Napětí proudu. Výpočet zatížení a výběr napájecích kabelů
Elektřina je odpradávna využívána lidmi k uspokojování svých potřeb, ale je neviditelná, nevnímaná smysly, a proto je těžko pochopitelná. Výkon, proud, napětí, všechny tyto vlastnosti elektřiny zkoumali slavní vědci, kteří jim dali definice a pomocí matematických metod popsali vzájemné souvislosti mezi nimi.
Odpor napájecího proudu napětí
Je třeba si také uvědomit, že hodnota elektrického odporu je ovlivněna několika faktory:
- struktura látky, která určuje přítomnost volných elektronů ve vodiči a ovlivňuje měrný odpor
- průřez a délka proudového vodiče
- teplota
Níže uvedená tabulka ukazuje obecné vztahy pro stejnosměrné a střídavé obvody, které lze použít k analýze činnosti napájecích obvodů.
Výpočet průřezu napájecího kabelu a elektroinstalace
Pro zajištění bezpečnosti při provozu domácích elektrických spotřebičů je nutné správně vypočítat průřez napájecího kabelu a elektroinstalace. Protože nesprávně zvolený průřez kabelu může vést k přehřátí drátu, roztavení jeho izolace a nakonec k požáru v důsledku zkratu.
Napětí proudu, praktický cheat sheet
Hlavním parametrem používaným pro výpočet průřezu vodiče je jeho trvalé povolené proudové zatížení. To znamená, že toto je jmenovité množství proudu, které je vodič schopen procházet sám sebou po dlouhou dobu. Pro určení hodnoty jmenovitého proudu potřebujete znát přibližný výkon všech připojených elektrických spotřebičů a zařízení v bytě.
A co tedy máme:
- Volba napájecího kabelu (vodiče), přes který mohou být zařízení spotřebovávající energii připojena k síti, závisí na hodnotě proudu.
- Když znáte napětí elektrické sítě a plné zatížení elektrických spotřebičů, můžete pomocí vzorce vypočítat sílu proudu, který bude muset projít vodičem (drátem, kabelem). Plocha průřezu jader se volí na základě jeho velikosti.
Aktuální výpočet si děláme sami
Pokud jsou elektrické spotřebiče v bytě nebo domě známy, je nutné provést jednoduché výpočty, aby bylo možné správně nainstalovat napájecí obvod.
Podobné výpočty se provádějí pro účely výroby: stanovení požadované průřezové plochy žil kabelu při připojení průmyslových zařízení (různé průmyslové elektromotory a mechanismy).
Napětí silového proudu, výpočty pro jednofázovou síť 220V
Síla proudu I (v ampérech, A) se vypočítá pomocí vzorce:
I=P/U,
kde
P – elektrické plné zatížení (nutno uvést v technickém listu zařízení), W (watt)
U – napětí elektrické sítě, V (volty)
Níže uvedená tabulka ukazuje hodnoty zatížení typických domácích elektrických spotřebičů a proud, který spotřebovávají (pro napětí 220 V).
| elektrický spotřebič | Spotřeba energie, W | Aktuální síla, A. |
| Pračka | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| vír | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Elektrické podlahové vytápění | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Stacionární elektrický sporák | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| mikrovlnná trouba | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Myčka na nádobí | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Mrazáky, ledničky | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Elektrický mlýnek na maso | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Rychlovarná konvice | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Elektrický kávovar | 6×0 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Odšťavňovač | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Topinkovač | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Mixér | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| fén | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Železo | 900 – 1700 | 4,1 – 7,7 |
| Vysavače | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Fan | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Televize | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Rádiová zařízení | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Osvětlovací zařízení | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Různí spotřebitelé elektřiny jsou připojeni přes příslušné stroje k elektroměru a poté k obecnému stroji, který musí být navržen pro zatížení zařízení, kterými bude byt vybaven. Drát, který dodává energii, musí také uspokojit zatížení spotřebitelů energie.
Jak vypočítat proud jističe
Pro skupinu zásuvek určených k napájení domácích elektrospotřebičů v kuchyni je nutné zvolit ochranný jistič. Výkon zařízení podle pasových údajů je 2,0, 1,5 a 0,6 kW.
Řešení. V bytě je použita jednofázová střídavá síť 220 voltů. Celkový výkon všech současně připojených zařízení bude 2,0 + 1,5 + 0,6 = 4,1 kW = 4100 W.
Pomocí vzorce I = P / U určíme celkový proud skupiny spotřebitelů: 4100/220 = 18,64 A.
Nejbližší jmenovitý jistič má vypínací hodnotu 20 ampér. Volíme ho. Jistič s menší hodnotou 16 A bude neustále vypínat z důvodu přetížení.
Níže je tabulka pro skryté zapojení s jednofázovým schématem připojení bytu pro výběr vodičů při napětí 220 V
| Průřez jádra drátu, mm 2 | Průměr jádra vodiče, mm | Měděné vodiče | Hliníkové vodiče | ||
| Proud, A | Napájení, W | Proud, A | Výkon, kW | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Jak je vidět z tabulky, průřez žil závisí kromě zatížení na materiálu, ze kterého je drát vyroben.
Napětí silového proudu, výpočty pro třífázovou síť 380 V
U třífázového napájení se proudová síla I (v ampérech, A) vypočítá podle vzorce:
I = P/1,73 U,
kde P je spotřeba energie, W;
U – síťové napětí, V,
protože napětí v třífázovém napájecím obvodu je 380 V, vzorec bude mít tvar:
I = P/657.
Průřez žil v napájecím kabelu při různém zatížení s třífázovým obvodem s napětím 380 V pro skryté vedení je uveden v tabulce.
| Průřez jádra drátu, mm 2 | Průměr jádra vodiče, mm | Měděné vodiče | Hliníkové vodiče | ||
| Proud, A | Napájení, W | Proud, A | Výkon, kW | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 2250 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 3800 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 5300 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 5700 | 10 | 3800 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 7200 | 14 | 5300 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 7900 | 16 | 6000 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 10000 | 21 | 7900 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 12000 | 26 | 9800 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 19000 | 38 | 14000 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 30000 | 55 | 20000 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 38000 | 65 | 24000 |
Pro výpočet proudu v napájecích obvodech zátěže charakterizované vysokým jalovým zdánlivým výkonem, který je typický pro použití napájecího zdroje v průmyslu:
- elektromotory
- osvětlovací tlumivky
- svařovací transformátory
- indukční pece
U výkonných zařízení a zařízení je podíl jalového zatížení vyšší a proto se pro taková zařízení ve výpočtech bere účiník rovný 0,8.
V praxi se obecně uznává, že při výpočtu elektrické zátěže pro domácí účely se předpokládá výkonová rezerva 5 %. V případě výpočtu elektrických sítí pro průmyslovou výrobu se předpokládá výkonová rezerva 20 %.
Budeme rádi, když se přihlásíte k odběru našeho blogu!
- TAGY
- Kabelová montáž
- Předinstalace
- Schémata