В чём измеряется электричество? Что такое Ватт? Разница между понятием киловатт и киловатт-час

В чём измеряется электричество? Что такое Ватт? Разница между понятием киловатт и киловатт-час

Международная система единиц подскажет любому человеку, в чём измеряется электроэнергия. Такая информация нужна для того, чтобы правильно и безопасно использовать в домашних условиях электрические бытовые приборы.

Единицы измерения напряжения

Напряжение измеряется в вольтах. Чтобы снабдить электроэнергией частные дома используется однофазная сеть с напряжением 220 Вольт.

Но, существует также и трёхфазная сеть, для которой напряжение равно 380 Вольт. В 1000 Вольтах состоит 1 киловольт. Согласно этому показателю, напряжение 220 и 380 Вольт равно 0,22 и 0,4 киловольт.

Измерение силы тока

Сила тока представляет собой потребляемую нагрузку, которая возникает во время работы бытовых приборов или оборудования. Её измеряют в амперах.

Измерение сопротивления

Сопротивление является важным показателем, который показывает, с каким противодействием материалу проходит электроток. При замере сопротивления специалист сможет сказать, рабочий ли электрический прибор или же он вышел из строя. Сопротивление измеряется в Омах.

Человеческое тело имеет сопротивление от двух до десяти килоОм.

Для оценки сопротивляемости материалов, чтобы в дальнейшем их использовать для производства электротехнических продуктов используется показатель удельного сопротивления проводника. Такой показатель зависит от площади поперечного сечения и длины проводника.

Измерение мощности

Количество электроэнергии, которую потребляют приборы за определённую единицу времени, называют мощностью. Она измеряется в Ваттах, киловаттах, мегаваттах, гигаваттах.

Измерение электроэнергии по счётчику

Для определения потребления электроэнергии в квартире или доме используют такое измерение как 1 киловатт за 60 минут. Когда проводится запись потребления электричества важно мощность умножить на время, чтобы правильно измерить электроэнергию.

Теперь вам известно, в чём измеряется электричество. Теперь без труда сможете определить мощность прибора и какое напряжение в розетке, чтобы не вывести его из строя. Благодаря описанным показателям можно избежать серьёзных и опасных ошибок в использовании электрических приборов.

Ватт (обозначение: Вт , W ) — в системе СИ единица измерения мощности.

Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ , используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов , пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).

Из-за схожих названий, киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к электроприборам. Однако эти две единицы измерения относятся к разным физическим величинам. В ваттах и, следовательно, киловаттах измеряется мощность, то есть количество энергии , потребляемое прибором за единицу времени. Ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения энергии, то есть ими определяется не характеристика прибора, а количество работы, выполненной этим прибором.

Эти две величины связаны следующим образом. Если лампочка мощностью в 100 Вт работала на протяжении 1 часа, её работа потребовала 100 Вт·ч энергии, или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит такое же количество энергии за 2,5 часа. Мощность электростанции измеряется в мегаваттах, но количество проданной электроэнергии будет измеряться в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Следовательно Килова́тт-час (кВт·ч) — внесистемная единица измеренияработы или количества произведенной энергии . Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Интересные факты

С помощью 1 кВт·ч можно добыть 75 кгугля , 35 кгнефти , испечь 88 буханок хлеба, выткать 10 метровситца, вспахать 2,5 соткиземли

— Вольт (часто обозначается просто V) — это величина напряжения, которое толкает ток по цепи. В Европе ток, снабжающий домашние строения, обычно имеет напряжение в 240 вольт, хотя напряжение может варьировать до 14 вольт выше или ниже этой величины.

— Ампер (амп. или А, для сокращения) — это величина, которая используется для измерения силы тока, т.е. количества электрических заряженных частиц, называемых электронами, которые проходят через данную точку цепи каждую секунду. Биллионы электронов необходимы, чтобы получить один ампер. Величина, выраженная в амперах, определяется частично напряжением и частично сопротивлением.

