким, так как автоматы займут 3 или 4 модуля, да и сам их размер больше.

Трехфазная сеть подразумевает напряжение в 380 В. Для обеспечения защиты от короткого замыкания в обязательном порядке следует устанавливать трехполосный автомат. В основном трехфазный проводник используется для квартир с электроплитами, системами отопления, работающими на электропитании, и другими устройствами, которые потребляют достаточно много тока.

Однофазная сеть несет напряжение в 220 В. Этого вполне достаточно для работы стандартных электроприборов (чайник, микроволновка, компьютер, стиральная машина и т.п.).

Кабель различают и по материалу сердцевины. По этому параметру он бывает:

• медный;
• алюминиевый.

Алюминиевые провода дешевле и легче, но их сопротивление больше по сравнению с медными кабелями. В современных домах алюминиевые кабели почти не используются.

Расчёт диаметра сечения кабеля

Для начала нужно выяснить, сколько электроприборов будет работать в квартире, и суммировать их мощность. Одновременное их включение маловероятно. Поэтому для вычисления потребляемой мощности в конкретной квартире берут всего 75% от общей суммы. Полученная цифра учитывается при подборе диаметра сечения проводника.

При подсчете важно учесть также способ монтажа проводки в квартире. Она может быть открытой и скрытой. В зависимости от этого одинаковое сечение кабеля дает разные показания длительно-допустимых токов.

Рассмотрим, какое сечение кабеля следует использовать при разных фазах:

1. При открытом способе монтажа электросети с напряжением в 380 В и мощностью в 15 кВт разумно использовать медный проводник с сечением не менее 4 кв. мм. Важно, чтобы он выдерживал ток от 41 А. Если речь идет об алюминиевом кабеле, то он выдерживает силу тока от 60 А при сечении 10 кв. мм.
2. Если провода монтируются закрытым способом, то они подвержены быстрому нагреванию. Поэтому и показатели сечения должны быть большими. Рационально использовать алюминиевый проводник с диаметром не менее 16 кв. мм, а медный – от 10 кв. мм.
3. Для однофазной сети в 220 В и мощностью 15 кВт используют медный кабель с сечением не менее 10 кв. мм. Он способен пропустить ток 70-80 А. Алюминиевый провод должен быть с показателями сечения от 36 кв. мм, а сила пропускаемого тока будет составлять до 75А.

Можно ли проводить кабель с завышенным показателем сечения, зачем это необходимо? Можно. Это даст в будущем возможность устанавливать дополнительные электроприборы в квартире без риска. Но слишком превышать этот показатель тоже не стоит, так как вводный кабель может быть мощнее электропроводки в квартире, что небезопасно в эксплуатации.

на кухню, в зал, гостиную, детскую

Сечение проводника по мощности и току для электропроводки в квартире

Электромонтажные работы – сложное и ответственное мероприятие. Если Вашей квалификации достаточно, чтобы сделать электропроводку в квартире своими руками, пригодятся полезные советы. Если — нет, то воспользуйтесь услугами специалистов по электромонтажным работам
. Итак, поговорим о выборе сечения проводов по току и мощности в деталях.

Расчет длины и максимальной нагрузки электропроводки

Правильный расчет сечения проводов по мощности и току – важное условие бесперебойной и безаварийной работы электросистемы. Сначала рассчитывают общую длину электропроводки
. Первый способ — измерить расстояния между щитками, выключателями и розетками на электромонтажной схеме, умножая число на масштаб. Второй способ – определить длину по месту, где запроектирована электропроводка. Она включает в себя все провода, установочные и монтажные кабели вместе с креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями. Каждый отрезок необходимо удлинить минимум на 1 см, с учетом соединений проводов.

Дальше рассчитывается общая нагрузка потребляемой электроэнергии. Это сумма номинальных мощностей всех электроприборов, которые будут работать в доме (*см. таблицу в конце статьи). Например, если на кухне в одно время включены электрочайник, электроплита, микроволновка, светильники, посудомоечная машина, суммируем мощности всех приборов и умножаем на 0,75 (коээфициент одновременности). Расчет нагрузки должен всегда иметь запас надежности и прочности. Запоминаем эту цифру для определения сечения жил проводов.

Самостоятельно определить потребляемый ток любого электроприбора поможет простая формула. Разделите потребляемую мощность (см. инструкцию к прибору) на напряжение в сети (220 В). К примеру, по паспорту мощность стиральной машины 2000 Вт; 2000/220 = максимальный ток во время работы не превысит 9,1А.

Другой вариант – воспользоваться рекомендациями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), по которым стандартная квартирная электропроводка при длительной нагрузке 25А рассчитывается на максимальный ток потребления, выполняется медным проводом сечением 5мм 2 . По ПУЭ сечение жилы должно быть не менее 2,5мм 2 , что соответствует диаметру проводника 1,8 мм.

На такой ток устанавливается и защитный автомат
на вводе проводов в квартиру для предотвращения аварий. В жилых зданиях используется однофазный ток напряжением 220 В. Подсчитанную общую нагрузку делим на величину напряжения (220 В) и получаем ток, который будет проходить через вводный кабель и автомат. Покупать автомат нужно с точными или близкими параметрами, с запасом по нагрузке тока.

Выбор кабеля для электропроводки в квартире

Наконец-то Вы приняли решение сделать ремонт в своём жилье и, конечно же, Вам придется поменять старую алюминиевую проводку медной, новой, которая будет более надежная. Первым делом Вас должен волновать нюанс относительно сечения кабеля для розеток. Ведь провода должны быть такими прочными, чтобы могли выдержать электротехнику в Вашем доме. А ведь на сегодняшний день электрооборудования в домах достаточно много практически у всех людей, к тому же, каждый из таких приборов потребляет немало электричества. Определитесь, сколько розеток Вам понадобится, чтобы все приборы было комфортно подключать.

Если выбирать материал, из которого изготовлен кабель, то можно выбрать и алюминиевый. Но из меди гораздо прочнее и надежнее, да и стоит он намного дороже.

После того, как Вы разберетесь в вопросах, о которых сказано выше, можете говорить и думать о проводах, их сечениях. Провод из меди, в котором цельный многожильный сердечник, подойдет лучше всего в таком случае, главное, чтобы у него была хорошая виниловая изоляция, что-то вроде ВВГ. Одно точно хорошо, что сегодня на рынке предлагается большое разнообразие таких товаров, поэтому Вам не придется даже тратить много времени ни их поиски. В большинстве случаев, чтобы подключить внутренние розетки, подойдет провод с диаметром сечения 2,5 мм. Если розетки в Вашем доме устанавливаются с заземлением, провода должны быть трехжильными, с точно таким сечением. Для замены проводов, освещающих комнату, диаметр их может быть 1,5 мм кв. Этого Вам вполне хватит.

Какой кабель для квартиры выбрать? Как и где его проложить

Розетки потребляют большее количество электроэнергии (ведь к ним мы подключаем достаточно мощные электроприборы), из-за чего они нагреваются. В связи с этим провода к ним и к комнатному освещению – от разделительной электрокоробки должны прокладываться отдельно.

Если говорить о стационарных электроприборах, у которых достаточно большая мощность, необходимо выбирать сечение кабеля как можно больше и отдельно. Что это за приборы? Речь идет о стиральной машинке, электроплите, микроволновке и т. п. Сечение провода под такие приборы должно быть 4- мм кв. Когда Вы определились с сечением и типом кабеля, перед приобретением внимательно замерьте необходимый метраж для Вашей квартиры. Да, провода в случае небольшой нехватки можно стыковать, но это крайне не желательно. Поэтому лучше пусть будет немного больше, чем не будет хватать.

Дальше можно перейти к вопросу отсечных автоматов и распределительных коробок (они необходимы по одной на каждое помещение жилья, при этом правильно проводить провода от автомата отсчёта – к каждой распределительной коробке).

Для подсчета общей мощности, которую нужно подключить к распределительной коробке, нужно сосчитать все электроприборы, из каждой комнаты Вашего дома, планируемые подключаться к электросети. Тогда Вам будет ясно также и то, какое сечение провода требуется покупать. Такой провод Вам необходимо будет проложить в распределительную коробку от распределительного щитка. Если в сумме, мощность электроприборов составляет максимум 3 кВт, Вам с головой хватит провода с сечением 2.5 мм кв. А вот если говорить о кухне, где, как правило, мы используем достаточно мощные электроприборы, провод, прокладываемый от щитка к розетке должен быть с сечением 6 кв. мм.

На самом деле, чтобы производить подобные виды работ, необходим хотя бы минимальный опыт, ведь далеко не каждому под силу подобное занятие! Поэтому, если Вам даже сложно понять какой кабель для квартиры выбрать, не говоря уже о проведении всех работ, наймите профессионального специалиста. Вы, таким образом, предостережете себя от лишних и ненужных хлопот и забот, а еще чего хуже, от серьезных неприятностей.

Таблицы расчета сечения кабеля (по мощности)

Сечение токопро водящей жилы, кв. мм	Алюминивые жилы, проводов и кабелей
	Напряжение, 220 В		Напряжение, 380 В
	ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44	170	112,2
120	230	50,6	200	132

Правильный выбор кабеля или провода для электрической проводки в частном доме или квартире – основа безопасной эксплуатации электрических внутренних сетей. В основе же выборе лежит сечение кабеля, которое можно самостоятельно рассчитать.

Итак, начнем с того, что существует регламентирующий документ, по которому можно выбрать провод или кабель под нагрузку 5 кВт. Этот документ – «Правила устройства электроустановок» или сокращенно «ПУЭ». Так вот в этих правилах указано, что есть три параметра, которые ложатся в основу выбора сечения:

• материал, из которого провод изготовлен;
  
• напряжение в питающей сети;
  
• токовая нагрузка в амперах или мощность в киловаттах.
  

Если подобрать сечение провода по токовой нагрузке или потребляемой мощности неправильно, то он будет обязательно нагреваться, его изоляция расплавится, и появится большая вероятность короткого замыкания, нередко сопровождающегося пожарами. Поэтому не стоит экономить на электропроводке.

Правда, не стоит и переигрывать, выбирая сечение намного больше необходимого. Это в первую очередь отразится на кошельке, потому что провода с большим сечением стоят дороже. Хотя просчитывать возможное увеличение нагрузки с появлением в будущем новых бытовых приборов надо обязательно. Но делать это надо грамотно.

Критерии выбора

В ПУЭ есть таблицы, по которым можно подобрать сечение провода. Их несколько. Все дело в том, что существует большое количество самих проводов, которые используются в электрической разводке квартиры или дома. У каждого провода свои особенности и технические характеристики, к примеру, изолируемая голые жилы оболочка. Она может быть изготовлена из ПВХ, резины, с защитной оболочкой из свинца и так далее. Плюс ко всему есть два способа прокладки, от которого также зависит, какое сечение провода выбрать. Прокладка может быть открытой и закрытой.

