Формула_расхода_энергии

Формула_расхода_энергии

Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

  • трансформаторы;
  • трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

  • S – полная мощность (ВА);
  • P – активная часть (Вт);
  • Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

  • силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
  • напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

  • I – ток в амперах;
  • U – напряжение в вольтах;
  • cos ϕ – сдвиг фаз.

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

Читайте также:  Тройной_национальный_прыжок

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

  • определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
  • узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

  • выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
  • отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
  • произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
  • результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

  • составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
  • в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
  • для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
  • просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Как рассчитать расход электроэнергии

За электроэнергию нужно платить, так же как и за любые другие ресурсы и услуги. Чтобы не дать себя обмануть при оплате, нужно научиться рассчитывать ее расход. Для этого есть специальные приборы, например, индивидуальный счётчик, который установлен в каждом доме или квартире. Однако он показывает общее потребление, а как рассчитать расход электричества отдельным прибором мы расскажем в этой статье.

Мощность, напряжение и ток

Основными характеристиками электроприборов являются напряжение, ток и мощность. При этом на корпусе либо в паспорте прибора могут указываться либо все три параметра, либо в избирательном порядке. В России и ближнем зарубежье используются электроприборы, рассчитанные под напряжение электросети 220В переменного тока, в Америке, для сравнения, может быть напряжение 110 или 120В.

Ток измеряется в Амперах (А), напряжение в Вольтах (В), а мощность в Ваттах (Вт) (смотрите — Сколько в ампере ватт, как перевести амперы в ватты и киловатты). Если прибор маломощный — скорее всего мощность будет указана в Ваттах, для мощных потребителей, типа стиральной машины или кухонной электроплиты, указывают обычно в киловаттах (кВт). 1кВт = 1000Вт.

В паспорте прибора, в зависимости от конкретного случая, в явном виде мощность вообще может не указываться, а указываться потребление электроэнергии за какой-то период, например кВт в год или в день или за другой промежуток времени.

Итак, вы оплачиваете счета за электроэнергию согласно потребленными кВт/ч. Давайте более подробно рассмотрим, что такое киловатт часы и как их рассчитать.

Читайте также:  Как_правильно_есть_овсяную_кашу

Электросчетчик

Сейчас в каждой квартире установлен прибор учета электроэнергии или, говоря простыми словами, электросчетчик. На современных моделях есть дисплей, на котором указано количество кВт/ч, которое вы потребили с момента его установки.

На старых моделях это указывается на механическом дисплее-индикаторе из вращающихся барабанчиков с нанесенными на них цифрами.

Вы можете узнать потребление электроэнергии с помощью счетчика, если отключите все потребители и оставите тот, который вас интересует, например на 1 час, тогда вы сможете узнать, сколько Вт/ч или кВт/ч он потребляет. Но такой метод не всегда удобен и возможен.

На большинстве счетчиков крайняя правая цифра обычно либо отделяется запятой, либо выделяется другим цветом, либо обозначается другим способом. Это десятая часть киловатта, при снятии показаний для оплаты она не учитывается.

Также стоит отметить, что далеко не все электрооборудование потребляет указанную в документации мощность в течение всего времени работы. Это связано с режимом работы. Например, стиральная машина потребляет ток в зависимости от того включен ли нагрев, работает ли насос, с какой скоростью вращается двигатель и так далее.

Немного позже мы рассмотрим простой способ определить реальный расход такого оборудования.

Расход электроэнергии по мощности

Если вам известна электрическая мощность прибора, то для расчетов расхода электричества нужно умножить мощность на количество часов. Приведем пример, допустим, у нас есть 2 лампочки — 100 и 60Вт и электрочайник мощностью 2.1 кВт. В день лампочки светят около 6 часов, а чайник закипает 5 минут, пьете чай вы 4 раза в день, значит, всего он работает 20 минут в день.

Рассчитаем расход электроэнергии все этим оборудованием.

Электрочайник работает 20 минут в день, так как нам нужно перевести в часы, то это 1/3 часа, тогда:

Переведем в кВт/ч:

В день этот набор электрооборудования расходует 1.66 кВт/ч.

Теперь можно посчитать, сколько денег вы тратите на его работу в день, неделю, месяц. Для этого умножим на тариф, например 4 рубля за 1 кВт/ч

Итого стоимость работы перечисленного оборудования равна:

Как перевести амперы в киловатты?

В случаях, когда в данных о параметрах электроприбора указаны только напряжение и ток типа:

Нужно перед расчетом потребления вычислить мощность, для этого воспользуемся формулой: P=U*I

Если не вдаваться в подробности — это верно для нагрузки с cosФ равным единице, собственно и для большей части бытового электрооборудования. Дальнейшие расчёты аналогичны предыдущим.

Как узнать реальное потребление электроэнергии прибором?

Расчёты не покажут реальных значений, чтобы их узнать, нужно просто произвести измерения. Наиболее верным способом является использовать счётчик электроэнергии. Самым удобным вариантом является использование специального счётчика для розетки.