— Ом — величина, служащая для измерения сопротивления. Она названа в честь немецкого физика 19 века Георга Симона Ома, который установил закон, гласящий, что сила тока, проходящего через проводник, обратно пропорциональна сопротивлению. Этот закон можно выразить уравнением: Вольты/Омы = Амперы. Следовательно, если вам известны две из названных величин, вы можете вычислить и третью.

— Ватт (W) — это величина энергии, показывающая, какое количество тока в приборе потребляется в любой момент. Соотношение между вольтами, амперами и ваттами выражено другим уравнением, которое поможет вам сделать любые расчеты. Они вам могут понадобиться для вычислений в данной книге:

Вольты х Амперы = Ватты

Принято пользоваться киловаттом (kW) как единицей энергии для крупных вычислений. Один киловатт равен одной тысяче ваттов.

— Киловатт-час — это величина для измерения полного количества потребляемой энергии. Например, если вы из расходуете 1 kW энергии за 1 час, это будет отражено на счетчике, и это значение израсходованной электроэнергии будет включено в вашу книгу расчета за электричество.

5 Единицы измерения тепловой энергии

Значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты ) может выводиться измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. тепловая энергия может передаваться потребителю с помощью двух видов теплоносителей: горячая вода или водяной пар.

Тепловая энергия может быть измерена в виде:

теплоты (количество теплоты), которая является характеристикой процесса теплообмена и определяется количеством энергии, получаемым (отдаваемым) телом в процессе теплообмена; в международной системе единиц (СИ) измеряется в джоулях (Дж), устаревшая единица — калория (1 кал = 4,18 Дж)).

энтальпии теплоносителя , которая является термодинамическим потенциалом (или функцией состояния) и определяется массой, температурой и давлением теплоносителя, в международной системе единиц (СИ) измеряется в калориях

Энтальпию теплоносителя, используют в качестве меры (количественной характеристики) тепловой энергии. Технологические особенности тепловой энергии предопределяют своеобразие его отпуска и приемки и, как следствие, порядок учета тепловой энергии, который зависит, во-первых, от вида теплоносителя, с помощью которого передается тепловая энергия; во-вторых, от системы теплоснабжения, подразделяющейся на открытые водяные (или паровые) и закрытые.

Измерение тепловой энергии и ее учет не являются тождественными понятиями, поскольку измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем при помощи средств измерения, а учет тепловой энергии — использование результатов измерения.

Термин электроэнергия (электрическая энергия, электричество) является физическим и широко распространенным термином. В быту и промышленности он означает процесс производства (выработки), передачи и распределения электроэнергии, которая может быть получена 2 способами:

• от энергопоставляющей компании;
• с помощью специальных устройств, называемых генераторами.

Единицей измерения потребления электроэнергии является кВт-час. Электричество обладает рядом положительных свойств и благодаря им она широко применяется во всех отраслях нашего хозяйства и, конечно, в быту. К ним относят:

1. простоту выработки;
2. возможность передачи на огромные расстояния;
3. способность преобразовываться в другие виды энергии;
4. легко и просто распределяться между разными потребителями.

В настоящее время тяжело представить производство, сельское хозяйство и быт людей без использования электричества. С его помощью освещаются здания, помещения и территории, работает различная техника, оборудование и устройства, передвигается электротранспорт, обогреваются дома и производственные площади, осуществляется связь и многое другое.

Генерация (преобразование различных видов энергии в электрическую) электроэнергии происходит с помощью тепло-, гидро-, ядерной и альтернативной энергетики. Вырабатывается электроэнергия на специальных электростанциях, функционирование и принцип действия которых определяется их названием.

Активная и реактивная электроэнергия

Передача электроэнергии осуществляется по линиям воздушным или кабельным. Такие линии называют электрическими сетями. Расчет потребляемой электроэнергии с абонентами производится с учетом полной мощности тока, проходящего через электрическую цепь. Затраты полной мощности делят на 2 показателя энергии:

• активная;
• реактивная.