Поэтому чтобы не рассматривать все таблицы и не искать по ним необходимый параметр кабеля, нами создана сводная таблица, где учтены все вышеперечисленные технические условия с добавлением материала, из которого провод изготавливается. Вот эта таблица:

Так как наша задача в этой статье сделать выбор сечения провода при нагрузке, равной 5 кВт, то из таблицы становится понятным, что:

• во-первых, такой нагрузки нет, значит, придется выбирать ближайшую большую, а это 5,5 кВт;
  
• во-вторых, подбирается напряжение: 220 или 380 вольт;
  
• в-третьих, способ прокладки: по воздуху или в земле;
  
• в-четвертых, сырьевой материал провода: медь или алюминий.
  

Так как 5,5 кВт для небольшого частного дома или стандартной квартиры – это нормальная нагрузка, то подводить к ним лучше провод медный. А так как чаще всего это прокладка по воздуху, то из таблицы становится понятным, что для такой подводки электроэнергии вам потребуется провод с поперечным сечением 2,5 мм². При этом он будет выдерживать токовую нагрузку, равную 25А.

Но тут есть один момент, который касается номинала вводного автомата. Необходимо отметить, что этот показатель устанавливается проектом и утверждается энергоснабжающей организацией. Так вот номинал вводного автомата при нагрузке в 5,5 кВт, то есть, в 25 ампер, должен им и соответствовать. То есть, на входе в помещение в распределительный щит монтируется автоматический выключатель 25 А.

Правила же оговаривают условие, что подводимый к дому или квартире провод должен быть по номиналу тока выше, чем у автомата. Смотрим в таблицу, в которой следующий больший показатель токовой нагрузки – это 35 ампер. Его и будем принимать за фактическую величину. Отсюда и другие характеристики электрического провода:

• сечение – 4 мм²;
  
• выдерживаемая мощность – 7,7 кВт.
  

Для таких условий установки понадобится провод ВВГнг, который будет прокладываться открытым способом.

Есть еще один показатель, который стоит учитывать при подборе сечения провода. Это так называемый условный ток отключения. Он также будет зависеть от установленного в распределительный щит автоматического выключателя. У этого прибора есть одна характеристика, ее название – время-токовая характеристика. Так вот у автомата с номиналом в 25 ампер, условный ток отключения будет составлять:

1,45х25=36,25 ампер.

В холодном состоянии автоматический выключатель при данной нагрузке отключится только через час. При повышении температуры этот параметр снижается. Так как рассматриваемый нами пример обозначил сечение провода в 4 мм², то ему соответствует длительно допустимый ток, равный 35 амперам. Сравним с этим же показателем автомата. Разница незначительная, поэтому можно все оставить, как есть. Но специалисты рекомендуют при данных условиях монтировать провод сечением 6 мм², которому соответствует длительно допустимый ток, равный 42 амперам.

Внимание! Токовая нагрузка на провода, от которых питаются бытовые приборы, работающих от сети в 220 вольт, больше, чем работающих от сети в 380 вольт.

Рассчитать токовую нагрузку можно и вручную, не прибегая к таблицам. К примеру, если рассчитывается кабель для подключения электроплиты или водонагревателя с ТЭНами мощностью 3 кВт. Для этого придется воспользоваться законом Ома, а точнее, его формулой:

I=P/U, где P – это мощность, равная 3 кВт, U – напряжение (380 В).

Подставляем в формулу наши значения и получаем: I= 3000:380=7,89 А. Округляем до 8 ампер. Теперь из той же таблицы можно выбрать провод. В некоторых случаях при расчете токовой нагрузки используются поправочные коэффициенты, но в бытовых условиях эксплуатации электроплиты и другой техники, где отсутствуют высокие пусковые нагрузки, они имеют мизерное значение, так что в данных расчетах не применяются. Рекомендуется просто увеличивать токовый показатель на небольшую величину: 3-5 ампер, которая добавляется к величине расчетной.

Из расчетов становится ясно, что для электроплиты мощностью 3 кВт, подойдет медный кабель сечением 2,5 мм². А так как для этого прибора отводится отдельная питающая линия с отдельно установленным автоматом в распределительном щите квартиры или дома, то как и при условиях, которые описаны выше, необходимо учитывать время-токовую нагрузку. Поэтому оптимальный вариант – это провод сечением 4 мм². Точно такой же расчет можно сделать с любым прибором разной мощности, или расчет на весь дом в независимости от технических условий подключения (это будет 10 кВт или 15).

Заключение по теме

Вопрос, как выбрать сечение провода для питания квартиры или частного дома, один из самых важных. Именно он решает проблему определенной экономии. Представьте себе, если расчеты выполнены неправильно. То есть, вами неправильно подобраны и закуплены несколько сот метров провода, несколько автоматом и УЗО. Это, если так можно выразиться, деньги, выброшенные на ветер. Вот почему так важно понимать, какое сечение провода необходимо в том или другом случае. И все это зависит от потребляемой мощности и токовой нагрузки, которые между собой находятся в прямой пропорциональности по закону Ома.

На сегодняшний день существует широкий ассортимент кабельной продукции, с поперечным сечением жил от 0,35 мм.кв. и выше.

Если неправильно выбрать сечение кабеля для бытовой проводки, то результат может иметь два итога:

1. Чересчур толстая жила «ударит» по Вашему бюджету, т.к. ее погонный метр будет стоить дороже.
2. При неподходящем диаметре проводника (меньшем, чем необходимо), жилы начнут нагреваться и плавить изоляцию, что вскоре приведет к и короткому замыканию.

Как Вы понимаете, и тот и другой итог неутешительный, поэтому перед и квартире необходимо правильно рассчитать сечение кабеля в зависимости от мощности, силы тока и длины линии. Сейчас мы подробно рассмотрим каждую из методик.

Расчет по мощности электроприборов

Для каждого кабеля есть определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми приборами, будет превышать допустимую величину для токопроводящей жилы, то в скором времени аварии не избежать.

Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо на лист бумаги выписать характеристики каждого прибора отдельно (плиты, телевизора, светильников, пылесоса и т.д.). После этого все значения суммируются, и готовое число используется для выбора кабеля с жилами с оптимальной площадью поперечного сечения.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого прибора, кВт

Обращаем Ваше внимание на то, что получившееся число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент обозначает, что из всех электроприборов одновременно работать будет только 80%. Такой расчет более логичный, потому что, к примеру, пылесосом либо феном Вы точно не будете пользоваться в течение длительного времени без перерыва.

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Это приведенные и упрощенные таблицы, более точные значения вы можете найти в п.1.3.10-1.3.11.

Как вы видите, для каждого определенного вида кабеля табличные значения имеют свои данные. Все что Вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

Чтобы Вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Нас устраивает цифра «10,1» при однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5», если сеть трехфазная.

Это значит, что нужно выбрать такое сечение жил кабеля, который будет питать все расчётные приборы – в квартире, комнате или каком-либо другом помещении. То есть такой расчёт нужно проводить для каждой розеточной группы, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он запитан напрямую от щитка. В примере выше, мы привели расчет площади поперечного сечения жил вводного кабеля на весь дом или квартиру.

Итого, выбор сечения останавливаем на 6-миллиметровом проводнике при однофазной сети либо 1,5-миллиметровом при трехфазной сети. Как вы видите, все довольно просто и даже электрик-новичок справится с таким заданием самостоятельно!

Расчет по токовой нагрузке

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому лучше всего пользоваться им. Суть аналогична, но только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку. Для начала по формулам считаем силу тока по каждому из приборов.

Если в доме однофазная сеть, для расчета необходимо воспользоваться следующей формулой:
Для трехфазной сети формула будет иметь вид:
Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Более подробно о формулах, связанных с вычислением мощности, можно прочитать в статье: .

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При допустимые токовые нагрузки и мощность будут значительно большими, чем при .

Повторимся, любой расчет сечения проводится для конкретного прибора или их группы.

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности:

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

• Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
• Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

• Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

U потерь =I нагрузки *R провода

ПОТЕРИ=(U потерь /U ном)*100%

• Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

U потерь =16*0,5=8 Вольт

ПОТЕРИ=(8/220)*100%=0,03636*100%=3,6%

Таблица удельных сопротивлений:

Сечение токоведущей части любого выпускаемого вида кабельной продукции является одним из самых важных его характеристик. При этом, если изоляционные свойства кабеля относятся больше к месту прокладки, типу монтажа и рабочему напряжению, то сечение — это величина, от которой напрямую зависит величина нагрузки на эту сеть, то есть мощность подключаемого оборудования. Этот параметр учитываться должен при организации и проектировании абсолютно любого типа проводки, будь то промышленные объекты или же частные жилые помещения. Для всех видов электрооборудования предусмотрены стандартные сечения проводов и кабелей. Оно измеряется в мм 2 и высчитывается по диаметру токоведущей жилы, так же как и площадь окружности.

Стандартный ряд сечений

Существует стандартный ряд сечений жил, выпускаемый заводами изготовителями кабельной продукции: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000; 1200; 1600 кв. мм. При этом максимальное сечение токопроводящей жилы может достигать 6000 мм.кв. (кабель КСВДСП-6000).

Важно отметить, что минимальная величина для алюминиевого кабеля составляет 2,5 мм 2 . Это связано с низкой прочностью данного металла, так как количество изгибов до момента преломления у него значительно меньше чем у меди, то есть он легко может сломаться в местах присоединения, во время монтажа.

Полезно знать

Для частных домов и квартир, где применяется линейное напряжение 0,4 кВ и соответственно фазное 220 В чаще всего применяется провод сечением от самого минимального значения: 2,5 — алюминий и 1,5 мм.кв. медь. В основном такие стандартные токоведущие жилы подходят для цепей освещения.

Все остальные сечения и соответственно их диаметры зависят от мощности и, естественно, тока в цепях бытового электрооборудования. Для определения сечения, необходимого для монтажа электропроводки ниже приведена таблица. По ней, зная суммарную мощность электрических приборов, подключаемых к данной сети, с легкостью можно найти нужный размер жил.

При этом рекомендуется все же выбирать сечение немного с запасом, то есть ближайшее большее стандартное значение. Например, напряжение в сети однофазное 220 Вольт и у владельца помещения есть необходимость запитать приборы мощностью, допустим, 7 кВт. Согласно таблице нет такой мощности, а есть 5,9 и 8,3 кВт. Для медной проводки понадобится кабель с сечением жилы 4 мм 2 . Если бюджет ограничен и стоит задача выполнить проводку из алюминия, то ближайший больший указный в таблице параметр будет 7,9 кВт, что соответствует жиле 6 мм 2 .

Также можно комбинировать провода разного сечения, например от вводного автомата до распределительной коробки больше, а потом когда происходит разводка по группам электропотребителей или же по светильникам, то можно проложить провод меньшего размера. Главное, нужно помнить о правилах , в случае появившейся такой необходимости.

На производстве мощности электрооборудования значительно выше чем в быту, да и напряжение в высоковольтных сетях это 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ и т.д. Именно поэтому здесь стандартные сечения проводов и кабелей разнообразнее. Эта величина высчитывается с большим запасом, так как основные самые мощные приёмники электроэнергии — это электродвигатели, а они во время запуска могут усиливать ток в питающих их силовых цепях в 5–7 раз выше номинального.

