Амперы в киловатты — как перевести в трехфазной сети, таблица ампер и киловатт, мощность и нагрузка, формулы

Для того, чтоб охарактеризовать электрическую цепь или ее компоненты источник питания и нагрузку применяют величины, характеризующие напряжение, ток и мощность.

Соотношения этих величин необходимо учитывать при эксплуатации электрооборудования и проектировании схем подключения и защиты.

Содержание

Обозначение напряжения, тока и мощности

У каждого из упомянутых выше параметров есть свои обозначения. И их обязательно нужно знать. Это база.

Напряжение

Напряжение обозначают латинской буквой «U», имеет размерность вольт, обозначение «В».

Оно характеризует разность электрических потенциалов между проводниками. Напряжение заставляет протекать ток через нагрузку.

Сила тока

Сила тока обозначают «I», имеет размерность ампер, обозначение «А». Величина тока определяет скорость прохождения электрического заряда через сечение проводника в единицу времени.

Мощность

Ее обозначают «Р», имеет размерность ватт, обозначают «Вт». Электрическая мощность характеризует количество энергии переданной в единицу времени.

Мощность равна отношению переданной энергии ко времени Дж/сек. Иначе мощность определяет произведенную работу в единицу времени.

Характеристикой, определяющей величину тока протекающего по участку электрической цепи при заданном напряжении, является сопротивление.

Сопротивление разделяют на, активное и реактивное. Активное обозначается «R» и имеет размерность «Ом».

Реактивное сопротивление влияет на работу цепей переменного тока и бывает индуктивное и емкостное.

Суммарное сопротивление цепи называю комплексным. Активное сопротивление (или активная составляющая комплексного сопротивления) влияет на работу, производимую электрическим током.

Реактивная составляющая влияет на фазовый сдвиг между электрическим током и напряжением.

Ток, напряжение и сопротивление в цепи связанны законом Ома:

I=U/R

Как измеряется электрическая мощность

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

Р=U*I

Однако это справедливо только в случаях постоянного тока. Для цепей переменного тока необходимо учитывать некоторые особенности.

В чем состоит отличие ампер и киловатт

Амперы и киловатты это разные величины. Амперы определяют силу тока, а киловатты электрическую мощность.

Заменять одно другим невозможно, однако если речь идет о промышленной электросети, где напряжение условно имеет постоянную величину то легко перевести одну величину в другую.

При этом надо помнить, что указывается действующее напряжение сети. Для однофазной сети 220 В ток будет равен:

I= Р/220

Необходимо внимательно отслеживать соотношение 1кВт=1000Вт. Для описания нагрузки большой мощности используют именно киловатты.

Как правило, промышленные сети характеризуют значением напряжения, типа (однофазное, трехфазное) и мощности.

По этим характеристикам легко определить параметры подключаемого оборудования.

Для чего необходимо переводить амперы в киловатты и наоборот

Взаимный перевод, а точнее пересчет физических единиц необходим для определения конкретных параметров:

Например, параметры энергоснабжения определяются в передаваемой мощности.
А для подбора аппаратуры защиты, распределения и коммутации электроэнергии необходимо значение нагрузки именно в амперах.
Типовая аппаратура защиты подбирается исходя из типа нагрузки и номинальной мощности, а в случае применения в промышленной электросети то указывается номинальный ток.
Остальные параметры как допустимая перегрузка и скорость срабатывания определяются с учетом параметров нагрузки.
На основании значения тока подбирают провода и аппаратуру защиты и коммутации. При выборе проводов линий тип провода определяется исходя из условий эксплуатации по рабочему напряжению, степени защиты и другим эксплуатационным характеристикам.
А сечение в зависимости от тока, используя такую характеристику, как рекомендуемая плотность тока.
Плотность тока определяется как А/мм2 (Ампер, деленный на квадратный миллиметр).
Значения плотности тока зависят от типа проводки (открытая, закрытая) материала провода (алюминий, медь), диапазона рабочих температур, пожароопасности мест укладки и других факторах.
Для практического применения разработаны таблицы рекомендуемых значений плотности тока в зависимости от условий.
Это позволяет подобрать провода при проектировании линии питания, а также оценить надежность и допустимость эксплуатации проводки при включении мощной нагрузки.

