Elektřina se v masovém měřítku používá ve všech oblastech moderního života. Potřebnou provozní flexibilitu elektrické sítě zajišťuje použití zásuvek, do kterých se připojují určitá zařízení. Výkon připojeného zařízení nesmí překročit určitou maximální hodnotu.
Jaká je spotřeba energie?
Příkon je číselná míra množství elektrické energie potřebné k provozu elektrického spotřebiče nebo jím přeměněné během provozu. U statických zařízení (sporák, žehlička, TV, osvětlovací zařízení) se proudová energie během provozu přeměňuje na teplo. Při přeměně (elektromotory) – energie elektrického proudu se přemění na mechanickou energii.
Základní jednotkou elektrického výkonu je Watt, jeho číselná hodnota
kde U je napětí, volty, I je proud, ampéry.
Někdy je tento parametr uveden v V × A (V × A pro dovážené zařízení), což je správnější pro střídavý proud. Rozdíl mezi Watty a V×A pro domácí sítě je malý a lze jej ignorovat.
Spotřebovaný elektrický výkon je důležitý při plánování elektroinstalace (závisí na něm průřez vodičů, výběr jmenovitých hodnot a počet jističů). Během provozu určuje náklady na údržbu obydlí.
Problém správného fungování domácí elektrické sítě
Z konstruktivního hlediska byla elektrická síť pro domácnost zpracována do vysokého stupně dokonalosti: její běžný provoz nevyžaduje zvláštní znalosti.
Síť je navržena pro určité provozní podmínky, jejichž porušení vede k úplnému nebo částečnému selhání a ve vážných případech k požáru.
Podmínkou správného provozu je absence přetížení.
Současně se nosnost zásuvek a spotřeba zařízení k nim připojených měří v různých jednotkách:
- u zásuvek je to maximální přípustný střídavý proud (6 A pro tradiční sovětské zásuvky starého bytového fondu, 10 nebo dokonce 16 A pro zásuvky evropského typu);
- připojená zařízení se vyznačují výkonem, který se měří ve Wattech (u výkonných přístrojů jsou místo Wattů uváděny větší jednotky: kilowatty (1 kW = 1000 W), což vám umožní nespletit se v četných nulách).
Vyvstává tedy potřeba:
- určení spojení mezi výkonem a proudem;
- zjištění výkonu samostatného elektrického zařízení.
Vztah mezi Watts a Amps je jednoduchý a vyplývá přímo z výše uvedené definice Watt. Úkol je zjednodušen tím, že napětí fungující domácí sítě je vždy stejné (220 nebo 230 V). Odtud je proud vždy silou.
Jak zjistit?
Chcete-li vyřešit problém hledání energie, můžete použít různé metody. Všechny jsou k dispozici k použití i se znalostmi z oblasti fyziky a elektrotechniky na úrovni školního vzdělávacího programu.
Častěji se výkon zjišťuje určením proudu, někdy se můžete obejít bez mezilehlých postupů a určit jej okamžitě.
Díváme se na datový list
Obvykle je spotřeba energie uvedena v pasu nebo popisu zařízení a je duplikována na typovém štítku. Ten je umístěn na zadní stěně pouzdra nebo jeho základně.
Při absenci popisu lze tento parametr nalézt na internetu, k čemuž stačí použít vyhledávání podle názvu zařízení.
Výkon udávaný výrobcem zařízení se vztahuje na špičkový výkon a je spotřebován ze sítě pouze při plném zatížení, což je poměrně vzácné. Výsledný rozdíl je považován za marži. Na regulační úrovni je tato marže určena účiníkem.
Ohmův zákon na záchranu
Výkon většiny domácích elektrických zařízení lze poměrně přesně experimentálně odhadnout a vypočítat pomocí Ohmova zákona, který je znám již ze střední školy. Tento empirický zákon uvádí napětí, proud a zátěžový odpor R jako:
P u2d UXNUMX/R.
U = 230 V a odpor se měří testerem. Následuje jednoduchý výpočet pomocí vzorce
P = 48 400/R W.
Například při R = 200 ohmů dostaneme výkon P = 240 wattů.
Metoda nezohledňuje tzv. reaktanci zařízení, která je vytvářena především vstupními transformátory a tlumivkami, a proto je výsledný odhad poněkud nadhodnocen.
Používáme elektroměr
Při určování výkonu měřidlem můžete postupovat dvěma různými způsoby. V obou případech by mělo být z domácí sítě napájeno pouze testované zařízení. Bez výjimky musí být všichni ostatní spotřebitelé vypnuti.
V prvním přístupu je k měření výkonu použit optický indikátor měřiče, jehož intenzita záblesku je úměrná spotřebovanému výkonu. Faktor úměrnosti je indikován na předním panelu v jednotkách imp/kWh nebo imp/kWh, obrázek 1, kde imp je počet pulzů (bliknutí indikátoru) na kilowatthodinu.
Obrázek 1. Přední panel domácího elektroměru s optickým indikátorem
Po zapnutí zkoumaného zařízení je nutné začít počítat záblesky indikátoru po dobu 15 nebo 20 minut. Výsledná hodnota se poté vynásobí 3 nebo 4 (pro 20- nebo 15minutový interval vzorkování) a vydělí faktorem z předního panelu. Výsledek výpočtu udává výkon zařízení v kW, který se v některých případech pohodlně převede na watty vynásobením 1000.
Příklad. Pro čítač máme k = 1600 pulzů na kilowatthodinu. Při 20minutovém intervalu měření indikátor pracoval (blikal) 160krát. Poté bude výkon zařízení 160*3/1600 = 0,3 kW nebo 300 wattů.
Druhý přístup také používá 15- nebo 20minutový časový interval, ale spotřeba energie je stanovena již na digitální stupnici. Například při rozdílu odečtů za 20 minut 0,2 kWh je výkon jednotky 0,2 × 3 = 0,6 kW nebo 600 W.
wattmetr
Moderní domácí elektroměr nebo wattmetr je vhodné používat, protože:
- je zařazen přímo do jističe, pro který je vybaven vidlicí a zásuvkou, viz obrázek 2;
- vybavena snadno čitelným digitálním indikátorem a vybavena vnitřními obvody automatického ladění, což eliminuje chyby v odečtech;
- se liší dobrými ukazateli hmotnosti a velikosti.
Zařízení je ihned po zapnutí připraveno k provozu.
Rýže. 2. Digitální wattmetr pro domácnost
Jeho jedinou nevýhodou je úzká specializace, takže se toto zařízení v domácnosti vyskytuje jen zřídka.
Měření stejnosměrného proudu
Metody této skupiny jsou přesnější díky tomu, že jsou založeny na měření stejnosměrného proudu. K provádění tohoto postupu doma existují dvě zařízení.
Měření proudových kleští
Nejvhodnější pro použití jsou proudové kleště, které nevyžadují přerušení řízeného obvodu. Vyrobeno jako ruční zařízení s měřicí jednotkou na bázi toroidního jádra. Pro měření proudu se uzel otevře na způsob čelistových kleští a následně se uzavře drátěným krytem, obrázek 3. Aktuální hodnotu proudu zjišťujeme změnou magnetického pole, které zaznamenává Hallův senzor.
Rýže. 3. Měření svorek
Měření testerem
Druhý způsob je založen na použití testeru, který se přepne do režimu ampérmetru a zařadí se do otevřeného obvodu. Kvůli složitosti provádění tohoto postupu jednoduchými prostředky je v praxi nepopulární. Nelze slevit z toho, že některé modely testerů nemají proudovou ochranu a při nesprávně zvoleném rozsahu (proudové přetížení) selžou (vyhoří).
Závěr
Jak vidíte, výkon elektrických spotřebičů lze určit různými způsoby. Výběr konkrétního závisí na úrovni technických znalostí uživatele a dostupnosti potřebných přístrojů a dostupnost několika z nich lze dobře využít jako prostředek ke sledování správnosti výpočtů a měření.
Snadná implementace kterékoli z uvažovaných metod umožňuje zaručit nepřítomnost přetížení elektrických zásuvek a poměrně rychle a poměrně přesně určit skutečnou spotřebu proudu, pokud elektrické zařízení nemá údaje o pasu.