Однако, для питания осветительной аппаратуры и цепей вторичной коммутации, осуществляемых контрольными кабелями, широко применяются всё те же провода 1,5–2,5 мм 2 и их вполне хватает.

Для силовых цепей 6 кВ часто применяется алюминиевая кабельная продукция от 120 мм 2 . Если такого сечения кабеля не хватает, то пускают две линии, подключенные параллельно друг другу, тем самым разделяя нагрузку на каждый из них. В быту такие приёмы нецелесообразны. Встречается для особо мощного оборудования монтаж цепей с четырьмя или даже шестью, параллельно подключенными проводниками.

Бывают случаи, когда и для низковольтных цепей необходимы кабели с довольно большим сечением жил, как, например, в случае организации сварочных работ.

Выбор сечения провода очень важен и индивидуален, поэтому на производстве этим занимаются целые проектировочные бюро или же отдельные компании, в состав которых входят опытные инженеры проектировщики.

Поделитесь статьей с друзьями:

Похожие статьи

Как подключить и установить однофазный счетчик энергии кВтч?

Как подключить однофазный счетчик электроэнергии кВтч? (3-фазный, 4-проводной счетчик электроэнергии)

(От подачи к ГРЩ)

Ниже приведены схемы подключения для установки однофазного ( 3-фазного, 4-проводного )) счетчика кВтч ( цифрового или аналогового счетчика энергии ) от источника питания до главного распределительного щита в доме.

Красный провод указывает на то, что он находится под напряжением, или линию, или фазу, а черный указывает на нейтральный провод.

На приведенном ниже рисунке очень просто показана описанная выше идея.

Установка однофазного счетчика электроэнергии (3-фазный, 4-проводной счетчик электроэнергии)

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Как подключить однофазный счетчик электроэнергии? – (3-фазная, 4-проводная установка счетчика энергии)

Вот еще один живой пример счетчика энергии, который был установлен на главном полюсе источника питания.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

На приведенных выше графиках и диаграммах

P _IN = Входящая фаза или ток от источника питания

P _OUT = Исходящая фаза или напряжение на главный распределительный щит дома.

N _IN = входящая нейтраль от источника напряжения питания.

N _UOT = Выход Нейтраль на главный распределительный щит дома.

Предупреждение : В этом примере показано наиболее часто используемое в мире расположение, но в некоторых областях также есть варианты. Настройка может отличаться для других типов счетчиков кВт/ч или энергии в разных местах по всему миру. Для безопасности. Пожалуйста, свяжитесь с поставщиком и поставщиком услуг, чтобы подтвердить тип подключения перед установкой.

Вам также может быть интересно прочитать в

Универсальный однофазный счетчик электроэнергии, 2-х или 3-х проводной, от 120 В до 120/240 В, 100 А, 60 Гц — Tools Products

Компактный и очень простой в установке.Простой монтаж на DIN-рейку. Провода проходят через трубки диаметром 13,7 мм (0,5 дюйма) в корпусе расходомера. Подходит для проводов 22 AWG – 1 AWG. Есть два винта, которые протыкают изоляцию проводов, проходящих через счетчик. Счетчик поставляется с двумя наборами втулок для проводов среднего и малого диаметра, которые удерживают провода по центру, чтобы прокалывающие винты не мешали зацеплению проводника. Перевернутая каплевидная форма трубок также служит для удержания проводов по центру.

Однофазный 120/240 В, 3-проводной (2 плюса, 1 нейтраль): в этой конфигурации оба провода проходят через корпус счетчика.Прокалывающие винты используются для прокалывания изоляции проводов, чтобы обеспечить измеритель эталонным напряжением для каждой линии. На измерителе также имеется порт для нейтрального эталона. Счетчик будет работать без этого соединения (с точностью ~1 %), но с точностью 0,5 % с нейтральным соединением.

Одна фаза 120 В или 208–240 В, 2 провода (2 контакта): Как описано выше, счетчик предназначен для измерения однофазных электрических систем, в которых отсутствует нейтраль. Оба горячих провода проходят через корпус счетчика, а прокалывающие винты используются для прокалывания изоляции проводов, чтобы обеспечить эталонное напряжение для счетчика.

Одна фаза 120 В или 208–240 В, 2 провода (1 горячий, 1 нейтральный): в этом случае линия 1 проходит через трубу с маркировкой L1. Прокалывающий винт используется для прокалывания изоляции провода для L1, чтобы обеспечить опорное напряжение для счетчика. Эталон нейтрали может проходить либо через трубку с маркировкой L2, либо он может быть подключен к порту с маркировкой N. Если нейтраль проходит через трубку L2, то прокалывающий винт используется для прокалывания изоляции провода, чтобы обеспечить эталон нейтрали для счетчика. .

Полностью полупроводниковый счетчик электроэнергии с 800 импульсами на импульс на кВтч.

Точность 0,5–1 % зависит от настройки (см. выше), показания ЖК-дисплея в сотых долях кВтч, до 99999,99 кВтч. Нет коэффициента преобразования или множителя.

Ставки | Коммунальные услуги Ливана

A. Следующие ставки установлены в Постановлении № 04-10 с поправками 2005 г.:

РАЗДЕЛ 1.

1. Запрещается подключение к городским канализационным системам до тех пор, пока не будет получено разрешение и не произведены городским платежам сборы за доступность и сборы за подключение/проверку или, если применимо, платежи не были организованы в соответствии с разделом 2 (b). ) Указа.
   1. «Плата за доступность» — это плата, взимаемая с пользователя за новое подключение или дополнительный сброс сточных вод из существующего подключения к городской канализационной системе, и взимается как пропорциональная стоимость строительства всех перехватывающих канализационных линий и приспособлений для обслуживания. является собственностью подключающегося пользователя и взимается в обмен на то, что город предоставляет такому пользователю городскую систему очистки сточных вод, состоящую из всех сооружений и операций, необходимых для очистки сточных вод такого пользователя.Размер Платы за доступность составляет:

Эквивалентная жилая единица (EDU) определяется как среднее использование 9 300 галлонов сточных вод в месяц в течение одного календарного года. Определения EDU для сбросов сточных вод, кроме жилых домов на одну семью, должны определяться в соответствии с 327

.

МАК Статья 3.

Если плата за проект или плата за соглашение о возмещении были установлены до даты принятия настоящего Постановления, то применяется плата за проект или плата за соглашение о возмещении. Стоимость транспортных систем, построенных после даты принятия настоящего Постановления кем-либо, кроме города, по письменному соглашению с городом, может быть зачтена в счет платы за доступность. Решение о предоставлении такого кредита и сумма кредита принимаются исключительно по усмотрению города.

2. «Плата за подключение/проверку» — это плата, взимаемая с пользователя за новое или дополнительное подключение к городской канализационной системе и взимаемая как часть пропорциональной стоимости строительства всех местных и/или боковых канализационных линий, соответствующих требованиям. в пользу имущества присоединяющегося пользователя и на стоимость осмотра указанного присоединения к канализационным сооружениям. Плата за подключение/проверку составляет:

3. «Плата за осмотр при ремонте» — это плата, взимаемая с пользователя за осмотр необходимого ремонта или замены существующей боковой канализационной линии. Плата за ремонтную инспекцию составляет:

2. Плата за доступность и Плата за подключение/проверку производится в следующие сроки:
   1. Для новых строительных соединений или дополнительного сброса сточных вод из существующих канализационных соединений, требующих утверждения площадки или плана, Плата за доступность должна быть уплачена в полном объеме во время подписания записи или утверждения детального плана, или условного разрешения на использование. Вся Плата за подключение/осмотр должна быть оплачена за выдачу разрешения на строительство;
   2. Для всех существующих канализационных подключений с дополнительным использованием сточных вод, не требующих утверждения площадки или плана, Плата за доступность и Плата за подключение / проверку должны быть уплачены в полном объеме до дополнительного сброса в городскую канализационную систему;

Раздел 2.

Раздел 3.

За использование и услуги, оказываемые канализационными сооружениями, ставки и сборы взимаются с владельцев каждого участка, участка недвижимости или здания, которые связаны с городской канализационной системой или иным образом сбрасываются как сточные воды, промышленные отходы, воду или другие жидкости, прямо или косвенно, в канализационную систему города Ливана. Такие ставки и сборы включали эксплуатацию и техническое обслуживание, сборы с пользователей, сборы за обслуживание долга, которые подлежат уплате, как указано ниже, и должны быть в размере, определяемом следующим образом:

1. Тарифы и сборы за сточные воды должны основываться на качестве воды, используемой на или в собственности или помещениях, на которые распространяются такие тарифы и сборы, которые измеряются используемым водомером, плюс базовая плата, основанная на размер установленного счетчика воды, если иное не предусмотрено настоящими Правилами. Счетчики воды должны сниматься ежемесячно, и пользователям ежемесячно выставляются счета. График водопользования, по которому размер указанных тарифов и сборов определяется путем сложения базовой платы за месяц и расхода на очистку за месяц, составляет:

Скорость потока обработки (в дополнение к базовому тарифу)

2. Для пользователей канализационных сооружений, которые не используют водомеры или у которых нет точных показаний счетчиков, ежемесячная плата должна рассчитываться и определяться средствами и методами, приемлемыми для города.С нежилых «жилых единиц на одну семью», не оборудованных счетчиками, взимается плата по ставке, определяемой городскими властями на индивидуальной основе путем применения вышеуказанных тарифов с учетом расчетного использования и размера счетчика.
3. В тех случаях, когда счетчик воды используется для противопожарной защиты, а также для других целей, город может по своему усмотрению вносить коррективы в минимальную плату и плату за использование, которые могут быть справедливыми.
4. За услуги, оказываемые городу Ливана, указанный город должен платить те же тарифы и сборы, которые указаны выше, или сборы и тарифы, установленные в соответствии с ними.
5. Для возмещения затрат на мониторинг промышленных отходов город взимает с пользователя фактические расходы на анализ, понесенные городом.
6. В случае, если два и более жилых участка, участки недвижимости или здания, сбрасывающие санитарно-технические стоки, воду или другие жидкости прямо или косвенно в городскую канализационную систему, являются пользователями воды, и качество воды измеряется одним метр, то в таком случае для целей расчета базовая месячная плата за сточные воды умножается на количество жилых участков, участков недвижимости или зданий, обслуживаемых по единому водомеру, и прибавляется к плате за очистку. определяется расходом на очистку применительно к месячному учетному расходу.
7. Плата за пользование, сборы и плата за обслуживание долга, указанные в структуре тарифов, изложенной выше, должны быть изменены, по мере необходимости, Общим Советом.

