Как узнать, сколько потребляют различные электроприборы в доме

Для проведения вычислений потребуются элементарные знания из школьного курса электродинамики, связанные с напряжением, током, мощностью.

Параметры для вычислений

Формула для вычислений

Силой тока называют величину электрического заряда, который проходит через заданную площадь проводника за единицу времени.

Напряжение - это физическая величина, которая характеризуется электрическим полем, создаваемым током.

Единицей мощности является Вт, который представляет собой произведение 1А на 1В.

Особенности вычисления

В качестве внесистемной единицы используют вольт-ампер. Силу стараются указывать на прерывателях цепи (автоматических выключателях). Это максимальное значение, при котором будет происходить срабатывание прерывателя.

Кроме того, параметры напряжения и значение тока всегда присутствуют в документации, прилагаемой к приборам, и пишутся на его корпусе.

Значения этих физических величин, характерные для основных электрических приборов, можно отыскать в специализированных справочниках. Например, для бытовых осветительных приборов нормой считается сила тока в диапазоне пятнадцати ампер. Для мощных приборов, используемых в домашнем хозяйстве, сила тока может достигать 60 ампер. Показатель электрического напряжения в сети составляет 220 В.

Математические действия

Как рассчитать потребляемый ток, зная мощность? Максимальный ток в цепи можно определить по величине мощности и электрического напряжения. Например, при 100 Вт и 2 В для вычисления тока мощность делим на напряжение, получаем 50 А.

Правила расчета потребляемой мощности

Поговорим о том, как рассчитать приборов, используемых в быту. Сначала его нужно внимательно осмотреть. Часто указывают мощность на самом корпусе прибора, для этого производителем штампуется специальная наклейка. Что можно прочитать на такой этикетке? Величину силы тока, параметры напряжения, а также максимальную мощность данного прибора. В некоторых случаях подобные сведения указываются изготовителем на шильдике бытового прибора.

Потребители оплачивают именно на основе потребленной мощности, выражаемой в киловаттах. Номинальный ее показатель предполагает величину мощности, которая нужна для стабильного функционирования прибора. К примеру, для бытовых холодильников, этот параметр составляет 500 Вт.

Для экономии и денежных ресурсов, важно провести полные расчеты. Как рассчитать мощность потребляемой энергии во всем доме? Рассмотрим конкретный образец.

Расчет мощности лампочек

К примеру, при использовании двух электрических лампочек, имеющих мощности 100 Вт и 23 Вт, можно оценить экономическую целесообразность приобретения лампы меньшей мощности. Попробуем пояснить данное предположение на конкретном расчете. Итак, при вычитании из большего параметра меньшего, получаем разницу 77 В. При оплате счета за потребляемую электрическую энергию, начисления осуществляются на основе потребленных кВт/час. При работе ламп на протяжении длительного временного промежутка, можно, путем умножения, определить разницу в оплате за 23- и 100-ваттной лампы.

В сумме лампы потребляют 1000 Вт, то есть 1 кВт. Если за год они горят 2000 часов, это составляет 2000 кВт. При средней стоимости одного киловатт-часа 5 рублей придется заплатить за годовое использование ламп 50000 рублей. Для того чтобы снизить материальные расходы, многие владельцы квартир и домов уже давно установили энергосберегающие лампы.

Некоторые приборы потребляют электрическую энергию даже в тех случаях, когда они не работают, но остаются включенными в розетку. Если на приборе продолжает гореть светодиод, это свидетельствует о потреблении им некоторой мощности.

При вычислении потребляемой мощности по формуле результат получается весьма условным. Поэтому в случае, когда необходимо получение достоверного результата, используют ваттметры.

Заключение

В связи с постоянным ростом цен на электрическую энергию вопросы, касающиеся расчета потребляемой мощности, поиска способов экономии, являются своевременными и актуальными.

Практичные владельцы городских квартир и загородных особняков стараются заранее анализировать потребляемую мощность приобретаемых приборов, чтобы не оплачивать потом огромные счета за электроэнергию. Фундаментальные вычисления суммарной потребляемой мощности электрической энергии для индивидуального дома выполняют на стадии проектирования системы электрификации. В таком случае можно не только избежать лишних затрат на электрическую энергию, но и не допускать перегрузок, которые могут привести к порче приборов и даже к возгоранию.

