Как рассчитать безопасные электрические нагрузки

У всех нас есть гора электрических приборов вокруг дома, и у многих, если не у всех, есть какой-то мотор, управляющий ими. К ним могут относиться печи, посудомоечные машины, кондиционеры, отстойники, вывоз мусора и микроволновые печи. Согласно электрическому коду, каждому из этих моторизованных гаджетов нужна отдельная схема только для собственного использования. Постоянные нагревательные приборы также имеют довольно большую электрическую нагрузку, и для большинства из них требуются собственные выделенные цепи. Разрешение этим устройствам обмениваться схемами с другими устройствами может легко перегрузить схему, поскольку по своей природе они имеют довольно большое энергопотребление, особенно при первом запуске. В старых домах, в которых не была обновлена проводка, такие устройства часто устанавливаются в цепях, используемых совместно с другими устройствами, и в таких ситуациях автоматические выключатели довольно часто отключаются или перегорают предохранители.

Вот некоторые из устройств, которые могут потребовать специальных электрических цепей (уточните у местных строительных норм и правил):

СВЧ
Электрическая духовка
Вывоз мусора
Посудомоечная машина
Стиральная машина
Мусорный пресс
Холодильник
Комнатный кондиционер
печь
Водонагреватели электрические
Электрические плиты
Электрическая сушилка для белья
Центральный кондиционер

Итак, как узнать, какой размер схемы требуется для каждого устройства? Если вы, например, слишком малы в контуре, питающем большой центральный кондиционер, вы можете столкнуться с ситуацией, когда ваша цепь кондиционера отключается всякий раз, когда он работает на максимальной мощности. Вычисление правильного размера для выделенной схемы устройства включает в себя вычисление максимальной потребляемой мощности, которая будет помещена в схему, затем выбор размера схемы, который соответствует этой потребности, плюс запас прочности для безопасности.

Емкость цепи

Изучение электрических характеристик устройства начинается с понимания простой взаимосвязи между усилителями, ваттами и вольтами - тремя основными средствами измерения электричества. Принцип отношений, известный как закон Ома, гласит, что сила тока (A) х вольт (В) = ватт (Вт). Используя этот простой принцип взаимосвязи, вы можете рассчитать доступную мощность любого заданного размера цепи:

15-амперная схема на 120 вольт : 15 ампер x 120 вольт = 1800 ватт
20-амперная схема на 120 вольт : 20 ампер x 120 вольт = 2400 Вт
25-амперная схема на 120 вольт : 25 ампер x 120 вольт = 3000 ватт
20-амперная схема на 240 вольт : 20 ампер x 240 вольт = 4800 Вт
25-амперная схема на 240 вольт : 25 ампер x 240 вольт = 6000 ватт
30-амперная схема на 240 вольт : 30 ампер x 240 вольт = 7200 Вт
40-амперная схема на 240 вольт : 40 ампер x 240 вольт = 9600 ватт
50-амперная схема на 240 вольт : 50 ампер x 240 вольт = 12000 ватт
60-амперная схема на 240 вольт : 60 ампер x 240 вольт = 14 400 ватт

Простая формула A x V = W может быть пересчитана несколькими способами, например, W ÷ V = A или W ÷ A = V.

Как рассчитать нагрузку на цепь

Выбор правильного размера для выделенной цепи устройства требует довольно простой арифметики, чтобы убедиться, что электрические требования устройства находятся в пределах емкости схемы. Нагрузку можно измерить либо в амперах, либо в ваттах, и ее довольно легко рассчитать на основе информации, напечатанной на этикетке с характеристиками двигателя прибора.

Двигатели имеют номинальную табличку, которая указана на боковой стороне двигателя. В нем перечислены тип, серийный номер, напряжение, будь то переменный или постоянный ток, число оборотов в минуту и, самое главное, номинальная сила тока. Если вы знаете номинальное напряжение и силу тока, вы можете определить мощность или общую мощность, необходимую для безопасной работы этого двигателя. Нагревательные приборы обычно имеют номинальную мощность, напечатанную на лицевой панели.