Выдающийся 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии Компания Luring предлагает сертифицированные продукты

Оптимизируйте свою жизнь, наслаждаясь повышенной эффективностью с помощью ведущего 3-фазного 4-проводного счетчика электроэнергии , доступного на Alibaba.com. 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии поставляется с привлекательными скидками, а их звездные характеристики делают их лучшими вариантами.Изготовленный из прочных и надежных материалов, 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии модели отличается высокой надежностью и долгим сроком службы. Передовые инновации делают их очень точными для максимальной производительности.

Эти 3-фазные 4-проводные счетчики электроэнергии поставляются в обширной коллекции, которая включает в себя различные типы и модели. Разнообразие в этом выборе гарантирует, что независимо от ваших потребностей в измерении энергии, у вас никогда не будет недостатка в идеальном 3-фазном 4-проводном счетчике электроэнергии для вас. Покупатели найдут 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии , который подходит для домашнего использования, офисного использования, учреждений и других промышленных применений, потребляющих больше энергии.

Помогая вам точно контролировать потребление энергии, эти 3-фазные 4-проводные счетчики электроэнергии на Alibaba.com улучшают показатели вашей производительности. Благодаря передовым технологиям эти 3-фазные 4-проводные счетчики электроэнергии достаточно умны, чтобы отправлять и получать коммуникационные сигналы об использовании энергии. 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии прост в установке и считывании, что гарантирует, что вы всегда будете иметь истинную картину того, как вы используете свою энергию. Их элегантные формы и дизайн позволяют устанавливать их во многих местах, не нарушая эстетического вида.

Просматривая сайт Alibaba.com, откройте для себя удивительный 3-фазный 4-проводной счетчик электроэнергии и выберите наиболее привлекательный для вас в соответствии с вашими требованиями. Продукция высочайшего качества гарантирована, а ее непревзойденная эффективность заставит вас понять ее истинную ценность.Как коммерческая организация, воспользуйтесь невероятными предложениями, разработанными для 3-фазных 4-проводных счетчиков электроэнергии оптовиков и поставщиков.

Электричество, работа и мощность

Чтобы понять, как работают устойчивые технологии, важно понять некоторые основные принципы. Знать, как фотоэлектрические элементы преобразуют солнечную энергию в электричество, означает понимать основы электричества и света. Понимание того, как ветряные турбины производят электричество, означает понимание кое-что об энергии, работе и электромагнетизме.В этом разделе будут представлены основные понятия, необходимые для понимания технологий, обсуждаемых в этом курсе. Хотя формулы иногда будут использоваться для объяснения фундаментальных принципов, суть не в том, чтобы решать количественные задачи. Формулы будут там, чтобы помочь вам увидеть отношения.

Цели обучения: Учащиеся смогут:

1. Укажите различия между энергией, работой и мощностью и приведите примеры каждого из них, используя соответствующие единицы измерения.
2. Дайте соответствующие определения следующим электрическим терминам: электрон, электрический заряд, электрический потенциал, сопротивление, ток, мощность, проводник, полупроводник и изолятор.

   Учащийся сможет сопоставлять электрические величины/свойства с различными единицами измерения, используемыми в электротехнике (например, вольтами, амперами, ваттами, омами, ампер-часами, киловатт-часами и т. д.)

3. Определите элементы электрической цепи.
4. Укажите различия между параллельными и последовательными цепями и обратите внимание на влияние на электрический потенциал (измеряемый в вольтах) и ток (измеряемый в амперах).
5. Объясните взаимосвязь между потоком тока и магнетизмом и покажите, как это лежит в основе электродвигателей и генераторов.
6. Различать электричество переменного и постоянного тока, определять полезные качества каждого из них, отмечать, какие устройства связаны с каждым из них, и описывать роль инверторов мощности.

Энергия, работа и мощность

Перейти к: Сила | Работа | Мощность

Проще говоря, вселенная состоит из четырех вещей: пространства, времени, массы и энергии.Первый закон термодинамики гласит, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Но Эйнштейн показал нам, что энергию можно превратить в массу и наоборот. Второй закон термодинамики гласит, что каждый раз, когда энергия меняет форму, часть ее превращается в тепло. Энергия приходит в разных формах. Самая полезная энергия или энергия самого высокого качества — это то, что мы можем использовать для выполнения работы. Например, энергия движения (кинетическая энергия) воды, падающей через плотину, может быть использована для вращения водяного колеса для измельчения зерна или производства электроэнергии.

Потенциальная и кинетическая энергия

Происхождение: Первоисточник: Environment Canada (https://www.ec.gc.ca/eau-water/default.asp?lang=en&n=00EEE0E6-1), доступ через USGS: https://water.usgs .gov/edu/wuhy.html Данная репродукция является копией официального произведения, опубликованного правительством Канады, и эта репродукция не была произведена в сотрудничестве с правительством Канады или с его одобрения.
Повторное использование: Информация на этом веб-сайте была размещена с намерением сделать ее доступной для личного или публичного некоммерческого использования и может быть воспроизведена полностью или частично любыми средствами без взимания платы или дополнительного разрешения, если не указано иное.Пользователи обязаны: проявлять должную осмотрительность в обеспечении точности воспроизводимых материалов; Указывать как полное название воспроизводимых материалов, так и авторскую организацию; и Указать, что репродукция является копией официального произведения, опубликованного правительством Канады, и что репродукция не была произведена в сотрудничестве с правительством Канады или с его одобрения.

Наинизшей формой энергии с точки зрения полезности является тепло.Да, тепло можно использовать для производства пара и привода электрических турбин. Но для этого требуется много тепла, и это тепло должно поступать из какого-то другого источника энергии, например, от горящего угля или солнечного света. Физики используют термин энтропия для описания превращения полезной энергии в менее полезное тепло.

Проще говоря, вселенная состоит из четырех вещей; пространство, время, масса и энергия. Первый закон термодинамики гласит, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. (Хотя позже Эйнштейн показал, что для ядерных реакций энергия может быть превращена в массу и наоборот).Энергия приходит во многих различных формах. Когда энергия передается от одного объекта к другому или когда она преобразуется из одного типа в другой, ее можно использовать для выполнения работы. Например, энергия движения (кинетическая энергия) воды, падающей через плотину, может быть использована для вращения водяного колеса для измельчения зерна или производства электроэнергии.

Энтропия является мерой распределения энергии. Концентрированные формы энергии, такие как та, что хранится в ядре атома, в химических связях или в высоковольтных электрических устройствах, очень полезны для выполнения работы.С другой стороны, менее концентрированные формы энергии, такие как низкотемпературное тепло, вибрации или звуковые волны, гораздо менее полезны. Второй закон термодинамики гласит, что всякий раз, когда энергия используется для выполнения работы, часть энергии преобразуется из концентрированной формы в менее полезную. Физики говорят, что по мере того, как энергия распространяется или рассеивается, энтропия увеличивается. Одним из следствий второго закона термодинамики является то, что ни один процесс не может преобразовать 100% энергии в полезную работу.

Что такое энергия? Полезно разделить энергию на два списка. Кинетическая энергия – это энергия чего-то движущегося. Падающая вода (в ответ на силу гравитации), солнечный свет, электроны, протекающие по проводу (электричество), велосипед в движении, использование мышц для перемещения глаз во время чтения — все это примеры кинетической энергии. Потенциальная энергия – это та энергия, которая хранится и готова быть преобразованной в кинетическую энергию. Это включает в себя воду, удерживаемую плотиной, электрический заряд, хранящийся в батарее, химическую энергию, хранящуюся в жирах и сахарах, и химическую энергию, хранящуюся в бензине и угле.

На схеме гидроэлектростанции вода, стекающая по водоводу, обладает кинетической энергией. Эта кинетическая энергия используется для вращения турбины, соединенной с электрогенератором. Вода, хранящаяся за плотиной, имеет потенциальную энергию или запасенную энергию. Обратите внимание, что сила гравитации, притягивающая воду, обеспечивает энергию в каждом случае.

Сила

Когда к объекту прикладывается энергия, мы думаем об этом как о силе .Некоторые силы требуют контакта между двумя объектами, а другие действуют на расстоянии. Силы, которые требуют контакта , включают толкание, вытягивание (натяжение) и трение. Силы, которые действуют без прямого контакта между объектами, включают гравитацию, магнетизм и электрическую силу. Стандартная единица силы названа в честь сэра Исаака Ньютона, отца физики. Один ньютон (1 Н) = сила, необходимая для ускорения 1 кг массы на один метр в секунду ² . Или 1 Н = (1 кг x 1 м)/с ² .

Прибор Джоуля для демонстрации эквивалентности работы и теплоты

Происхождение: Изображение из журнала Harper’s New Monthly Magazine, № 231, август 1869 года. Этот элемент находится в общественном достоянии и может использоваться повторно без ограничений.

Работа

Мы используем энергию для выполнения работы. Простейший способ думать о работе — это перемещение объекта.Когда к объекту прикладывается сила (масса, умноженная на ускорение), которая заставляет этот объект перемещаться, пройденное расстояние представляет собой проделанную работу. Но мы используем энергию для выполнения большего количества работ, чем перемещение мебели или автомобилей. Работа также выполняется, когда мы используем солнечный свет или природный газ для обогрева наших домов, когда мы используем электричество для освещения наших комнат или когда мы используем бутерброд с арахисовым маслом и желе для питания клеток нашего мозга.

Поскольку энергия бывает разных форм, неудивительно, что существуют разные способы ее измерения.Трудно отслеживать все различные единицы энергии. Посмотрите на таблицу ниже, чтобы увидеть некоторые единицы измерения и соотношение с джоулем, который является золотым стандартом измерения энергии. Он назван в честь Джеймса Джоуля, пивовара 19 века, который показал эквивалентность механической работы и тепла. Один джоуль примерно равен количеству энергии, необходимой для подъема 100-граммового яблока на 1 метр (3,3 фута).

Изображенный прибор был использован Джеймсом Джоулем для демонстрации эквивалентности механической работы и теплоты.Он рассчитал работу, совершаемую силой тяжести на весе. Это тяговое усилие вращало лопастные колеса, которые перемешивали воду в изолированном контейнере. Вода нагревалась в результате перемешивания, показывая, что теплота = работа.

паровая машина Уатта

Происхождение: Wikicommons: https://commons. wikimedia.org/wiki/File:SteamEngine_Boulton%26Watt_1784.png
Повторное использование: Этот элемент находится в общественном достоянии и может свободно использоваться повторно без ограничений.

Мощность

Мощность — это показатель того, сколько энергии используется за определенный период времени. Для этого мы можем использовать ватт. Джеймс Уатт был пионером в понимании физики энергии и разработал один из первых успешных паровых двигателей. Он одолжил нам свою фамилию для этого подразделения.

Показано изображение паровой машины, совместно разработанной Джеймсом Уаттом для откачки воды из затопленных угольных шахт в Англии.

Ватт – это один джоуль энергии, расходуемой за одну секунду. Таким образом, ватт включает в себя как затраченную энергию, так и время, в течение которого она была затрачена.По аналогии, вы можете получить один галлон воды из капающего крана за один час или из открытого крана за 15 секунд. В конце концов вы все равно получите галлон воды, но во втором случае поток воды в ведро будет намного быстрее. Так что аспект времени важен. Мы используем термин «мощность» для обозначения как количества энергии, так и скорости ее доставки. Джоуль — это термин энергии, а ватт — термин мощности.