Активная энергия, которая является составляющей выработанной полной мощности (измеряется в кВ·А), совершает полезную работу и у большинства электроприборов в расчетах она совпадает с ней. Например, если в паспорте на какое-то устройство (утюг, электропечь, обогреватель и т.д.) указана активная мощность в кВт, то и полная мощность будет такой же, только уже в кВ·А.

В электрических цепях с реактивными элементами (емкостной или индуктивной нагрузкой) часть полной мощности расходуется не на совершение полезной роботы. Это и будет реактивная электроэнергия. Такое понятие характерно для цепей переменного тока. Здесь присутствует такое явление, как несоответствие фазы напряжения фазе тока. Происходит или ее опережение (при емкостной нагрузке) или отставание (при индуктивной нагрузке). Потери происходят из-за нагревания. Многие бытовые и промышленные приборы и оборудование имеют реактивную составляющую (электродвигатели, переносной электроинструмент, бытовая техника и т.д.). Тогда при расчете за потребленную электроэнергию вводят поправочный коэффициент мощности. Обозначается он как cos fi и его величина лежит обычно в пределах от 0,6 до 0,9 (указывается в паспортных данных на конкретное электроустройство). Например, если в паспорте переносного инструмента указана мощность в 0,8 кВт и значение cos = 0,8, то в этом случае полная потребляемая мощность составит — 1 кВт(0,8/0,8). Считается негативным явлением и при уменьшении показателя cos снижается полезная мощность.

Обратите внимание! При отсутствии или потере паспорта на конкретное электроустройство для вычисления полной мощности применяют коэффициент cos = 0,7.

Чем выше значение cos , тем меньше потери активной электроэнергии и, конечно, такое электричество будет стоить дешевле. Для повышения этого коэффициента используются различные компенсирующие устройства. Это могут быть генераторы опережающего тока, батареи конденсаторов и др. устройства.

Помимо передачи по проводникам существует еще беспроводная передача электроэнергии. В данный момент существует технология беспроводной зарядки мобильных телефонов и некоторых бытовых устройств, электромобилей и т.п. Они имеют ограничения по дальности и малую эффективность передачи энергии, поэтому говорить об их широком применении не приходится.

Проверка качества электроэнергии: цели, способы, этапы

Проблема качества электроэнергии (КЭ) сегодня становится все более острой. Ухудшение может быть связано не только с потребителем, но и с поставщиком. В таком случае проводится проверка КЭ, по результатам которой можно обнаружить проблему и ее причину, а также составить претензию к сбытовой компании.

Что понимают под качеством электроэнергии

Качество электроэнергии по ГОСТ 32144-2013 означает степень соответствия характеристик электрической энергии (ЭЭ) совокупности нормированных показателей КЭ, определяющих ее по одному или нескольким параметрам. КЭ важно для нормальной и стабильной работы электрооборудования.

Низкое качество электроэнергии:

• негативно влияет на функциональность;
• сокращает срок службы приборов, а также повышает расход ресурса и увеличивает оплату его потребления;
• снижает надежность электроснабжения;
• создает условия для технологического и экономического ущерба как у поставщиков, так и у потребителей.

Самые частые ухудшения качества электрической энергии

Колебания напряжения. В работе оборудования наблюдаются сбои, источники света могут мерцать и часто перегорать.

Провалы напряжения в сети. Приводит к нестабильной работе и отключению оборудования, увеличивает износ и снижает функциональность.

Несинусоидальное напряжение. Вызывает резкое увеличение потерь электроэнергии, что опасно короткими замыканиями, сбоями автозащиты и пробоями сети.

Параметры качества электрической энергии

ГОСТ 32144-2013 устанавливает перечень показателей качества электроэнергии (ПКЭ), которые необходимо подвергать проверке и анализу. В список входят следующие параметры:

• отклонение частоты;
• медленные изменения напряжения;
• колебания напряжения;
• кратковременная и длительная доза фликера;
• несинусоидальность напряжения (гармонические и интергармонические составляющие напряжения);
• несимметрия напряжений в трехфазных системах;
• напряжения сигналов, передаваемых по электросетям;
• прерывания напряжения;
• провалы напряжения и перенапряжения;
• импульсные напряжения.

