Перевод ватт в амперы и наоборот

Мультиметр
4
27/04/2018 20:08:49
Содержание:

Как-то часто эти две единицы измерения идут рука об руку, даже иногда путаясь в технически не шибко грамотных головушках. И, глядя на значение на лампочке 80 Вт, задача перевода ватт в амперы не сразу покажется тривиальной.

Сколько ампер в токе в цепи

Когда мы подключаем к сети электрический прибор, он начинает потреблять ток, который измеряется в амперах. Ток — это направленное движение носителей электрического заряда в проводнике. В данном случае движение электронов в том самом приборе, который мы только что подключили. Но и не только в нем, а еще и в проводах, которыми мы его включили в сеть. Но и не только в них. Дело в том, что когда мы включаем, скажем, утюг в розетку, то нам кажется, что ток побежал от одного полюса розетки через утюг к другому. При этом совсем не думая, что и за пределами розетки, и вообще, за пределами нашей квартиры, ток, от которого на утюге сразу же загорелась лампочка, а сам он начал разогреваться, влился в громадную реку токов, бегущих от электростанции с ее генераторами по проводам всех соединяющих линий к нашему городу и разбегающихся ручьями по всем домам и квартирам.

Да нам это и не важно. У нас есть розетка, к которой энергосистема подвела стандартное в нашей стране напряжение в 220 вольт. И ток, который побежал по проводу в утюг, обусловлен ничем иным, как самим этим прибором. То есть, бывают утюги маленькие и есть побольше, есть большие промышленные. И чем больше утюг, тем больше тока через него потечет, когда его включают. Грубо говоря, от тока зависит скорость разогрева, но это тоже не совсем так. Скорость эта зависит еще и от того, какую массу металла ток разогревает. Чем тяжелее утюг, тем медленнее он может быть разогрет одним и тем же током.

Возможен ли перевод ватт в амперы

Вот мы и подошли к понятию «мощность». Обычно мы применяем эпитет «мощный» для того, что сильнее, крупнее, тяжелее. Мощный утюг. Мощный автомобиль. Мощная электростанция.

Получается, мощность есть характеристика двойная. Она, с одной стороны, определяет необходимое количество тока, чтобы «разогнать махину». А с другой стороны, это что-то такое, что и делает махину махиной — некоторое внутреннее свойство. Ток у нас бежит в нее снаружи, а мощность заключена в ней самой.

Каждому прибору присуща своя собственная мощность.

Вот утюг мы выключим, ток течь перестанет, а мощность его так и останется при нем.

Потому что если снова подключить к нему ТО ЖЕ САМОЕ напряжение, то и ток в него потечет тот же самый. А включим прибор более мощный, и ток побежит в него другой, уже посильнее.

А если подключить его к напряжению поменьше? То и ток станет течь меньшей силы.

И вот она — простейшая формула для определения мощности:

Формула
Формула

Мощность есть произведение силы тока на значение питающего его напряжения.

Напряжение измеряется в вольтах, ток — в амперах, мощность — в ваттах.

Все единицы названы в честь ученых, занимавшихся изучением электричества, иногда даже с риском для жизни, чтобы нам теперь было так легко и просто определять мощность приборов — сколько в них ватт и сколько побежит ампер, если его подключить к сети.

И легко это, потому что напряжение в нашей сети всегда одно и то же — 220 вольт. И тогда вырисовывается простое соотношение: мощность пропорциональна току. Это значит, что перевод ампер в ватты прост: стоит только умножить ампераж (скажем, 12 ампер), который поступает в прибор при его работе, на напряжение в 220 В — и сразу получим мощность прибора, то есть 2640 ватт.

А ток в 1 ампер, протекающий через односветную люстру с четырьмя лампочками, сразу даст нам суммарную мощность люстры в 220 ватт, каждая лампочка тогда будет = 55 ватт (220/4).

Но это не значит, что ток определил мощность. Наоборот, суммарная мощность прибора в 220 ватт ВЗЯЛА из сети ток ровно в 1 ампер. Если подключить еще одну точно такую же лампочку в эту же сеть, то суммарная мощность станет 275 ватт. А ток будет зависеть от того, как мы лампочку подключим.

Если параллельно с люстрой (в другую розетку), то на новую лампочку в 55 ватт будет падать напряжение в 220 вольт, и ток вычислим по той же формуле следующим образом:

55 = 220 * I        

I = 55 / 220 =0,25 А.

А вместе и в люстру, и в эту лампочку тока потечет из сети 1,25 А = 1 А (люстра) + 0,25 А (лампочка)

Что сразу можно увидеть по слегка возросшей скорости вращения колесика счетчика.

Как перевести ватты в амперы

Но мы же договорились, что мощность — характеристика самого прибора, а определяют ее через то, что в прибор поступает — напряжение и ток.

Хорошо, вспомним тогда закон Ома

Закон Ома
Закон Ома

Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Подставим это в выражение для мощности

Формула
Формула

Во как. Это мы выразили мощность через напряжение и сопротивление.

А можно наоборот, выразить мощность через ток и сопротивление. Так как

Формула
Формула

Тогда

Формула
Формула

Вот как интересно. Оказывается, мощность, которая ВЫДЕЛЯЕТСЯ на некотором потребителе, будет пропорциональна либо квадрату тока, либо квадрату напряжения.