Пример схемы расчета

Например, представьте себе простой фен мощностью 1500 Вт, работающий на 120-вольтовой цепи ванных комнат. Используя W ÷ V = изменение закона Ома, вы можете рассчитать, что 1500 Вт ÷ 120 В = 12, 5 А. Ваш фен, работающий на максимальной температуре, может потреблять 12, 5 ампер мощности. Но если учесть, что вентиляционный вентилятор и осветительная арматура в ванной комнате также могут работать одновременно, вы можете заметить, что 15-амперная цепь для ванной комнаты общей мощностью 1800 Вт может быть с трудом справляться с такой нагрузкой.

Давайте представим, что в нашей примерной ванной комнате есть вентиляционный вентилятор, который потребляет 120 ватт мощности, осветительный прибор с тремя лампочками по 60 ватт (всего 180 ватт) и электрическая розетка, в которую можно подключить фен на 1500 ватт. Все из них можно легко получить власть в то же время. Вероятная максимальная нагрузка в этой цепи может достигать 1800 Вт, что соответствует максимуму, который может выдержать схема на 15 А (обеспечивающая 1800 Вт). Но если вы поместите одну лампочку мощностью 100 Вт в осветительную арматуру ванной комнаты, вы создадите ситуацию, в которой вероятно срабатывание автоматического выключателя.

Электрик обычно рассчитывает нагрузку на цепь с 20-процентным запасом прочности, следя за тем, чтобы максимальная нагрузка на прибор и прибор в цепи составляла не более 80 процентов от доступной силы тока и мощности, обеспечиваемых цепью. В нашей примерной ванной комнате 20-амперная схема, обеспечивающая мощность 2400 Вт, может достаточно легко справиться с потребностью в 1800 Вт с запасом прочности 25%. Это причина, почему большинство электрических кодов требуют, чтобы 20-амперная ответвительная цепь служила ванной комнате. Кухни - это еще одно место, где 120-вольтные разветвительные цепи, обслуживающие розетки, практически всегда являются 20-амперными. В современных домах обычно только цепи общего освещения по-прежнему подключены как 15-амперные.

Выделенные схемы устройства

Точно такой же принцип используется для расчета потребности в цепи, обслуживающей один прибор, например, в микроволновой печи, вывоз мусора или кондиционера. Большая микроволновая печь со встроенным вентиляционным вентилятором и осветительным прибором может легко потреблять мощность от 1200 до 1500 Вт, а электрик, подключающий выделенную цепь для этого устройства, вероятно, установит схему на 20 А, обеспечивающую 2400 Вт доступной мощности. С другой стороны, большой распределитель мусора мощностью 1 л.с., потребляющий 7 ампер (840 Вт), может легко обслуживаться специальной 15-амперной цепью с 1800 Вт доступной мощности.

Тот же метод расчета можно использовать для любой выделенной цепи устройства, обслуживающей одно устройство. Например, 240-вольтный электрический водонагреватель, рассчитанный на 5500 Вт, может быть рассчитан следующим образом: A = 5500 ÷ 240 или A = 22, 9. Но поскольку схема требует 20-процентного запаса прочности, цепь должна обеспечивать не менее 27, 48 ампер (120 процентов из 22, 9 = 27, 48 ампер). Электрик установил бы 30-амперную 240-вольтовую цепь для обслуживания такого водонагревателя.

Большинство электриков немного увеличит размер выделенной цепи, чтобы учесть будущие изменения. Например, если у вас довольно маленькая 800-ваттная микроволновая печь, электрик обычно устанавливает схему на 20 А, даже если схема на 15 А может легко справиться с этим прибором. Это сделано для того, чтобы схема могла работать с будущими приборами, которые могут быть больше тех, которые у вас есть сейчас.