Среди распространенных бытовых приборов, которые нужно учесть при вычислении суммарной потребляемой мощности, отметим лампы накаливания, электрическую плиту, холодильник, кухонный комбайн, пылесос, персональный комьютер, кофемашину, аэрогриль, электрический чайник, кухонную вытяжку, посудомоечную машину, бойлер.

Каждый из них рассчитан на потребление определенной мощности, то есть, будет «включен» в квитанцию за электрическую энергию. Самым простым способом достижения экономии семейного бюджета можно считать приобретение приборов для домашнего применения, имеющих класс энергосбережения А++.

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин — параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ — его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х — максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь замерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле. В нашем случае нагрузкой является вентилятор от компьютера. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручку крутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на .

Для того, чтобы измерить силу тока переменного напряжения мы ставим крутилку мультиметра на значок измерения силы тока переменного напряжения — «А~» и точно также по такой же схеме делаем замеры.

Как измерить постоянное напряжение мультиметром

Возьмем вот такую вот батарейку

Как мы видим, на ней написан ток 550 мАh , который она может выдавать в нагрузку в течение часа, то есть миллиампер в час, а также напряжение, которым обладает наша батарейка — 1,2 Вольта. Напряжение — это понятно, а вот что такое «ток в течение часа»? Допустим, наша нагрузка -лампочка кушает ток 550 мА. Значит лампочка будет светить один час. Или возьмем лампочку, которая светит послабее, и пусть она у нас кушает 55 мА, значит она сможет проработать 10 часов.

Значение 550 мА, которое у нас написано на батарейке, делим на значение, которое написано на нагрузке и получаем время, в течение которого все это будет работать, пока не сядет батарейка. Короче говоря, кто дружен с математикой, тому не составит труда понять сие чудо:-)

Давайте замеряем напряжение на батарейке, один щуп мультиметра ставим на плюс, а другой на минус, то есть подсоединяем параллельно , и вуаля!

В данном случае напряжение на батарейке 1,28 Вольт. Значение на новой батарейке всегда должно превышать то, которое написано на этикетке.

Давайте замеряем напряжение на блоке питания. Выставляем 10 Вольт и замеряем.

Красный — это плюс, черный — минус. Все сходится, напряжение 10,09 Вольт. 0,09 Вольт спишем на погрешность.

Если же мы спутаем щупы мультиметра или щупы блока, то ничего страшного не произойдет. Мультиметр покажет нам такое же значение, но со знаком «минус».

Имейте ввиду, на таких мультиметрах это не прокатывает

Для того, чтобы точно определить полярность не имея мультиметра, можно прибегнуть к нескольким советам, которые описаны в статье.

Как измерить переменное напряжение мультиметром

Ставим на мультике предел измерения переменного напряжения и замеряем напряжение в розетке. Без разницы, как совать щупы. У нет плюса и минуса. Там есть фаза и ноль. Грубо говоря, один провод в розетке не представляет опасности — это ноль, а другой может здорово попортить ваше самочувствие или даже здоровье — это фаза.

По идее в розетке должно быть 220 Вольт. Но у меня показывает 215. Ничего страшного в этом нет. Напряжение в розетке «играет». Ровно 220 Вольт вам вряд ли придется увидеть при измерениях напряжения в розетках вашего дома:-)

Как измерить мощность электроприбора?

Мощность электроприбора можно измерить следующими способами:

1.При помощи токоизмерительных клещей. Для проведения измерения необходимо прибор подключить к электросети двумя раздельными проводниками. Получив данные измерений (ток потребления) рассчитываем мощность P=U*I, где P - мощность электроприбора,U - напряжение сети (в среднем 220В),I- ток нагрузки.

2.При помощи амперметра (мультиметра). Для проведения измерений в одно плече питающего кабеля электроприбора необходимо последовательно включить амперметр (мультиметр) и измерить ток потребления. Расчеты аналогично п.1.

