Pemilik apartemen, rumah-rumah pribadi dan benda-benda berlistrik lainnya sering menghadapi masalah menentukan nilai-nilai kuantitas listrik utama, karena tidak sangat sederhana untuk menghitung daya dari kekuatan arus yang diijinkan dan tegangan yang diketahui atau untuk memecahkan masalah terbalik.
Penerapan langsung undang-undang Ohm yang terkenal tanpa memperhitungkan fitur-fitur jaringan dan perangkat rumah tangga dapat menyebabkan hasil yang salah.
Dalam materi ini, kita akan memahami apa itu kekuatan dan berbicara tentang bagaimana menghitung indikator ini.
Konsep dasar kuantitas
Perhitungan listrik didasarkan pada hubungan terkenal antara kekuatan arus (I, Ampere), nilai tegangan (U, Volt), nilai daya (P, Watt) dan hambatan (R, Ohm). Perhitungan praktis biasanya membutuhkan pengetahuan tentang nilai tiga yang pertama.
Kami akan memperingatkan Anda bahwa ekspresi numerik dari nilai yang tercantum tidak cukup - kami membutuhkan karakteristik tambahan yang mengungkapkan mode konsumsi daya.
Arus listrik
Perhitungan penampang konduktor yang cukup dan peringkat pemutus sirkuit untuk cabang tertentu dari jaringan listrik dilakukan sesuai dengan nilai arus maksimum yang mungkin untuk bagian ini. Ini diperlukan untuk mencegah situasi kebakaran di kabel, yang sering menyebabkan kebakaran.
Parameter operasi mesin dan RCD dipilih sesuai dengan persyaratan peraturan. Untuk menentukan penampang inti yang diizinkan, tergantung pada kekuatan arus maksimum yang mungkin, perlu menggunakan tabel yang disediakan oleh produsen produk, karena kabel paling sering diproduksi sesuai dengan TU, dan tidak sesuai dengan GOST.
Memiliki tanda yang sama, kabel yang diproduksi sesuai dengan GOST (kiri) dan TU (kanan) berbeda secara visual dan karakteristik dasar
Karena dimungkinkan untuk menghitung kekuatan arus listrik dari daya yang dikonsumsi oleh perangkat dan tegangan jaringan, maka perlu untuk menentukan dengan benar nilai dari kedua indikator ini.
Tegangan dalam jaringan rumah tangga
Banyak pemilik apartemen percaya bahwa tegangan fase standar untuk kebutuhan rumah tangga adalah sekitar 220 V. Dalam kebanyakan kasus, ini benar. Meskipun oleh GOST 29322-2014 mulai 01.10.2015 di Federasi Rusia, transisi ke sistem 230 V yang kompatibel dengan negara-negara EEC akan berlangsung
Penyimpangan 5% dari standar dapat diterima untuk periode apa pun, dan 10% untuk periode tidak melebihi 1 jam. Jadi, menurut aturan lama, nilai tegangan dapat berfluktuasi dalam kisaran dari 198 hingga 242 V, dan menurut GOST saat ini - dari 207 hingga 253 V.
Ada juga kasus di mana tegangan dalam jaringan untuk waktu yang lama secara signifikan lebih rendah daripada normatif. Situasi seperti itu muncul ketika daya total peralatan listrik yang terhubung ke cabang jauh lebih tinggi dari yang direncanakan dan ketika kebanyakan dari mereka dihidupkan, "penarikan jaringan" terjadi.
Masalah ini muncul di bidang tanggung jawab organisasi yang bertanggung jawab atas pasokan listrik, dan itu terkait dengan trafo distribusi yang kelebihan beban, kerusakan gardu induk atau dengan kabel melintang yang tidak mencukupi.
Tegangan input yang berkurang tidak hanya menyebabkan perubahan pada parameter kekuatan saat ini dan kemungkinan proteksi tersandung, tetapi juga kerusakan cepat peralatan listrik yang mengandung motor asinkron atau elektronik kompleks.