Для каждого из приведенных показателей существуют установленные нормы, отклонение от которых считается недопустимым. Значения приведены в ГОСТ 32144-2013 о качестве электроэнергии – основном документе, регламентирующем этот вопрос. Стандарт принят в 2014 году Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации.

Как часто проводят проверку КЭ

Периодичность замеров качества электроэнергии установлена п. 1.2.6. Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Ответственный за электрохозяйство обязан проводить контроль не реже 1 раза в 2 года.

Классификация проверок КЭ

Проверка КЭ проводится в разных целях, в зависимости от чего выделяют 4 вида контроля:

• Диагностический. Цель – решение спорных вопросов между поставщиком и потребителем. В ходе проверки обнаруживают нарушения, которые должна устранить виновная сторона.
• Инспекционный. Цель – выявление отклонений от нормативов. Сертифицированные службы периодически проводят проверку, что обязательно с точки зрения законодательства.
• Оперативный. Цель – обнаружение причин возникших неполадок. Проверка необходима для выявления реальных и потенциальных угроз снижения КЭ, а также скорейшего принятия мер по устранению проблем.
• Коммерческий. Цель – анализ возможных изменений тарифов и ставок. В ходе проверки определяют, какие скидки и надбавки могут быть установлены при имеющемся КЭ.

Цели проведения проверки качества электроэнергии

• Исполнение требований законодательства. В соответствии со ст. 542 Гражданского кодекса РФ потребители имеют право на получение качественной электроэнергии, а по ПТЭЭП проверка должна проводиться с установленной периодичностью.
• Выявление отклонений от нормативов (профилактика поломок). В таком случае за проверкой обращается владелец электрооборудования. Есть случаи, когда официальный технический отчет был доказательством в суде о нарушениях со стороны поставщика.
• Разработка проектов модификации электросети. Проверка качества электроэнергии в системах электроснабжения проводится с целью улучшить текущие показатели и параметры.
• Поиск причины ухудшения КЭ. Дело может быть не только в поставщике электроэнергии, но и состоянии передающих сетей, которые содержатся в плохом состоянии.
• Определение экономического ущерба. Тоже необходимо потребителю, если из-за низкого КЭ возникли поломки оборудования или аварийные ситуации.

Что входит в проверку качества электроэнергии

Обследование объекта. Перед началом проверки проводится опрос заказчика и изучается техническая документация.

Разработка технического задания. В ТЗ приводят цель, порядок, последовательность и методы проверки КЭ.

Установка приборов учета качества электроэнергии. Приборы помогают снимать показатели электросети во время ее обычной работы.

Отслеживание показателей качества. Параметры КЭ снимают в течение определенного времени, чтобы получить базу данных для дальнейшей оценки.

Оценка качества электроэнергии. Полученные данные сверяются с нормативами, выявляются расхождения и устанавливаются их причины.

Разработка рекомендаций по улучшению качества электроэнергии. Выбранные методы обязательно соответствуют установленным стандартам.

Оформление документации. По итогам проверки заказчику выдают технический отчет, составленный по форме ГОСТ Р 54149-2010.

Системы контроля качества электроэнергии

Измерения качества электроэнергии проводят с помощью специализированных устройств – анализаторов. Пример высокоточного оборудования – современные электросчетчики, предназначенные для коммерческого и технического учета электрической энергии. Приборы соответствуют ГОСТ 31818.11‑2012, ведут учет активной и реактивной электроэнергии.

