Het omrekenen van Ampère naar Watt: regels en praktische voorbeelden voor het omrekenen van eenheden van spanning en stroomsterkte

Bij eigenaren van particuliere huizen, appartementen, zomerhuisjes of kleine bedrijfsruimten die zijn aangesloten op het elektriciteitsnet, ontstaat vaak de behoefte om ampère naar watt om te rekenen of de omgekeerde berekening uit te voeren. Voor het omrekenen van eenheden die de kenmerken van stroom bepalen, worden bekende formules gebruikt die zijn gebaseerd op de wet van Ohm.

We zullen uitleggen hoe u op de juiste manier fysieke eenheden omrekent. Daarnaast worden in het door ons gepresenteerde artikel methoden gegeven voor het bepalen van het werkvermogen en de aanloopstromen van huishoudelijke apparaten. De nuances van het berekenen van de doorsnede van elektrische bedradingscomponenten worden besproken.

Bepalen van het vermogen van aangesloten apparaten

Om de waarde van het maximaal mogelijke vermogen in een circuitgedeelte te berekenen, moet u de indicatoren van alle aangesloten apparaten optellen. Maar het is niet zo eenvoudig: veel van deze apparaten vormen complexe elektrodynamische systemen, dus u moet hun parameters correct bepalen.

Actieve en schijnbare component van vermogen

Het actieve (of verbruikte) vermogen van een apparaat (P) bepaalt het onomkeerbare verlies van elektrische energie tijdens de werking. Het is deze indicator die de elektriciteitsmeter registreert, en bijgevolg beïnvloedt het de hoeveelheid verbruikte middelen (geld) tijdens het functioneren van het apparaat.

De actieve component in watt wordt voor alle elektriciteitsverbruikers aangegeven. Er is echter nog een indicator – de arbeidsfactor (cos(f)), die te vinden is in de technische documentatie en op speciale plaatjes of etiketten met de belangrijkste parameters.

Hiermee kunt u het schijnbare vermogen (S) van het apparaat berekenen met de volgende formule:

S = P / cos(f)

De fysieke betekenis van deze grootheden kan als volgt worden beschreven: de stroom met schijnbaar vermogen gaat van de bron (transformator) naar het elektrische apparaat, dat de actieve component omzet en de resterende (reactieve) component terugvoert naar het net. Daarom moet de belasting op de circuitcomponenten (bedrading en automaten) worden berekend met het schijnbare vermogen in aanmerking genomen.

De berekening van het volledige vermogen kan worden uitgevoerd op basis van de gegevens in het technische gegevensblad van het apparaat of op het typeplaatje van de elektromotor.

Voor de meeste huishoudelijke apparaten is de factor gelijk aan één, waardoor het actieve en het schijnbare vermogen overeenkomen. Maar als de elektrische verbruiker condensatoren of een inductiespoel heeft, ontstaat er een reactieve component.

Let op de volgende soorten apparatuur:

• koelkasten;
• wasmachines;
• airconditioners;
• pompen;
• inductieovens en -kookplaten;
• fluorescentielampen;
• televisies;
• computers en andere apparatuur met elektronische componenten.

Ook worden vaak machines met elektromotoren, lastransformatoren en andere apparatuur waarvan het schijnbaar vermogen aanzienlijk hoger is dan het opgenomen vermogen, aangesloten op het elektrische systeem van particuliere woningen of bedrijfsobjecten. Daarom is het belangrijk om zorgvuldig de technische specificaties van de apparaten te bestuderen voordat u ze op het net aansluit.

Aanloopstromen van compressoren en motoren

Als een huishoudelijk apparaat is uitgerust met een elektromotor, compressor, gloeidraad of transformator aan de ingang van de voeding, dan treden er bij het starten kortstondig aanloopstromen op (I_p). Hun waarde kan meerdere malen hoger zijn dan de nominale waarden (I_n) die in de handleiding van het apparaat staan.

Deze grootheden zijn gerelateerd door de volgende formule:

I_p = k * I_n

Hier is k de factor van de aanloopstroom.

De documentatie van elektromotoren bevat alle gegevens die nodig zijn voor het berekenen van de startstroom, inclusief de factor (laatste kolom).

