Расчет мощности автомата: Онлайн расчет автомата по мощности

Содержание

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Итак, приступим.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем  расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то  и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм2, а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм2. Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Автоматические выключатели технические характеристики.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Расчет вводного автомата по мощности

Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.

Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.

Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.

Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.

Защита слабого звена электроцепи

Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.

Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.

Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

В представленном материале мы рассказали о том, для чего нужны и как работают устройства защиты электрической цепи. Кроме того, учитывая изложенную информацию и приведенные табличные данные, у вас не вызовет затруднения вопрос, как выбрать автоматический выключатель.

При выборе автоматов постоянно допускается одна и та же ошибка — не учитывается температура окружающей среды.Номинальный ток автомата назначается по ПУЭ при температуре в + 30 градусов Цельсия,а номинальный ток кабеля или провода назначается по ПУЭ при температуре в + 25 ,а эксплуатироваться автомат и кабель будут при комнатной температуре,допустим в + 18 градусов Цельсия.Если номинальный ток двухжильного или трехжильного, с защитным проводником, кабель — провода сечением 2.5 миллиметра квадратного по меди в однофазной сети равно 25 ампер ( 27 ампер это для кабелей с дополнительной изоляцией в виде ПЭТ ленты или композитного стекломиканита или стеклоленты,заполнением пространства под общей оболочкой мелованной резиной и т. д.),то при + 18 градусов Цельсия это уже номинальный ток в 27 ампер,а номинальный ток автомата на 16 ампер уже фактически равен 18.3 ампера,если учесть что при токах в 1.13 номинального тока автомат не отключается гарантированного в течении более одного часа,то реальный предельный рабочий ток провода уже 20.7 амер,то есть автомат на 16 ампер превращается уже в автомат на 20 ампер,при этом ,согласно DIN стандарту на модульные автоматы ,изготовленные по этому стандарту,номинальный ток кабеля или провода должен быть в полтора раза больше номинального тока автомата или 20.7 * 1.5 = 31 ампер,а номинальный ток кабеля 27 ампер,значит автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер.При температуре в + 35 градусов Цельсия опять же автомат на 16 ампер превращается в автомат на 15 ампер,а номинальный ток провода снижается до 22 ампер,то есть 15 * 1.13 * 1.5 = 25.5 ампера ,а номинальный ток кабеля — 22 ампера .И опять автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер.А вообще кабель всегда нужно проверять по термическому уравнению Tкабеля = t окружающей среды + к * ( I ) ^ 2 ,где T кабеля — температура кабеля в градусах Цельсия, t окружающей среды — температура окружающей среды в градусах Цельсия ,I — ток протекающий по кабелю в амперах,нагрев провода током пропорционален квадрату этого тока, к — температурный коэффициент провода,безразмерная величина, для его определения используют формулу к = (65 — 25 ) /( i ^ 2) номинальный,где 65 — максимальная рабочая температура кабеля по ПУЭ в + 65 градусов Цельсия ,25 — температура кабеля при которой назначается его номинальный ток в + 25 градусов Цельсия и i номинальный ток кабеля при температуре в + 25 градусов Цельсия. 2.

При проведении электромонтажных работ основным критерием всегда должна выступать безопасность. Ведь от этого зависит очень многое, вплоть до жизни и здоровья человека. И совершенно не имеет значения причина подобного мероприятия. В любом случае необходимо правильно подобрать защитные устройства. Именно в связи с этим придётся провести расчёт автомата по мощности, учитывая некоторые важные нюансы.

Автоматические выключатели

Каждому, кто сталкивался с электропроводкой, приходилось слышать об автоматических выключателях или автоматах. В первую очередь грамотный электрик всегда посоветует отнестись к выбору столь важной части электросети с особой щепетильностью. Так как впоследствии именно этот нехитрый прибор может избавить от многих неприятностей.

Совершенно неважно, какого рода проводятся электромонтажные работы — ложится ли новая проводка в только что построенном доме, заменяется старая, модернизируется щиток или прокладывается отдельная ветка для слишком энергоёмких приборов — в любом случае особое внимание необходимо уделить подбору автомата по мощности и прочим параметрам.

Предназначение устройства

Любой современный автомат имеет две степени защиты. Это означает, что помочь он сможет в двух, наиболее распространённых ситуациях.

  1. Первая, подразумевает перегрев проводки в результате прохождения по ней токов, больше номинальных. К чему это может привести, догадаться несложно: перегорание кабеля, а в итоге короткое замыкание или вообще возгорание.
  2. Вторая ситуация, предотвратить которую способен автоматический выключатель, это короткое замыкание, вследствие которого сила тока в цепи может увеличиваться на огромные значения, а это чревато в лучшем случае выходом из строя всего электрооборудования. В худшем — возгоранием электротехники, а от неё и всего помещения. Говорить же о целостности проводки и вовсе не приходится.

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров. А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

Что же касается защиты человека от поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, то здесь предпочтительнее использовать УЗО.

Принцип работы

Основной задачей защитного выключателя является отсечение подачи электрического тока от подающего кабеля в сеть потребителя. Происходит это благодаря расцепителям, находящимся в теле автомата. Причём существуют два вида таких частей:

  1. Электромагнитные, представляющие собой катушку, пружину и сердечник, который при превышении номинальных токов втягивается и через пружину разъединяет контакты. Происходит это практически мгновенно — от 0,01 до 0,001 секунды, что способно обеспечить надёжную защиту.
  2. Биметаллические тепловые — срабатывают при прохождении токов, превышающих предельные значения. При этом биметаллическая пластина, являющаяся основой такого расцепителя, изгибается и происходит разрыв контактов.

Для более надёжного отключения в большинстве современных моделей автоматов стараются применять оба вида расцепителей.

Виды АВ и их особенности

Учитывая разнообразие электросетей и определённых ситуаций, автоматы могут быть разных видов. Принцип их работы ничем существенным не отличается — срабатывают всё те же расцепители, но в зависимости от ситуации и ряда других нюансов используют разные их вариации.

Так, для стандартной однофазной сети напряжением 220 вольт выпускаются однополюсные и двухполюсные АВ. Первые способны разрывать лишь один провод — фазу. Вторые могут работать и с фазой, и с нулём. Безусловно, предпочтительнее использовать второй вариант. Особенно, если дело касается помещений с повышенной влажностью. Конечно, и однополюсный автомат вполне справится со своей задачей, но могут возникнуть ситуации, когда перегоревшие провода замкнут между собой. В таком случае, естественно, фаза будет отсечена, но вот нулевой провод окажется под напряжением, что может быть крайне опасно.

Для трёхфазных сетей напряжением 380 вольт используются трёх- или четерёхполюсные автоматы. Устанавливать их необходимо и на входе, и непосредственно перед потребителем. Как понятно, такие автоматы отсекают все три фазы, подключённые к ним. В редких случаях возможно использование одно- или двухполюсных защитных устройства для отсекания, соответственно, одной или двух фаз.

Выбор защитного устройства

Конечно, любой автомат превосходно справится с возложенными на него задачами — это не вызывает сомнения, если он исправен. Но дело в том, что подбирать АВ необходимо с учётом нескольких параметров.

Если выбранный автомат слишком «слабый», то будут происходить постоянные ложные срабатывания. И наоборот, слишком «сильная» модель, будет иметь довольно сомнительную полезность.

Мощность нагрузки

Одной из возможностей подобрать защитное устройство является выбор автомата по мощности нагрузки. Для этого необходимо узнать значение тока нагрузки. И уже из этих данных выбирать соответствующий номинал. Проще всего (да и точнее) это сделать с помощью закона Ома по формуле:

где P — мощность потребителя (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина и т. п. ), а U — напряжение сети.

Для примера потребитель будет взят 1,5 кВт, а напряжение сети обычное 220 В. Имея эти данные, подставив их в формулу, получится:

I = 1500/220 = 6,8 А.

В случае с трёхфазной сетью 380 вольт, напряжение будет 380 В.

Опираясь на закон Ома, можно без труда посчитать мощность нагрузки, из которой подбирать требуемый номинал автомата. Однако не стоит забывать, что, выбирая таким образом АВ, необходимо сложить нагрузку всех потребителей.

Существует и ещё одна формула для выбора автоматического выключателя по току, но она немного сложнее, но и конечный результат будет куда более точен. На практике это не принципиально, но в ознакомительных целях всё же стоит её привести:

Значения I, P, U будут теми же, что и в законе Ома, а вот cos φ — это коэффициент мощности, который учитывает в нагрузке реактивную составляющую. Это значение помогает определить таблица 6.12 нормативного документа СП 31−110−2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для примера данные будут использованы те же, т. е. потребитель 1,5 кВт, а напряжение всё те же 220 В. Согласно таблице, cos φ будет равен 0,65, как для вычислительных машин. Следовательно:

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

Выбирать автомат лишь по мощности нагрузки будет непростительной ошибкой, которая может дорого стоить. Ведь если не учесть при этом сечение кабеля, то теряется всякий смысл в подборе автомата. Однако полученные значения нагрузки и номинал АВ смогут помочь в подборе необходимого кабеля.

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

Чтобы выбрать автоматический выключатель по мощности хотя и понадобились некоторые расчёты, но они были крайне просты. Этого совсем нельзя сказать о расчётах при выборе автомата по токам короткого замыкания.

Но при подборе номинала АВ для дома, коттеджа, квартиры или офиса, подобные расчёты будут излишни, так как основной показатель, особенно влияющий на данные, это длинна проводника. Но в подобных ситуациях она крайне мала, чтобы существенно повлиять на результат. Поэтому такие расчёты проводят лишь при проектировании подстанций и других подобных сооружений, где длина кабелей значительная.

Поэтому при выборе автоматического выключателя обычно приобретают модели с обозначением «С», где учитываются значения пусковых токов.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

  • Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
  • Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
  • Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки. Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую “полную” или “номинальную” мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса “D”.

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (Pr) каждого прибора происходит по формуле:

Pr = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Еще одной проблемой, особенно актуальной для электропроводки в частном секторе, является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для расчета силы тока. При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

If = S / Ufдля однофазной сети

Il = S / (1.73 * Ul) для трехфазной сети

Здесь индекс “f” означает фазные параметры, а “l” – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения “звезда”, а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (Il = If), а напряжение рассчитывают по формуле:

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное расчетное сечение проводов, используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм 2 .

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм 2 .

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

In

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

  1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
  2. Подбор автоматического выключателя.
  3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм 2 , тогда:

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм 2 . Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

Выбор автомата по мощности нагрузки и номиналы по току

Что такое автоматы? Нет, не те, которые ставят на сессиях в университетах, и даже не те, что выдают в армии бывшим студентам, завалившим свои сессии.

В данной статье речь пойдет об устройствах, способных обезопасить вас и ваше жилище от различных неприятностей, с которыми вы можете столкнуться из-за неполадок, порой возникающих в электрической сети.

Понятие автоматического выключателя

Автоматический выключатель, называемый также защитным автоматом или просто автоматом, это контактное коммутационное устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электрической цепи, а также защиты ее элементов от перегрузок и токов короткого замыкания.

Иными словами, основными функциями автоматов являются:

  • осуществление коммутаций в электрической сети;
  • защита электрической цепи и включенных в нее энергоприемников от перегрузок посредством ее отключения от источника электроснабжения при прохождении через автомат токов, превышающих допустимые;
  • защита электрической цепи и включенных в нее энергоприемников от коротких замыканий во время прохождения через автомат соответствующих токов при помощи отключения защищаемого участка от источника питания.

Следует понимать, что автоматы не уберегут человека от поражения электрическим током, они защищают только сеть и электроприборы

Автоматические выключатели бывают с одним, двумя, тремя или четырьмя полюсами. Каждая модификация предназначена для установки в сеть со своим количеством фаз и подключения с учетом специфики конструкции.

Основным действующим элементом автомата является расцепитель, осуществляющий разрыв цепи при возникновении критической ситуации. Расцепители встречаются двух видов:

  • электромагнитные расцепители, которые реагируют на токи короткого замыкания практически мгновенно; такой расцепитель представляет собой катушку с пружиной и сердечник, реагирующий на прохождение высоких токов втягиванием и воздействием на пружину, которая, в свою очередь, расцепляет контакт внутри автомата;
  • тепловые расцепители, представляющие собой специальные биметаллические пластины, которые эффективны при защите электрической сети от перегрузок; механизм расцепления в данном случае приводится в действие посредством изгиба пластины как реакции на прохождение высоких токов.

Щиток с автоматами

В современных автоматический выключателях хорошо себя зарекомендовало совокупное использование этих двух видов расцепителей.

Как правильно выбрать автомат?

Расчет защитного автомата по мощности нагрузки в сетях с напряжением 220 В или 380 В начинается с определения мощностей электрических приборов, которые будут подключены к сети посредством данного автомата. Необходимая информация содержится как в паспортной документации, прилагаемой к любой бытовой технике, так и на шильдике (табличка либо стикер на корпусе прибора).