Подобные счетчики относятся к категории анализаторов качества электроэнергии. ПКЭ реализованы для самого высокого класса – класса А в соответствии с методами ГОСТ 30804.4.30-2013 и класса точности I по ГОСТ 30804.4.7-2013. По результатам измерений счетчики формируют протокол испытаний электрической энергии по рекомендациям ГОСТ 32145-2013. Приборы можно использовать, чтобы:

• установить соответствие КЭ нормам и условиям договора на поставку ЭЭ;
• проводить сертификационные и периодические испытания;
• осуществлять диагностические и исследовательские работы;
• рассчитывать режимы работы электрической сети;
• искать виновника в ухудшении КЭ;
• устанавливать скидки или надбавки к тарифам электроэнергии.

В заключение

Контроль качества электроэнергии – это процедура, обеспечивающая стабильную и надежную работу электрооборудования и позволяющая решать споры, возникшие с поставщиком ЭЭ. Работы по оценке КЭ должны проводить компании, имеющие лицензию на осуществление такой деятельности. Это важно, поскольку только тогда у потребителя на руках будет технический отчет, имеющий юридическую силу.

Замер потребляемой мощности электрооборудования

Мы живем в окружении бытовых электрических приборов, на работе сталкиваемся с электрооборудованием и оргтехникой – все они являются объектами потребления электрической энергии, количественным показателем которых является потребляемая мощность. Иногда возникает необходимость измерения потребляемой мощности, в частности на работе потребность определить суммарную мощность электрооборудования может возникнуть при проектировании резервной сети, в быту при появлении сомнений при оплате счетов за электроэнергию. Замерить потребляемую мощность можно различными способами, но для начала не будет лишним разобраться с понятием суммарной потребляемой электроэнергии.

Стоимость работ

• Выезд на объект инженера замер мощности токовыми клещами

• Установка анализатора качества электроэнергии на 1 сутки

Составляющие потребляемой мощности

Из школьного курса физики мы помним, что величина электрической мощности равна произведению напряжения на потребляемый электроприбором ток. Такое утверждение справедливо для цепей постоянного тока и для электроприборов представляющих собой активную нагрузку (лампы накаливания, ТЭНы, теплые полы, электроплиты и т.д.), где электроэнергия практически полностью расходуется на полезную работу.

В реальных условиях суммарная потребляемая мощность складывается из нескольких составляющих, которые при подсчете потребления электроэнергии не стоит сбрасывать со счетов. Так при расчете максимальной нагрузки следует учитывать:

• активную мощность;
• реактивную мощность;
• пусковые токи.

Активной составляющей мы уже касались, она идет на выполнение полезной работы и измеряется в ваттах (W, Вт).

В цепях переменного тока приходится учитывать реактивные нагрузки, которые благодаря наличию емкостей и индуктивностей увеличивают нагрузку на электросеть, хотя в полезной работе участия не принимают. Реактивную составляющую имеют трансформаторы питания, электродвигатели, словом большинство бытовых устройств.

Реальные величины потребляемой мощности корректируются коэффициентом мощности (cosϕ), который всегда меньше 1. Суммарная мощность, представляющая собой частное активной мощности и cosϕ соответственно выше активной, а единицы измерения реактивной и суммарной мощностей ВА (VA).

И, конечно же, не стоит забывать про пиковые нагрузки, коими являются пусковые токи. В ряде случаев они могут в разы превышать величины номинальных токов, например для ламп накаливания у которых сопротивление холодной нити значительно ниже разогретой эта разница может достигать 13 раз. Пусковые токи непродолжительны по времени (от нескольких сотых до десятых секунды), однако максимальную мощность энергопотребления все же увеличивают.

Способы замеров мощности

Существует много способов замера электрической мощности электрооборудования и бытовых приборов. Простейшим из них является измерения по счетчику электроэнергии. Включайте каждый из приборов в отдельности и считайте импульсы мигания светодиода за определенный промежуток времени, потом рассчитайте мощность по количеству импульсов, число которых на единицу мощности указано на панели счетчика.

Более точные замеры можно произвести с помощью специальных измерительных приборов:

• токовых клещей;
• бытовых ваттметров;
• анализаторов качества электроэнергии.