De factor overschrijdt de waarde “2” bij de volgende veelvoorkomende huishoudelijke apparaten:

• dompelpomp;
• koelkast en vriezer;
• krachtige stofzuiger;
• wasmachine;
• split-systeem;
• magnetron;
• neonverlichting;
• sommige soorten elektrisch gereedschap (boormachine, boorhamer, compressor).

De berekening van het totale vermogen bij aanwezigheid van dergelijke apparaten in het circuit moet worden uitgevoerd rekening houdend met hun startstromen. Omdat de duur van het verhoogde stroomverbruik kort is en gelijktijdige inschakeling onwaarschijnlijk, volstaat het om één apparaat te nemen dat het krachtigst is qua startstroom.

Stroomsterkte en parameters van elektrische bedrading

Om de vereiste doorsnede van de elektriciteitskabels en de nominale stroom van de automatische schakelaars te bepalen, wordt het totale aantal watt omgerekend naar ampères om de maximale continue stroomwaarde te verkrijgen.

De relatie tussen de aderdoorsnede en de maximaal toegestane stroomsterkte voor de bedrading wordt bepaald met behulp van tabellen die door kabelproducenten worden verstrekt. Afhankelijk van het bedrijf kunnen de belangrijkste waarden enigszins afwijken, maar moeten ze altijd voldoen aan de geldende GOST 31996-2012.

Voorbeeld van een tabel met de overeenkomst tussen de doorsnede van stroomvoerende aders en de maximaal toegestane continue stroom, afhankelijk van de manier van het leggen van de bedrading

Soms wordt er niet gekozen voor bedrading met de minimaal toegestane doorsnede, maar voor een iets grotere. Dat is gerechtvaardigd, omdat de reservecapaciteit het mogelijk maakt nieuwe elektrische apparaten aan te sluiten zonder kostbare demontage van oude en het leggen van nieuwe kabels.

De parameters van de in het elektriciteitskast geïnstalleerde automatische schakelaars worden zo gekozen dat deze met zekerheid uitschakelen wanneer de stroomsterkte de waarde overschrijdt die is vastgesteld als maximaal toelaatbaar voor de aangelegde bedrading.

De nominale stroom van de automaat (I_n) wordt berekend op basis van de voor de kabel toegestane stroom (I_p) met behulp van de volgende formule:

I_n <= I_p / 1.45

Gewoonlijk kiest men een automaat met de hoogst toegestane nominale waarde om de kans op uitschakeling bij een hoge maar nog toelaatbare belasting van de keten te minimaliseren.

Relatie tussen de belangrijkste elektrische grootheden

Vermogen en stroomsterkte kunnen via de spanning (U) of de weerstand van de keten (R) worden gerelateerd. In de praktijk is het echter moeilijk om de formule P = I² * R toe te passen, omdat het lastig is de weerstand in een reëel gedeelte nauwkeurig te berekenen.

Eenfase- en driefaseaansluiting

De meeste bedradingen van het elektriciteitsnet voor huishoudelijk gebruik zijn eenfasig.

In dit geval vindt de omrekening van het schijnbaar vermogen (S) en de wisselstroomsterkte (I) met behulp van de bekende spanning plaats volgens de volgende formules die voortvloeien uit de klassieke wet van Ohm:

S = U * I

I = S / U

Tegenwoordig is de praktijk van het aanleggen van een driefasig netwerk naar woon-, huishoudelijke en kleine industriële objecten wijdverbreid. Dit is gerechtvaardigd vanuit het oogpunt van het minimaliseren van de kosten voor kabels en transformatoren, die worden gedragen door het elektriciteitsleverend bedrijf.

Bij het aanleggen van een driefasig netwerk worden een driefasige ingangsautomaat (linksboven), een driefasige meter (rechtsboven) en voor elke afzonderlijke keten gewone enkelpolige apparaten (linksonder) geïnstalleerd.

De doorsnede van de bedradingsaders en het nominale vermogen bij gebruik van driefasige verbruikers worden ook bepaald aan de hand van de stroomsterkte, die als volgt wordt berekend:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Hier geeft de index “l” het lineaire karakter van de grootheden aan.

Bij het plannen en uitvoeren van de binnenhuisinstallatie is het beter om driefasige verbruikers in aparte circuits te groeperen. Apparaten die op standaard 220 V werken, worden zoveel mogelijk gelijkmatig over de fasen verdeeld om een aanzienlijke onbalans in het vermogen te voorkomen.