Насколько велика мощность ватта? Подбрасывание 100-граммового яблока на 1 м (3.3 фута) потребляет 1 Вт мощности. Ноутбук, который вы можете использовать для чтения, потребляет около 5,50 ватт, в зависимости от того, работает ли музыка в фоновом режиме или запущены другие приложения. Старомодная лампа накаливания мощностью 100 Вт потребляет один киловатт-час электроэнергии, если оставить ее включенной на 10 часов. Киловатт — это 1000 ватт, сокращенно кВт. 10 часов х 100 Вт = 1000 кВтч. Обратите внимание на разницу между кВт и кВтч. кВт — это мера мощности, а кВтч — это мера общего количества использованной энергии.

Яблоко, падающее на 1 метр, делает это с мощностью 1 Вт.

Происхождение: Эван-Амос, автор изображения
Повторное использование: Лицо, связавшее произведение с этим документом, сделало произведение общественным достоянием, отказавшись от всех своих прав на произведение во всем мире в соответствии с законом об авторском праве, включая все смежные и смежные права в той мере, в какой это разрешено законом. Вы можете копировать, изменять, распространять и выполнять работу даже в коммерческих целях, не спрашивая разрешения

.
Вы запутались в кВт и кВтч? Это трюк.Помните, что ватт — это джоуль/сек. Так что в ватт или киловатт уже заложено время. Это энергия/время. Это мощность, скорость использования энергии. Но мощность не говорит вам, сколько энергии было использовано за определенный период времени. Чтобы получить это, вы должны умножить мощность на время. Затем единицы времени должны перечеркиваться. Увы, условность состоит в том, чтобы оставить час на месте — глупо, но именно так это и делается. 1 кВтч = 1кВт х 1 час.

Вот пример. В моем доме есть фотогальваническая система (солнечная электроэнергия), которая в идеальных условиях хорошего солнечного прохладного дня рассчитана на мощность 4 кВт.За 4 часа получится:

4 кВт x 4 часа = 16 кВтч электроэнергии. В пасмурный день система может работать на половинной мощности или на 2 кВт мощности. При такой скорости мне понадобилось бы 8 часов, чтобы выработать те же 16 кВтч, что и в солнечный день; 2 кВт х 8 часов = 16 кВтч.

В состоянии покоя типичный человек использует энергию в размере 80 Вт для питания жизненно важных функций организма (так называемый метаболизм в состоянии покоя). Взрослый мужчина может съедать около 2000 килокалорий в день. Одна ккал = 1,163 Втч. Таким образом, диета на 2000 ккал обеспечит 2326 Втч или 2.326 кВтч. Если бы человек просто отдохнул в постели 24 часа, он бы сжег 80 Вт x 24 часа = 1920 Втч или 1920 кВтч. Если этот парень останется в постели и продолжит так питаться, он в конечном итоге будет потреблять 2,326 кВт⋅ч €“ 1,920 кВтч = 0,406 кВтч больше, чем он использует, и это будет храниться в виде жира. Фунт жира равен примерно 3500 ккал (4070,5 кВтч). Так что за десять дней он может прибавить лишний фунт. Энергичная езда на велосипеде требует энергии в размере 200 Вт. Поэтому ему следует подумать о приятной двухчасовой езде на велосипеде, чтобы оставаться в форме (0.2 кВт для езды на велосипеде x 2 часа = 4,0 кВтч).

Краткий обзор силы, работы и мощности

Сила = Энергия, приложенная к объекту (Измеряется в Ньютонах).

Работа = Сила X Расстояние или количество переданного тепла (Измеряется в джоулях или калориях) .

Мощность = Работа/Время (Измеряется в ваттах с)

Различные единицы энергии

1 калория (термохимическая) = 4.184 Дж

1 БТЕ = 251,9958 калорий

1 БТЕ (термохимический) = 1054,35 Дж

1 киловатт-час (кВтч) = 3,6 х 106 Дж

1 киловатт-час (кВтч) = 3412 БТЕ (IT)

1 терм = 100 000 БТЕ

1 электрон-вольт = 1,6022 х 10-19 Дж

Электричество и магнетизм

Изолированные провода

Происхождение: Чатама загружена на Викисклад https://commons.wikimedia.org/wiki/File:600V_CV_5.5sqmm.jpg
Повторное использование: Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Непортированная лицензия. Вы можете: делиться – копировать, распространять и передавать произведение, делать ремиксы – адаптировать произведение При следующих условиях: указание авторства – вы должны указывать произведение в порядке, указанном автором или лицензиаром (но никоим образом не предполагает, что они одобряют вас или использование вами произведения). совместное использование — если вы изменяете, трансформируете или развиваете эту работу, вы можете распространять полученную работу только под той же или аналогичной лицензией, что и эта.

Теперь, когда у вас есть хорошее представление об энергии, работе и мощности, пришло время зарядиться энергией для изучения электричества! Древние имели смутное представление об электричестве благодаря своему жизненному опыту.Рыбаков, ловивших различные виды «электрических рыб», при обращении с ними ждал шок. Другие чувствовали воздействие статического электричества от своей шерстяной одежды. Египтяне видели связь между электрической рыбой и молнией. Но только примерно в 1600 году началось серьезное научное изучение электричества. Благодаря усилиям многих разных исследователей к концу 19 века было достигнуто хорошее понимание электричества и того, как его использовать.

Вспомним, что вся материя состоит из атомов.Атомы состоят из нескольких основных частиц: электронов с отрицательным зарядом, протонов с положительным зарядом и нейтронов без заряда. Электричество можно представить себе как поток электронов через проводник, подобный медной проволоке. На самом деле это не поток электронов, а импульс, который передается по проводу.

Хорошие проводники, такие как металлы, легко пропускают электричество. У них есть электроны на внешних орбиталях, которые легко задействуются. Плохие проводники называются изоляторами, и они не позволяют свободно протекать электричеству.Даже самые лучшие проводники оказывают некоторое сопротивление потоку электричества. Такое сопротивление измеряется в единицах, называемых Ом. Стекло является хорошим изолятором и, следовательно, плохим проводником.

Третий класс соединений — полупроводники. Они реагируют на изменение условий, чтобы включить или выключить поток электричества. Полупроводники часто содержат смесь кремния и металлов. Пластины этих полупроводников лежат в основе «чипов» в компьютере, а также являются основой для светодиодных ламп и фотогальванических (солнечных) элементов.

Фотоэлектрические панели сделаны из полупроводников

Происхождение: Фото Б. Кукера
Повторное использование: бесплатно для повторного использования

Панели фотогальванических элементов, используемых для производства электричества из солнечного света, сделаны из полупроводников.

Для того, чтобы электричество текло, должна быть замкнутая цепь. Электроны должны стартовать в высокоэнергетическом состоянии и заканчивать в низкоэнергетическом состоянии. Ниже приведена схема простой цепи. Обратите внимание, что электричество течет от высокоэнергетического конца батареи через лампу, а затем обратно к низкоэнергетическому концу батареи.Когда выключатель размыкается, поток электричества прекращается.

Электричество просто представить как электрон (или импульс размером с электрон), протекающий по проводнику. Но на практике один электрон слишком мал и несет слишком мало энергии, чтобы выполнять какую-либо реальную работу. Однако группы электронов, стекающихся вместе, могут вызвать сильный толчок! Кулон равен 6,24 х 10 ¹⁸ электронов. А ампер — это поток в один кулон в секунду через проводник. Таким образом, ампер измеряет скорость потока электричества.Мы называем поток электричества током.

Не все электричество течет с одинаковой силой. Чтобы понять это, подумайте о давлении или силе воды, выходящей из трубы. Если труба присоединена к резервуару наверху высокого здания, вода будет иметь гораздо большее давление, чем если бы резервуар находился всего в футе (30 см) или около того над трубой. Точно так же работает и с электричеством. «Давление» электричества есть электрический потенциал. Электрический потенциал — это количество энергии, доступное для проталкивания каждой единицы заряда через электрическую цепь.Единицей электрического потенциала является вольт. Вольт равен джоулю на кулон. Таким образом, если автомобильный аккумулятор имеет электрический потенциал 12 вольт, то он может обеспечить 12 джоулей энергии на каждый кулон заряда, который он отдает стартеру. Точно так же, если электрическая розетка в вашем доме имеет электрический потенциал 120 вольт, то она может обеспечить 120 джоулей энергии на каждый кулон заряда, подаваемого на устройство, подключенное к розетке. (Примечание: величина «электрический потенциал» иногда называется несколькими разными именами, включая напряжение, разность потенциалов и электродвижущую силу.Для ясности мы всегда будем ссылаться на электрический потенциал, который измеряется в вольтах. Электроны с высоким напряжением возвращаются в «основное состояние» с большей энергией, чем электроны с низким напряжением.

А вольт — это сила, необходимая для перемещения одного ампер по проводнику с сопротивлением 1 ом .

Вы думаете: «Кажется, существует связь между амперами, вольтами и омами» â€” и ты прав! Электрический потенциал = Ток x Сопротивление.Это закон Ома и обычно записывается как: E = I x R . E — электрический потенциал, измеренный в вольтах, I — сила тока, измеренная в амперах, и R — сопротивление, измеренное в омах.

Электроны, протекающие через сопротивление провода, совершают работу. Два вида работы, выполняемой током, действительно полезны. Если провод имеет большое сопротивление, большая часть работы будет выполняться в виде тепла. Подумайте об электрическом тостере, фене или обогревателе.

Второй действительно важный вид работы, выполняемой током, протекающим по проводу, — это создание магнитного поля.Надеюсь, вы играли с постоянными магнитами, когда были ребенком. Вы знаете, что у магнитов есть два полюса, один из которых называется северным, а другой — южным. Это название происходит от использования магнитов в компасе для определения направления. Вы знаете, что одинаковые концы магнитов отталкиваются, а противоположные притягиваются. Теперь, когда электрический ток течет по проводу, провод становится подобным магниту в том смысле, что он имеет магнитное поле. Однако, в отличие от постоянных магнитов, магнитное поле можно отключить, остановив протекание тока.Это свойство лежит в основе работы электродвигателей. Ток, проходящий через обмотки проводов в электродвигателе, вызывает включение магнетизма. Затем это заставляет двигатели вращаться, притягиваясь и толкаясь притяжением и отталкиванием электромагнитов.

Работа, совершаемая током во времени, называется мощностью. Мощность измеряется в ваттах. Но вы это уже знаете! Напомним, что выше вы узнали, что типичный человек в состоянии покоя сжигает 80 Вт.

Для электричества;

1 Вт = 1 Ампер x 1 Вольт.

Уравнение можно изменить для расчета производимого тока;

1 Ампер = 1 Вт/1 объем t.

Подведем итоги.

Ампер измеряет количество электричества, протекающего с течением времени (ток).