Но при этом, если отталкиваться от тока в цепи, то мощность прямо пропорциональна сопротивлению потребителя.

А в случае, когда идем от напряжения, то мощность ОБРАТНО пропорциональна сопротивлению.

Для практики это означает то, что если мы можем измерить ток (что не всегда бывает), то можно воспользоваться второй формулой.

Но проще вычислить либо мощность, либо сопротивление прибора, исходя из напряжения.

Наша 4-ламповая люстра, мощность которой 220 ватт, будет иметь сопротивление ровно в 220 Ом, а каждая лампочка будет 55-омной. Ну и, если известна мощность потребляющего прибора (она написана на его коробочке или на стекле баллона), то ток можно вычислить, а не измерять. Причем он будет зависеть от того, как прибор включили в электрическую цепь.

Например, утюг в 500 ватт, просто включенный в розетку, в расчете даст ток

I = 500 / 220 = 2,27 ампер

А два 250-ваттных телевизора, включенные в разных комнатах (то есть, параллельно друг другу через две разные розетки), дадут каждый по

I = 250 / 220 = 1,136 ампер,

то есть в сумме те же самые 2,27 ампер.

Как перевести амперы в ватты

Однако на практике встречается и задача обратная.

Например, купили новый прибор, скажем, посудомойку в 2000 ватт на кухню. Включили — и сразу автомат защиты на щитке сработал, и все выключилось. Это значит, что суммарный ток на всех электропотребительных приборах превысил номинал автомата. А на нем написано «16 ампер». Ну и где найти конвертер, чтобы, зная мощности всего, что включено в розетки, определить суммарный ток?

Хорошо, у нас было:

  • холодильник на 500 Вт,
  • микроволновка на 1500 Вт,
  • одна лампочка на 100 ватт и две по 70 ватт (лампочка на 12 вольт в холодильнике не в счет) — и вот купили теперь посудомойку. Надо все это взять и конвертировать в амперы, вырубившие нам автомат.

Так как все приборы подключены параллельно к одному и тому же напряжению в 220 вольт, можно суммировать все мощности и разделить на это напряжение.

Nсум.до = 500 + 1500 + 100 + 70 + 70 = 2240 Вт.  

Это была мощность до нового приобретения. Ток суммарный был

Iсум.до = 2240/220 = 10,18 ампер

После добавления посудомойки мощность и ток стали:

Nсум. = 2240 +2000 = 4240 ватт

Iсум. = 4240/220 = 19,273 ампер.

Теперь понятно, почему 16-амперный автомат вырубило.

Осталось решить, что делать дальше: развести наши приборы по разным розеточным сетям с разными автоматами, протянуть ли посудомоечной машине индивидуальную линию питания с отдельным автоматом или просто поставить автомат номиналом повыше.

Вот таблица номиналов защитных автоматов, показывающая, до каких токов можно нагружать автоматы.

Таблица номиналов защитных автоматов
Таблица номиналов защитных автоматов

В нашем случае подойдет 20-амперный. Однако полученная нами суммарная мощность в 4240 ватт (4,24 кВт) очень близка к порогу его отключения 4,4 кВт. Стоит включить, допустим, электрический чайник, и мы по току опять выйдем за пределы контрольного диапазона автомата. Придется выбирать следующий по номиналу — 25 А.  

Теперь можно добавлять еще мощностей, до 5,5 кВт наш автомат выдержит.

Однако нужно еще иметь в виду, что проводка в квартирах обычно устаревшая, и возросший ток ей может оказаться совсем не по зубам.

Поэтому хорошо иметь у себя небольшой калькулятор, позволяющий делать быстрые прикидки. Зная, сколько ватт (или киловатт) в подключаемых приборах, находить ток и выбирать наиболее приемлемое решение.

Калькулятор выполнен в Excel. Им можно воспользоваться, если на него кликнуть. Вводить в нем нужно только одно значение — суммарную мощность потребителей электрической сети (самая верхняя строчка). Он делает расчет суммарного тока (ячейка B3, точность 10 миллиампер), который будет питать такую мощность при 220 вольтах.  

Суммировать мощности приборов совсем не обязательно самому. Достаточно ввести в ячейке сумму, как это принято в Excel, в виде  

Номинаты автомата
Номинаты автомата

Номиналы автоматов, которые не смогут выдержать такого тока, будут автоматически отмечены слева от них красными крестиками. Следовательно, первый из подходящих автоматов – следующий, то есть для нашего примера 20. Хотя мы выбрали 25 А.

Изображение пользователя Кононенко Владимир
Кононенко Владимир Инженер-электрик
комментарии:
Чтобы оставить отзыв, пожалуйста, авторизируйтесь используя социальные сети.
добавить комментарий:
Нажимая кнопку Отправить вы соглашаетесь с Пользовательским соглашением и Правилами размещения информации.
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора отзыва.
Сколько денег вы тратите на ремонтные работы в год?
от 10 000 до 100 000 рублей
60% (6 ответов)
от 1 000 до 10 000 рублей
40% (4 ответа)
до 1 000 рублей
0% (0 ответов)
Всего проголосовало: 10