В крайнем случае, в интернете имеется большое количество сайтов интернет-магазинов техники, которые обычно размещают данные о технических характеристиках товара на его странице-карточке.

Собрав информацию обо всех энергоприемниках, необходимо просуммировать их мощности и найти максимальную токовую нагрузку в данной электрической цепи, т.е. нагрузку на провод и автомат.

По закону Ома, известному каждому из школьного курса физики, I=P/U, где I–искомая сила тока в амперах (А), P– мощность нагрузки (суммарная мощность всех энергоприемников) в ваттах (Вт), U–напряжение в сети (220 В в однофазной сети и 380 В в трехфазной сети) в вольтах (В).

Чтобы упростить себе задачу, опустив один этап вычислений, можно воспользоваться нижеприведенной таблицей, которая устанавливает взаимосвязь между номиналом автоматов по току и токовыми и мощностными нагрузками. Кроме того, данная таблица позволяет осуществить выбор автомата по сечению кабеля.

Медные проводники

Се-че-ние про-вод-ника, кв. мм

Алюминиевые проводники

Мощность, кВт

Ток в цепи, А

Ток авто-мата, А

Ток авто-мата, А

Ток в цепи, А

Мощность, кВт

220 В

380 В

220 В

380 В

3,3

6,4

15

10

1,5

4,6

9,0

21

20

2,5

16

16

3,5

6,8

5,9

11,5

27

25

4,0

20

21

4,6

9,0

7,4

14,5

34

32

6,0

25

26

5,7

11,1

11,0

21,4

50

50

10,0

32

38

8,3

16,3

15,4

30,0

70

63

16,0

50

55

12,1

23,5

18,7

36,4

85

80

25,0

63

65

14,3

27,8

22,0

42,9

100

100

35,0

63

75

16,5

32,1

29,7

57,9

135

125

50,0

100

105

23,1

45,0

38,5

75,0

185

125

70,0

125

135

29,7

57,9

Важно! Очевидно, что основывать выбор автомата на диаметре присоединяемого к нему проводника возможно в том случае, когда вы уже определились, какой кабель нужен для безопасного и наиболее экономичного подключения всех энергопринимающих устройств. Для принятия данного решения также существуют определенные методики.

Автомат на 16А

Пример. Необходимо выяснить, сколько киловатт нагрузки выдержит автомат для однофазной сети, рассчитанный на 25 ампер. По таблице определяем, что при осуществлении коммутаций посредством кабелей с медными токоведущими жилами к такому автомату можно подключить электроприборы суммарной мощностью 5,9 кВт; при использовании алюминиевых проводников максимальная присоединяемая мощность немного ниже – 5,7 кВт. При этом можно заметить, что оптимальное (и безопасное) для такого подключения сечение проводника из меди составляет 4 кв. мм, а из алюминия – 6 кв. мм.

Как правильно подключить автоматы в электрическом щите

Рассмотрим, как осуществить подключение автоматов в щитке своими руками. Автоматические выключатели, выполненные по современным стандартам, представляют собой модульное оборудование и имеют стандартные размеры, как и иные элементы внутреннего пространства распределительного щитка. Такой подход к исполнению оборудования существенно упрощает сборку щитка.

Все модули просто крепятся на специально предназначенную для этого DIN-рейку при помощи защелок на тыльной стороне каждого из них, при этом не теряется возможность последующего перемещения объекта вдоль рейки. Для его снятия с места крепления потребуется поддеть и поднять вверх пружинную защелку, это удобно делать обыкновенной прямой отверткой.

Алгоритм монтажа автоматов в распределительном щитке и их подключение к электрической сети представляет собой совокупность следующих последовательных действий.

  1. Обесточивание распределительного щита, принятие мер по предотвращению несанкционированной подачи напряжения на него. Проверка индикаторной отверткой отсутствия напряжения в распредщите.
  2. Разметка расположения защитной автоматики, замер необходимой длины проводов.
  3. Закрепление выбранныхмодулей в намеченном месте путем его защелкивания на DIN-рейке.
  4. Монтаж (при необходимости) ограничителей. Их установка целесообразно при наличии пустых промежутков рядом с защитным автоматом во избежание его незапланированных перемещений вдоль рейки, которые, в свою очередь, могут привести к повреждению электропроводки.
  5. Перед подключением провода должны быть зачищены от изоляции. Многожильные проводники в обязательном порядке обжимаются наконечниками.
  6. Осуществляется укладка подключенных проводов внутри распределительного щитка по направлению к предназначенным для них устройствам. Для удобства их можно сортировать и формировать из них жгуты.
  7. В зависимости от количества полюсов подключение проводов к автомату происходит следующим образом:
  • при монтаже однополюсного устройства на верхнюю клемму подается вводная фаза, а из нижней выходит фазная жила локальной электрической сети;
  • при установке автомата с двумя полюсами на левый верхний контакт подключается вводная фаза, а на правый – вводной ноль; соответственно, к правому нижнему контакту подключается фаза защищаемой электрической цепи, а к левому нижнему – ее ноль;
  • когда вы осуществляете подключение трехполюсного устройства, к верхним клеммам необходимо подключить все три фазы вводного кабеля в порядке их промаркированности слева направо – A, B, Cили L1, L2, L3 в зависимости от типа маркировки; от нижних контактов будут отходить соответствующие фазные жилы цепи, защищаемой посредством данного автомата;
  • наконец, если монтажу в распределительном щитке подлежит устройство с четырьмя полюсами, то слева направо подключаются все четыре жилы вводного кабеля трехфазной сети: фазы A, B, C (L1, L2, L3), а также нулевая жила к самой правой клемме; на выходе из автомата подключения проводов будут аналогичными.

Замена автоматического выключателя

Важно! С точки зрения функционирования системы электроснабжения дома или квартиры четкое соблюдение очередности подключения токоведущих жил и расположение входа и выхода в автомате не имеют принципиального значения. Однако нарушение описанной выше определенности может в процессе монтажных и ремонтных работ в данном щитке повлечь за собой серьезные последствия, вплоть до человеческих жертв.

  • При расположении нескольких автоматов в один ряд жила (либо жилы) вводного кабеля подаются только на крайний из них. Далее осуществляется последовательное соединение модулей посредством специальной гребенчатой шины (гребенки), либо самодельных перемычек, собранных из обрезков проводов.
  • После проверки качества и правильности организованных коммутаций можно осуществить подачу напряжения на распределительный щит и, включив всю защитную автоматику, проверить все той же индикаторной отверткой присутствие напряжения на входе и выходе каждого модульного элемента.
  • С целью создания определенности и облегчения последующих электромонтажных и ремонтных работ в распредщитке все автоматы внимательно маркируются в соответствии со своим назначением.

По завершении данного этапа установку автоматов и их подключение к электрической сети можно считать завершенными.

Чем опасен неправильный выбор защитной автоматики?

Выбирая автомат необходимо иметь в виду тот факт, что устройство с завышенными характеристиками будет пропускать через себя в защищаемую электрическую цепь токи, недопустимые для данной проводки и электроприборов, что чревато перегревом проводников, оплавлением их изоляционного слоя, выходом из строя подключенных электроприборов, а также пожаром.

При установке прибора с характеристиками ниже требуемых, вы будете постоянно задаваться вопросом, почему выбивает автомат в щитке. Защитное устройство начнет регулярно срабатывать при запуске мощных электроприборов. Кроме того, автомат, рассчитанный на нагрузку меньше подключаемой через него, очень скоро выйдет из строя ввиду залипания его контактов, связанного с постоянным воздействием неприлично высоких для него токов.

Зная, как выбрать автомат по мощности подключаемой посредством него нагрузки, а также умея осуществить выбор автоматического выключателя по току, с учетом понимания важности серьезного отношения к данному выбору вы, несомненно, сможете грамотно организовать систему электроснабжения как в квартире, так и в частном доме, обезопасив при этом и себя, и своих близких, и свое жилище.

Расчет домашней сети, определение мощности

Современная внутренняя система электроснабжения дома или квартиры обязана удовлетворять нескольким требованиям. Она должна быть:

  • Рассчитана на длительную безаварийную эксплуатацию
  • Обеспечена устройствами защиты от перегрузки, короткого замыкания, поражения человека электрическим током и значительных скачков напряжения
  • Обеспечена различными приборами, позволяющими повысить комфортность проживания
  • Рассчитана на возможность подключения самых различных устройств

Создание такой системы — непростая задача, требующая вдумчивого и системного подхода. Она предполагает реализацию следующих этапов: расчет, комплектация и монтаж.

В процессе расчета в помещениях выявляются определенные функциональные зоны, требующие подключения каких-либо электрических приборов. Эту работу удобнее всего выполнять с использованием плана квартиры или дома. На плане можно «расставить» предполагаемую мебель, «разместить» люстры и светильники, «установить» электроплиту, холодильник, стиральную машину и т. д. Это позволит определить расположение розеток, а также их тип. Размещение люстр, светильников и подсветок позволит, в свою очередь, найти удобные места для соответствующих выключателей. На этом же плане следует указать мощность оборудования, планируемого к установке.

Разделение всех потребителей на группы

Расчет домашней электрической сети, как правило, начинается с разделения всех потребителей на группы. Под группой понимается несколько потребителей, подключенных параллельно к одному питающему проводу, идущему от распределительного щита. Это группы освещения, группы розеток и т. д. Отдельными линиями запитываются агрегаты большой мощности (стиральные машины и электрические плиты). В отдельную группу выделяются розетки кухни, где подключаются микроволновые печи, электрические духовки, посудомоечные машины, электрические чайники и многое другое.

Результат разделения потребителей на группы вначале лучше отобразить в таблице, дополняя ее в дальнейшем новыми данными (табл. 1).

Группы потребителей электрической энергии с отдельными устройствами защиты могут формироваться тремя способами:

  • По помещениям в квартире (каждому помещению предоставляют отдельную линию)
  • По видам потребителей: освещение, розетки, электроплиты, стиральные машины и т. д
  • Для каждого потребителя, будь то розетка или светильник, проводится отдельная линия электропитания с устройствами защиты (европейский вариант)

Как показывает практика, любая разводка в доме или квартире является комбинацией вышеназванных вариантов в зависимости от конкретных потребностей и условий.

Определение установленной мощности и тока нагрузки

Важным этапом проектирования является определение суммарной потребляемой мощности установленного оборудования в каждой группе.

Величина установленной мощности позволяет рассчитать номинальный ток нагрузки на данную цепь. Номинальный ток — это тот максимальный ток, который будет протекать по фазному проводу. Во внутренней сети квартиры или дома с напряжением 220 В он легко определяется по максимальной потребляемой мощности.

При однофазной нагрузке номинальный ток In ~ 4,5Pm, где Pm — максимальная потребляемая мощность в киловаттах. Например, при Pm = 5кВт In = 4,5 * 5 = 22,5 А.

При распределении потребителей по группам необходимо исходить из следующих условий:

  • Кондиционер, теплые полы, электроплита, стиральная машина и другие мощные потребители с открытыми токопроводящими элементами должны подключаться к отдельным линиям, каждая из которых защищается автоматом защиты и УЗО
  • В отдельную группу выделяются розетки зон с повышенной влажностью (кухни и ванные комнаты)
  • Розетки жилых комнат можно объединить в одну группу
  • Систему освещения жилых комнат желательно разделить на две (или более) группы

Разделение на группы выполняется в распределительном шкафу, где на каждую группу устанавливается автоматический выключатель, а в некоторых случаях и УЗО. Таким образом, каждая из групп за пределами распределительного щита представляет собой отдельную электрическую цепь.

Значение номинального тока нагрузки позволяет определить и характеристики защитных устройств, и сечение жил провода.

Самым простым является расчет группы с одним прибором, например электрической духовкой. Ее потребляемая мощность 2 кВт (определяется по паспорту). Номинальный ток нагрузки In = 4,5 * 2 = 9 А. Таким образом, в цепь питания духовки должен устанавливаться автоматический выключатель с номинальным током не менее 9 А. Ближайшим по номиналу является автомат 10 А.

Расчет токовой нагрузки и выбор автоматического выключателя для группы с несколькими потребителями усложняется введением коэффициента спроса, определяющего вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени.

Конечно, величина коэффициента спроса зависит от множества объективных и субъективных факторов: типа квартиры, назначения электрических устройств и т. д. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно принимается за 1, а коэффициент спроса для пылесоса — 0,1. Существуют даже целые системы расчета коэффициента спроса как для отдельных квартир, так и для многоэтажных домов.

Понятно, что одновременное включение и работа всех электроприборов в квартире или частном доме маловероятны. Поэтому в нашем случае коэффициент спроса для каждой группы можно определить по таблице усредненных значений (табл. 2).