Ом измерить сопротивление потоку.

Вольт измеряют количество энергии, доступной для подталкивания каждой единицы заряда.

Ватт — это мера мощности или работы, выполняемой за определенное время.

Вы знаете, что закон Ома устанавливает соотношение между E, I и R. Но какая работа выполняется? Это выражается как Сила. Мощность = Электрический потенциал x Ток, или P = E x I. Эта формула указывает на то, что мощность зависит как от количества подаваемого электричества, так и от силы, стоящей за ним. Например, небольшая солнечная панель может производить 18 вольт и 2 ампера. Его мощность составит 18 вольт x 2 ампера = 36 Вт. Теперь можно построить еще одну солнечную панель для производства 9 вольт и 4 ампер.Его мощность составит 9 вольт x 4 ампера = 36 Вт. Точно такой же, как и другой!

Схемы

Простая схема

Происхождение: Benjamin Cuker, Hampton University
Повторное использование: Этот товар предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать это предмет в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Еще раз о простой схеме

Происхождение: Benjamin Cuker, Hampton University
Повторное использование: Этот товар предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать это предмет в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Оборудование, производящее и использующее электричество, включено в цепь.Оборудование может располагаться как последовательно, так и параллельно. Посмотрите на схемы ниже, чтобы увидеть последствия использования последовательного или параллельного подключения. Для фотогальванических (PV) элементов каждая ячейка может производить только около 0,6 вольт. Поскольку в большинстве приложений требуется более высокое напряжение, для получения желаемых результатов фотоэлементы необходимо размещать последовательно.

Серийная схема

Происхождение: Benjamin Cuker, Hampton University
Повторное использование: Этот товар предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons. org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать этот элемент в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Параллельная схема

Происхождение: Benjamin Cuker, Hampton University
Повторное использование: Этот товар предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать это предмет в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Электродвигатели и генераторы

Магнитное поле вокруг провода с током

Происхождение: Benjamin Cuker, Hampton University
Повторное использование: Этот товар предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3. 0/ Вы можете повторно использовать это предмет в некоммерческих целях, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

Напомним, что часть работы, совершаемой электричеством, происходит при его прохождении через провод для создания магнитного поля.Ганс Христиан Эрстед открыл это в 1820 году. Годом позже Майкл Фарадей показал, что магнитное поле вокруг провода можно использовать для создания электромагнитов, которые можно искусно скомпоновать для создания электродвигателя.

Электромагнит

Происхождение: Оригинальное фото Джины Клиффорд: https://www.flickr.com/photos/cobalt_grrl/2256696466
Повторное использование: Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0) Бесплатно: делиться — копировать и распространять материал на любом носителе или в любом формате. Адаптируйте — микшируйте, трансформируйте и развивайте материал для любых целей, даже коммерческих.

Обратите внимание на изображение электромагнита, полученного путем намотки изолированного провода на железный гвоздь. Железный гвоздь концентрирует магнитное поле, создаваемое током в изолированном проводе. Изоляция предотвращает короткое замыкание цепи железным гвоздем.

На приведенных ниже схемах показано, как работает электродвигатель. Обратите внимание, что на каждом полуобороте контакты в коммутаторе меняют направление тока, чтобы двигатель вращался в том же направлении.

Простой электродвигатель

Происхождение: Изображения, созданные или зачисленные для объяснения этого материала.com защищены авторским правом © Chris Woodford (Explain that stuff.com) и опубликованы в соответствии с лицензией Creative Commons. http://www.explainthatstuff.com/electricmotors.html
Повторное использование: В соответствии с лицензией Creative Commons: Делиться — копировать и распространять материал на любом носителе или в любом формате Адаптировать — переделывать, преобразовывать и строить на основе материала

Простой электродвигатель

Происхождение: Создано Авинашем Синхой как оригинальный файл «сделай сам» под лицензией Creative Commons на следующем веб-сайте: http://www. instructables.com/file/FW079IPGGC2UDG3/
Повторное использование: В соответствии с лицензией CC разрешено следующее: Делиться — копировать и распространять материал на любом носителе или в любом формате Адаптировать — переделывать, преобразовывать и использовать материал

Генератор постоянного тока

Происхождение: Изображение с сайта www.alternative-energy-tutorials.com, используется с разрешения
Повторное использование: Все учебные пособия и материалы, опубликованные и представленные на веб-сайте учебных пособий по альтернативным источникам энергии, включая текст, графику и изображения, защищены авторским правом или аналогичны права учебных пособий по альтернативной энергии, представляющих www.www.alternative-energy-tutorials.com, если прямо не указано иное. Согласно веб-мастеру AET: Как вы любезно попросили, я не буду возражать против того, чтобы вы бесплатно использовали это изображение как часть своего веб-курса по энергетике. Тем не менее, я должен попросить вас правильно ссылаться на мои учебные пособия, изображения и сайт: www.alternative-energy-tutorials.com соответственно в ваших презентациях.

Майкл Фарадей не усовершенствовал электродвигатель, но он открыл важное свойство электромагнетизма, которое привело к другому великому изобретению — электрическому генератору.Фарадей открыл в 1831 году принцип магнитной индукции. Он обнаружил, что, пропуская магнит по проводу, он вызывает поток электричества в замкнутой цепи. Это привело к разработке электрических генераторов. Первые успешные коммерческие разработки появились примерно в 1860 году. Электрический генератор, по сути, представляет собой электродвигатель, который приводится во вращение какой-то внешней силой и в ответ производит индуцированный ток. Гибридные электромобили, такие как Toyota Prius, делают именно это. Электродвигатель питается от аккумулятора при нажатии педали акселератора.Когда педаль отпущена, инерция автомобиля действует через вращающиеся колеса, чтобы вращать двигатель, заставляя двигатель работать как генератор, вырабатывающий электричество для подзарядки аккумулятора.

Электричество переменного и постоянного тока

Генератор переменного тока

Происхождение: Автор: Федеральное авиационное управление http://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/amt_handbook/media/FAA-8083-30_Ch20.pdf
Повторное использование: Это изображение или файл является работой Сотрудник Федерального авиационного управления, принятый или назначенный в рамках выполнения служебных обязанностей этого лица.Как работа федерального правительства США, изображение находится в общественном достоянии в Соединенных Штатах.

До сих пор мы рассматривали только один вид электричества, постоянный ток (DC). Это то, что производится батареями, солнечными панелями и генераторами постоянного тока. Для постоянного тока ток всегда течет в одном и том же направлении. Другой вид электричества — переменный ток (AC). Как видно из названия, ток регулярно меняет направление в проводе. Электричество переменного тока – это то, что поступает в наши дома через электросеть. Его производят генераторы переменного тока. Генератор переменного тока подключен иначе, чем генератор постоянного тока. Помните, что в генераторе или двигателе постоянного тока есть коммутатор или выпрямитель, который переключает направление тока в катушках якоря (той части, которая вращается). Генератор переменного тока использует контактные кольца вместо реверсивного коммутатора. Таким образом, с каждой половиной оборота генератора индуцированный ток меняет направление.

Выходной сигнал генератора переменного тока создает синусоидальную волну, когда электричество скачет туда-сюда в цепи.Изменение направления тока происходит быстро. В Соединенных Штатах стандартом для электросети является 60 Гц (переключение туда и обратно 60 раз в секунду).

Синусоида от генератора переменного тока

Происхождение: Booyabazooka из английской Википедии
Повторное использование: Этот предмет предлагается в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike http://creativecommons. org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Вы можете повторно использовать этот предмет для некоммерческих целей, если вы указываете авторство и предлагаете любые производные работы под аналогичной лицензией.

На диаграмме справа показана синусоида, создаваемая генератором переменного тока. Выше 0 вольт электричество течет в одном направлении, а ниже 0 вольт — в другом. Ось Y — напряжение, ось X — время.

Короткое видео о разнице между генераторами и двигателями постоянного и переменного тока

Преимущество использования переменного тока заключается в том, что можно легко повысить или понизить напряжение в различных частях сети системы доставки. Это делают трансформаторы. Трансформатор состоит из двух расположенных рядом катушек, одной большой и одной маленькой.Обе катушки имеют общий железный сердечник. Переменный ток, проходящий через небольшую первичную катушку, за счет магнитной индукции создаст ток более высокого напряжения в большей вторичной катушке. Верно и обратное: если первичная катушка больше, меньшая вторичная катушка будет иметь более низкое выходное напряжение.

Трансформатор, используемый для повышения напряжения переменного тока

Происхождение: BillC в англоязычной Википедии
Повторное использование: Выпущено под лицензией GNU Free Documentation License.

Зачем увеличивать и уменьшать напряжение? Помните, что V=I x R. Передача электричества на большие расстояния приводит к потере энергии в виде тепла из-за сопротивления проводов. Чтобы предотвратить это, напряжение увеличивается, что требует меньшего тока и меньших потерь на тепло. Напряжение падает обратно, когда достигает вашего дома. По высоковольтным линиям электропередач может передаваться электричество напряжением 765 кВ (это 765 000 вольт!). Что получить от розетки стены 120 вольт.

Переход между электричеством переменного и постоянного тока

Инвертор для переключения с постоянного тока на переменный ток

Происхождение: Изображение сделано Б.Cuker
Повторное использование: Без копирования, бесплатное использование для любых целей.

Поскольку мы используем электричество как переменного, так и постоянного тока, важно уметь преобразовывать одно в другое. Эту работу выполняет устройство, называемое силовым инвертором. Многие бытовые приборы работают от сети переменного тока. Холодильники, кондиционеры, лампы накаливания и люминесцентные лампы, пылесосы, фены и стиральные машины используют переменный ток напрямую. Для электроники, такой как компьютеры, телевизоры и сотовые телефоны, требуется постоянный ток.Устройства обычно имеют инвертор, встроенный в шнур питания переменного тока. Провод, идущий от инвертора, несет постоянный ток, требуемый устройством.
Инверторы мощности

также полезны для преобразования постоянного тока в переменный. Такие устройства позволяют использовать 12 вольт постоянного тока автомобиля для питания портативного компьютера. Дома, которые используют фотоэлектрические панели для использования солнечной энергии для производства электроэнергии, также должны преобразовать свою продукцию в соответствии с переменным током, если системы привязаны к энергосистеме.

Оба типа инверторов используют электронные схемы для передачи электричества.Теория их работы выходит за рамки этого базового блока. Но вы должны знать, что инверторы подчиняются второму закону термодинамики. Таким образом, энергия теряется в виде тепла в процессе преобразования. Но современные инверторы могут достигать КПД до 95%.

Показан силовой инвертор, который преобразует постоянный ток от солнечных панелей в переменный для фотоэлектрической системы, подключенной к сети.

Хранение и производство электроэнергии с помощью батарей

Схема свинцово-кислотного аккумулятора

Происхождение: Стандарт штата Огайо в английской Википедии — перенесено из англ.wikipedia в Commons с помощью Burpelson AFB с помощью CommonsHelper.
Повторное использование: Разрешается копировать, распространять и/или изменять этот документ в соответствии с условиями лицензии GNU Free Documentation License версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной Free Software Foundation; без неизменяемых разделов, без текстов на передней и задней обложках. Копия лицензии включена в раздел, озаглавленный Лицензия свободной документации GNU.