Менее хлопотным, нежели считать импульсы электросчетчика будет измерение мощности при помощи токовых клещей. Полученное значение тока через исследуемый проводник умножаем на величину напряжения и получаем значение мощности. Еще проще измерить мощность бытовых электроприборов при помощи бытового ваттметра, вставляемого непосредственно в розетку сети, в розетку самого прибора вставляется вилка потребителя электроэнергии. На дисплее прибора можно посмотреть показания мощности и другие параметры электрической сети.

Наиболее точные и объективные данные измерений позволяют получать анализаторы качества электроэнергии. Помимо измерений активной и реактивной составляющих, а также полной мощности прибор меряет и регистрирует полный спектр параметров электрической сети. Встроенной памяти достаточно для регистрации в течение суток или недели, а передача данных возможна через стандартные интерфейсы RS232, USB или сеть Ethernet.

К сожалению, высокая стоимость таких приборов делает их доступными только для сертифицированных электроизмерительных лабораторий, поэтому наиболее точные замеры потребляемой мощности целесообразнее доверять им.

8 лучших ваттметров

Ваттметр, – энергомер, компактный счётчик мощности (Ватты). Определяет количество электроэнергии (Киловатт/час), потребляемой бытовым или иным прибором. Более крупный аналог – стационарный счётчик, устанавливаемый на входе электрической сети в помещение. Ответственен за суммарную мощность всех потребителей энергии. Бытовой прибор применяется частным порядком для отдельного потребителя, в мастерских по ремонту бытовой электротехники, электронных устройств. Современное развитие ваттметров – «умные» розетки с дистанционным управлением по интернету через смартфон.

Лучшие бытовые ваттметры

Представляет собой компактное устройство, параллельно подключаемое в сеть. Чаще всего, совмещает в одном корпусе измерительный блок и розетку. Оснащены функцией определения потреблённой мощности (минимальную и максимальную) в единицу времени.

Отражают величину напряжения сети, время работы потребителя электроэнергии, расчёт стоимости электричества за рабочий промежуток времени.

ROBITON PM-1 – недорогой

Прибор для контроля за расходом электроэнергии из бытовой сети одним потребителем. Совмещает в одном корпусе вилку, розетку, электронный блок и экран дисплея для считывания полученных результатов.

Позволяет вычислить мощность единичной, подключённой через прибор, нагрузки. Определит количество потребляемой электроэнергии за определённый промежуток времени и рассчитает стоимость израсходованной энергии.

Плюсы:

• Компактный, простой, стоит недорого.
• Можно работать со всей бытовой техникой.
• Определяет количество электроэнергии, потребляемой нагревателем.

Минусы:

• Непродуман механизм обнуления.
• Работает только в тепле.

HiDANCE 3680W AC Power Meter – цифровой прибор

Компактный бытовой электронный прибор с расширенными функциями. Позволяет определить величину напряжения переменного тока и силу тока. Рассчитывает потребляемую мощность и коэффициент мощности.

Встроена опция вычисления стоимости потреблённой электроэнергии. Прибор удобен при тестировании бытовых приборов, электронных устройств и электронагревателей всех типов для расчёта экономической эффективности.

Плюсы:

• Симпатичный, аккуратно собранный цифровой приборчик.
• Точность измерений, наглядное отображение результатов.
• Несколько режимов.

Минусы:

• Приходится вновь вводить цену после обнуления полученных результатов.
• Штырьки у вилки не припаяны, а приварены.

Espada TSL 1500WB – оптимален для дома

Простой в освоении и применении электронный ваттметр для тестирования бытовых приборов по уровню потребляемой электроэнергии. Очень удобен для проверки энергопотребления при выборе обогревателя. Прибор в короткое время покажет уровень реальной мощности, затраты и стоимость электроэнергии.

Поможет рассчитать тепловую эффективность и затраты в течение теплового сезона. Предусмотрена возможность введение данных при двухтарифном счётчике. Просигнализирует о нештатном режиме или превышении силы тока, мощности.