Есть классическая формула из физики P=U*I, где P- потребляемая прибором мощность в Ваттах (Вт), U- напряжение питания прибора в Вольтах (В), I- ток потребляемый прибором в Амперах (А).

Нам будет достаточно одного универсального прибора, мультиметра (иначе тестера, авометра). Конечно если Вы будете мерить не запредельные электрические величины. Возьмемся измерить мощность потребляемую бытовой электрической лампочкой накаливания. Берем измерительный прибор, выбираем режим измерения переменного напряжения (ведь в бытовой электрической сети напряжение переменное). На измерительном приборе выбранный предел измерения напряжения выглядит примерно так V 750. Производим замер напряжения на лампочке (на двух проводах идущих к лампочке). Получили что около 218 Вольт. Теперь измерим ток, потребляемый лампочкой. На измерительном приборе выбираем режим измерения переменного тока (ведь в бытовой электрической сети ток тоже переменный). На измерительном приборе выбранный предел измерения тока выглядит примерно так A 20. Щупы прибора подключаем в уже в!!!разрыв!!! одного из проводов, идущих к лампочке. Производим замер тока через лампочку. У нас получилось 0,45 Ампер. Все, исходные данные есть, производим расчет: 218(В)*0,45(А)=98,1 (Вт). Все, лампочка потребляет мощность 98,1 Ватт. Да, это обычная 100 Ваттная лампочка. Примерно так можно посчитать мощность других приборов. Правда стоит обратить внимание на то, в какой сети тока работает электрический прибор, переменного или постоянного. И выбирать соответствующий предел измерения на измерительном приборе.

Мощность электроприбора вы можете измерить самостоятельно, только если у вас есть амперметр. Но измерения будут неточными, так как вам сначала нужно замерить амперметром силу тока, затем умножить ее на напряжение. В розетке ток переменный, поэтому напряжение у вас не будет постоянно 220 вольт. Конечно можно провести замеры и амперметром и вольтметром сразу. Но оно вам надо? У всех приборов есть данные о потребляемой мощности, поэтому вам просто проще посмотреть.

а зачем вам ее измерять? как правило мощность прибора должна указываться в паспорте на прибор... в противном случае прибор является как минимум не сертифицированным...

На этикетках и в паспорте на прибор обычно пишут максимальную или номинальную потребляемую мощность. Потребляемая мощность пиборов зависит от нагрузки. Это легко увидеть на примере радиоприемника - если сигнал отсутствует (пауза в передаче), то потребляемая мощность практически равна нулю. Когда сигнал есть, то потребляемая мощность зависит от этого сигнала и меняется в такт с сигналом. Кроме того, потребляемая мощность зависит также и от громкости, которую выставил потребитель - чем громче играет радио, тем больше потребляемая мощность.

Потребляемую мощность пибора достаточно легко измерить. Для этого в разрыв одного из проводов, через который питается прибор, надо включить амперметр и измерить потребляемый ток. Также надо измерить напряжение питания. Потом, пользуясь известной формулой из курса физики посчитать потребляемую мощность - напряжение умножить на потребляемый ток. Если подставлять значения тока в амперах и напряжение в вольтах, то получим потребляемую мощность в ваттах.

Есть еще один достаточно простой способ измерить потребляемую мощность, если прибор питается от сети 220 В. Надо выключить абсолютно все приборы из сети и включить только тот, потребляемую мощность нам хочется измерть. Становимся возле электрического счетчика с секундомером и считаем количество оборотов диска (мигания индикатора), при этом измеряем время. Дальше считаем. Например, если на счетчике наприсано, что 1 квт-час соответствует 1200 оборотам диска, а диск сделал 12 оборотов за 50 секунд. 1 час имеет 60*60=3600 секунд. Составляем пропорцию как в школе

12 об - 50 сек

Х об - 3600 сек

Х=12*3600/50=864 оборота сделает диск счетчика при включенном приборе за один час. Это будет соответствовать

1200 об - 1 квт-час

864 - Х квт-час

Х=864/1200=0,72 квт-час

Получается, что прибор, мощность которого измеряли, имеет мощность 0,72 квт или 720 вт.