Для расчета розеточной группы кухни примем, что там будут включаться следующие приборы:

  • Электрический чайник — 700 Вт
  • Овощерезка — 400 Вт
  • Микроволновая печь — 1200 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Морозильник — 160 Вт
  • Прочее — 240 Вт

Суммарная номинальная мощность этих приборов в группе составляет 3000 Вт.

С учетом коэффициента спроса (равного 0,7) номинальная мощность будет равна 3000 * 0,7 = 2100 Вт.

Номинальный ток нагрузки в цепи этой розеточной группы будет равен 4,5 х 2,1 = 9,45 А.

После аналогичных расчетов дополним табл. 3 полученными значениями потребляемой мощности и номинального тока для остальных групп.

Выбор сечений жил и типа провода

Сечение жил провода для каждой группы рассчитывается в зависимости от предполагаемой суммарной мощности устанавливаемых в ней приборов и расчетных значений силы тока (конечно, с некоторым запасом). Необходимые рекомендации можно получить в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) — главном документе электрика.

Табл. 4 отражает соответствие нагрузочных токов и допустимых сечений проводов, регламентированных ПУЭ (применяется для медных проводов, потому что использование алюминиевых в электропроводке жилых помещений в настоящее время запрещено).

Для более точного расчета нужных сечений жил проводов необходимо не только руководствоваться мощностью нагрузки и материалом изготовления жил, но и учитывать способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в проводе, условия эксплуатации и другие факторы. Поэтому опытные электрики считают оптимальным вариантом применение жил сечением 1,5 мм2 — для осветительной группы (4,1 кВт и 19 А), 2,5 мм2 — для розеточной группы (5,9 кВт и 27 А) и 4—6 мм2 — для приборов большой мощности (свыше 8 кВт и 40 А). Такой вариант выбора сечений для проводов является, пожалуй, наиболее распространенным при монтаже электропроводки квартир и домов. Он позволяет повысить надежность скрытой проводки, а также создать некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например при подключении дополнительных устройств В табл. 5 приведены сечения жил проводов, выбранные для нашего примера.

При выборе типа и марки провода необходимо исходить, прежде всего, из соображений надежности и долговечности. Также следует учитывать допустимое напряжение пробоя изоляции. Особенно это актуально при скрытой проводке. Сегодня для внутренней проводки в доме или квартире лучше всего использовать электрические провода с однопроволочными медными жилами (плоские или круглые) марки ВВГ, ВВгнг и NYM.

Выбор устройств защиты

Дальнейшая работа заключается в проектировании многоуровневой защиты внутренней электрической сети и оборудования от различных аварийных ситуаций. Эта важная и ответственная задача требует определенной подготовки и включает в себя выбор защитных устройств по типу и характеристикам, а также способ их подключения. Для защиты внутриквартирной сети используются, как правило, автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматы, реле напряжения.

Для сети частного дома кроме указанных устройств используются стабилизаторы, а также устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В квартирной проводке устройство защиты от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов не требуется, так как она, как правило, входит в защитную систему всего дома.

Для выбора характеристик защитных устройств используются значения установленной мощности и номинальных токов, полученные в предыдущих расчетах, и принятые сечения проводов. Более подробные сведения о защитных устройствах приведены в разделе «Защитные устройства».

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель служит для защиты проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. УЗО является эффективным средством защиты от поражения электрическим током и возникновения пожаров, связанных с нарушением проводки. Включение в схему реле напряжения позволяет обеспечить надежную защиту дорогостоящего оборудования от аварийных скачков напряжения.

Выбор автоматического выключателя выполняется в первую очередь по допустимой величине номинального тока для проводки. При этом следует иметь в виду, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков именно электропроводки, идущей к розетке, а не подключенного к ней оборудования. Любая техника, как правило, имеет свою встроенную защиту от перегрузок или замыканий. Не защищает автоматический выключатель и людей от поражения электрическим током. Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из возможностей проводки и ни в коем случае не должен превышать максимально допустимый ток для данного сечения провода. Для бытовых сетей изготавливаются автоматические выключатели с номинальными токами 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А

При выборе автомата необходимо учитывать также класс прибора, его отключающую способность и класс токоограничения.

Автоматические выключатели класса В необходимо применять для защиты цепей с лампами накаливания и нагревательными приборами. Для всех остальных бытовых нагрузок используют автоматы с характеристикой С. Отключающая способность автоматического выключателя должна быть не менее 4,5 кА и не менее 6 кА для медной проводки сечением 2,5 мм2 и выше. Класс токоограничения следует выбирать не ниже 2, а лучше 3.

Итак, исходя из табл. 6, для нашего примера подойдут автоматические выключатели ВА 63 класса С с током короткого замыкания от 4000 до 6000 А и номинальными токами, соответствующими сечению жил по каждой группе. При этом следует помнить, что номинальный ток автомата должен быть на один порядок меньше значения допустимого тока для защищаемого провода.

Технические характеристики автоматических выключателей отражены в маркировке, имеющейся на корпусе. На рисунке изображен автоматический выключатель на 16 А, класса С с отключающей способностью до 4500 А.

Среди автоматических выключателей различных производителей наибольшее распространение получили устройства серии ВА фирм IEK, ДЭК, ИНТЭС, EKF. Они достаточно надежны и вполне удовлетворяют критерию цена/качество. К более дорогим устройствам премиум класса относятся автоматические выключатели серий ABB, Legrand, Siemens. Они имеют перегрузочную способность по току около 6—8 кА, механическую износостойкость и наработку на отказ, а также дополнительный сервис (крышечки, индикаторы и т. д.). Однако выбор дорогих автоматов предполагает использование и других элементов электрической системы той же ценовой категории.

Устройство защитного отключения (УЗО)

Для правильного выбора УЗО вначале нужно определиться с его конструктивными особенностями (электромеханическое или электронное). Электромеханические УЗО стоят гораздо дороже, но они отличаются высокой степенью надежности и способны гарантированно срабатывать при любом уровне напряжения в сети. Электронные УЗО на порядок дешевле, но их работоспособность (в силу конструктивных особенностей) зависит от стабильности напряжения в сети, что в редких случаях не исключает возникновение аварийной ситуации. Однако чаще всего они работают вполне стабильно, поэтому предпочтение отдается электронным УЗО в силу их доступности и дешевизны. Следует отметить, что их использование вполне оправданно при дополнительной установке стабилизатора напряжения.

Основными характеристиками УЗО являются ток утечки (ток срабатывания), время срабатывания и максимальная величина тока короткого замыкания. Расчетный ток утечки для бытовой сети, как правило, выбирается в пределах от 10 до 30 мА При этом время срабатывания должно составлять в среднем от 10 до 30 мс Максимальная величина тока короткого замыкания Inc — характеристика, определяющая способность прибора выдерживать сверхтоки, возникающие в цепи при коротком замыкании. Понятно, что автоматический выключатель, соединенный в цепи последовательно с УЗО, сработает на отключение, но это произойдет через 10 мс, а за это время УЗО будет находиться под воздействием сверхтока. И если оно сохраняет при этом работоспособность, то его качество считается высоким. Значения максимального тока короткого замыкания для различных УЗО лежат в пределах от 3000 до 10 000 А, а минимально допустимое значение Inc — 3000 А.

При выборе типа УЗО (АС, А, В, S, G) следует учитывать характер нагрузки в защищаемой группе. Если в цепь включаются современные стиральные машины, микроволновки, телевизоры, компьютеры, кондиционеры и т. д, имеющие в своем составе импульсные блоки питания, выпрямители, тиристорные регуляторы, то предпочтительнее устанавливать УЗО типа А. Применение УЗО типа АС допускается в случаях, когда заведомо известно, что в зону защиты УЗО не будут входить устройства с выпрямительными элементами. Селективное УЗО типа S устанавливается, как правило, на вводе после главного автоматического выключателя при организации многоуровневой защиты. Они служат для защиты всей сети дома или квартиры и должны срабатывать с задержкой во времени по отношению к УЗО, защищающим отдельные группы потребителей.

Окончательный выбор УЗО можно выполнить с достаточной точностью, используя значение номинального тока в цепи конкретной группы. Номинальный ток УЗО выбирается из следующего ряда; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125 А

В нашем примере (табл. 7) на группы № 1, 2, 3, 5 устанавливается УЗО с током утечки 30 мА и номинальными токами, на порядок превышающими токи автоматических выключателей.

Кроме того, после главного автомата устанавливается общее УЗО с током утечки 300 мА.

Для защиты УЗО от токов короткого замыкания и токов перегрузки перед ним обязательно устанавливается автоматический выключатель. При этом номинальный ток УЗО должен быть на ступень больше. Смысл такого требования заключается в следующем. Если УЗО и автоматический выключатель имеют равные номинальные токи, то при протекании тока, превышающего номинальный, например на 45 % , т. е. тока перегрузки, автоматический выключатель может сработать в течение одного часа. Это означает, что УЗО длительный период времени будет работать в режиме перегрузки.

Наиболее вероятными местами поражения электрическим током в квартирах и домах являются помещения с повышенной влажностью — кухня и ванная комната. Здесь достаточно много электробытовых приборов с открытыми токопроводящими элементами и естественных заземлителей (водопроводные, газовые трубы). Группы розеток таких помещений требуют установки УЗО в первую очередь.

Все важнейшие характеристики УЗО должны содержаться в маркировке прибора на его лицевой панели и в сопроводительной технической документации.

Эффективная работа УЗО в значительной степени зависит от правильной его установки. Устройство, как правило, подключается в распределительных щитах после главного (вводного) автомата. Допускается установка одного УЗО с током утечки 30 мА на всю квартиру или дом. Недостатками данного решения являются трудность обнаружения места утечки и полное отключение напряжения в квартире при срабатывании устройства.

Приобретая защитные устройства, необходимо обратить внимание не только на параметры приборов, но и на качество их изготовления, подтвержденное соответствующими сертификатами. В любом случае предпочтение следует отдавать фирме-изготовителю, которая предлагает полный ассортимент защитных устройств.

Вместо комбинации из двух устройств — УЗО + автомат — можно использовать дифференциальный автомат, сочетающий в себе функции обоих приборов. Такое решение в значительной степени упрощает их подбор и последующий монтаж.

Для наглядности полученные результаты можно изобразить в виде однолинейной схемы, где хорошо видны взаимосвязи всей электрической сети, а также характеристики ее элементов. Такая схема поможет избежать возможных сшибок при сборке распределительного щита. Следует отметить, что на этой схеме отсутствует система защиты от скачков напряжения (реле напряжения). В ней также не отражены тип электропитания (трехфазный или однофазный) и способ заземления.

В случае деления энергопотребителей на группы рекомендуется устанавливать по одному УЗО 30 мА на группу розеток и на группу освещения, а также по одному УЗО 30 мА на каждую линию, питающую энергоемкие приборы. Такой вариант позволяет избежать неудобств при срабатывании устройства и локализовать аварийную зону. Кроме того, рекомендуется установка одного УЗО с током утечки в 300 мА — на вводе.

Оно устанавливается после автоматического выключателя, а его номинальный ток будет зависеть от расчетной нагрузки и номинального тока автомата. В этом случае лучше применить не обычное, а так называемое селективное УЗО, время срабатывания которого составляет 0,3—0,5 с. Более длительное время срабатывания даст возможность среагировать на возникшую утечку устройствам, защищающим отдельные электроприборы или группы. Только в том случае, если они не сработают, оно отключит всю схему электроснабжения целиком.

Реле напряжения (PH)

Реле напряжения (PH) предназначено для отключения внутренней сети при недопустимых колебаниях напряжения с последующим автоматическим включением после его восстановления. Оно, как правило, оснащается устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания

Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это весьма эффективное устройство для защиты оборудования при аварийных ситуациях, которые возникают в результате обрыва нейтрали, перегрузки, перекоса фаз и т. п.

В зависимости от нагрузки устройства могут быть рассчитаны на номинальные токи в 16; 30; 40; 60; 80 А. Эта характеристика обозначает силу тока, которую реле способно пропустить без выхода из строя. Реле напряжения выбирают по значению номинального тока в цепи с 20—30%-ным запасом. То есть, если главный автоматический выключатель имеет номинальный ток в 25 А, то реле напряжения должно быть рассчитано на 32 или 40 А Обычно в домах и квартирах достаточно 30 или 40 А, что соответствует мощности примерно 6 и 8 кВт.

На трехфазном вводе чаще всего устанавливают по однофазному реле напряжения на каждую фазу (при отсутствии трехфазных потребителей).

Схемы вводно-распределительных устройств

Результаты расчетов и подбора защитных устройств, как правило, отражаются в схемах, которые становятся основным документом, позволяющим выполнить правильный монтаж распределительного щита. По схеме можно еще раз проверить правильность выбора защитных устройств и наметить последовательность их монтажа.

