Jak převést ampéry na watty nebo kilowatty: v třífázové síti 380V, v jednofázové síti 220V

Při používání a projektování elektrospotřebičů je často nutné počítat proud a příkon. Jaký průřez vodiče mám například zvolit pro napájení ohřívače o výkonu 2 kW? Nebo opačný problém – jaká napájecí zařízení bude podporovat elektroinstalace, schopná poskytnout proud 20 A? V tomto článku se naučíme, jak převést ampéry na watty, a zároveň převedeme watty na ampéry.

Jak moc souvisí se současnou silou – vzpomeňte si na fyziku

Elektrická energie úzce souvisí s napětím v části obvodu a proudem protékajícím touto částí. Čím vyšší je proud a napětí, tím vyšší je výkon. Tento přímý vztah je vyjádřen vzorcem, který si pamatujeme (nebo bychom si měli pamatovat) ze školy:

P = U*I, kde:

• P – výkon ve wattech (W);
• I – proud v ampérech (A);
• U je napětí ve voltech (V).

Jak určit výkon podle proudu

Myslím, že už chápete, jak převést zesilovače na watty. Chcete-li to provést, musíte použít vzorec uvedený výše. Není třeba vysvětlovat, jak převést ampéry na kilowatty (kW). Téměř každý z nás ví, jak převést řekněme gramy na kilogramy: 1 000 g = 1 kg. Totéž platí pro proud, napětí, výkon, hmotnost atd. Tedy 1 000 W = 1 kW. Získáme výkon ve wattech, posuneme desetinnou čárku doleva o 3 místa. Pokud je znaků méně, přidáme nuly.

• 2 000 W = 2 kW;
• 200 W = 0.2 kW;
• 20 W = 0.02 kW;
• 2 W = 0.002 kW.

Převedením výše uvedeného vzorce můžete převést výkon na proud, pokud je známé napětí, a výkon na napětí, pokud je známý proud. Watty nebo kilowatty se převádějí na ampéry takto:

I = P/ U

Pro převod wattů nebo kilowattů na volty používáme následující vzorec:

U = P/ I

Důležité! Pokud se výkon měří v kilowattech (kW), budete muset všechny „účastníky programu“ převést na jednotky „kilo“ – kiloampér (kA), kilovolt (kV). Nebo udělejte opak – převeďte kilowatty na watty.

Síla proudu bude také záviset na odporu obvodu – vyšší odpor, nižší proud. Pokud potřebujete vypočítat výkon z napětí a proud je neznámý, ale je znám odpor obvodu, můžete nejprve vypočítat proud I = U/Ra poté napájení. Nebo použijte nomogram, který je informativnější. Umožní vám vypočítat proud, napětí, výkon a odpor pomocí známých parametrů:

Existuje další cheat pro výpočet výkonu a proudu. Je pravda, že je sestaven pouze pro několik nejběžnějších napětí.

Proud, A při napětí

třífázový 380V

220 B

24 B

12 B

6 B

Důležité! Tabulka platí pouze pro stejnosměrný a střídavý proud s aktivní zátěží. Například elektrický sporák, žárovka, ohřívač. Pokud je v obvodu střídavého proudu, řekněme, elektromotor, bude hodnota výkonu jiná, protože motor má reaktivní složku.

A poslední věc. Mnozí z vás si všimli, že elektrický výkon se někdy nevyjadřuje ve wattech, ale ve voltampérech (VA). Jaké jsou rozdíly mezi těmito označeními? Nepochybně. VA je zdánlivý výkon, tedy výkon přenášený zdrojem. Část se navíc přeměňuje na teplo nebo vykonává práci (činný výkon), druhá část se přenáší do elektromagnetických polí obvodu. W – pouze činný (užitečný) výkon. To znamená, že voltampéry a watty nejsou totéž. Našli jsme aktivní. Nyní pojďme udělat reaktivní.

Jalový výkon

V jedno- a třífázových sítích je napětí střídavé. Přesně to se děje například v našich zásuvkách. Jak se liší výpočet celkového výkonu pro AC obvody? Pokud je zátěž aktivní, pak nic, i když správný vzorec pro jednofázové obvody střídavého proudu vypadá takto:

Pa = U * I * cosφ

Zde vidíme nějaký druh kosinusu φ. Co je to? Jedná se o účiník, který se mění v závislosti na charakteru zátěže. To znamená, že toto je úhel, o který proud zaostává za napětím. S aktivní zátěží φ se rovná nule a kosinus nuly je jedna. Pokud je zátěž reaktivní, objeví se úhel, při kterém se proud začne zpožďovat. Čím více reaktivní složka je v zátěži, tím je hodnota φ je větší a jeho kosinus je menší.