Их ещё называют энергометром или ваттметром, возможно, это поможет вам найти прибор в продаже.

Что может энергометр? Это универсальный измерительный прибор, обладающий следующим набором функций:

Измерение мощности потребляемой в данный момент.

Измерение потребления за промежуток времени.

Измерение ток и напряжения.

Расчёт расходов при заданных вами тарифах.

То есть вам нужно просто вставить его в розетку, а прибор, потребление которого нужно определить просто, подключить в розетку расположенную на энергометре. После этого вы можете наблюдать, как изменяется потребляемая мощность в процессе работы и сколько потребляется за один рабочий цикл.

Пример использования розеточного счетчика для определения расхода электроэнергии холодильником, изображен на видео.

Заключение

Расчёт расхода электроэнергии может понадобиться в ряде ситуаций, например для проверки потребления новым оборудованием, или при совместном использовании мощных потребителей с соседей для равной её оплаты. Лучшим способом является установка индивидуального счетчика на прибор или его розеточную версию, как было описано выше.

Философия жизни

Определение среднего суточного расхода энергии.

Организм человека является уравновешенной системой. Это значит, что для своей жизнедеятельности он должен потреблять столько энергии, сколько ее расходует. То-есть, необходимо соблюдать баланс между потреблением и расходом энергетических ресурсов. Несоблюдение этого правила приводит к сбоям в работе организма, что, в конечном итоге, вызывает различного рода заболевания. Отделившись от природы и утратив многие природные чувства, которые должны регулировать жизнедеятельность живого существа, человек вынужден контролировать количество и калорийность своей пищи посредством сознания. Сознательное и разумное отношение к своему питанию является одним из основных условий здоровья, долголетия и красоты тела человека.

Приступая к составлению своего пищевого рациона, надо сначала рассчитать его энергетическую насыщенность (калорийность), на основании этого определить качественный состав ( количество белков, жиров и углеводов) и выбрать состав продуктов.

Среднесуточная потребность человека в калориях лежит в пределах 2000 – 5000 ккал и зависит от возраста, роста, пола, массы тела, физической активности и состояния здоровья. Если человек болеет, то для составления диеты ему нужно обратиться к врачу-диетологу. Ибо, в этом случае, пища должна соответствовать лечебным целям.
Около 1500 — 2000 килокалорий человек расходует в сутки при малоподвижном образе жизни. Даже во время сна расходуется 0,6 – 1 ккал/ час на каждый килограмм веса спящего. За 8 часов сна человек весом 75 кг теряет 360 – 600 ккал.

В таблице 1 приведены значения минимального количества энергии, необходимой для жизнедеятельности организма человека при полном физическом и психологическом покое в комфортных температурных условиях – 20 0 С.

Таблица 1. Минимальное количество энергии (килокалорий/сутки), необходимое для жизнедеятельности организма при полном физическом и психологическом покое и температуре окружающей среды 20 0 С .
Для мужчин Для женщин

Читайте также:  Сэндвичи_в_мультипекаре_рецепты
Масса тела в кг. 18 = 29 лет 30 – 39 лет 40 – 59 лет Старше 60 лет Масса тела в кг. 18 – 29 лет 30 – 39 лет 40 – 59 лет Старше 60 лет
50 1450 1370 1280 1180 40 1080 1050 1020 960
55 1520 1430 1350 1240 45 1150 1120 1080 1030
60 1590 1500 1410 1300 50 1230 1190 1160 1100
65 1670 1570 1480 1360 55 1300 1260 1220 1160
70 1750 1650 1550 1430 60 1380 1340 1300 1230
75 1830 1720 1620 1500 65 1450 1410 1370 1290
80 1920 1810 1700 1570 70 1530 1490 1440 1360
85 2010 1900 1780 1640 75 1600 1550 1510 1430
90 2110 1990 1870 1720 80 1680 1630 1580 1500

Таблица взята из источника:______

Источник :http://www.bestpravo.ru/federalnoje/bz-dokumenty/c5o.htm

С ростом физической активности человека увеличивается расход энергии. Точно определить суточное количество килокалорий, израсходованное человеком в процессе его деятельности, очень сложно Сложность связана с тем, что здесь оказывают влияние многочисленные факторы. Учесть все факторы, влияющие на энергетический обмен в организме, практически невозможно. Тем более, что многие из них ( чувства, эмоции, стрессы, мыслительная деятельность) не поддаются численному выражению. Кроме того, каждый человеческий организм имеет свои индивидуальные особенности.

Однако, существуют много разных методики и рекомендаций для ориентировочного определения суточного количества энергии, необходимой человеку. Ниже приведены некоторые из них.