Схема распределительного щита. Однофазное питание приходит от вводного устройства с разделенными проводниками РЕ и N. На вводе установлены два вводных однополюсных автомата защиты на 50 А. На схеме они спаренные и вместо них можно использовать один двухполюсный автомат. Далее электропитание поступает на счетчик учета электроэнергии, а затем распределяется по группам. Проводник защитного заземления соединяется с шиной РЕ, от которой осуществляется разводка по помещениям. Рабочий нуль соединяется с шиной N и затем распределяется по группам.

Недостаткам этой схемы является отсутствие после электросчетчика дифференциального автомата защиты, объединяющего в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автомата защиты электропроводки от сверхтоков (токов короткого замыкания) и перегрузки. Номинал этого дифференциального автомата должен быть 50 А, номинал по току утечки — 30 мА, его время отключения при коротком замыкании должно быть меньше времени отключения вводных автоматов.

На группе розеток кухни и стиральной машины установлен автомат защиты на 16 А и УЗО на 20 А, так как номинал УЗО должен быть больше номинала автомата защиты, установленного с ним в паре.

Схема вводно-распределительного устройства трехфазного тока для среднего частного дама с хозяйственной постройкой. В пластиковый или металлический шкаф вводится кабель с проводниками L1, L2,L3, и PEN. Проводник PEN расщепляется (на главной заземляющей шине) на проводники N (рабочая нейтраль) и РЕ (защитное заземление), которые присоединяются к двум медным шинам. К шине N приходят рабочие нейтрали от всех групп, к шине РЕ подключаются провода защитного заземления, приходящие от устройств большой мощности.

Фазные провода через главный трехфазный автоматический выключатель приходят к счетчику. К нему же подключается и рабочая нейтраль. Затем устанавливается трехфазное УЗО, которое защищает всю электрическую цепь дома. Далее электрический ток распределяется по линиям, защищенным, в свою очередь, автоматами или УЗО.

Первые три автоматических выключателя предназначены для защиты осветительных цепей от перегрузки и короткого замыкания. Отдельная линия, защищенная дифференциальным автоматом, выделена для розеточной группы кухни. Далее следует группа розеток для других помещений, защищенная УЗО и тремя автоматическими выключателями. Последняя линия, состоящая из одного УЗО и двух автоматических выключателей, предназначена для защиты цепей отдельно стоящего помещения. Все группы запитываются от разных фаз L1, L2,L3, а защитные приборы подбираются в соответствии с предварительно разработанной схемой с учетом нагрузок на каждую группу и условиями эксплуатации оборудования.

Схема квартирного распределительного щита, оснащенного (наряду с другими защитными устройствами) реле напряжения. В ней указаны номиналы всех автоматов защиты и сечений электрических кабелей. Энергопотребители разделены на отдельные группы с учетом их функциональных особенностей. Ввод выполнен по трехпроводной системе (с PE-проводником защитного заземления).

Для электропроводки здесь принят кабель марки ПВС. Это круглый гибкий кабель с двойной изоляцией и многопроволочными токопроводящими жилами, который не рекомендуется для скрытой проводки. Кроме того, концы жил такого кабеля в многочисленных соединениях требуют лужения. Разумнее использовать кабель марки ВВГ или NYM. Подобная схема вполне может быть полезна для организации электропитания небольшого частного дома.

Схема распределительного щита может быть выполнена с использованием условных обозначений, принятых правилами ПУЭ. На такой схеме указываются типы и характеристики защитных устройств, а также установка их на конкретные группы.

Тип ввода на приведенной схеме однофазный, с защитным проводником РЕ. Марка и сечения проводов здесь приняты в соответствии с номиналами защитных устройств и типом нагрузки.

Простейшая электрическая схема распределительного щита в квартире при однофазном вводе. Она не предусматривает установку счетчика энергии. В квартиру входят три провода — L, N и РЕ. На фазный провод установлен автоматический выключатель. Далее следует УЗО, которое защищает всю систему от возможности поражения человека электрическим током. Система разделена на девять групп потребителей, защищенных автоматами. Каждая группа подключена к проводнику защитного заземления РЕ.

Схема распределительного щита частного дома с сауной с трехфазным вводом без защитного проводника заземления РЕ, что является ее основным недостатком. В этом случае замыкание фазного провода на любой открытый токопроводящий корпус не вызывает короткого замыкания, необходимого для отключения автомата защиты. Кроме того, на линиях сауны, стиральной машины и группы розеток кухни установлены УЗО, что не защищает цепи от сверхтоков, вызванных перегрузкой или коротким замыканием (УЗО на короткое замыкание не реагирует). Здесь должны быть установлены УЗО + автомат или дифференциальные автоматы, совмещающие функции автомата и УЗО.

Для квартир различной планировки и степени комфортности можно предложить несколько электрических схем распределительных щитов с подбором номиналов устройств защиты.

Примеры оформления схем электропроводки

Каждый проект электроснабжения квартиры составляется с учетом особенностей жилья, типов электропитания, а также индивидуальных запросов. В общем случае для качественного последующего монтажа электрику необходимы:

  • Схема распределительного щита
  • План с размещением осветительных приборов, выключателей и регулирующих устройств
  • План размещения розеток и распределительного щита
  • Планы и схемы могут быть выполнены в достаточно упрощенном виде с использованием условных графических обозначений конкретных устройств. Их наличие поможет подобрать провода, а также электромонтажные и алектроустановочные изделия, необходимые для монтажа

Схема подключения дифференциального автомата, выполняющего функции УЗО и автоматического выключателя.

Схема подключения общего УЗО с выводом нулевого проводника на нулевую шину. Номинал УЗО принят на порядок выше номинала общего защитного автомата.

Однолинейная электрическая схема. Представляет собой систему электропитания однокомнатной квартиры с трехфазным вводом и защитным проводником РЕ. Она включает в себя результаты расчетов сети и наиболее полно отражает все ее особенности. Здесь указаны типы и характеристики защитных устройств, марка и сечения проводов, мощность потребителей. Такая схема позволит правильно укомплектовать и качественно смонтировать распределительный щит.

Смотрите также:

Расчет мощности автоматического выключателя

Уже много лет прошло с тех пор как ушли в прошлое времена, когда в электрических щитках для защиты от перегрузок использовались классические керамические пробки. Им на смену теперь пришли автоматические выключатели.

Каково предназначение автоматических выключателей?

Безусловно, главное назначение таких устройств — предохранение электрической сети от перегрузок и коротких замыканий.

Устройство автоматически отключится, когда нагрузка сети будет заметно выше нормы или возникнут токи короткого замыкания.
Объекты защищаемые автоматическим выключателем

До того как приступить к подбору автомата, необходимо выяснить, как происходит его работа и какие объекты он призван защищать. Бытует заблуждение, что назначение автомата — защита бытовых приборов. На самом же деле автомат нужен для предохранения электрической проводки от перегрузок.
Это очень важно, поскольку при появлении перегрузки линии или появлении короткого замыкания возрастающая сила тока вызывает перегрев кабельной линии с риском возгорания проводки.
Когда в электрической сети случается короткое замыкание, многократно возрастающая сила тока способна превысить тысячу ампер. Такая нагрузка – непосильное испытание для любого кабеля. Например, кабель, используемый при прокладке проводки в квартирах не выдерживает короткого замыкания и очень часто загорается. Аналогично, чрезмерная нагрузка вызывает рост силы тока, влекущий за собой перегрев проводов. В результате оплавляется изоляция. Нарушения изоляции с высокой вероятностью вызывают короткое замыкание.

Факторы, определяющие необходимость расчета мощности автомата

Основная цель расчета автоматического выключателя — нахождение номинального тока в линии и подбор время-токовой характеристики устройства. Сколько устройство будет иметь полюсов не играет роли для расчета. Результат вычислений зависит от электроаппаратуры и схемы ее подключения.
Необходимо знать, что автоматический выключатель ставится, чтобы предохранять от повреждения сверхнормативными токовыми нагрузками проводов определенного диаметра. Исходными данными для расчета устройства служат рабочий ток в линии и пусковые токи, которые возникают во время включения электрического оборудования.
Расчет также основывается на данных таблицы соответствия материала и диаметра кабеля номинальному току.

Вычисление мощности автомата

Электропроводка объекта подразделяется на группы, для каждой из которых предусмотрен отдельный кабель определенного диаметра и автоматический выключатель определенного номинального тока.
Такие параметры как номинальный ток и характеристики провода выбираются на основании расчета ожидаемой нагрузки. Чтобы его произвести, суммируют мощность электроприборов, подключающихся к участку электрической сети. Полученная мощность дает возможность найти значение тока, протекающего по электропроводке.
Получают значение тока из выражения:

В этом выражении U – сетевое напряжение (чаще всего 220В).
Р — сумма мощностей электрических приборов, Вт.
Хотя формула используется для активных нагрузок, создаваемых лампочками накаливания или приборами, имеющими нагревательный элемент, она также способна примерно оценить силу тока на участке электрической сети. Определившись с силой тока, можно приступать к выбору токопроводящего кабеля. Задавшись силой тока, используя таблицу можно найти сечение провода.
Для расчета устройства используется сила тока, которая является допустимой для обеспечения безопасности работы линии, которая защищается выключателем. Для нахождения номинала автомата нужно иметь информацию о токе, который является максимально допустимым. Параметры подключаемых электроприборов в вычислениях не используются. Вычисление размера силы тока исходя из суммы мощностей нагрузки является неточным, так как не способно учесть того, что назначение устройства – не защита нагрузки, а предохранение питающей линии.
Чтобы найти допустимый ток электропроводки, необходимо пользоваться данными специальных таблиц. В них на допустимый ток влияют диаметр жилы, числ жил, их способ прокладки и материал.
Получив с использованием таблицы рабочий ток, определяем для автомата номинальный ток. Значение номинала автомата не может быть больше рабочего значения тока проводки.

Расчет мощности автоматического выключателя

Определив номинал автомата, нужно избрать время-токовую характеристику, которая определяется электроприборами, нагружающими линию, точнее пусковым током этой нагрузки. Существует таблица, которую можно использовать для определения время-токовой характеристики в зависимости от типа нагрузки.
Беря в таблице кратность пускового тока и зная ток электроприбора, вычисляем силу тока при подключении электроприбора к линии и длительность повышенного тока, измеряемую в секундах.

Расчет количества автоматов в щитке в доме и в квартире

Проектируя электропроводку дома, выполняя ее замену или ремонт, основное внимание уделяют безопасности. От правильно произведенных работ зависит сохранность имущества и жизнь людей. Для обеспечения защиты электропроводки используют автоматический выключатель. В этой статье мы расскажем, как произвести расчет количества автоматов в щитке для квартиры и частного дома.

Общие сведения

Автоматический выключатель имеет два вида защиты:

  1. Обеспечивает защиту проводки от короткого замыкания. В результате чего токи в линии резко возрастают, происходит перегрев проводников с оплавлением, а если токи воздействуют длительное время, то и с возгоранием. Это приводит к пожару, утрате материальных ценностей и создается угроза жизни.
  2. Защищает линию от длительного воздействия токов выше номинальных (защита от перегрузки). Как следствие провода нагреваются выше допустимого значения, более +65 0С. Изоляция начинает плавиться, происходит короткое замыкание с вытекающими последствиями.

Автомат способен обеспечить надежную защиту электропроводки, оборудования, имущества, способен сохранить здоровье и жизнь человека. Но он не может обеспечить защиту человека от поражения электрическим током. Для этого применяются УЗО.

Однако, чтобы автоматический выключатель надежно обеспечивал защиту линии, необходимо правильно выполнить расчет. Промышленностью выпускаются автоматы различного исполнения, однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырех полюсные.

На рисунке представлены однополюсные, двухполюсные и трехполюсные АВ.

Расчет номинала автоматов защиты

При расчете руководствуются установленной нагрузкой. Из этих соображений производится подбор сечения проводов и устройства, который будет защищать линию.

Например, выполним вычисления линии для 3 розеток. Предполагается подключить электрические приборы, стиральная машина мощностью 2 кВт, СВЧ 1,5 кВт и электрочайник 0,8 кВт. Суммарная мощность равна 4,3 кВт(4300 Вт).

По формуле вычисляем ток:

I=P/U,

I= 4300/220=19,54А

(Эта формула справедлива для активной нагрузки и применяется при проектировании электроснабжения в квартире.)

По справочным таблицам выбираем подходящее сечение провода. При этом учитывается способ прокладки и материал проводника. Выбираем проводку с медными проводами.

Из нижеприведенной таблицы выбираем ближайшее значение. Берем большее сечение медного проводника 2,5 мм2. Мы возьмем значения для «проложенных в трубе», потому что предполагается скрытая электропроводка.

