Сила тока и напряжение в розетке. Расчёт величины тока по мощности и напряжению

Основные характеристики электрических приборов – тип электрического тока, напряжение и ток. Для его подключения надо знать, какое напряжение в розетке, и на какой максимальный ток она рассчитана. Эти параметры указывают на корпусе розетки, чаще всего на ее корпусе или лицевой панели. В быту используют переменный однофазный или трехфазный ток, напряжением 220 или 380 вольт соответственно.

А ответ на вопрос, какова сила тока в розетке 220В зависит от сечения подключенных проводов и мощности электроприбора. Для того чтобы определить силу тока надо мощность разделить на напряжение – полученное число и будет силой тока, измеряемой в амперах (А).

Какая сила тока в розетке 220в и 380в?

Для большинства бытовых электроприборов необходимы розетки 220 вольт. Раньше для их подключения использовали два провода (фазу и ноль). Сегодня применяют трехпроводную схему подключения, где третий провод соединяет корпус электроприбора с контуром заземления. Если в процессе эксплуатации нарушится изоляция и корпус окажется под напряжением, то при касании к нему человека автоматически сработает устройство защитного отключения (УЗО) и подача электропитания будет немедленно прекращена.

Выбирая, какую розетку установить, надо учесть мощность приборов, которые предполагается к ней подключать. Например, розетка 25А 220В рассчитана на потребляемую мощность 5,5 кВт, т.е. способна выдерживать большинство бытовых электроприборов. Для ее подключения необходимо использовать медный провод сечением 2,5 мм2. Но, для большинства приборов (компьютер, телевизор, пылесос) можно использовать и менее мощные розетки на 16А. Они рассчитаны на 3,5 кВт. А вот для подключения электроплит и духовок потребуется оборудование, рассчитанное на 32А 220В, мощностью до 7 кВт.

Измеряем силу тока и находим фазы

Впрочем, для подключения мощных бытовых электроприборов и электроинструмента, как правило, используют розетку 380 вольт с трехфазным током. Применение трехфазного тока позволяет уменьшить сечение кабеля или провода, а так же более рационально использовать электроэнергию. Некоторые электродвигатели и оборудование могут работать только на трехфазном токе.

Для определения, сколько вольт в розетке можно воспользоваться измерительными приборами вольтметром или тестером, но это можно определить и по форме электроустановочных изделий. Однофазная штепсельная розетка имеет три контакта (фазу, ноль и заземление). Количество штырьков может быть два или три, в зависимости от типа подключения кабеля к контуру заземления. Двухштырьковое соединение применяется при расположении заземляющего контакта на корпусе.

В отличие от однофазной розетка 3 х фазная имеет 5 контактов: три фазы, ноль и заземление. Количество штырьков так же зависит от расположения заземляющего контакта (отдельным штырьком или на корпусе розетки) и может иметь 4 или 5 штырьков. Как правило, конструкция трехфазной розетки делается такой, чтобы предотвратить возможность случайного прикосновения к контактам, которые имеют большие размеры, чем для подключения к однофазной сети. Корпус закрывает допуск к контактной группе до начала соединения.

Существует некоторое отличие в том, как определить, какой ток в розетке для трехфазного тока. Правило расчета почти такое же, как и для однофазного ока, только надо учесть, что по каждому проводу подведено 220В, следовательно, при расчете общей мощности надо суммарное напряжение (220Вх3=660В) умножить на силу тока. Это означает, что к розетке 25А 380В можно подключить электрическое устройство мощностью 16,5 кВт.

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений - до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

1. 625 Вт
2. 933 Вт
3. 1,25 кВт
4. 1,6 кВт
5. 1,8 кВт
6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U .

Где I - сила тока в амперах.

P - мощность в ваттах.

U - напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт . Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

R = U / I, где

R - сопротивление в Омах

U - напряжение в вольтах

I - сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U 2 / R где,

P - мощность в ваттах

U 2 - напряжение в квадрате, в вольтах

R - общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт , округляем до значения 625 Вт .

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

В настоящее время около 98% вырабатываемой электроэнергии составляет переменный ток. Такое преимущество объясняется тем, что его гораздо легче производить и передавать на большие расстояния. При его транспортировке напряжение обычно может уменьшаться или увеличиваться несколько раз, пока не попадет к потребителям. Поэтому в любой квартирной розетке ток переменный, а не постоянный.

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц . Во время движения на них оказывают воздействие силы электрического поля и других сторонних источников. Движение положительно заряженных частиц определяет направление тока.