Плюсы:

• Хорошая точность, скорость замера.
• Подсветка дисплея, крупные цифры.
• Расчёт стоимости электроэнергии.

Минусы:

• Подсветка не постоянна.
• Затруднённая смена источника питания.

МЕГЕОН 71016 – с жидкокристаллическим дисплеем

Портативный цифровой прибор для регистрации затраченной электроэнергии одним потребителем. Инструмент оснащён жидкокристаллическим дисплеем со светодиодной подсветкой для работы в тёмное время суток или условиях плохой освещённости.

Расчёт показателей осуществляется в непрерывном режиме, на всём протяжении работы потребителя электроэнергии. Дополнительная опция – определение объёма выбросов углекислого газа, что важно для замкнутых помещений.

Плюсы:

• Размеры, функционал, стоимость.
• Следит за выбросом углекислого газа.
• Подсветка ЖК-дисплея.

Минусы:

• Цена, заказ в Китае дешевле.
• Для мастерской скорее нужен, домой – побаловаться.

Brennenstuhl PM 231 – высокое качество

Бытовой прибор со стильным дизайном корпуса (Primera-Line). Снабжён двухтарифным счётчиком, – функция «день-ночь». Измеряет напряжение сети, силу тока, частоту.

Вычисляет потребляемую мощность. Рассчитывает количество потреблённой электроэнергии. Фиксирует время в часах и минутах. Обладает повышенной безопасностью, – предусмотрена защита от детей.

Плюсы:

• Отличное качество изготовления, точность.
• Стильный дизайн, безотказен в работе.
• Показывает реальную мощность, а не декларируемую.

Минусы:

• Маловат шрифт на экране.

Лучшие интеллектуальные ваттметры

Современное развитие бытовых ваттметров – наличие внутреннего электронного блока для связи с владельцем посредством интернета. Управление осуществляется дистанционно, через смартфон или другой носитель.

Расширен функционал за счёт увеличения программ, – отключение при нештатных режимах или аварийной ситуации, передача сигнала на телефон или электронную почту. Кроме бытовых задач, цифровой ваттметр полезен для лабораторий, занимающихся разработкой бытовой техники, – предусмотрено построение графиков и диаграмм с учётом реального времени.

TP-Link HS110 – замеры на расстоянии

Управление и произведение измерений на расстоянии с помощью интернета через смартфон или другое электронное устройство. Предусмотрена возможность автоматического подключения или отключения потребителей электроэнергии.

Дистанционный мониторинг энергопотребления позволит выбрать оптимальный режим работы бытовых приборов или систем отопления, поможет выставить необходимый уровень мощности.

Плюсы:

• Возможность дистанционного управления и контроля.
• Небольшая, работает со всеми бытовыми приборами.
• Цена, для такого уровня.

Минусы:

• Чувствителен к качеству интернета и наличию связи.

Edimax SP 2101W – интеллектуальный прибор

Интеллектуальный ваттметр-выключатель с функцией измерения мощности. Подключаем к любой классической розетке.

Осуществляет взаимосвязь электроники и человека, –управляет уровнем потребления электроэнергии, подключает или отключает бытовые потребители вручную, по команде или по заложенному расписанию.

Следит за работой бытового устройства, автоматически отключая питание при нештатных ситуациях. Дополнительная опция – передача тревожного сигнала в автоматическом режиме.

Плюсы:

• Самая настоящая «умная» розетка с контролем мощности.
• Помощь в выработке экономного режима.
• Сохранение результата в течение года.

Минусы:

• Возможно, цена. Сэкономленной энергии не так уж много, не окупится.

Energenie EGM-PWM – зелёная энергетика

Ваттметр из серии приборов «зелёная» экономная энергетика. Снимает параметры электрической сети, вычисляет уровень мощности, выстраивает графики и диаграммы.

Программное приложение рассчитывает потребление электроэнергии в требуемый промежуток времени. Отсутствует постоянная привязка к персональному компьютеру, связь может осуществляться по внешней команде или заложенному расписанию.

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.

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