Батареи преобразуют потенциальную энергию химических веществ в кинетическую энергию электричества.Бенджамин Франклин ввел термин «батарея» для описания стопки покрытых металлом стеклянных пластин, которые он использовал для хранения энергии. Но то, что у него было, сегодня мы бы назвали конденсаторами. Батареи работают путем соединения двух химических материалов, которые имеют разное сродство к электронам. Материалы анода предпочитают терять электроны, в то время как материалы катода предпочитают их приобретать. Электроды батареи погружены в раствор, содержащий положительно и отрицательно заряженные ионы, называемый электролитом. При включении в цепь электроны текут от анода к катоду.В то же время отрицательно заряженные ионы в электролите перемещаются от катода к аноду, чтобы сохранить нейтральность заряда, и тем самым замыкают электрическую цепь.

В перезаряжаемой батарее реакции на аноде и катоде можно обратить вспять, используя электрическую энергию для подачи тока, толкающего электроны в противоположном направлении — от катода к аноду. Это восстанавливает исходное состояние двух электродов. Ваш портативный компьютер, мобильный телефон и автомобильный аккумулятор — все это примеры перезаряжаемых батарей.В современных батареях используются комбинации различных типов соединений металлов и оксидов металлов, образованных из элементов, включающих углерод, кадмий, кобальт, литий, марганец, никель, свинец и цинк, для повышения производительности.

Батарейка из лимона

Происхождение: Тереза ​​Нотт из Викимедиа: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lemon_battery.png
Повторное использование: Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.Вы можете: делиться – копировать, распространять и передавать произведение, делать ремиксы – адаптировать произведение При следующих условиях: указание авторства – вы должны указывать произведение в порядке, указанном автором или лицензиаром (но никоим образом не предполагает, что они одобряют вас или использование вами произведения). совместное использование — если вы изменяете, трансформируете или развиваете эту работу, вы можете распространять полученную работу только под той же или аналогичной лицензией, что и эта.

Простая батарея с использованием кислотных фруктов и двух разных металлов (бронзы и стальных сплавов).

Упражнения Упражнения для модуля 1 (Microsoft Word 2007 (.docx) 17kB Jul12 17)

1. Создайте цепь из двух последовательно соединенных батареек и лампочки. Используйте цифровой мультиметр (DMM) для измерения электрического потенциала в вольтах между положительной и отрицательной клеммами в цепи. Теперь добавьте вторую лампочку в цепь последовательно с первой. Какова яркость каждой лампочки по сравнению с тем, когда в цепи была только одна? С помощью вольтметра измерьте напряжение между положительной клеммой аккумулятора и проводом сразу после первой лампочки, а затем сразу после второй лампочки.Запишите результаты. Теперь создайте цепь с двумя лампочками параллельно. Запишите яркость и напряжение на каждой лампочке.

Объясните свои результаты.

Простая схема с одной лампочкой

Цепь с двумя последовательными лампами

Цепь с двумя параллельными лампами

2.Соберите пять магнитов-избирателей, каждый из которых имеет проволоку разной длины, обернутую вокруг железных гвоздей: 10 см, 20 см, 30 см, 40 см и 50 см. В каждом случае должны быть дополнительные 10 см на каждом конце провода, чтобы вы могли подключить его к батарее. Таким образом, катушка «10 см» фактически будет сделана из провода длиной 30 см и так далее. Подсоедините каждый магнит к батарее и добавьте как можно больше скрепок к магнитной цепочке от кончика гвоздя. Запишите максимальное количество скрепок в каждом случае. Затем постройте график зависимости максимального количества удерживаемых скрепок от длины провода, используемого для изготовления обмоток.Объясните, почему график выглядит именно так.

3. Соберите простой двигатель из прилагаемого набора. Обязательно обратите внимание на инструкции по снятию изоляции с противоположных сторон провода, который контактирует с зажимами аккумулятора. Как только вы заставите двигатель вращаться, проведите следующие эксперименты.

а. Обратите внимание на направление вращения двигателя. Можете ли вы заставить его двигаться в противоположном направлении? Объяснять.

б. Теперь уберите магнит и переверните. Затем перезапустите двигатель. Он поворачивается в том же направлении, что и раньше? Почему?

в. Теперь переверните аккумулятор и перезапустите двигатель. Направление вращения осталось прежним? Объяснить, почему.

д. Думайте об электродвигателе как о системе.Определите источник энергии и судьбу этой энергии во вращающейся двигательной системе. В своем ответе используйте следующие термины: электрохимическая энергия, кинетическая энергия (энергия движения) и теплота. Нарисуйте схему, которую вы создали для запуска электродвигателя. Надень шляпу системного мышления.

• Определите каждый компонент системы.
• Проследите поток энергии в системе. Обязательно покажите, где он переходит от электрического тока к магнитной энергии, кинетической энергии и теплу.
• Сфотографируйте свою диаграмму и включите ее в свой отчет.

Является ли электродвигатель закрытой системой (вся энергия остается в системе) или открытой системой (некоторая часть энергии обменивается с окружающей средой)?

4. Используйте кусочек цитрусовых, чтобы создать батарейку. Вставьте медную монетку в одну сторону фрукта, а стальную скрепку в другую. Измерьте напряжение цифровым мультиметром. Запишите результат: ______.

Теперь попробуйте использовать фруктовую батарейку, чтобы зажечь светодиодную лампочку.Это работает? Объясните, что создает электричество.

Ссылки

Электромагниты и закон Фарадея

Электродвигатель и генератор

Асинхронный двигатель переменного тока

Трансформаторы

Преобразователи переменного/постоянного тока

Как работают батареи

Провод нагревателя мощностью 4 кВт подключен к 220 класс 12 физика CBSE

Подсказка: Используйте формулу электрической мощности, которая является произведением напряжения и силы тока, из этого подставив значения мощности и напряжения мы получить значение тока. Используйте закон Ома, чтобы найти значение сопротивления. Чтобы найти энергию, потребляемую за определенное время, воспользуемся формулой электрической энергии.
Используемая формула: \[\text{Электроэнергия}=\dfrac{\text{выполненная работа}}{\text{Время}}\]
Если ток $I$ течет по проводнику с сопротивлением $R$ ом за время $t$ секунды при разности потенциалов $V$ вольт, тогда электрическая мощность определяется выражением $\dfrac{VIt}{t}$
                          $P=VI$
\[\begin{align}
  & \ text{Закон Ома} \\
 & \text{ }V=IR \\
\end{align}\]
$\text{Электроэнергия}=\text{Мощность}\times \text{Время}$
Единицы : мощность в ваттах, сопротивление в омах, ток в амперах, напряжение в вольтах, электрическая энергия в \[кВтч\]

Полное пошаговое решение
Чтобы найти электрический ток в цепи.
              Мы используем электроэнергию, указанную в
          $\begin{align}
  & P=VI \\
 & P\text{ мощность }P=4кВт \\
 & V\text{ напряжение }V=220V \\
 & I\text{ является текущим }I=? \\
 & I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{4Kw}{220V} \\
\end{align}$
          $\begin{align}
  & I=\dfrac{4\times 1000 }{220} \\
 & =\dfrac{200}{11} \\
 & =18\cdot 18A \\
\end{align}$
Чтобы найти сопротивление нагревателя,
Воспользуемся законом Ома
     $ \begin{align}
  & V=IR \\
 & R=\dfrac{V}{I}=\dfrac{220V}{18\cdot 18I} \\
 & R=12\cdot 1012\text{ } ом \\
\end{align}$
Чтобы найти энергию, потребляемую за 2 часа,
$\begin{align}
  & \text{Электроэнергия}=\text{Мощность}\times \text{Время} \\
& \text{ }=4Kw\times 2hr \\
 & \text{ }=8Kwh \\
\end{align}$

Примечание: Сохранить все единицы в системе $SI$ или все в $CGS$ система. {2}}}{R}\,\text{ }\left( \text{ Чтобы найти сопротивление} \right) \\
 & \text{Попробуйте ответить на вопрос выше, используя эту формулу}\text{.} \\
\end{align}$

Снижение затрат на электроэнергию: анализ потерь в кабеле.

Потеря мощности требует энергии. Энергия стоит денег. Так что потеря мощности в кабелях стоит денег.
Кто платит?

Как потребитель электроэнергии, вы платите за то, что проходит через ваш счетчик.(Вы также можете заплатить за
пиковое потребление или когда вы берете мощность, но в основном это общая мощность.) Итак,
если до вашего счетчика есть потери, вы не платите, это проблема поставщика электроэнергии.

Точно так же, если вы стоите на счетчике воды, вы не платите за протечки воды в
дорога (во всяком случае, не напрямую). Это потеря управления водными ресурсами. Но вы платите за любые утечки на вашем
сторону метра. Вы платите за потери кабеля в собственной проводке.

В небольших помещениях, таких как дома, магазины и небольшие фабрики, кабель проходит между
питание и приборы или «электрические нагрузки» короткие, поэтому потери в кабеле обычно невелики.А вот на крупных заводах и — особенно — фермах электрические нагрузки могут составлять сотни метров
вдали от входящей сети и электросчетчика. Потери мощности могут быть весьма значительными.

Производители, как правило, не осознают, что платят за это дважды. Во-первых, падение напряжения означает
это оборудование работает хуже. Вентиляторы не дают такой большой пропускной способности, как и светильники.
дать как можно больше света. А во-вторых, они расплачиваются за потери в кабеле еще и в более высоких
счета на электроэнергию.

В следующей таблице указана стоимость подачи 1000 единиц энергии (кВтч) в нагрузку при
конец кабелей различных размеров, имеющих разную степень падения напряжения.

Например, при падении напряжения на 2,5 % (потеря 6 В от источника питания 240 В) по сравнению с 1 %
падение напряжения, то счет за электроэнергию на 2,10 фунта выше. Эти 2,10 фунта стерлингов за электроэнергию — 4% счета — просто тратятся на кабель.

Причина того, что дополнительные затраты превышают падение напряжения, заключается в том, что падение напряжения пропорционально
нагрузки, но потери мощности пропорциональны квадрату падения напряжения.

Правила электромонтажа допускают падение напряжения до 2,5% в пределах установки — 6 вольт. Тем не мение,
на многих свинофермах падение напряжения гораздо выше, в основном потому, что они были добавлены и
видоизменялся с годами. Падение напряжения 5 % является обычным явлением, а 10 % (при максимальной нагрузке) — нет.
неслыханно. При падении напряжения на 10% на кабели тратится колоссальные 11,70 фунтов стерлингов.

При некоторых видах нагрузки производительность снижается, но не обязательно повышается
Стоимость. Например, если у вас номинальная мощность освещения 1000 Вт, а падение напряжения составляет 5 В, вы все равно
используйте около 1000 Вт, но за свои деньги вы получите меньше света.