Выполняя любые действия, связанные с обслуживанием электрической цепи, будь то монтаж/ремонт электропроводки или подключение электрического прибора, необходимо зафиксировать мощность нагрузки на сеть. Чтобы определить такой макропараметр электрической сети нужно наиболее точно установить значение потребляемой мощности всех и конкретно каждого из электрических приборов.

Виды электрической мощности

Электрическая мощность является общей физической характеристикой, которая описывает скорость передачи электрической энергии. Под мощностью электрического прибора подразумевают количество энергии, которое потребляет прибор за единицу времени.

Для более простого пояснения: мощность электроприбора - количественная величина потребляемой энергии, которую пользователь оплачивает в графе «за свет». Естественно, что потребляемая мощность от «стиралки» и телефонной зарядки разная и оплата количества энергии тоже отличается.

Перед проведением электромонтажных работ необходимо предварительно узнать тип сети электропитания. Распространёнными видами являются: бытовая 2-фазная сеть (220 В), 3-фазная промышленная сеть (380 В) с частотами 50 Гц.

С понятием мощности электроприбора очень тесно связаны такие категории, как фазность и среднеквадратичное значение напряжения, которое влияет на степень нагрузки сети. Специалисты различают два основных типа нагрузок: активные и реактивные.

1. Активная нагрузка: электрические приборы, которые превращают электроэнергию в тепловое излучение. Например, излучающие приборы (светильники, конвекторы, обогреватели), чайники, электрические плиты (но не индукционные) и т. д.
2. Реактивная нагрузка: электрические агрегаты и машины, которые превращают электричество в разнообразные механические виды энергии (вращение, поступательное движение). Эти приборы отличаются высоким током включения, который необходимо учитывать при расчёте мощности. Например, стиральные машинки, перфораторы, электродвигатели и т. п.

Существуют также другие высокотехнологичные приборы, которые совмещают в себе несколько типов нагрузок, например, электрические транспортные средства. Которые, в последнее время стали подключать к обычной розетке для зарядки.

Расчёт мощности на бумаге

Узнать потребляемую мощность электрического прибора можно с помощью тех. паспорта на изделие. Производитель обязательно указывает этот параметр для каждого прибора.

Что делать если документ на изделие отсутствует? Первым из способов измерения является расчёт «на бумаге».

Для этого достаточно посмотреть на «бирку» (обычно на задней/тыльной части прибора), в которой указаны следующие параметры:

• производитель и серийный номер прибора;
• входное напряжение;
• потребляемый ток;
• в качестве бонуса - потребляемая мощность.

Если последняя величина отсутствует, её можно рассчитать: достаточно умножить напряжение сети на потребляемый ток и получим потребляемую мощность активной нагрузки.

С реактивной нагрузкой немного сложнее! Обязательно необходимо знать коэффициент мощности и номинальную нагрузку (на бирке). Например, перфоратор мощностью 2 кВт с коэффициентом 0.85 имеет реактивную нагрузку: 2000/0.85=2352 Вт.

В современных магазинах продаются специальные ваттметры, которые мгновенно на дисплее отображают потребляемую мощность подключённого к сети прибора.

Усложняем электротехническую задачу: отсутствует или затёрлась информация с характеристиками прибора.

Выполняем следующие манипуляции:

• отключаем все приборы в квартире/доме;
• запоминаем начальное значение на дисплее электросчётчика;
• подключаем прибор на один час;
• отнимаем конечное от начального значение электросчётчика.

Получаем эмпирическое значение мощности потребления электрического устройства.

Токовые клещи и тестеры

Методика измерений характерна и для клещей и для тестера. Разница только в том, что мультиметр подключается в сеть, а токовые клещи заводятся за один из проводов питания прибора. Таким образом измеряем проходящий ток через прибор.

Во время проведения электрических работ необходимо помнить, что напряжение измеряется напрямую с помощью подключённых щупов в розетку. Потребляемый прибором ток измеряется через последовательное подключение к нагрузке тоже в розетку.

Зная значение напряжения сети и ток проходящий через измерительный прибор, можно с высокой точностью определить потребляемую мощность практически любого электрического устройства. Мощность равна произведению напряжения на силу тока.