Следующим этапом подбираем автомат, который будет устанавливаться в электрощитке. По справочной таблице выполняем подбор необходимого автоматического выключателя.

На практике для розеток используют кабель сечением в 2.5 мм². Хотя в таблице указано, что при открытой прокладке нам подойдет и 1.5 мм². Это больше того, что рассчитали мы выше, и обусловлено тем, тем, что кабель прокладывают в стене, а не на открытом воздухе, а также особенностями работы автоматических выключателей — они способы длительно пропускать токи на 13% выше номинального. То есть АВ на 16А будет длительно проводить ток до 18А, на 25А – до 28А и т.д.

Ниже приведена часть таблицы, с рядом номиналов выпускаемых промышленностью автоматов:

Выбираем автоматический выключатель на 16А. По расчетам следует установить прибор на 19,54 А. Но промышленность такие приборы не выпускает, поэтому выбираем значение ниже расчетного. К тому же розетки рассчитаны на ток в 16А, поэтому большего номинала автоматы нельзя ставить независимо от их числа.

Он будет надежно предохранять электропроводку от перегрузки и токов короткого замыкания в квартире или в загородном доме. Аналогичным образом производится расчет при замене старой электропроводки в доме.

В других случаях, когда подключение производится не через розетку, а напрямую, как электроплита, например, автоматический выключатель выбирают по мощности электроплиты. При этом кабель выбирают такой, чтобы через него мог длительно протекать ток номинальный ток с учетом потерь на линии. Важно отметить, что допустимый длительный ток кабеля рассчитанного сечения должен быть выше на 13% (и более) чем номинал автоматического выключателя на этой линии, по обозначенным выше причинам.

Расчет количества автоматов

Как рассчитать автомат на одну линию, было рассмотрено выше. Произведем расчет автоматических выключателей на 1 комнатную квартиру.

На ниже приведенном рисунке представлена типовая схема защиты электропроводки однокомнатной квартиры:

Из нее следует, что используется индивидуальная защита линий, которые питают конечных потребителей:

  • Установлены два АВ, которые защищают линии освещения в коридоре и комнате, а второе обеспечивает отключение освещения в туалете, ванной и на кухне при аварийной ситуации.
  • Розетки защищены не только АВ, но и дополнительной защитой на УЗО. Она предохраняет человека от случайного прикосновения к токоведущим частям электропроводки.
  • Аналогично построена защита розеток и стиральной машины.
  • Выделен отдельный автомат для отключения для электрической плиты.

Все приборы смонтированы в электрощите. Часто его монтируют в прихожей, а на площадке устанавливается электросчетчик и вводной АВ.

На 2 комнатную квартиру требуется большее количество автоматов. Что видно из схемы, которая приведена ниже.

В щите монтируются шесть автоматов, обеспечивающих отключения линий при коротком замыкании или перегрузках:

  • один АВ предохраняет линию освещения коридора и обеих комнат;
  • второй установлен на освещение кухни, туалета и ванной;
  • отдельно защищается линия, которая питает бойлер;
  • следующий автомат обеспечивает защиту розеток коридора, комнаты 1, комнаты 2, туалета и кухни.

Таким образом, если произойдет неисправность на одной из линий, ее легко можно будет локализовать и произвести ремонт.

Аналогичным образом производится расчет количества автоматов защиты на 3-х комнатную квартиру или на 4 комнаты. При этом следует подбирать электрощит, учитывая количество модулей в боксе.

На рисунке вверху приведен монтаж автоматов защиты в электрощите современной квартиры.

Перед автоматами защиты монтируется вводной автомат. Он предохраняет электропроводку всего дома. Как правило, номинал вводного автомата указан в договоре на электроснабжение и менять на больший номинал без соответствующего разрешения нельзя (в любом случае он опломбирован). Вводной автоматический выключатель должен монтироваться до счетчика, т.е. защищать не только электропроводку всего дома или квартиры, но и прибор учета.

Пример показан на нижеприведенном рисунке:

Проектируя электропроводку на двухэтажный дом, предполагают установку щитков на каждом этаже. При этом по ПУЭ (глава 1.2. п. 1.2. 11) рекомендуется устанавливать резервные защитные АВ и закладывать возможность развития энергосистем.

Однако, количество резервных автоматов или автоматов в электрощите в целом никаким документом не регламентируется. Но при проектировании рекомендуется устанавливать дополнительные автоматы в количестве 10%.

Также, если в щите по норме установлено менее 10 автоматов, то монтируется дополнительно один резервный.

Заключение

Не сложно произвести расчет количества автоматов для дома или квартиры самостоятельно. Следует только придерживаться определенных правил:

  1. Зная ток нагрузки, сечение провода выбирается в большую сторону, а автоматы подбираются по меньшему току.
  2. Вводной АВ рассчитывается ограничивается выделенной на ваш объект мощностью.
  3. Количество автоматов рассчитывается по количеству линий электропроводки и потребителей.

Расчет количества автоматических выключателей должен быть произведен тщательно. От этого зависит не только сохранность материальных ценностей, но и жизнь и здоровье человека. Поэтому расчет рекомендуется поручить квалифицированным специалистам.

Материалы по теме:

Расчет тока автоматических выключателей, таблица и расчёты

Перед приобретением автоматического выключателя необходимо выполнить расчет его параметров.

Расчет подразумевает определения номинального электротока автоматического устройства и время-токовые параметры. При этом количество полюсов выключателя не зависит от полученных показателей, во внимание берется схема подключения питания.

Автоматический выключатель – это устройство для защиты линии электропитания от разрушений электротоком, значение которого превышает возможности конкретной проводки. Таким образом, при расчете нужно учитывать не только мощность включенных в сеть нагрузок, но и допустимый для линии питания рабочий электроток, возникающий при включении потребителей (пусковые токи).

При расчете номинального значения выключателя берется во внимание рабочий ток электрической проводки и используются специальные расчетные таблицы, в которых приведено соответствие материала и сечения провода определенных характеристикам тока. Также не следует забывать и о пусковых токах подключаемых устройств.

Расчет тока автоматического выключателя

Как уже было оговорено выше, в расчет показателя защитного автомата берется сила тока, допускаемая для безопасного и нормального функционирования конкретной линии электропитания. То есть, чтобы определить номинал автоматического выключателя необходимо определить максимальный рабочий электроток линии питания, но не силу и мощность тока подключенного оборудования. Иными словами, расчет мощности нагрузки выполнятся лишь в случаях, когда электрическая проводка соответствует мощностям нагрузки.

Во многих случаях, используемый расчет выключателя по суммарной мощности нагрузок не учитывает тот факт, что это устройство в первую очередь используется для защиты электрических линий, а не самой нагрузки.

В документации на электрическую проводку обычно не указывается номинальный рабочий электроток, поэтому определять этот показатель приходится только по сечению токопроводящей жилы кабеля.

Величина электротока, который способен выдержать провод без нагрева, зависит от материала его исполнения (алюминия или меди), площади сечений и способа монтажа проводки (скрытая, открытая, в трубе, в земле, в лотке).

Сечение провода напрямую зависит от диаметра проводника, который можно измерить с помощью штангельциркуля или микрометра. Рассчитывается сечение проводника по следующей формуле:

S≈0,785*D2 ,

Где:

  • S– это площадь сечения, квадратные миллиметры;
  • D– это диаметр проводника, миллиметры.

Измерение диаметра проводиться только для токопроводящей жилы. Диаметр провода с изоляцией будет больше, следовательно, результат рабочего электротока проводки будет неверным.

Зная диаметр токопроводящей жилы и таблицы зависимости от материала (первая – для медных, вторая – для алюминиевых жил), устанавливаем допустимые показатели для электропроводки.

Отметим, что допустимая величина электротока электрической проводки, указанная в таблицах, справедлива для скрытого типа проводки. Кроме того, по таблице видно, что допустимый ток для проводки с одним двухжильным проводом немного выше, чем с трехжильным. Это объясняется тем, что рабочий электроток ограничен температурой, до которой нагреваются провода при прохождении по ним тока. При использовании трехжильного кабеля, теплоотдача в сравнении с двухжильным, снижается, следовательно, уменьшается и величина допустимого электротока.В свою очередь при применении одножильного провода, допустимый ток проводки выше, чем у двухжильного.

После того, как установлен рабочий электроток, можно выбирать номинал автоматического выключателя, который будет эту электропроводку защищать. Обычно номинал автомата выбирается равным или немного меньшим от рабочего значения. В некоторых случаях возможно установка автомата с номиналом немного выше рабочего электротока.

Выбор характеристической кривой

Кроме номинала выключателя, необходимо выбрать и время-токовую характеристику,- кривая автомата, зависящая от пусковых электротоков.

В приведенной ниже таблице указана кратность пусковых токов и их продолжительность для некоторых электрических приборов.

Зная кратность пускового электротока и тока электрических приборов можно установить силу тока и время действия повышенного электротока при включении прибора в сеть. Например, мощность электрической мясорубки составляет 1,5 киловатт, рабочий ток – 6,81 ампер. С учетом кратности пускового тока для этого прибора – получаем 48 ампер. Такой ток может протекать по электрической цепи в течение 3 секунд. Если использовать выключатель B16 для защиты линии, которая питает эту мясорубку, то посмотрев на время-токовую характеристику можно увидеть, что при перегрузка в момент ее включения в три раза превышает номинал выключателя. В связи с этим для защиты линии лучше использовать выключатель С16, у которого срабатывание при кратковременном повышении тока, составляет 80 ампер.

В таблице приведена и большая кратность электротоков, например, у блоков питания, где электролитические конденсаторы создают пусковые токи с 10 разовой кратность. Обычно мощность таких токов незначительна, а продолжительно такого тока невелика, поэтому они не создают угроз для пускового срабатывания автомата.

Как рассчитать механическую мощность

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор Kenrick Vezina

Механическая мощность используется повсюду в современном мире. Ты сегодня ездил на машине? Он использовал энергию топлива или батареи для перемещения взаимосвязанных механических компонентов — осей, шестерен, ремней и т. д. — пока, наконец, эта энергия не использовалась для вращения колес и движения автомобиля вперед.

Мощность ​ в физике является мерой ​ скорости ​ , с которой работа ​ выполняется в течение времени.Слово «механический» является просто описательным; он говорит вам, что мощность связана с машиной и движением различных компонентов, таких как трансмиссия автомобиля или шестеренки часов.

В формуле механической энергии используются те же фундаментальные законы физики, что и в других формах энергии.

TL;DR (Too Long; Not Read)

Power ​ P ​определяется как work ​ W ​ over ​ time ​ по следующей формуле.Примечание по единицам измерения: мощность должна быть в ваттах (Вт), работа в джоулях (Дж) и время в секундах (с) — всегда перепроверяйте, прежде чем вставлять свои значения.

Механическая энергия подчиняется тем же законам, что и другие виды энергии, такие как химическая или тепловая. Часы.

Энергия, сила, работа и мощность

Чтобы понять выражение для механической силы, полезно представить четыре взаимосвязанных термина:​ и ​ сила ​.

  • энергия ​ E ​ содержащаяся в объекте, является мерой того, какую работу он может выполнить; другими словами, сколько движения он может создать. Измеряется в джоулях (Дж).
  • A сила F , по сути, является толчком или тягой. Силы передают энергию между объектами. Как и скорость, сила имеет как величину , так и направление . Измеряется в ньютонах (Н).
  • Если сила перемещает объект ​ в том же направлении ​, в котором она действует, она выполняет​ работу ​.По определению, одна единица энергии необходима для выполнения одной единицы работы. Поскольку энергия и работа определяются друг через друга, они оба измеряются в джоулях (Дж).
  • Мощность ​ является мерой​ скорости ​ , при которой выполняется работы ​ или ​ энергии используется ​с течением времени. Стандартной единицей мощности является ватт (Вт).

Уравнение для механической мощности

Из-за взаимосвязи между энергией и работой существует два распространенных способа математического выражения мощности.Во-первых, с точки зрения работы Вт и времени t ​:

P=\frac{W}{t}

Power in Linear Motion 9004 Если вы имеете дело с линейным движением, вы можете предположить, что любая приложенная сила либо перемещает объект вперед, либо назад по прямой траектории в соответствии с действием силы — подумайте о поездах на рельсах. Поскольку составляющая направления в основном заботится о себе, вы также можете выразить мощность с помощью простой формулы, используя

силу , расстояние и скорость .