Untuk mengetahui nilai tegangan nyata, perlu diukur secara berkala menggunakan voltmeter. Jika indikatornya sangat "berjalan", maka perlu menggunakan stabilizer atau konverter yang lebih mahal dengan fungsi perangkat penyimpanan energi.
Nuansa konsep daya pada peralatan listrik
Semua perangkat yang mengkonsumsi listrik memiliki parameter daya. Semakin tinggi indikator ini, semakin banyak energi yang digunakan perangkat dari sirkuit.
Ada tiga jenis kekuatan:
- Aktif (P). Ini mencirikan laju konversi energi listrik ke bentuk lain, misalnya, elektromagnetik atau termal. Ini harus diperhitungkan ketika menghitung biaya energi yang tidak dapat dipulihkan, dan oleh karena itu biaya perangkat. Satuan ukuran adalah W.
- Reaktif (Q). Ini mengkarakterisasi energi yang berasal dari sumber (transformator) ke elemen reaktif konsumen (kapasitor, belitan motor), tetapi kemudian hampir secara instan kembali ke sumbernya. Satuan ukuran adalah W atau var (decoding - volt-ampere reaktif).
- Penuh (S). Ini mencirikan beban yang dikenakan konsumen pada elemen-elemen sirkuit. Ini digunakan dalam menghitung luas penampang kabel dan memilih peringkat mesin, yaitu, perhitungan kekuatan arus dilakukan dengan daya penuh dari semua peralatan listrik yang terhubung ke sirkuit. Satuan ukur adalah W atau V * A (V * A adalah volt ampere).
Semua parameter ini dapat dihitung ulang melalui sudut fase yang terjadi antara vektor tegangan dan arus (f):
P = S * cos (f);
Q = S * dosa (f);
S2 = P2 + Q2.
Untuk peralatan rumah tangga, di mana total daya dapat secara signifikan melebihi aktif, termasuk lemari es, mesin cuci, lampu neon dan beberapa lampu hemat energi, serta unit elektronik daya.
Mesin biasanya menunjukkan daya dan koefisien aktif. Dalam hal ini, daya semu dihitung sebagai berikut: S = P / cos (f) = 750 / 0.78 = 962 W
Ada juga yang namanya puncak atau kekuatan awal. Faktanya adalah untuk mempercepat mesin membutuhkan usaha lebih banyak daripada mempertahankan rotasi mereka. Karena itu, saat Anda menghidupkan perangkat seperti kulkas atau mesin cuci, lonjakan beban jangka pendek terjadi pada bagian sirkuit.
Arus awal bisa beberapa kali lebih tinggi daripada yang bekerja. Saat menghitung penampang kabel yang diperlukan dan memilih peringkat mesin, ini harus diperhitungkan.
Untuk melakukan ini, Anda perlu menentukan perangkat dengan perbedaan terbesar dalam daya mulai dan operasi dan menambahkannya ke nilai total. Arus awal perangkat lain dapat diabaikan, karena kemungkinan operasi simultan pada penyertaan mesin dari konsumen yang berbeda hampir nol.
Hubungan linier dan fase
Sekarang praktik menghubungkan benda-benda rumah tangga ke jaringan listrik tiga fase telah mendapatkan popularitas.
Ini dibenarkan karena alasan berikut:
- Konsumsi daya yang signifikan. Dalam hal ini, penjumlahan dari jaringan daya tinggi satu-fase akan sangat tidak rasional karena besarnya penampang kabel dan tingginya konsumsi material transformator.
- Kehadiran perangkat yang beroperasi dari tiga fase. Implementasi sirkuit untuk menghubungkan perangkat seperti itu ke sirkuit fase tunggal tidak terlalu sederhana dan penuh dengan gangguan yang terjadi, misalnya, ketika memulai motor induksi.
Ada dua cara untuk menghubungkan perangkat tiga fase - "bintang" dan "segitiga".