Однако с электрическими нагрузками, которые «выполняют работу» — где требуется определенное количество энергии
доставили в нагрузку — есть значительный эффект.
Например, чтобы вскипятить чайник (довести определенное количество воды до точки кипения), требуется столько
джоулей нагрева. Если уровень мощности на нагрузке снижается (из-за потери в кабелях),
тогда требуется больше времени, чтобы доставить столько джоулей тепла в воду.
При падении напряжения на 1% это займет на 2% больше времени; при снижении на 2,5% потребуется на 5% больше времени.(С
чайник, это немного хуже, потому что чайник тоже теряет тепло.)

Проверка падения напряжения

Если вы не знаете свое падение напряжения, вы действительно не знаете, стоит ли за это платить.
внимание или нет.
Это на удивление редко делается, но это очень легко сделать. Это займет всего несколько минут и требует
просто дешевый цифровой вольтметр.

Сначала проверьте основную разводку проводки питания. магистральных питающих кабелей может быть несколько
работающие от основного ввода питания и отдельных зданий или групп зданий.Это
падение напряжения в каждой интересующей вас ответвлении основной проводки.

• На этом главном ответвлении включите все — или столько, сколько разумно вероятно включить одновременно. Если у вас есть автоматическое управление, установите его так, чтобы нагрузки были включены и работали.

• Измерьте напряжение рядом с входящим источником питания, например, в розетке на 13 ампер рядом со счетчиком входящего источника питания.
  Теперь измерьте напряжение на конце ответвления, например, на самой дальней розетке.
  строительство.Вас интересует разница в напряжении. См. таблицу на предыдущей странице.
  Теперь верните все ваши элементы управления и настройки в нормальное состояние!

Входящее напряжение питания может быть намного ниже, чем вы ожидаете, и может привести к тому, что оборудование
работать хуже или менее эффективно. Но, по крайней мере, поставщик электроэнергии оплачивает потери до
на свою ферму. Потери внутри вашей фермы оплачиваете вы. Стоит иметь в виду, что это падение напряжения
в пропорции к исходному напряжению. 6В в 240В это 2.5%; 6В в 220В это 2,7%.

Как минимизировать падение напряжения

• Используйте кабели большего диаметра
• Распределить нагрузку
• Разделить нагрузку
• Уменьшите нагрузку там, где это не влияет на производительность
• Улучшение контроля
• Управление спросом

Самый простой и очевидный способ — использовать кабели большего диаметра. Падение напряжения может оправдать или не оправдать
замена существующих кабелей, но, безусловно, стоит подумать об увеличении размера кабеля, когда
у вас установлены новые расходные материалы.

Когда вы спрашиваете у подрядчика по электротехнике его «лучшую цену» за работу, вы не можете ожидать, что он
для подключения кабелей большего размера, чем требуется по правилам. Падение на 2,5% может быть «приемлемым», но
это не обязательно лучший выбор для фермы.

Чем длиннее кабель, тем больше разница в стоимости и тем больше соблазн выбрать
минимальный размер. Если разница составляет 2 фунта стерлингов за метр, это не большие деньги на электромонтажные работы с 10
метр кабеля, но тогда нет большого падения напряжения на 10 метрах.Но стоимость 400 фунтов стерлингов
Разница выглядит достойной экономии на работе с бегом на 200 метров. Не ждите электрического
Подрядчик должен подобрать размер кабеля, чтобы свести к минимуму ваши потери мощности и снизить себестоимость работы.

Как видно из таблицы на предыдущей странице, кабель большего размера не займет много времени.
окупить себя. Или, наоборот, «наименее затратный» размер кабеля очень скоро будет стоить вам всех денег, сэкономленных на установке.

На самом деле, по всей стране есть много установок, где падения напряжения даже не было.
обдуманный.Кабели рассчитаны на основе номинального максимального тока. (Вот почему
так много свиноферм имеют гораздо большее падение напряжения, чем должны.) Стоит знать, что
максимальный номинальный ток кабеля зависит от его способности отдавать тепло. То есть, если кабель
работая при максимальном номинальном токе, он будет теплым, поэтому будет терять много энергии.

Распределение больших нагрузок по разным фазам также приносит свои плоды. Это означает, что ток
переносится несколькими проводниками, поэтому для любой заданной электрической нагрузки падение напряжения уменьшается.

Разделение больших нагрузок на несколько ступеней полезно, поскольку в большинстве случаев полная мощность не
необходимо большую часть времени. Например, в отдельной комнате может быть отопление мощностью 10 кВт.
мощность (для максимального спроса), но в большинстве случаев требуется 5 кВт или меньше. Разделение
нагрев в две ступени (по 5кВт) не снижает потребности в нагреве — для подачи того же
количество тепла, он будет работать в два раза дольше, но это означает меньшее падение напряжения, когда
оно включено.

Снижение электрической нагрузки там, где это возможно, за счет использования оборудования с более высоким КПД.
падение напряжения для другого оборудования, где, возможно, нельзя снизить энергопотребление. Низкий
Энергетические лампы производят больше света на единицу электроэнергии, чем вольфрамовые лампы. они больше
эффективными, поэтому они экономят энергию. Но нагреватели сопротивления нельзя сделать намного эффективнее. Это
неважно, как вы это делаете, для производства киловатта тепла требуется 1 кВтч электроэнергии. Тем не мение,
если вы устанавливаете лампы с низким энергопотреблением, это снижает общую электрическую нагрузку, что снижает падение напряжения,
так больше электричества попадает на нагреватель, и меньше теряется в кабеле. Так что экономия в одном месте
помогает с экономией в другом.

Глядя на такого рода изменения, вы должны учитывать, повлияют ли они на
производство. Скажем, установка нагревателей меньшего размера не означает меньшего потребления электроэнергии, если это означает
что свиньи с трудом набирают вес.

Очевидно, что вышеуказанные методы следует учитывать, особенно в новых установках, но основные
перемонтаж или обширная замена оборудования могут быть дорогими и окупаться, хотя
стоит — долго ждать. Более быстрое и экономичное снижение падения напряжения может
часто достигается за счет усовершенствованных методов контроля.

Большинство тяжелых электрических нагрузок в большей или меньшей степени управляются автоматически, и
большинство из них не используются или используются не полностью в течение большей части времени. Усовершенствованные методы контроля могут быть
используется, чтобы попытаться сократить количество времени, в течение которого тяжелые нагрузки выполняются одновременно.

Если провести аналогию — если вам нужно вскипятить два чайника, вы получите меньшее падение напряжения, и, следовательно,
платить за меньшее количество электроэнергии, если вы кипятите одно, а затем кипятите другое (так что в
время), а не варить их вместе.

Для некоторого оборудования это может быть довольно просто. Например, большинство систем импровизированного кормления работают
на таймерах — им разрешено работать в определенное время суток. Вместо того, чтобы иметь все
системы кормления, работающие в 10:00, вы можете настроить одну на 10:00, другую на 10:15,
другой в 10:30 и так далее. Или вместо того, чтобы настраивать их так, чтобы они запускались только один или два раза в день,
запускайте их чаще. Это означает, что они работают в течение более короткого времени, поэтому они с меньшей вероятностью
совпадают с другими электрическими нагрузками.

На большинстве свиноферм основными потребителями электроэнергии являются вентиляторы и обогреватели. Большинство марок
средства управления вентиляцией и обогревом предлагают очень ограниченные возможности для воздействия на нагрузку.
одновременно. На самом деле, производители часто гордятся тем, что «делают все просто».

Так просто, что они тратят энергию впустую. Например, они предлагают только двухпозиционное управление отоплением (часто
крупнейший потребитель электроэнергии). Это может быть «просто», но это означает, что нагрузки переключаются на
намного дольше за один раз и делает более вероятным, что большие электрические нагрузки включены одновременно.
время.(Управление включением/выключением также приводит к менее стабильным температурам и, как правило, приводит к более высоким электрическим
использовать, как показано в более раннем исследовании, но это уже другой вопрос. )

Управление спросом

Более сложным подходом является «управление спросом». Это означает, что производство
сайт активно управляет спросом на электроэнергию, а не просто полагается на «пассивные» методы
например, кабель большего сечения.

Означает «объединенный» подход к ресурсам. Вместо того, чтобы принимать в качестве
столько энергии, сколько он хочет, когда он этого хочет, мощность распределяется в соответствии с потребностью, доступностью
или приоритет.

«Автономные» системы управления не могут этого сделать. Они выступают в роли индивидуальных потребителей. Они только
осознают, чего хотят сами. Именно поэтому наблюдается всплеск спроса на электроэнергию в
конец специального выпуска Coronation Street и почему дороги забиты в праздничный день
выходные дни. Всплеск спроса со стороны многих потребителей – проблема для электроснабжения
компаний, но не для индивидуальных потребителей, за исключением случаев, когда компании-поставщики не могут поставить
достаточно. Это ничего не стоит потребителю, потому что он или она платит только за то, что идет.
через метр.Потери на счетчике потребителя или проблемы с поставками снизились
к поставщику электроэнергии.

Но это проблема на ферме, где поставщик также является потребителем. Потери в пути (в
собственные кабели фермы) или нехватка питания — это проблема потребителя, а потребитель
Стоимость.

Электроснабжающие компании не могут в значительной степени контролировать спрос, но у них есть
группы людей, отвечающих на него. Люди, которые регулируют выходы генератора, включают и маршрутизируют
мощность по мере необходимости.

Фермы не могут позволить людям делать это 24 часа в сутки, но они могут иметь автоматические
оборудование, которое делает это за них. Сетевые системы управления могут иметь дополнительное программное обеспечение, которое
лучше работает, какое оборудование может быть включено и когда. Например, если есть число
нагрузки, которые должны быть включены только в течение некоторого времени, программа находит способ дать им
все сколько хотят, но не пользоваться при этом.

Это то, что мы, как потребители, сделали бы сами и постарались бы сделать, если бы представилась такая возможность.У всех нас есть
чтобы добраться из А в Б, но нам всем не обязательно находиться в одной и той же точке на
шоссе в то же время. Многие из нас пытаются сделать это сами, избегая часов пик, но это
не так эффективен по отдельности. Если бы мы знали, что есть свободный слот именно в такой и
такое время, и если бы мы им воспользовались, то добрались бы быстрее, эффективнее и не
придется платить за строительство еще большего количества автомагистралей, я думаю, мы все ухватимся за этот шанс.

Как говорится, нужно работать умнее, а не усерднее.Вместо того, чтобы вводить
кабели большего размера или трансформатор большего размера, мы организуем наше использование таким образом, чтобы все оборудование
столько, сколько нужно, но мы избегаем всего, что хочет власти одновременно.

Управление спросом на основе программного обеспечения все еще находится в зачаточном состоянии в управлении свинофермами и
стало возможным только за счет более широкого использования сетевых систем, но предлагает значительный потенциал
преимущества как в снижении капитальных затрат, так и в более эффективной работе и снижении эксплуатационных расходов.