В этих ситуациях ​ работа ​ ​ W ​ может быть определена как ​ сила ​ ​ F ​ × ​ расстояние ​ ​ d ​. Подставьте это к основному уравнению выше, и вы получите:

P=\frac{Fd}{t}

Заметили что-нибудь знакомое? При линейном движении расстояние , деленное на время , является определением скорости ( v ), поэтому мы также можем выразить мощность как:

P=F\frac{d }{t}=Fv


Пример расчета: Переноска белья

Хорошо, это было много абстрактной математики, но давайте попробуем решить примерную задачу:

Ваши родители просят вас нести 10-килограммовая загрузка чистого белья наверху.Если обычно вам требуется 30 секунд, чтобы подняться по лестнице, а высота лестницы составляет 3 метра, оцените, сколько энергии вам потребуется затратить, чтобы поднять одежду с нижней части лестницы наверх.

Исходя из подсказки, мы знаем, что время t будет составлять 30 секунд, но у нас нет значения для работы W . Однако мы можем упростить сценарий ради оценки. Вместо того, чтобы беспокоиться о перемещении белья вверх и вперед на каждом отдельном шаге, давайте предположим, что вы просто поднимаете его по прямой линии от исходной высоты.Теперь мы можем использовать выражение механической силы P = F × d / t , но нам все еще нужно вычислить задействованную силу.

Чтобы нести белье, вы должны противодействовать силе тяжести, действующей на него. Поскольку сила тяжести ​ F = мг в направлении вниз, вы должны приложить эту же силу в направлении вверх. Обратите внимание, что ​ г ​ — это ускорение свободного падения, которое на Земле равно 9,8 м/с 2 .Имея это в виду, мы можем создать расширенную версию стандартной формулы мощности:

P=mg\frac{d}{t}

И мы можем подставить наши значения массы, ускорения, расстояния и времени:

P=(10\times 9,8)\frac{3}{30}=9,08\text{ ватт}

Таким образом, вам потребуется около 9,08 ватт для переноски белья.

Последнее замечание о сложности

Наше обсуждение было ограничено довольно простыми сценариями и относительно простой математикой.В продвинутой физике сложные формы уравнения механической мощности могут потребовать использования исчисления и более длинных и сложных формул, которые учитывают множественные силы, криволинейное движение и другие усложняющие факторы.

Если вам нужна более подробная информация, база данных HyperPhysics, размещенная в Университете штата Джорджия, является отличным ресурсом.

%PDF-1.5 % 186 0 объект> эндообъект внешняя ссылка 186 92 0000000016 00000 н 0000003171 00000 н 0000002136 00000 н 0000003345 00000 н 0000003964 00000 н 0000004004 00000 н 0000004051 00000 н 0000004116 00000 н 0000004343 00000 н 0000004449 00000 н 0000004616 00000 н 0000004915 00000 н 0000005231 00000 н 0000049796 00000 н 0000049832 00000 н 0000052489 00000 н 0000052648 00000 н 0000052804 00000 н 0000052963 00000 н 0000053123 00000 н 0000053286 00000 н 0000053454 00000 н 0000053619 00000 н 0000053820 00000 н 0000054120 00000 н 0000054211 00000 н 0000055403 00000 н 0000055564 00000 н 0000055728 00000 н 0000056005 00000 н 0000056756 00000 н 0000057340 00000 н 0000057850 00000 н 0000058452 00000 н 0000058905 00000 н 0000059467 00000 н 0000059532 00000 н 0000059596 00000 н 0000059974 00000 н 0000060583 00000 н 0000061083 00000 н 0000061458 00000 н 0000061981 00000 н 0000062507 00000 н 0000063266 00000 н 0000063785 00000 н 0000064411 00000 н 0000064930 00000 н 0000065452 00000 н 0000069069 00000 н 0000072170 00000 н 0000075480 00000 н 0000078573 00000 н 0000081705 00000 н 0000084995 00000 н 0000085426 00000 н 0000085942 00000 н 0000086700 00000 н 0000087209 00000 н 0000087822 00000 н 0000088305 00000 н 00000 00000 н 0000095392 00000 н 0000095564 00000 н 0000095777 00000 н 0000095949 00000 н 0000096018 00000 н 0000096072 00000 н 0000096128 00000 н 0000096184 00000 н 0000096357 00000 н 0000096438 00000 н 0000101142 00000 н 0000107059 00000 н 0000112099 00000 н 0000116937 00000 н 0000125004 00000 н 0000130029 00000 н 0000134219 00000 н 0000138889 00000 н 0000142465 00000 н 0000147625 00000 н 0000154660 00000 н 0000154806 00000 н 0000155182 00000 н 0000159726 00000 н 0000160190 00000 н 0000160694 00000 н 0000198095 00000 н 0000198996 00000 н 0000249569 00000 н 0000250067 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 188 0 объект>поток xb«c`dc`g` À

Калькулятор энергии и энергопотребления

Как рассчитать мощность и потребление энергии в кВтч? Калькулятор и примеры

Калькулятор потребления энергии и мощности в кВтч

Введите электроприбор в раскрывающемся меню или вручную введите номинальную мощность в ваттах или киловаттах (кВт) и ежедневное использование устройства в часах.Нажмите кнопку расчета, чтобы определить ежедневное, ежемесячное и годовое потребление энергии или потребление энергии в кВтч.

Расчет потребления энергии в кВтч

Потребление электроэнергии или мощности можно рассчитать по следующей базовой формуле.

Энергопотребление в ватт-часах = номинальная мощность в ваттах x время в часах 

E = P x t     …     Втч

«Втч» — это небольшая единица измерения энергопотребления. Чтобы преобразовать его в базовую единицу электроэнергии i.е. 1000 Ватт в час = 1кВтч = 1 Единица электроэнергии, делим на 1000 т.е.

E = P x t ÷ 1000     …     (кВтч)

Где:

  • E = электрическая энергия (потребляемая мощность в кВтч)
  • P = мощность в ваттах
  • t = Время в часах в день

Полезно знать: 1 единица электроэнергии = 1 торговая единица = 1 единица B.O.T = 1 кВтч = 1000 Втч = 36 x 10 5 … джоуль или ватт-секунда = 3,6 МДж

Похожие сообщения:

Ежедневное потребление энергии

Потребляемая мощность (ежедневно) = Потребляемая мощность (Ватт) x Время (часы)

Пример: Вентилятор мощностью 80 Вт, используемый в течение 4 часов в день.Ежедневное потребление ватт-часа и киловатт-часа выглядит следующим образом.

  • Ежедневное энергопотребление, Втч = 80 Вт x 4 часа = 320 Втч / день
  • Ежедневное потребление энергии в кВтч = 320 Втч / 1000 = 0,32 кВтч / день
Ежемесячное потребление энергии

энергопотребление (ежемесячно) = энергопотребление (Watts) x Time (Дни)

Пример: Светодиодная лампа мощностью 25 Вт работает 8 часов ежедневно.Найдите потребление электроэнергии в Втч в кВтч в месяц.

  • Ежемесячное энергопотребление в Втч = 25 Вт x 8 часов x 30 дней = 6000 Втч / месяц
  • Ежемесячное потребление энергии в кВтч = 6000 Втч / 1000 = 6 кВтч / день
Годовое потребление энергии

Потребляемая мощность (Ежегодный) = Использование мощности (Watts) x Time (Дни) x 365

Пример: Электрический чайник мощностью 1700 Вт работает 1 час в день.Рассчитайте потребление энергии в Втч и кВтч за год.

  • Годовое энергопотребление, Втч = 1700 Вт x 1 час x 365 дней = 620500 Втч / год
  • Годовое потребление энергии в кВтч = 620500 Втч / 1000 = 620,5 кВтч / год

Как рассчитать потребляемую мощность в кВтч?

В следующем примере показано, как рассчитать потребление электроэнергии и мощности «Втч» и «кВтч» на ежедневной, ежемесячной и годовой основе. Для этого необходимо знать номинальную мощность устройства в ваттах (или напряжение x номинальный ток = номинальная мощность) и время работы прибора в часах.

Пример:

Если электрический водонагреватель мощностью 2 кВт работает 3 часа в сутки. Найдите общее дневное, месячное и годовое потребление электроэнергии в кВтч. (30 дней = 1 месяц, 365 дней = 1 год)

Решение:

1. Ежедневное энергопотребление

Ежедневное энергопотребление = номинальная мощность x время в часах

2000 Вт x 3 часа = 6000 Вт-час

Ежедневное энергопотребление = 6 кВтч

2.Ежемесячное энергопотребление

Ежемесячное энергопотребление = номинальная мощность x время в часах

2000 Вт x 3 часа x 30 дней = 180000 Вт-час

Ежемесячное энергопотребление = 180 кВтч

3. Годовое энергопотребление

Годовое энергопотребление = номинальная мощность x время в часах x 365 дней

2000 Вт x 3 часа x 365 дней = 21

Вт-час

Ежедневное энергопотребление = 2190 кВтч

Потребляемая мощность обычных бытовых приборов в ваттах

В следующей таблице показано расчетное значение номинальной мощности (в ваттах) для различных и распространенных бытовых устройств, приборов и оборудования.

Электроприборы Мощность Мощность в ваттах «Вт»
Вентилятор 80
Светодиодная лампа 25
Кондиционер – кондиционер 900
Холодильник 250
Электрический нагреватель 2000
Водонагреватель 4000
Фен 1500
Сушилка для белья 3000
Утюг для одежды 1400
Посудомоечная машина 1300
Электрический чайник 1700
Тостер 1100
Микроволновая печь 1000
Настольный компьютер 150
Ноутбук 100
Телевидение – Телевидение 120
Стереоприемник 300
Пылесос 1200
Стиральная машина 1500
Кофемашина 1000
Блендер 500
Водяной насос 800
Швейная машина 100
Неблагодарный водонагреватель 15000

Похожие сообщения:

Работа, энергия и простые механизмы

Что такое простая машина?

Простые механизмы облегчают работу за счет умножения, уменьшения или изменения направления силы.Научная формула работы такова: w = f x d, или работа равна силе, умноженной на расстояние. Простые машины не могут изменить объем выполняемой работы, но они могут уменьшить усилие, необходимое для выполнения работы! Для наклонной плоскости и рычага требуется меньшее усилие (сила усилия) для выполнения той же работы, потому что расстояние увеличивается. Используя простые машины, египтяне смогли построить пирамиды.

Наклонные плоскости уменьшают необходимое усилие, но требуют большего расстояния.

Толкая предмет вверх по наклонной поверхности, можно переместить предмет на высоту h с меньшей силой, чем вес предмета.

Сила сопротивления Fr =мг, вес объекта. Требуется работа (Fxd = mgh), чтобы преодолеть эту силу сопротивления и поднять объект на высоту h. Совершая над ним работу, мы сообщаем ему гравитационную потенциальную энергию mgh. Прилагая силу (усилие), чтобы подтолкнуть объект вверх по склону, мы выполняем такую ​​же работу в идеальном случае отсутствия трения.Таким образом, установив работу равной FeL = Frh, мы получим идеальное механическое преимущество Fr/Fe = L/h или Din/Dout.

Другой подход к наклону состоит в том, чтобы просто рассчитать величину силы, необходимой для толкания объекта вверх по склону без трения. Если силы решить, как в стандартной задаче наклона, вы обнаружите, что требуемая сила равна Fe=mgsinθ = mgh/L = Fr (h/L) .

Ideal Mechanical Advantage (IMA) представляет сценарий отсутствия трения

Actual Mechanical Advantage учитывает трение

Термины могут сбивать с толку!

Как видно на рисунке справа, ААД рассчитывается путем деления силы сопротивления на силу усилия.В других источниках вы увидите их помеченными как выходная сила и входная сила соответственно. Сила сопротивления – это ВЕС объекта, который необходимо переместить. Это выходная сила простой машины. Входное усилие такое же, как усилие, прилагаемое для перемещения объекта с помощью машины. Эта формула для ААД одинакова для рычага и наклонной плоскости.

Эффективность = работа/работа в x 100

Другой способ расчета эффективности: AMA/IMA x 100

Рычаг облегчает работу, уменьшая усилие, необходимое для перемещения груза, за счет увеличения расстояния.

Рычаг представляет собой простой механизм, состоящий из жесткого стержня, который вращается вокруг фиксированной точки, называемой точкой опоры. Рычаг облегчает работу, уменьшая усилие, необходимое для перемещения объекта. Чтобы уменьшить необходимую силу, необходимо увеличить расстояние, на котором действует сила. Чтобы увеличить это расстояние, груз, который нужно переместить, должен находиться близко к точке опоры, а сила должна быть приложена далеко от точки опоры.

Типичным примером рычага являются качели.Человеческая рука также является рычагом, где локоть является точкой опоры, а мышцы прилагают усилие.

Как и в случае с наклонными плоскостями, термины также могут сбивать с толку в случае с рычагами.

Как показано на рисунке слева, IMA для рычага можно рассчитать, разделив длину плеча рычага от точки опоры до силы (усилия) на длину плеча рычага от точки опоры до нагрузки. Другой способ, которым вы можете увидеть это, — это разница между усилием и сопротивлением. И еще один способ (как показано ниже): длина входного плеча/длина выходного плеча = IMA. Как и в случае с наклонными плоскостями, объект, который нужно переместить, представляет собой силу сопротивления или нагрузку, а усилие — это сила, прикладываемая к перемещению груза на другом конце точки опоры.Таким образом, сила = усилие = вход и сопротивление = нагрузка = выход.