Diagram skematis dari transmisi listrik dalam tiga fase. Nama "bintang" dan "segitiga" yang mereka terima karena kesamaan geometris dengan objek-objek ini
Dalam rangkaian tipe bintang, arus linier dan fase adalah identik, dan tegangan linier adalah 1,73 kali lebih besar dari tegangan fase:
sayal = sayaf;
Ul = 1.73 * Uf.
Formula ini menjelaskan rasio tegangan yang terkenal untuk jaringan rumah tangga dan industri tegangan rendah dengan frekuensi 50 Hz: 220/380 V (menurut GOST baru: 230/400 V).
Ketika menghubungkan jenis segitiga, sebaliknya, tegangan bertepatan, dan arus linier lebih besar dari yang fase:
sayal = 1.73 * sayaf;
Ul = Uf.
Formula ini hanya dapat diterapkan dengan beban fase simetris. Jika konsumsi arus pada kabel berbeda (penerima tidak seimbang), maka perhitungan dilakukan dengan menggunakan aturan aljabar vektor, dan arus ekualisasi yang dihasilkan dikompensasi oleh kawat netral. Namun, untuk jaringan dengan peralatan yang terhubung, kasus seperti itu jarang terjadi.
Hubungan kuantitas utama
Masalah paling umum yang dihadapi oleh konsumen biasa adalah menghitung kekuatan saat ini nyata. Jadi bagaimana cara menghitung ampere dengan benar sesuai dengan nilai voltase dan daya yang diketahui? Hal ini diperlukan untuk menyelesaikannya ketika memperkuat nilai-nilai penampang inti dan peringkat mesin, memiliki informasi teknis tentang perangkat yang akan didukung dalam sirkuit ini.
Setelah menghitung kekuatan saat ini, kabel dengan penampang terkecil yang diperbolehkan sering dipilih. Namun, ini tidak selalu benar, karena solusi seperti itu mengarah pada batasan signifikan ketika perlu untuk menambah peralatan listrik baru ke jaringan.
Kadang-kadang perlu untuk melakukan perhitungan terbalik dan menentukan daya total apa yang dapat dihubungkan ke perangkat pada tegangan yang diketahui dan kekuatan arus maksimum yang diijinkan, yang dibatasi oleh kabel yang ada.
Anda dapat memecahkan dua masalah ini untuk sirkuit fase tunggal menggunakan rumus sederhana:
saya = S / U;
S = U * saya,
Dimana S - total daya nyata dari semua konsumen listrik.
Pie chart yang mencerminkan hukum Ohm dan menyatakan ketergantungan daya, arus, tegangan, dan resistansi cocok untuk menghitung parameter sirkuit satu fase
Untuk menyelesaikan masalah penghitungan kekuatan arus dari nilai daya dan tegangan yang diketahui atau dihitung dalam sirkuit tiga fase, Anda perlu mengetahui total beban yang dikenakan pada setiap fase.
Dan penampang kabel konduktor yang diperlukan, dan peringkat minimum yang diizinkan dari mesin dipilih sepanjang jalur tersibuk, mengingat bahwa:
S = 3 * maks {S1, S2, S3}.
saya = S / (U * 1.73).
Kekuatan yang diizinkan untuk masing-masing fase dapat dihitung dengan rumus berikut:
S1,2,3 saya * U / 1.73,
Dimana saya - Arus maksimum yang diijinkan untuk kabel yang ada.
Perhitungan kekuatan saat ini oleh daya untuk pemilihan penampang kabel:
Menentukan konsumsi daya kelompok peralatan listrik sebagai contoh rumah pribadi:
Perhitungan kekuatan arus untuk menentukan parameter pengkabelan atau menentukan daya yang diizinkan dalam rangkaian yang ada dapat dilakukan secara independen. Untuk solusi yang tepat dari masalah, perlu memperhitungkan nuansa yang muncul dalam praktik, dan tidak hanya menggunakan formula terkenal yang bekerja di bawah kondisi "ideal".
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang topik artikel atau Anda dapat melengkapi materi ini dengan informasi yang menarik, silakan tinggalkan komentar Anda di blok di bawah ini.