Особенности перевода значений в разных сетях

Электрические цепи можно разделить на несколько типов по роду тока. Самые распространенные это:

однофазные цепи переменного тока;
трехфазные цепи переменного тока;
цепи постоянного тока.

Цепи переменного (синусоидального) тока

В цепях переменного тока характеристики разделяют на амплитудное значение и действующее:

Р=Uq*Iq*cos φ
Где Uq и Iq действующие значения напряжения и тока, а «φ» — фазовый сдвиг между напряжением и током вызванный индуктивной или емкостной составляющей нагрузки.
Переменные напряжение и ток имеют два взаимосвязанных параметра это амплитудное значение и действующее значение.

Действующему значению переменного тока соответствует значение постоянного тока, который за время равное одному периоду совершит идентичную работу (тепловую или электродинамическую), что измеряемый переменный ток.

Соотношение амплитудных и действующих значений определяется формулами:

Iq=Im/1.44
Uq= Um/1.44
Uq и Iq действующие значения напряжения и тока.
Um и Im максимальные (амплитудные) значения напряжения и тока.

Если нагрузка имеет индуктивный или емкостной характер, то возникает разность фаз между напряжением и протекающим в цепи током.

Тогда говорят об фазовом сдвиге и для определения мощности вводится значение cos φ.

Если в цепи только емкость или индуктивность, то фазовый сдвиг будет равен 900 и в такой цепи не происходит активной работы.

Однако на деле не бывает чисто активной или чисто реактивной нагрузки.

При малом значении реактивной составляющей ей пренебрегают, а при больших значениях реактивной составляющей в цепи вводят элементы компенсации.

Ток в цепи питания нагрузки заданной мощности определяется формулой:

Iq=P/Uq

Трехфазные цепи

Для рассмотрения мощности трехфазной цепи необходимо определить понятия фазного и линейного значения тока и напряжения. Всегда речь идет о действующем значении.

Фазное напряжение — напряжение одной фазы относительно нуля равно 220В. Линейное значение равно 380В и определяется как напряжение между любыми двумя линиями трехфазной цепи.

Нагрузку в трехфазных цепях включают по схемам «звезда» и «треугольник».

От схемы включения зависят соотношения между напряжением на нагрузке (фазным) и напряжением между линиями питания (линейным) соответственно различаются токи и формулы расчета мощности.

Для соединения нагрузки по схеме «звезда» мощность равна:

P=3UF*IF* cos φ=1.73* UL* IL* cos φ
Где UF и IF соответственно фазное напряжение и фазный ток;
UL и IL соответственно линейное напряжение и линейный ток.

При таком соединении линейный и фазный токи равны, а линейное напряжение равно:

UL=1.73* UF

Для соединения нагрузки по схеме «треугольник» линейное и фазное напряжения равны, а линейный ток равен:

IL =1.73* IF

Соответственно для соединения «треугольник» мощность равна:

P=1.71* UL* IL* cos φ

Выбор схемы включения зависит от требуемых параметров элементов нагрузки и параметров сети. Изменяя схему включения можно менять режимы работы элементов электрической цепи.

Например, переключая схему включения обмоток электродвигателя, менять его параметры. Такое решение актуально при запуске электропривода.

Цепи постоянного тока

В цепях постоянного тока значение напряжения и тока не изменяется и соответственно отсутствует влияние индуктивности и ёмкости, т.е. нет реактивного сопротивления, вся мощность только активная.

Мощность определяется по формуле:

Р=U*I

Или по производным формулам через активное сопротивление:

P=U^2/ R (квадрат напряжения деленный на сопротивление) или P= R*I^2 (сопротивление умноженное на квадрат тока)

Во всех случаях используя простейшие преобразования можно по заданным характеристикам определить связанные с ним параметры.

Например, зная напряжение и мощность нагрузки, определить потребляемый ток и на основе этих расчетов определить требуемые параметры элементов цепи питания, а также элементов защиты и коммутации.