Нежное введение в статистическую мощность и анализ мощности в Python

Последнее обновление: 24 апреля 2020 г.

Статистическая мощность проверки гипотезы — это вероятность обнаружения эффекта, если имеется истинный эффект, подлежащий обнаружению.

Мощность может быть рассчитана и зарегистрирована для завершенного эксперимента, чтобы прокомментировать уверенность в выводах, сделанных на основе результатов исследования. Его также можно использовать в качестве инструмента для оценки количества наблюдений или размера выборки, необходимых для обнаружения эффекта в эксперименте.

В этом руководстве вы узнаете о важности статистической мощности проверки гипотезы, а теперь сможете рассчитать анализ мощности и кривые мощности в рамках планирования эксперимента.

После прохождения этого урока вы будете знать:

  • Статистическая мощность — это вероятность того, что проверка гипотезы обнаружит эффект, если эффект должен быть обнаружен.
  • Анализ мощности можно использовать для оценки минимального размера выборки, необходимого для эксперимента, с учетом желаемого уровня значимости, размера эффекта и статистической мощности.
  • Как рассчитать и построить анализ мощности для t-критерия Стьюдента в Python, чтобы эффективно спланировать эксперимент.

Начните свой проект с моей новой книги «Статистика для машинного обучения», включающей пошаговых руководств и файлы с исходным кодом Python для всех примеров.

Начнем.

Нежное введение в статистическую мощность и анализ мощности в Python
Фото Камила Порембински, некоторые права защищены.

Обзор учебника

Это руководство разделено на четыре части; они:

  1. Статистическая проверка гипотез
  2. Что такое статистическая мощность?
  3. Анализ мощности
  4. Анализ мощности t-критерия Стьюдента

Нужна помощь со статистикой для машинного обучения?

Пройдите мой бесплатный 7-дневный экспресс-курс по электронной почте прямо сейчас (с образцом кода).

Нажмите, чтобы зарегистрироваться, а также получить бесплатную электронную версию курса в формате PDF.

Загрузите БЕСПЛАТНЫЙ мини-курс

Статистическая проверка гипотез

Проверка статистической гипотезы делает предположение о результате, называемом нулевой гипотезой.

Например, нулевая гипотеза корреляционного теста Пирсона состоит в том, что между двумя переменными нет связи. Нулевая гипотеза для t-критерия Стьюдента состоит в том, что нет никакой разницы между средними значениями двух совокупностей.

Тест часто интерпретируется с использованием p-значения, которое представляет собой вероятность наблюдения результата при условии, что нулевая гипотеза верна, а не наоборот, как это часто бывает с неправильными интерпретациями.

  • p-значение (p) : Вероятность получения результата, равного или более экстремального, чем наблюдаемый в данных.

При интерпретации p-значения теста значимости необходимо указать уровень значимости, который часто называют греческой строчной буквой альфа (a).Обычное значение уровня значимости 5% записывается как 0,05.

Значение p интересует в контексте выбранного уровня значимости. Результат теста значимости считается « статистически значимым », если p-значение меньше уровня значимости. Это означает, что нулевая гипотеза (о том, что результата нет) отвергается.

  • p <= alpha : отклонить H0, другое распределение.
  • p > альфа : не удалось отклонить H0, то же распределение.

Где:

  • Уровень значимости (альфа) : Граница для определения статистически значимого результата при интерпретации p-значения.

Мы видим, что p-значение — это всего лишь вероятность и что на самом деле результат может быть другим. Тест может ошибаться. Учитывая p-значение, мы можем сделать ошибку в нашей интерпретации.

Существует два типа ошибок; они:

  • Ошибка типа I . Отклонить нулевую гипотезу, когда на самом деле нет значительного эффекта (ложноположительный результат).Значение p оптимистично мало.
  • Ошибка типа II . Не отвергать нулевую гипотезу при наличии значительного эффекта (ложноотрицательный результат). Значение p пессимистично велико.

В этом контексте мы можем думать об уровне значимости как о вероятности отклонения нулевой гипотезы, если она верна. Это вероятность совершения ошибки типа I или ложного срабатывания.

Что такое статистическая мощность?

Статистическая мощность или мощность проверки гипотезы — это вероятность того, что проверка правильно отклоняет нулевую гипотезу.

То есть вероятность истинно положительного результата. Это полезно только тогда, когда нулевая гипотеза отвергается.

… статистическая мощность — это вероятность того, что тест правильно отклонит ложную нулевую гипотезу. Статистическая мощность имеет значение только тогда, когда ноль ложен.

— стр. 60, Основное руководство по величине эффекта: статистическая мощность, метаанализ и интерпретация результатов исследования, 2010.

Чем выше статистическая мощность данного эксперимента, тем ниже вероятность совершения ошибки типа II (ложноотрицательная).Тем выше вероятность обнаружения эффекта при наличии эффекта. На самом деле мощность в точности обратна вероятности ошибки второго рода.

Мощность = 1 — ошибка типа II Pr(истинно положительный) = 1 — Pr(ложноотрицательный)

Степень = 1 — ошибка типа II

Pr (истинно положительный) = 1 — Pr (ложноотрицательный)

Более интуитивно статистическую мощность можно рассматривать как вероятность принятия альтернативной гипотезы, когда альтернативная гипотеза верна.

При интерпретации статистической мощности мы ищем эмпирические установки, обладающие высокой статистической мощностью.

  • Низкая статистическая мощность : Большой риск совершения ошибок типа II, т.е. ложный отрицательный результат.
  • Высокая статистическая мощность : Малый риск совершения ошибок типа II.

Экспериментальные результаты со слишком низкой статистической мощностью приведут к неверным выводам о значении результатов. Поэтому необходимо стремиться к минимальному уровню статистической мощности.

Обычно эксперименты планируют со статистической мощностью 80 % или лучше, т.е. 0,80. Это означает 20-процентную вероятность столкнуться с областью Типа II. Это отличается от 5% вероятности обнаружения ошибки типа I для стандартного значения уровня значимости.

Анализ мощности

Статистическая мощность — это одна часть головоломки, состоящей из четырех взаимосвязанных частей; они:

  • Размер эффекта . Количественная величина результата, присутствующего в популяции.Размер эффекта рассчитывается с использованием определенного статистического показателя, такого как коэффициент корреляции Пирсона для отношения между переменными или d Коэна для различия между группами.
  • Размер образца . Количество наблюдений в выборке.
  • Значение . Уровень значимости, используемый в статистическом тесте, т.е. альфа. Часто устанавливается на 5% или 0,05.
  • Статистическая мощность . Вероятность принятия альтернативной гипотезы, если она верна.

Все четыре переменные связаны. Например, больший размер выборки может облегчить обнаружение эффекта, а статистическая мощность теста может быть увеличена за счет повышения уровня значимости.

Анализ мощности включает оценку одного из этих четырех параметров при заданных значениях трех других параметров. Это мощный инструмент как при планировании, так и при анализе экспериментов, которые мы хотим интерпретировать с помощью проверки статистических гипотез.

Например, статистическая мощность может быть оценена с учетом размера эффекта, размера выборки и уровня значимости.В качестве альтернативы размер выборки можно оценить с учетом различных желаемых уровней значимости.

Анализ мощности отвечает на такие вопросы, как «насколько статистической силой обладает мое исследование?» и «насколько большой размер выборки мне нужен?».

— стр. 56, Основное руководство по величине эффекта: статистическая мощность, метаанализ и интерпретация результатов исследования, 2010.

Возможно, анализ мощности чаще всего используется для оценки минимального размера выборки, необходимого для эксперимента.

Анализ мощности обычно проводится до проведения исследования. Проспективный или априорный анализ мощности можно использовать для оценки любого из четырех параметров мощности, но чаще всего он используется для оценки требуемых размеров выборки.

— стр. 57, Основное руководство по величине эффекта: статистическая мощность, метаанализ и интерпретация результатов исследования, 2010.

Как практик, мы можем начать с разумных значений по умолчанию для некоторых параметров, таких как уровень значимости 0.05 и уровень мощности 0,80. Затем мы можем оценить желательный минимальный размер эффекта в зависимости от проводимого эксперимента. Затем можно использовать анализ мощности для оценки минимально необходимого размера выборки.

Кроме того, можно выполнить множественный анализ мощности, чтобы получить кривую одного параметра по отношению к другому, например, изменение размера эффекта в эксперименте при изменении размера выборки. Можно создавать более сложные графики, варьируя три параметра. Это полезный инструмент для экспериментального дизайна.

Анализ мощности t-критерия Стьюдента

Мы можем конкретизировать идею статистической мощности и анализа мощности на рабочем примере.

В этом разделе мы рассмотрим t-критерий Стьюдента, который представляет собой проверку статистической гипотезы для сравнения средних значений двух выборок гауссовских переменных. Предположение или нулевая гипотеза теста состоит в том, что выборочные совокупности имеют одно и то же среднее значение, например. что между выборками нет различий или что выборки взяты из одной и той же исходной совокупности.

Тест рассчитает p-значение, которое можно интерпретировать в зависимости от того, являются ли выборки одинаковыми (не удается отклонить нулевую гипотезу) или между выборками имеется статистически значимое различие (отклонить нулевую гипотезу). Обычный уровень значимости для интерпретации p-значения составляет 5% или 0,05.

  • Уровень значимости (альфа) : 5% или 0,05.

Величину эффекта сравнения двух групп можно количественно оценить с помощью меры величины эффекта.Общепринятой мерой для сравнения разницы средних значений двух групп является d-мера Коэна. Он вычисляет стандартную оценку, которая описывает разницу с точки зрения количества стандартных отклонений, в которых различаются средние значения. Размер большого эффекта для d Коэна составляет 0,80 или выше, что обычно принято при использовании меры.

  • Размер эффекта : Коэффициент Коэна не менее 0,80.

Мы можем использовать значение по умолчанию и принять минимальную статистическую мощность 80% или 0.8.

  • Статистическая мощность : 80% или 0,80.

Для данного эксперимента с этими значениями по умолчанию нас может заинтересовать оценка подходящего размера выборки. То есть, сколько наблюдений требуется от каждой выборки, чтобы по крайней мере обнаружить эффект 0,80 с вероятностью обнаружения эффекта 80%, если он истинен (20% ошибки типа II) и вероятностью обнаружения 5%. эффект, если такого эффекта нет (ошибка первого рода).

Мы можем решить это с помощью анализа мощности.

Библиотека statsmodels содержит класс TTestIndPower для расчета мощности для критерия Стьюдента с независимыми выборками. Следует отметить класс TTestPower, который может выполнять тот же анализ для парного критерия Стьюдента.

Функциюsolve_power() можно использовать для расчета одного из четырех параметров анализа мощности. В нашем случае нас интересует расчет объема выборки. Мы можем использовать эту функцию, предоставив три известные нам части информации ( альфа , эффект и степень ) и установив размер аргумента, который мы хотим вычислить для ответа ( nobs1 ), равным « Нет». ».Это говорит функции, что вычислять.

Примечание о размере выборки: функция имеет аргумент, называемый отношением, которое представляет собой отношение количества выборок в одной выборке к количеству других. Если ожидается, что обе выборки будут иметь одинаковое количество наблюдений, то отношение равно 1,0. Если, например, ожидается, что во второй выборке будет вдвое меньше наблюдений, то отношение будет равно 0,5.

Должен быть создан экземпляр TTestIndPower, после чего мы можем вызвать solve_power() с нашими аргументами для оценки размера выборки для эксперимента.

# выполнить анализ мощности анализ = TTestIndPower() результат = analysis.solve_power(effect, power=power, nobs1=None, ratio=1.0, alpha=alpha)

# выполнить анализ мощности

analysis = TTestIndPower()

result = analysis.solve_power(effect, power=power, nobs1=None, ratio=1.0, alpha=alpha)

Полный пример приведен ниже.

# оценить размер выборки с помощью анализа мощности из statsmodels.stats.power импортировать TTestIndPower # параметры для анализа мощности эффект = 0,8 альфа = 0,05 мощность = 0,8 # выполнить анализ мощности анализ = TTestIndPower() результат = analysis.solve_power(effect, power=power, nobs1=None, ratio=1.0, alpha=alpha) print(‘Размер выборки: %.3f’ % результат)

# оценить размер выборки с помощью анализа мощности

из статистических моделей.stats.power import TTestIndPower

# параметры для анализа мощности

effect = 0.8

alpha = 0.05

power = 0.8

# выполнить анализ мощности

analysis = TTestIndPower() 9000 power=power, nobs1=None, ratio=1.0, alpha=alpha)

print(‘Размер выборки: %.3f’ % результат)

При выполнении примера вычисляется и печатается предполагаемое количество образцов для эксперимента, равное 25.Это будет предложенное минимальное количество образцов, необходимое для того, чтобы увидеть эффект желаемого размера.