Знать мощность требуется во многих случаях. Например: Для расчёта требуемых сечений кабеля электропроводки.

Для определения расхода электроэнергии (потребляемая мощность). Остановимся на потребляемой мощности подробней.

Обозначение мощности - английская буква P. Единица измерения - Ватт (W, Вт). 1000 Вт = Киловатт

Единица измерения использованной электроэнергии Киловатт-час. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа (мощность, умноженная на время).

Сейчас много бытовой техники. В таблице (опубликована в интернете, со многими данными можно поспорить) приведены ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники среднестатистической семьи. Указаны примерное время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

Конечно данные усреднённые, можно составить подобную таблицу для своей техники. Посчитать по новым данным. Если реальный расход и примерный расчёт на много отличаются, есть повод проверить счётчик.

Как можно измерить мощность в быту? Самый распространённый способ при помощи счётчика электроэнергии.

По современному счётчику электроэнергии можно узнать не только расход электроэнергии. Можно определить ещё несколько видов нужной информации.

Для примера фото шкалы одного современного счётчика:

Данный счётчик показывает показания в киловатт*часах по тарифам: 1 - дневной, 2 - ночной, 3 (4) тарифы. В Перми 3 тарифа. В других городах другое количество тарифов (выходные, праздничные дни и тд.) Существуют счётчики учитывающие большее количество тарифов.

Показывает мощность (Р) в Ваттах.

Е - kW*h показания, в случае, если счётчик используется в местности где однотарифный учёт. При многотарифном учёте это является суммой показаний тарифов. Этот показатель мы видим в данный момент на дисплее прибора.

6400 imp/(kW*h) Это передаточный коэффициент - количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*часе. Или число оборотов диска (импульсов индикатора) за которое счётчик насчитает один киловатт*час. Для данного счётчика - 6400 импульсов / КВт *час

Не все счётчики измеряют мощность. На всех обязательно указывается:

сколько оборотов сделает диск в одном КВт *час (для электромеханических счётчиков).

Количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*час (для электронных счётчиков).

При наличии этих данных и секундомера можно определить мощность.

Есть токоизмерительные клещи? Тогда можно сравнить фактическую мощность и мощность, учитываемую счётчиком. Значит, с точностью достаточной для домашних условий, проверить счётчик.

Возникли сомнения в точности счётчика электрической энергии? Уверены в своих силах и имеете навыки работы с приборами? Тогда приступаем к замерам, расчётам и проверке счётчика.

Замеры нужно проводить при включенной активной нагрузке. Например, лампы накаливания (только не энергосберегающие и светодиодные). Можно также включить утюг, бытовой нагреватель или чайник, но они могут нагреться и выключиться в самый не подходящий для нас момент. Реактивная нагрузка (техника с электродвигателями и трансформаторами - холодильник, пылесос, стабилизатор …) внесёт дополнительные погрешности.

Данные измерений 1,3 А (I = 1.3 Ампера)

Измеряем напряжение:

Данные измерений 220 В (U = 220 Вольт)

Считаем мощность фактическую: Pф = U*I / 1000 220*1.3 / 1000 = 0.286 КВт (286Вт)

Считаем мощность, учитываемую счётчиком. Воспользуемся следующей формулой:

Pу = (3600*N)/(A*T), = (3600*16) / (6400*30) = 0,3КВт (300 Вт)

где: T - время, за которое произойдёт N импульсов (оборотов), измеряется в секундах;

A - передаточное число счётчика, в нашем случае 6400; N - в нашем случае 16 импульсов за 30 секунд.

Проверим отклонения P = (Pу - Pф) / Pф = (0,3 - 0,286 / 0,286) * 100 = 1.4 %

Результат не должен превышать 10%. Нормальный результат.

Мы конечно не лаборатория. В лаборатории приборы точнее и вовремя поверяются. Наши приборы имеют погрешность, может даже недопустимую. Для «домашнего использования» можно сделать вывод - счётчик нормальный, надо проверять проводку, электроприборы.

Для проверки электроприборов и проводки лучше вызвать специалиста. Причин может быть много. Для определения и устранения основной причины требуется опыт, приборы, знания и умения.

Осипенко Сергей Яковлевич