  1. Выбрав из таблицы 1 минимальный расход энергии, соответствующий возрасту, весу тела и полу, его нужно умножить на коэффициент физической активности. Величина коэффициента физической активности зависит от вида деятельности человека. Для людей, живущих на территории бывшего Советского Союза, можно рекомендовать выбор коэффициента физической активности из официально действующего в России документа «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения». Этот документ хорошо разработан на достаточно высоком научном уровне. Ниже приводится выдержка из этого документа. Из нее, человек может определить, к какой группе физической активности он относится и какую величину коэффициента физической активности он должен выбрать.

«Все взрослое население, в зависимости от величины энергозатрат, делится на 5 груп для мужчин и 4 группы для женщин, учитывающих производственную физическую активность и иные энерготраты.
I группа(очень низкая физическая активность; мужчины и женщины) – работники преимущественно умственного труда,коэффициент физической активности – 1,4 (государственные служащие, научные работники, преподаватели, учителя школ, студенты, специалисты-медики, психологи, диспетчеры, операторы по обслуживанию ЭВМ, программисты, работники финансово-экономической, юридической и административно-хозяйственной служб, работники конструкторских бюро, рекламно-информационных служб, архитекторы и инженеры, работники музеев, архивов, библиотекари, специалисты службы страхования, дилеры, брокеры, агенты по продаже и закупкам, патентоведы, дизайнеры, работники бюро путешествий, справочных служб и других родственных видов деятельности);
II группа (низкая физическая активность; мужчины и женщины) – работники занятые легким трудом, коэффициент физической активности – 1,6 (водители городского транспорта, рабочие пищевой, текстильной, швейной, радиоэлектронной промышленности, операторы конвейеров, весовщицы, упаковщицы, машинисты железнодорожного транспорта, участковые врачи, хирурги, медсестры, продавцы, работники предприятий общественного питания, парикмахеры, работники жилищно-эксплуатационной службы, реставраторы художественных изделий, гиды, фотографы, техники и операторы радио и телевещания, таможенные инспектора, работники милиции и патрульной службы и других родственных видов деятельности);
III группа (средняя физическая активность; мужчины и женщины) – работники средней тяжести труда, коэффициент физической активности – 1,9 (слесари, наладчики, станочники, буровики, водители электрокаров, экскаваторов, бульдозеров и другой тяжелой техники, работники тепличных хозяйств, растениеводы, садовники, работники рыбного хозяйства и других родственных видов деятельности);
IV группа (высокая физическая активность; мужчины и женщины) – работники тяжелого физического труда, коэффициент физической активности — 2,2 (строительные рабочие, грузчики, рабочие по обслуживанию железнодорожных путей и ремонту автомобильных дорог, работники лесного, охотничьего и сельского хозяйства, деревообработчики, физкультурники, металлурги доменщики-литейщики и другие родственные виды деятельности);
V группа (очень высокая физическая активность; мужчины) – работники особо тяжелого физического труда, коэффициент физической активности — 2,5 (спортсмены высокой квалификации в тренировочный период, механизаторы и работники сельского хозяйства в посевной и уборочный период, шахтеры и проходчики, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, грузчики немеханизированного труда, оленеводы и другие родственные виды деятельности.»
Источник :http://www.bestpravo.ru/federalnoje/bz-dokumenty/c5o.htm

  1. Определить минимальное количество энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, можно также и по формулам, представленными различными авторами. Ниже приводится одно из таких уравнений, предложенного Mifflin St Jeor:

N= (10 × G+ 6.25 × H– 5 × T+ 5) х K ккал/в сутки — для мужчин
N= (10 × G+ 6.25 × H– 5 ×T– 161) xK ккал/в сутки — для женщин

Чтобы определить необходимое суточное количество килокалорий, надо подставить свой вес G- в килограммах, рост Н = в сантиметрах и возраст Т — в годах. КоэффициентКопределяется физической активностью человека. При отсутствии физической нагрузки К=1,2. При легкой физической нагрузке ( легкая физическая работа 1-3 раза в неделю) К=1,375. Средняя физическая нагрузка ( мышечная работа 3-5 дней в неделю) К=1.55. При тяжелой физической работе 6-7 дней в неделю К=1,725. В случае изнурительной работы (например, интенсивная подготовка к спортивным соревнованиям) К=1,9.

Ссылка на основную публикацию
Фитнес_мотивация_для_женщин
Фитнес мотивация для девушек и женщин У каждой девушки свои причины посещения тренажерного зала. Кто-то хочет похудеть и выглядеть как...
Фильм_спорт_бои
Тут можно выбрать СПИСОК ЛУЧШИХ ФИЛЬМОВ от КиноМаниЯ В этом разделе собраны лучшие фильмы про драки. Такое кино рассчитано в...
Фильмы_вся_правда_о_еде
Смотри и учись: 10 лучших фильмов о еде Мы провели уикенд за самыми известными документальными фильмами, посвященными еде, и они...
Фитнес_мотивирующие_картинки
One more step Please complete the security check to access pixabay.com Why do I have to complete a CAPTCHA? Completing...
Adblock detector