Мы можем сделать еще один шаг и рассчитать кривые мощности.

Кривые мощности — это линейные графики, которые показывают, как изменение переменных, таких как размер эффекта и размер выборки, влияет на мощность статистического теста.

Функцию plot_power() можно использовать для создания кривых мощности. Зависимая переменная (ось x) должна быть указана по имени в аргументе ‘ dep_var ’.Затем можно указать массивы значений для параметров размера выборки ( nobs ), размера эффекта ( effect_size ) и значимости ( alpha ). Затем будет построена одна или несколько кривых, показывающих влияние на статистическую мощность.

Например, мы можем принять значимость 0,05 (по умолчанию для функции) и исследовать изменение размера выборки между 5 и 100 с низким, средним и высоким размерами эффекта.

# рассчитать кривые мощности из нескольких анализов мощности анализ = TTestIndPower() анализ.plot_power(dep_var=’nobs’, nobs=arange(5, 100), effect_size=array([0.2, 0.5, 0.8]))

# расчет кривых мощности на основе нескольких анализов мощности )

Полный пример приведен ниже.

# рассчитываем кривые мощности для различных семплов и размеров эффектов из массива импорта numpy из matplotlib импортировать pyplot из статмоделей.stats.power импорт TTestIndPower # параметры для анализа мощности effect_sizes = массив ([0,2, 0,5, 0,8]) Sample_Sizes = массив (диапазон (5, 100)) # рассчитать кривые мощности из нескольких анализов мощности анализ = TTestIndPower() analysis.plot_power(dep_var=’nobs’, nobs=sample_sizes, effect_size=effect_sizes) pyplot.show ()

# рассчитать кривые мощности для различных выборок и размеров эффектаstats.power import TTestIndPower

# параметры для анализа мощности

effect_sizes = array([0.2, 0.5, 0.8])

analysis = TTestIndPower()

analysis.plot_power(dep_var=’nobs’, nobs=sample_sizes, effect_size=effect_sizes)

pyplot.show()

При выполнении примера создается график, показывающий влияние на статистическую мощность (ось Y) для трех различных размеров эффекта ( es ) по мере увеличения размера выборки (ось X).

Мы можем видеть, что если нас интересует большой эффект, точка убывающей отдачи с точки зрения статистической мощности возникает примерно при 40-50 наблюдениях.

Кривые мощности для t-критерия Стьюдента

Удобно, что в statsmodels есть классы для выполнения анализа мощности с другими статистическими тестами, такими как F-тест, Z-тест и критерий хи-квадрат.

Удлинители

В этом разделе перечислены некоторые идеи по расширению учебника, которые вы, возможно, захотите изучить.

  • Постройте кривые мощности различных стандартных уровней значимости в зависимости от размера выборки.
  • Найдите пример исследования, в котором сообщается о статистической мощности эксперимента.
  • Подготовьте примеры анализа производительности для других статистических тестов, предоставляемых statsmodels.

Если вы изучите какое-либо из этих расширений, я хотел бы знать.

Дополнительное чтение

В этом разделе содержится больше ресурсов по теме, если вы хотите углубиться.

Бумаги

Книги

API

Артикул

Резюме

В этом руководстве вы узнали о статистической мощности проверки гипотезы и о том, как рассчитать анализ мощности и кривые мощности в рамках планирования эксперимента.

В частности, вы узнали:

  • Статистическая мощность — это вероятность того, что проверка гипотезы обнаружит эффект, если эффект должен быть обнаружен.
  • Анализ мощности можно использовать для оценки минимального размера выборки, необходимого для эксперимента, с учетом желаемого уровня значимости, размера эффекта и статистической мощности.
  • Как рассчитать и построить анализ мощности для t-критерия Стьюдента в Python, чтобы эффективно спланировать эксперимент.

Есть вопросы?
Задавайте свои вопросы в комментариях ниже, и я постараюсь ответить.

Разберитесь со статистикой для машинного обучения!

Развитие рабочего понимания статистики

… написав строки кода на питоне

Узнайте, как это сделать, в моей новой электронной книге:
Статистические методы для машинного обучения

Он содержит учебных пособий для самостоятельного изучения по таким темам, как:
Проверка гипотез, корреляция, непараметрическая статистика, повторная выборка и многое другое…

Узнайте, как преобразовать данные в знания

Пропустить учебу. Просто Результаты.

Посмотрите, что внутри

Звуковая мощность

Звуковая мощность (Вт)

Звуковая мощность — это уровень энергии или энергия звука в единицу времени ( Дж/с или Вт в единицах СИ), излучаемая источником.

При распространении звука через среду передается акустическая мощность звука. Интенсивность звука представляет собой передачу звуковой мощности через поверхность (Вт/м 2 ) — векторную величину с направлением через поверхность .Таким образом, звуковая мощность, излучаемая источником, может быть рассчитана путем интегрирования акустической интенсивности по окружающей поверхности.

N = ∫ S I · N DS (1)

, где

n = акустическая мощность, излучаемая от источника (W)

I = интенсивность звука — звуковая мощность через поверхность (W /m 2 )

n = единичный вектор нормали к площади поверхности

S = площадь поверхности вокруг источника (м 2 )

900ag — через источник звука во всех направлениях Виртуальная сферическая поверхность — акустическая мощность может быть модифицирована до

n = 4 π R 2 I (1b)

, где

R = радиус в сфере (M)

Уровень мощности звука ( дБ)

Звуковую мощность можно выразить относительно эталонной мощности — 10 -12 Вт — в логарифмической шкале «децибел» как

9000 2 L N = 10 Log 10 (N / N REF )

= 10 Log 10 (N) + 120 (2)

где

L N = Уровень звука (Decibel, DB)

N = звуковая мощность (W)

N REF = 10 -12 — эталонная система звука ( Вт)

Человеческое ухо способно слышать мощность звука в диапазоне от 10 -12 Вт до 10 — 100 Вт , диапазон 10/10 -19 10 1 9 1331 = 1 12 .

Пример — Уровень звуковой мощности

Уровень звуковой мощности от инструмента составляет 0,0015 Вт . Уровень звуковой мощности может быть рассчитан как

L N = 10 Log 10 ((0 0,0015 Вт) / (10 -12 W))

= 91,8 дБ

The уровень звуковой мощности от машины оценивается в 100 дБ . Звуковая мощность может быть рассчитана путем перестановки (1) в

N = 10 ((L N — 120) / 10) 

   = 10 ) / 10)   

   = 0.01 Вт

Уровень интенсивности звука (дБ)

Интенсивность звука также может быть выражена относительно эталонной интенсивности — порога слышимости — 10 -12 Вт/м 2 — в логарифмических «децибелах» Шкала как

L I = 10 Log 10 (I / I / I / I / I / I / I / I / I / i / i / i / i Ref )

= 10 log 10 (I) + 120 (3)

Где

L I = Уровень интенсивности звука (Decibel, DB)

I = интенсивность звука (W / M 2 )

I REF = 10 -12 — эталонная сила звука (Вт/м 2 )

Значение уровня силы звука и уровня звукового давления практически совпадают

L I = L p — 0.2            (4)

где

L p = уровень звукового давления (дБ)

поверхность — на расстоянии
1 м от 100 дБ машины в приведенном выше примере можно рассчитать, переставив (1b) в

I = N / ( 4 π r 2 )

3 = (0.01 Вт) /

( 4 π (1 м)

2 2 )

= 0,0008 Вт / м 2

Уровень интенсивности звука может быть рассчитан с (3) как

l i ≈ l p 10 Log 10 ( 0,0008 Вт / м 2 ) + 120

= 89 дБ

интенсивность звука на расстоянии 10 м

I =  N / ( 4 π r 2 )

   = (0.01 Вт) / ( 4 π (10 м)

2 2 )

= 0,000008 Вт / м

2 2

Уровень интенсивности звука может быть рассчитан с (3) как

L I ≈ L P 10 log 10 ( 0.000008 W / M 2 ) + 120

= 69 дБ

Типичная звуковая мощность

Звуковая мощность в Watts и уровень звуковой мощности в децибелах из некоторых распространенных источников указаны ниже:

9039 7 9040 9045 9040 90 60401 98 98 98

50
Source Sound Power
N — 5 (W)
Уровень звуковой мощности
L 1 N
(БД) 5 (Ref 10 -12 W)
Saturn Rocket 100 000 000 200
Turbo Jet самолет двигатель 100 000 170 170 170
10 000 10 000 160
Внутри реактивного двигателя Тестовая ячейка
реактивного самолета
1000 150 9048
Большой центробежный вентилятор, 800.000 м 3 / H 3 / H
Turbo Propeller Самолет на взлетном
100 140
осевой вентилятор, 100 000 м 3 / H
пулемет
большие трубы
10 130
Большой отбойный молоток
Симфонический оркестр
Реактивный самолет с пассажирской рампы
Heavy Thunder
Sonic Boom
Малый авиационный двигатель
Трактор 150 л.с.000 M 3 / H 3 / H
Ускоряющий мотоцикл
Тяжелый металл, жесткая рок-группа
Blaring Radio
Цепная пила
Деревянные Рабочие магазин
Большой Воздушный компрессор
Электрический двигатель 100 HP / 2600 RPM
0,1 110
Пневматическое долото
Стальные колеса метро
Магнитный сверлильный станок
Утечка газа под высоким давлением
Стук стальной пластины
Привод
Автомобиль на скорости шоссе
Обычный вентилятор
Вакуумный насос
Стальной лист
Строгальный станок
Воздушный компрессор
Пропеллерный рубанок 9145
Громкий уличный шум
Газонокосилка
Пневматическая сеялка
Вертолет
0.01 100 100
Milmer Mill
Малый воздушный компрессор
Грель
Тяжелый дизельный автомобиль
Тяжелый город Движение
Газон Mover
Самолет в нормальном полете
Кухонный блендер
Спиннинг Машины
Поезд метро
пневматический
0.001 01 90 90
Участок тревоги

посудомоечная машина
0,0001 8040 80398
Туалетная промывка
Печать
Внутри железнодорожного автомобиля
Roysy Office
внутри автомобиля
Сушилка для белья
0.00001 704040 70
Большой универмаг
Занятый ресторан или столовая
Вентиляционный вентилятор
Шумный Дом
Средний офис
Фен
0,000001 60401
Комната с оконным кондиционером
Офисный воздушный диффузор

Средний дом
Quit Street
0.0000001 50 50 50 Малые электрические часы
Частный офис
Тихое домик
Холодильник
Пение

Обратная пустыня
Сельскохозяйственная земля 98 Комната в тихое жилье на полуночи
Тихий разговор
Фоновый шум в широковещательном вещании / записи 9045
0.00000001 40 40
0.000000001 30 30
Шулевые листья
Пустой аудиторий
Whisper
0.0000000001 20
Дыхание человека 0.00000000001 10
8000000000001 0

Калькулятор цен | Microsoft Azure

  • Разработка и тестирование

    Упростите и ускорьте разработку и тестирование (dev/test) на любой платформе.

  • DevOps

    Объединяйте людей, процессы и продукты, чтобы постоянно приносить пользу клиентам и коллегам.

  • DevSecOps

    Создавайте безопасные приложения на надежной платформе. Внедрите безопасность в свой рабочий процесс разработчика и укрепите совместную работу с помощью среды DevSecOps.

  • Электронная коммерция

    Предоставьте клиентам то, что они хотят, с помощью персонализированного, масштабируемого и безопасного опыта покупок.

  • Разработка игр

    Создавайте, быстро запускайте и надежно масштабируйте свои игры на разных платформах, а также улучшайте их на основе аналитики.

  • Разработка приложений с минимальным кодом в Azure

    Превратите свои идеи в приложения быстрее, используя правильные инструменты для работы.

  • Микросервисные приложения

    Создавайте надежные приложения и функции в нужном масштабе и быстрее выводите их на рынок.

  • Мобильный

    Обращайтесь к своим клиентам везде и с любого устройства с помощью одной сборки мобильного приложения.

  • Современная разработка приложений

    Быстрее реагируйте на изменения, оптимизируйте затраты и поставляйте продукцию с уверенностью.

  • Бессерверные вычисления

    Создавайте приложения быстрее, не управляя инфраструктурой.

  • Службы обмена сообщениями в Azure

    Подключайте современные приложения к комплексному набору служб обмена сообщениями в Azure.

  • Модернизация приложений и данных

    Ускорьте выход на рынок, предоставьте инновационные возможности и повысьте безопасность с помощью модернизации приложений и данных Azure.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *