Cum să aflați câți wați consumă un dispozitiv. Măsurarea puterii electrice și a energiei

Pentru a măsura curentul, se folosește un dispozitiv de măsurare numit. Puterea curentului trebuie măsurată mult mai rar decât tensiunea sau rezistența, dar, cu toate acestea, dacă trebuie să determinați consumul de energie al unui aparat electric, atunci fără a cunoaște cantitatea de curent pe care o consumă, puterea nu poate fi determinată.

Curentul, ca și tensiunea, poate fi constant sau variabil și sunt necesare diferite instrumente de măsură pentru a le măsura valorile. Curentul este desemnat prin scrisoare eu, iar la număr, pentru a clarifica faptul că aceasta este valoarea curentă, se adaugă o literă A. De exemplu, I=5 A înseamnă că curentul din circuitul măsurat este de 5 Amperi.

La instrumentele de măsurare pentru măsurarea curentului alternativ, litera A este precedată de semnul " ~ ", iar cele destinate măsurării curentului continuu sunt plasate" – ". De exemplu, -Aînseamnă că dispozitivul este proiectat pentru a măsura curentul continuu.

Puteți citi despre ce este curentul și legile fluxului său într-o formă populară în articolul de pe site „Legea puterii curente”. Înainte de a efectua măsurători, vă recomand cu tărie să citiți acest scurt articol. Fotografia prezintă un ampermetru conceput pentru a măsura curentul continuu de până la 3 amperi.

Circuit pentru măsurarea curentului cu un ampermetru

Conform legii, curentul circulă prin fire în orice punct dintr-un circuit închis de aceeași mărime. Prin urmare, pentru a măsura valoarea curentă, trebuie să conectați dispozitivul întrerupând circuitul în orice loc convenabil. Trebuie remarcat faptul că atunci când se măsoară valoarea curentului, nu contează ce tensiune este aplicată circuitului electric. Sursa de curent poate fi o baterie de 1,5 V, o baterie auto de 12 V sau o sursă de alimentare de uz casnic de 220 V sau 380 V.

Diagrama de măsurare arată, de asemenea, cum este indicat un ampermetru pe circuitele electrice. Aceasta este o literă mare A înconjurată de un cerc.

Când începeți măsurarea curentului într-un circuit, este necesar, ca și în cazul oricăror alte măsurători, să pregătiți dispozitivul, adică să setați comutatoarele în poziția de măsurare curentă, ținând cont de tipul acestuia, constant sau alternativ. Dacă valoarea curentului așteptat nu este cunoscută, comutatorul este setat pe poziția de măsurare a curentului maxim.

Cum se măsoară consumul de curent al unui aparat electric

Pentru confortul și siguranța măsurării consumului de curent de către aparatele electrice, este necesar să se realizeze un prelungitor special cu două prize. În aparență, un prelungitor de casă nu este diferit de un prelungitor obișnuit.

Dar dacă scoateți capacele din prize, nu este greu de observat că bornele lor sunt conectate nu în paralel, ca în toate prelungitoarele, ci în serie.

După cum puteți vedea în fotografie, tensiunea de rețea este furnizată la bornele inferioare ale prizelor, iar bornele superioare sunt conectate între ele printr-un jumper din sârmă cu izolație galbenă.

Totul este gata pentru măsurare. Introduceți ștecherul aparatului electric în oricare dintre prize, iar sondele ampermetrului în cealaltă priză. Înainte de măsurători, este necesar să setați comutatoarele dispozitivului în funcție de tipul de curent (AC sau DC) și la limita maximă de măsurare.

După cum se poate observa din citirile ampermetrului, consumul de curent al dispozitivului a fost de 0,25 A. Dacă scala dispozitivului nu permite citirea directă, ca în cazul meu, atunci este necesar să se calculeze rezultatele, ceea ce este foarte incomod. Deoarece limita de măsurare a ampermetrului este de 0,5 A, pentru a afla valoarea diviziunii, trebuie să împărțiți 0,5 A la numărul de diviziuni de pe scară. Pentru acest ampermetru rezultă 0,5/100=0,005 A. Acul a deviat cu 50 de diviziuni. Deci acum aveți nevoie de 0,005×50=0,25 A.

După cum puteți vedea, luarea citirilor curente de la cadrane este incomod și puteți face cu ușurință o greșeală. Este mult mai convenabil să utilizați instrumente digitale, cum ar fi multimetrul M890G.

Fotografia prezintă un multimetru universal pornit în modul de măsurare a curentului AC la o limită de 10 A. Curentul măsurat consumat de dispozitivul electric a fost de 5,1 A la o tensiune de alimentare de 220 V. Prin urmare, dispozitivul consumă 1122 W de putere.

Multimetrul are două sectoare pentru măsurarea curentului, indicate prin litere A- pentru DC și Ah~ pentru a măsura o variabilă. Prin urmare, înainte de a începe măsurătorile, trebuie să determinați tipul de curent, să estimați magnitudinea acestuia și să setați indicatorul comutatorului în poziția corespunzătoare.

Priză multimetru cu inscripție COM este comun tuturor tipurilor de măsurători. Prize marcate mAȘi 10A sunt destinate numai pentru conectarea unei sonde la măsurarea curentului. Pentru un curent măsurat mai mic de 200 mA, mufa sondei este introdusă într-o priză mA, iar pentru un curent de până la 10 A, într-o priză de 10 A.

Atenție, dacă măsurați un curent care este de multe ori mai mare de 200 mA când mufa sondei este în mufa mA, multimetrul se poate deteriora.

Dacă valoarea curentului măsurat nu este cunoscută, atunci măsurătorile trebuie începute prin setarea limitei de măsurare la 10 A. Dacă curentul este mai mic de 200 mA, atunci comutați dispozitivul în poziția corespunzătoare. Comutarea modurilor de măsurare a multimetrului se poate face numai prin deconectarea circuitului măsurat..

Calculul puterii unui aparat electric pe baza consumului de curent

Cunoscând valoarea curentă, puteți determina consumul de energie al oricărui consumator de energie electrică, fie el un bec într-o mașină sau un aparat de aer condiționat într-un apartament. Este suficient să folosiți o simplă lege a fizicii, care a fost stabilită simultan de doi fizicieni, independent unul de celălalt. În 1841 James Joule, iar în 1842 Emil Lenz. Această lege a fost numită după ei - Legea Joule-Lenz.

Salutare colegi, vreau să vă povestesc despre mica mea experiență în măsurarea efectivă a puterii aparatelor electrocasnice și a computerului meu.

Preambul
După ce mi s-au dat facturi mari la electricitate, am decis să-mi auditez aparatele electrice și să verific ce dispozitiv consumă de fapt cât și cât mă va costa totul. Ca urmare, am decis să achiziționez un dispozitiv de numărare a kWh local (adică conectat la o priză și nu la un panou electric).

Selectarea dispozitivului
Ceea ce se vinde în magazinele din orașul meu, ca să spunem ușor, nu mi s-a potrivit deloc din punct de vedere al prețului (de la 1k ruble) și chiar din punct de vedere al funcționalității, așa că am cumpărat ceva EU Version Power Balance Energy Meter de la chinezi pt. doar 600 de ruble. Un pic despre dispozitiv. Dispozitivul vă permite să măsurați puterea de la 1 W la 3 kW, stochează informații despre consumul de energie electrică pentru o sesiune și pentru tot timpul, calculează costul energiei electrice consumate la un anumit preț kWh, arată tensiunea din rețea și există o grămadă de alarme când se depășește un anumit prag. Per total foarte confortabil.

Măsurăm totul și pe toată lumea
Lampă
Primul lucru pe care m-am hotărât să măsor a fost cât de mult arată dispozitivul cu adevărat puterea unui aparat electric. Luăm o lampă incandescentă obișnuită și verificăm

Da, grozav, vedem că dispozitivul arată cu acuratețe și nu există standarde duble în măsurarea puterii în Federația Rusă și China.

Calculator
Aici aș dori să observ imediat că computerul meu de acasă este foarte specific și, cred, majoritatea oamenilor încă mai au computere normale. Deci, am un supermicro x6dvl-eg, 2 x Xeon 3GHz, 4GB ECC, 2 HDD, 500W FSP, radeon 5670 512Mb. Pe scurt, vechea placă de bază a serverului rămasă de la un server mort, a fost re-soldată și a revenit în funcțiune.
Monitor DELL U2212HM

Pornim computerul prin intermediul dispozitivului și ne uităm la consumul de energie.

Întrebare: De ce am nevoie de o sursă de 550 W dacă, împreună cu Monica, sistemul nu ajunge la limita de 400 W? Frauda de consum?
În general, rezultatele sunt triste: întregul sistem consumă în medie 250 W. Ceea ce este cam mult.

Am decis să las dispozitivul online și să văd cât de mult se acumulează pe o perioadă lungă. Ca rezultat avem
12 zile de funcționare, din care 3 zile în modul torrent, restul 2-4 ore pe zi, consumul de energie electrică pentru 12 zile a fost de 24 kWh, care, calculat din costul de 2,22 per kWh (la mine), iese la 60 de ruble.

Să calculăm costul pe lună. Obținem 60/12*31=155r. Aceasta este o matematică distractivă. adică conectarea la internet la domiciliu pentru 400 de ruble / lună, avem costuri generale pentru un computer de alte 155 de ruble pentru energie electrică, fără o utilizare prea mare.

Alte aparate electrice
După ce am încercat computerul, mi-am propus să încerc toate aparatele electrice din casă. Rezultatele au fost surprinzătoare. TOATE aparatele pe care le-am măsurat, se dovedește, au o putere mai mică decât cea declarată de producător cu aproximativ 20%! Tâlhărie domnilor! Au fost măsurate la putere maximă: fier de călcat, mașină de spălat, cuptor cu microunde, aspirator.
Singurul aparat electric care corespundea puterii declarate s-a dovedit a fi un samovar sovietic fabricat în 1978. Elementul său de încălzire conform pașaportului este de 1 kW, de fapt este de 950 W.
În glumă, am măsurat costul spălării a 15 perechi de șosete (în același timp) într-o mașină de spălat. S-au dovedit 2 ruble.

Actualizat 29.09.2012
La cererea locuitorilor din Khabrovsk, postez rezultatele măsurătorilor

Acum, dacă cineva este interesat să măsoare vreun dispozitiv, cred că, dacă îl am pe acesta din urmă, pot posta informația.

Salutare colegi, vreau să vă povestesc despre mica mea experiență în măsurarea efectivă a puterii aparatelor electrocasnice și a computerului meu.

Destul de des este necesar să se măsoare puterea consumată din rețea sau generată în rețea. Acest lucru este necesar pentru a contabiliza energia consumată sau generată, precum și pentru a asigura funcționarea normală a sistemului de alimentare (evitând suprasarcinile). Puterea poate fi măsurată în mai multe moduri - direct și indirect. Pentru măsurarea directă se folosește un wattmetru, iar pentru măsurarea indirectă se utilizează un ampermetru și un voltmetru.

Măsurarea puterii DC

Din cauza lipsei de componente reactive și active în circuitele DC, un wattmetru este foarte rar folosit pentru a măsura puterea. De regulă, cantitatea de energie consumată sau furnizată este măsurată printr-o metodă indirectă, folosind curentul I din circuit și folosind tensiunea U a sarcinii. Apoi, folosind formula simplă P=UI, se obține valoarea puterii.

Pentru a reduce influența rezistențelor interne ale dispozitivelor, dispozitivele pot fi conectate folosind diferite circuite, și anume, cu o rezistență de sarcină relativ scăzută R, se utilizează următorul circuit de conectare:

Și pentru o valoare mare a lui R, o astfel de schemă:

Măsurarea puterii în circuite AC monofazate

Principala diferență dintre circuitele de curent alternativ și rețelele de curent continuu, probabil, este că există mai multe puteri în tensiune alternativă - . Totalul este adesea măsurat folosind aceeași metodă indirectă folosind un ampermetru și un voltmetru, iar valoarea sa este egală cu S = UI.

P activ = UIcosφ și reactiv Q = UIsinφ sunt măsurate folosind o metodă directă, folosind un wattmetru. Pentru a măsura, un wattmetru este conectat la circuit conform următoarei diagrame:

În cazul în care înfășurarea curentă trebuie conectată în serie cu sarcina R n și, în consecință, înfășurarea de tensiune în paralel cu sarcina.

Puterea reactivă nu se măsoară în rețelele monofazate. Astfel de experimente sunt adesea efectuate numai în laboratoare unde wattmetrele sunt pornite conform circuitelor speciale.

Măsurarea puterii în circuite trifazate de curent alternativ

Ca și în rețelele monofazate, și în rețelele trifazate, energia totală a rețelei poate fi măsurată printr-o metodă indirectă, adică folosind un voltmetru și un ampermetru conform diagramelor prezentate mai sus. Dacă sarcina circuitului trifazat este simetrică, atunci se poate aplica următoarea formulă:

U l – tensiune liniară, I – curent de fază.

Dacă sarcina de fază nu este simetrică, atunci puterea fiecărei faze este însumată:

Când se măsoară energia activă într-un circuit cu patru fire folosind trei wattmetre, după cum se arată mai jos:

Energia totală consumată din rețea va fi suma citirilor wattmetrului:

Metoda de măsurare cu două wattmetre a devenit, de asemenea, la fel de răspândită (aplicabilă numai pentru circuitele cu trei fire):

Suma citirilor lor poate fi exprimată prin următoarea expresie:

Pentru o sarcină simetrică, se aplică aceeași formulă ca și pentru energia totală:

Unde φ este decalajul dintre curent și tensiune (unghiul de defazare).

Componenta reactivă se măsoară după aceeași schemă (vezi figura c)) și în acest caz va fi egală cu diferența algebrică dintre indicatorii instrumentului:

Dacă rețeaua nu este simetrică, atunci pentru a măsura componenta reactivă se folosesc două sau trei wattmetre, care sunt conectate în funcție de diferite circuite.

Procesul de măsurare a puterii active și reactive

Se măsoară puterea activă a circuitului de tensiune alternativă. Acestea sunt conectate folosind aceleași circuite ca și wattmetrele. Energia reactivă la consumatorii monofazici nu se contorează la noi. Este măsurat în circuite trifazate ale marilor întreprinderi industriale care consumă volume mari de energie electrică. Contoarele de energie activă sunt marcate SA, reactiv SR. Contoarele electronice de electricitate sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă.

Toți utilizatorii de aparate electrice doresc să știe cum să calculeze consumul de energie înainte de a cumpăra un dispozitiv nou. Acest lucru este necesar pentru a planifica sarcina rețelei electrice de acasă sau a unei anumite surse de alimentare. De asemenea, puterea este cel mai important indicator pentru calcularea aproximativă a costurilor energetice.

Formula pentru determinarea puterii

Primul lucru la care trebuie să acordați atenție sunt datele pașaportului dispozitivelor. Consumul de energie în wați poate fi indicat și pe diverse etichete atașate dispozitivelor.

Adesea, indicatorul de putere este indicat în volți-amperi (V*A). Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când energia consumată de dispozitiv are o componentă reactivă. Apoi este indicată puterea totală a dispozitivului electric și este măsurată în volți-amperi.

Dar aceste informații nu sunt întotdeauna disponibile. Apoi o formulă simplă și instrumente de măsurare vin în ajutor.

Formula de bază utilizată pentru a calcula consumul de energie:

P = I * U, adică trebuie să înmulțiți tensiunea și curentul.

Dacă datele de rating ale unui aparat electric nu conțin putere, dar este indicat curentul, atunci poate fi găsit folosind această formulă. Să presupunem că dispozitivul ia un curent de 1 A și funcționează dintr-o rețea de 220 V. Atunci P = U * I = 1 * 220 = 220 W.

Dispozitive de măsurare a puterii

Dacă acesta este un aparat de uz casnic obișnuit care este conectat la o priză, atunci se cunoaște tensiunea de alimentare a rețelei electrice - 220 V. Când este conectat la alte surse de alimentare, tensiunea acestora este luată.

Curentul poate fi măsurat:

cleme de curent;
folosind testerul.

Cu ajutorul clemelor de curent, măsurătorile sunt mai simple, deoarece sunt efectuate fără contact pe un fir potrivit pentru sarcină.

Există două metode de măsurare a puterii cu un multimetru:

Porniți-l în modul de măsurare curent în serie cu aparatul electric și apoi calculați puterea folosind formula. Această metodă nu este întotdeauna potrivită, deoarece este posibil să nu fie posibilă întreruperea circuitului de alimentare al dispozitivului pentru a conecta multimetrul;
Conectați multimetrul la dispozitiv în modul de măsurare a rezistenței și apoi determinați curentul folosind formula I = U/R, cunoscând tensiunea. Apoi calculați puterea.

Important! Dacă se măsoară puterea curentului aparatelor electrice de uz casnic, atunci testerul este setat să măsoare curentul alternativ.

Masurator de putere

Problema calculării cu exactitate a consumului de energie al unui televizor sau al unui ecran de computer se rezumă la calitatea construcției ecranului, la caracteristicile de economisire a energiei și la modelele de utilizare ale utilizatorului individual. O modalitate bună de a afla cu exactitate consumul unui anumit aparat electric este utilizarea unui wattmetru special pentru măsurarea puterii dispozitivelor de uz casnic.

Acest contor este o modalitate ieftină, dar sigură și eficientă de a determina consumul de energie. Wattmetrul este conectat direct la priză, iar apoi aparatul electric este conectat la intrarea sa în priză.

Măsurarea puterii cu un contor electric

Pentru a afla puterea unui aparat electric folosind un contor, trebuie să deconectați toate celelalte dispozitive de la rețea și să vă uitați la contor:

Există contoare electronice care arată imediat câtă energie este consumată. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să utilizați butoanele corespunzătoare, găsind puterea activă;
În alte contoare de energie electrică, un indicator intermitent vă permite să numărați numărul de impulsuri. De exemplu, după ce le-ați numărat în 1 minut, trebuie să înmulțiți cifra rezultată cu 60 (obțineți numărul de impulsuri pe oră). Aparatul trebuie să indice valoarea imp/kW*h (3200 sau altă cifră). Acum se imparte numarul de impulsuri pe ora la imp/kW*h, si se obtine puterea aparatului electric;
Dacă este instalat un contor de inducție, puterea este calculată în mai multe etape.

Calculul consumului de energie folosind un contor de inducție:

trebuie să găsiți pe afișajul contorului un număr care să indice numărul de rotații ale discului efectuate la 1 kWh;
folosind un cronometru, numărați câte rotații va face discul în 15 secunde (puteți lua o altă perioadă de timp);
calculați puterea folosind formula P = (3600 x N x 1000)/(15 x n), unde n este coeficientul găsit pe contor, N este numărul numărat de rotații ale discului, 15 este perioada de timp în secunde, care poate fi reprezentat printr-o altă figură.

Exemplu.În 15 secunde discul a făcut 5 rotații. Coeficientul de transmisie al contorului electric este de 1200. Atunci puterea va fi egală cu:
P = (3600 x 5 x 1000)/(15 x 1200) = 1000 W.

Evident, este aproape imposibil să măsurați puterea dispozitivelor proiectate pentru consum redus folosind un contor de inducție. Eroarea de măsurare este prea mare. Dacă discul se rotește foarte lent, este imposibil să contabilizați corect o parte a revoluției. Pe un contor electronic rezultatul va fi puțin mai precis.

Există calculatoare în rețea pentru calcularea puterii, unde trebuie să introduceți valorile curentului și al tensiunii în ferestrele corespunzătoare și să obțineți valoarea puterii calculate. Uneori este suficient să indicați numele aparatului electric în câmpul calculatorului. O altă opțiune este să folosiți tabele care arată valorile medii ale consumului de energie pentru diferite aparate electrice.

Consumul de energie

Consumul de energie este strâns legat de putere. Se calculează pe baza puterii dispozitivului înmulțită cu timpul său de funcționare. Acesta este tocmai indicatorul după care sunt evaluate costurile energetice ale consumatorilor. Valoarea exactă a puterii consumate în întregul apartament sau casă pentru o anumită perioadă de timp va fi indicată de datele contorului. Pentru a gândi modalități de reducere a acestui consum, măsurați puterea unor aparate electrice specifice.

Modalități de economisire a energiei:

Dacă este posibil, încercați să nu folosiți modele vechi de frigidere, televizoare și alte aparate electrocasnice care sunt concepute pentru un consum semnificativ mai mare;
Înlocuiți lămpile incandescente cu cele fluorescente, sau chiar mai bine, cu LED-uri. Spre comparație, o lampă cu incandescență consumă în medie 60 W, o lampă fluorescentă consumă 15 W, iar o lampă LED consumă doar 8 W. La utilizarea a 5 lămpi de diferite tipuri timp de 3 ore pe zi, consumul zilnic este de: lămpi cu incandescență - 0,900 kWh, lămpi fluorescente - 0,225 kWh, lămpi LED - 0,120 kWh Economiile sunt semnificative;

Important! Puterea scăzută a lămpilor de economisire a energiei nu înseamnă iluminare slabă. Luminozitatea lor este aproape egală cu cea a lămpilor cu incandescență mai puternice.

Majoritatea ecranelor TV și computerelor consumă între 0,1 și 3 wați de putere, chiar și în modul de repaus. Prin urmare, este important să le deconectați atunci când dispozitivele nu sunt utilizate pentru o perioadă lungă de timp.

Metodele de calculare a puterii folosind măsurătorile testerului vor da valori aproximative din cauza luării în considerare insuficientă a indicatorului de putere reactivă în rețelele de curent alternativ. Cea mai precisă măsurare a consumului de energie este un wattmetru pentru uz casnic.