Если силы воздействия и направление движения не меняются, то его считают постоянным. Для того чтобы он появился, требуются свободные заряженные частицы и источник, который преобразует свою энергию в энергетику электрического поля. Движение заряженных частиц возникает в результате:

1. Химических процессов, при которых исходные вещества превращаются новые. Такие реакции характерны для аккумуляторных батарей и гальванических элементов.
2. Вырабатывания напряжения генераторами, в которых происходит движение проводника в магнитном поле.
3. Воздействия света на частицы полупроводников и металлов. Такие процессы характерны для фотоэлементов.

Постоянный ток широко применяется на производстве для запуска оборудования, обладающего большим пусковым моментом. Электродвигатели позволяют регулировать скорость и сглаживать пусковой момент.

Постоянный ток широко используется и для бытовых нужд. Аккумуляторы и батарейки вырабатывают электричество напряжением от 6 до 24 В, которое применяется в автомобилях и множестве бытовых приборов.

Такой вид электричества вырабатывается генераторами переменного тока , в которых под воздействием электромагнитной индукции возникают электродвижущие силы. Переменный ток во время движения меняет свое направление и значение. Он нашел широкое применение благодаря способности преобразовывать силу и напряжение с небольшими энергетическими потерями. Существует однофазный и трехфазный переменный ток.

Чаще всего в быту применяется однофазное напряжение 220 В с частотой 50 Гц. Трехфазное используется в промышленных масштабах для работы крупных и мощных электрических механизмов.

Присутствует в розетке переменный ток, какой в постоянный по квартире преобразовывается в специальных устройствах, которые называются выпрямителями. Практически все бытовые электронные приборы (ноутбуки, мобильные телефоны, переносные фонари и т. д.) работают от постоянного тока.

Чтобы измерить электрические показатели, существует масса способов. Самым простым методом является подключение любого электрического прибора. Таким образом можно определить только наличие напряжения в сети и работоспособность розетки.

Также можно использовать контрольную лампу с двумя проводами, если она соответствует напряжению в сети. Кроме того, для определения наличия электричества существует индикатор напряжения. Он может быть как одноконтактный, так и двухконтактный. Одноконтактным пробником можно определить только фазу в сети, нуль он не обнаруживает.

Двухполюсным индикатором можно определить показания силы между фазами, а также между нулем и фазой. Специалистами очень часто применяется универсальный прибор - мультиметр. В зависимости от положения переключателя им можно замерить любые показания в электрической цепи.

Розетки хоть и являются простыми устройствами, но обладают важными функциями для обеспечения надежного и безопасного контакта между электроприборами и сетью. Современные модели этих устройств оснащены функцией защитного заземления. Для этого к ним подведен отдельный контакт.

Все устройства обязательно имеют обозначение, показывающее, сколько ампер в розетке 220 В. В настоящее время они рассчитаны на силу в 6, 10 и 16 ампер. У всех старых экземпляров это значение не превышало 6,3 ампера. Все эти значения показывают номинальную силу, которую может выдержать розетка при длительной работе.

Чтобы рассчитать, какая сила тока в розетке 220 В, необходимо мощность подключенного электроприбора разделить на напряжение в сети. Например, если подключить устройство мощностью 2,2 кВт, то сила будет составлять 10 ампер. Поэтому розетка должна соответствовать этим характеристикам, иначе она просто сгорит. Особенно это касается устройств, которые позволяют подключить сразу несколько приборов. По способу монтажа они бывают:

• накладными;
• встраиваемыми.

Накладные розетки используют при наружной проводке. Обычно они крепятся непосредственно на стену. С появлением угловых устройств стало возможным устанавливать их на стыке двух стен. Для скрытой электропроводки необходимо устанавливать встраиваемое оборудование. Для этого предварительно высверливают место под установку подрозетника, в который затем устанавливают основное устройство. В последнее время обычно используют встраиваемые розетки, так как они выглядят более привлекательно.

В промышленных масштабах используют мощные устройства, способные выдержать большую силу тока. К ним подключают специальное электрооборудование, обладающее огромной мощностью.

Для обеспечения безопасности при эксплуатации бытовых электроприборов необходимо верно вычислить сечение питающего кабеля и проводки. Поскольку ошибочно выбранное сечение жил кабеля способно привести к возгоранию проводки из-за короткого замыкания. Это грозит возникновением пожара в здании. Это также относится к выбору кабеля для подключения электрических двигателей .

Расчет тока

Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.

• От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода) , по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
• Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения .

Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

Однофазная сеть напряжением 220 В

Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

I = P / U ,

где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);

U – напряжение электрической сети, В (вольт).

Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В) .

На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В .

Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:

I = P /1,73 U ,

где P -потребляемая мощность, Вт;

U - напряжение в сети, В,

так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:

I = P /657, 4 .

В случае подведения к дому трёхфазного электроснабжения напряжением 380 В схема подключения будет выглядеть следующим образом.

Сечение жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трёхфазной схеме напряжением 380 В для скрытой проводки представлена в таблице.

Для расчёта тока в цепях питания нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

• электрические двигатели;
• дроссели приборов освещения;
• сварочные трансформаторы,;
• индукционные печи.

При расчётах необходимо учитывать это явление. В мощных приборах и оборудовании доля реактивной нагрузки выше и поэтому для таких приборов в расчетах коэффициент мощности принимают равным 0,8.

Практически любые помещения, будь то жилые или производственные, оснащены розетками для подключения электрических приборов. Для стабильной и безопасной работы электроприборов необходимо знать не только напряжение в сети (стандартное 220 вольт), но и силу тока, на которую рассчитана розетка. Необходимо отметить, что это электротехническое оснащение само по себе не имеет никакой силы тока, оно только выдерживает определённую величину при подключении какой-либо бытовой или промышленной техники.

Методы определения силы тока

1. Прибором амперметром . Амперметр – измерительное устройство, которое определяет силу тока и показывает её на имеющейся шкале. Для этого необходимо последовательно соединить замкнутую цепь: розетку, единицу бытовой техники, амперметр и опять розетку. Вместо амперметра, можно использовать мультиметр – комбинированный прибор, включающий вольтметр , амперметр и омметр. Погрешность измерений силы тока на конкретном участке цепи будет зависеть от класса точности измерительного устройства.
2. Расчётным методом . Для применения расчётного метода необходимо знать значение мощности подключаемого прибора. Принимая во внимание, что в нашей стране в основной части помещений подаётся стандартное напряжение в сети 220 вольт, рассчитать силу тока в розетке 220в можно по следующей формуле:

I = P / U, где I – сила тока (ампер); P – мощность электроприбора (ватт); U – напряжение в сети (вольт).

Таким методом определяется, сколько ампер в розетке 220в. Например, по формуле можно рассчитать, какой ток в розетке 220в при подключении обычного электрического чайника мощностью 2,5 киловатт или 2500 ватт. Получится величина 11,36 ампер.

Характеристики тока

Подсчитывая величину силы тока, которую поддерживает розетка, необходимо уточнить характеристику тока. Их существует две: постоянный ток и переменный. Переменный получил наибольшее распространение в сфере потребления электроэнергии, так как его потери при передаче на большие расстояния существенно меньше. В случае необходимости производится преобразование с помощью схем приборов-потребителей. Таким образом, розетка поддерживает переменный ток в 220 вольт.

Виды электророзеток

Техника, используемая в быту, имеет различные характеристики по своей мощности, следовательно, и электрофурнитура в помещениях должна быть соответствующая. Сегодняшние бытовые устройства более мощные, чем старые образцы техники. Ещё 20 лет назад для всех устройств могла подойти розетка с ограничением в 6 ампер. Такой разъём был предназначен для техники, имеющей мощность до 1,5 киловатт или 1500 ватт. Для современного быта это недостаточно. Сейчас ограничение нагрузки составляет:

Необходимость автоматического выключения питания

Автоматический выключатель – важный элемент в системе электроснабжения помещения. На распределительных щитках имеются специальные устройства, на которых отмечено сколько ампер максимально допустимого тока. Обычно для бытовых целей устанавливаются автоматы на 16, 25 или 32 ампера. Рекомендуется на каждый мощный прибор устанавливать свой автоматический выключатель. Например, электрическая плита имеет мощность 6 киловатт или 6000 ватт, следовательно, сила тока будет 27 ампер при напряжении в 220 вольт. В этом случае необходим автомат на большую величину, а именно на 32 ампера.

Состояние электропроводки

Для безопасного подключения и стабильной работы всех электрических приборов в доме важны не только правильно подобранные электророзетки и автоматические выключатели, но и вся система электроснабжения, в том числе проводка. Перед тем как приобрести новую мощную технику следует оценить состояние электрической проводки. При наличии в доме старой алюминиевой проводки, лучше поменять её на медную.

Зная методы определения силы тока, можно без труда рассчитать, сколько составляет максимальная нагрузка для розетки. Если этот показатель не учитывать, возможны неприятные и даже опасные последствия в виде оплавившегося кабеля, повреждённых металлических частей, короткого замыкания и пожара. Перед подключением новых электроприборов необходимо изучить техническую документацию, особенно, сколько ватт мощности имеет этот прибор. В случае возникновения затруднений рекомендуется обратиться за консультацией к специалистам.