Soms wordt een gemengde aansluiting van apparaten toegestaan die zowel op een als op drie fasen werken. Deze situatie is niet de eenvoudigste, dus het is beter deze aan de hand van een concreet voorbeeld te bekijken.

Stel dat in het circuit een driefasige inductieoven is opgenomen met een actief vermogen van 7,0 kW en een arbeidsfactor van 0,9. Aan fase “A” is een magnetron van 0,8 kW aangesloten met een factor “2” voor de aanloopstroomverhouding, en aan fase “B” een waterkoker van 2,2 kW. De parameters van het elektriciteitsnet voor dit gedeelte moeten worden berekend.

Schema van aansluiting van apparaten op het net. Bij deze configuratie wordt altijd een driefasige automatische schakelaar geplaatst. Het is verboden om meerdere eenfasige automaten voor de beveiliging te gebruiken.

Laten we het totale schijnbare vermogen van alle apparaten bepalen:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0.9 = 7800 V*A;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 V*A;

S_c = P_c = 2200 V*A.

Laten we de stroomsterkte van elk apparaat bepalen:

I_i = S_i / (1.73 * U_l) = 7800 / (1.73 * 380) = 11.9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7.2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Laten we de stroom per fase bepalen:

I^A = I_i + I_m = 11.9 + 7.2 = 19.1 A;

I^B = I_i + I_c = 11.9 + 10 = 21.9 A;

I^C = I_i = 11.9 A.

De stroom met de maximale sterkte bij alle ingeschakelde elektrische apparaten loopt door fase “B” en is gelijk aan 21.9 A. Een voldoende combinatie voor een probleemloze werking van alle apparaten in dit circuit is een doorsnede van de koperen aders van 4,0 mm² en een automatische schakelaar van 20 of 25 A.

Typische spanning van huishoudelijke netwerken

Omdat vermogen en stroomsterkte via spanning zijn gekoppeld, moet deze grootheid nauwkeurig worden bepaald. Vóór de invoering van GOST 29322-2014 in oktober 2015 was de waarde voor een gewoon net 220 V, en voor een driefasig net 380 V.

Volgens het nieuwe document zijn deze waarden in overeenstemming gebracht met de Europese eisen – 230/400 V, maar de meeste systemen voor huishoudelijke elektriciteitsvoorziening functioneren nog steeds volgens de oude parameters.

De werkelijke spanningswaarde kan worden verkregen met behulp van een voltmeter. Als de waarden aanzienlijk lager zijn dan de referentiewaarden, moet een ingangsstabilisator worden aangesloten.

Een afwijking van 5% van de werkelijke waarde ten opzichte van de referentie is voor elke duur toegestaan, en 10% maximaal één uur. Bij een spanningsdaling verliezen sommige verbruikers, zoals de waterkoker, de gloeilamp of de magnetron, vermogen.

Maar als het apparaat is uitgerust met een geïntegreerde stabilisator (bijvoorbeeld een gasboiler) of een aparte impulsvoeding heeft, blijft het stroomverbruik constant.

In dit geval, aangezien I = S / U, zal een spanningsdaling leiden tot een toename van de stroomsterkte. Daarom wordt afgeraden om de kabeldoorsnede “op het nippertje” af te stemmen op de maximale berekende waarden, maar is het wenselijk om een marge van 15-20% aan te houden.

Nuttige video over dit onderwerp

Meting van de stroomsterkte met een multimeter en daaropvolgende berekening van het vermogen:

Elektronisch apparaat voor het bepalen van spanning, stroomsterkte en automatische vermogensberekening:

Het is vrij eenvoudig om de stroomsterkte te bepalen als u de netspanning en het totale vermogen van de apparaten in het circuit kent. De moeilijkheid zit in het meten of berekenen van de initiële parameters.

Als u twijfelt over de juistheid van de gevonden oplossing, kunt u beter een elektricien raadplegen, omdat fouten in de berekeningen tot ernstige problemen kunnen leiden.

Wilt u uw eigen ervaring delen met het omrekenen van ampères naar watt? Heeft u in uw arsenaal een originele methode die nuttig kan zijn voor de bezoekers van de site? Schrijf dan alstublieft uw opmerkingen in het onderstaande blok, plaats foto's en stel vragen over het onderwerp van het artikel.