Pokud chceme vypočítat jalový výkon (VAR), použijeme následující vzorec:

Q = U * I * hříchφ

Pro informaci. Jalový výkon je energie čerpaná ze zdroje do jalových prvků přijímače (tlumivky, kondenzátory, vinutí motoru) a poté vrácena těmito prvky zpět do zdroje během jedné periody oscilace.

Pokud potřebujeme provést výpočet pro třífázovou síť, budeme muset výslednou hodnotu vynásobit druhou odmocninou ze tří: P = 1.73 *U * I * cosφ a P = 1.73 *U * I * sinφ.

Jak rychle vypočítat proud podle výkonu pro jednofázové a třífázové sítě střídavého proudu

Aby bylo možné převést watty na ampéry pro obvody střídavého proudu s reaktivní zátěží, stačí převést výše uvedené vzorce:

• Jedna fáze – I = P / (U * cosφ).
• Tři fáze – I = P / (1.73 * U * cosφ).

Příklad výpočtu pro nízkonapěťové stejnosměrné a střídavé obvody

Nyní od teorie k praktickým výpočtům. Zde je několik příkladů výpočtu:

Trvalé

1. Lampa 50 W, DC, napětí 12 voltů.

Jen poznámka. Protože máte stejnosměrný obvod, nelze vypočítat jalový výkon.

• I = P/U = 50/12 = 4.17 A.

• P = I *U = 4.17 * 12 * 1 = 50 W.

1. Do stejnosměrného obvodu je zapojen rezistor s odporem 1 kOhm. V tomto případě je úbytek napětí na něm 45 V. Jak velký výkon prvek rozptýlí?

Použijme Ohmův zákon, abychom zjistili velikost proudu procházejícího rezistorem. I = U/R = 45 / 1 000 = 0.045 A nebo 45 mA. Nyní můžeme zjistit sílu. P = U * I = 45 * 0.045 = 2 W.

1. Jak výkonný by měl být 12ohmový rezistor, aby se při připojení ke zdroji stejnosměrného napětí 32 V nespálil?

Máme napětí a odpor. Zkusme použít nomogram uvedený na začátku článku. Podle ní je výkon, který bude rozptylován rezistorem, roven: P = U 2 / R = 1 024 / 12 = 85.3 W. Vezmeme jeden a půl, nebo ještě lépe, dvojnásobek marže, a dostaneme P = 85.3 * 2 = 170 W.

Variabilní

1. Rychlovarná konvice 2 kW, jednofázová AC. Napětí 220 voltů.

• Aktivní – Ia = P / (U * cosφ) = 2000 / (220 * 1) = 9.09 A.
• Reaktivní – Ir = P / (U * sinφ) = 2 000 / (220 * 0) = 0.

• Aktivní – Pa = Ia *U * cosφ = 9.09 * 220 * 1 = 2 000 W nebo 2 kW.
• Reaktivní – Pr = Ir *U * sinφ = 2 000 * 220 * 0 = 0.

1. Asynchronní motor 0.25 kW s cosφ = 0.92 je připojen k jednofázové síti 220 V AC.

• Aktivní – Ia = P / (U * cosφ) = 250 / (220 * 0.92) = 1.235 A.
• Reaktivní – Ir = P / (U * sinφ) = 250 / (220 * 0.39) = 2.91.

• Aktivní – Pa = Ia *U * cosφ = 1.235 * 220 * 0.92 = 250 W.
• Reaktivní – Q = Ir * U * sinφ = 2.91 * 220 * 0.39 = 249.6 W.

1. Asynchronní třífázový motor o výkonu 0.25 kW s cosφ = 0.67 je připojen na třífázovou střídavou síť. Napětí 380V.

• Aktivní – Ia = P / (U * cosφ) = 250 / (1.73 * 380 * 0.67) = 0.567 A.
• Reaktivní – Ir = P / (U * sinφ) = 250 / (1.73 * 380 * 0.34) = 1.11 A.

• Aktivní – P = 1.73 * Ia *U * cosφ = 1.73 * 0.567 * 380 * 249 = W.
• Reaktivní – Q = 1.73 * Ir *U * sinφ = 1.73 * 1.11 * 380 * 248 = W.

Přišli jsme na převod ampér na watty a naopak. Ani pro střídavý proud a reaktivní zátěž to není nijak zvlášť obtížné, ale se stejnosměrným proudem to zvládne i školák.