Jak obliczyć bezpieczne obciążenia elektryczne

Wszyscy mamy wokół domu górę urządzeń elektrycznych i wielu, jeśli nie wszyscy, mają jakiś silnik, który je napędza. Mogą to być piece, zmywarki, klimatyzatory, pompy ściekowe, wywóz śmieci i kuchenki mikrofalowe. Zgodnie z kodeksem elektrycznym każdy z tych zmotoryzowanych gadżetów potrzebuje dedykowanego obwodu tylko do własnego użytku. Stałe urządzenia grzewcze mają również dość duże obciążenie elektryczne i większość z nich wymaga własnych dedykowanych obwodów. Umożliwienie tym urządzeniom współdzielenia obwodu z innymi urządzeniami może łatwo przeciążać obwód, ponieważ z natury mają one dość duży pobór mocy, szczególnie przy pierwszym uruchomieniu. Starsze domy, w których nie zaktualizowano okablowania, często mają takie urządzenia zainstalowane w obwodach współdzielonych z innymi urządzeniami, aw takich sytuacjach dość często wyłączniki wyłączają się lub przepalają bezpieczniki.

Oto niektóre urządzenia, które mogą wymagać dedykowanych obwodów elektrycznych (dokładne wymagania można znaleźć w lokalnych przepisach budowlanych):

• kuchenka mikrofalowa
• Piekarnik elektryczny
• Wywóz śmieci
• Zmywarka
• Pralka
• Zgniatarka śmieci
• Lodówka
• Klimatyzator pokojowy
• Piec
• Elektryczne podgrzewacze wody
• Zasięg elektryczny
• Elektryczna suszarka do ubrań
• Centralny klimatyzator

Skąd więc wiedzieć, jaki rozmiar obwodu jest wymagany przez każde urządzenie? Jeśli na przykład zmniejszysz obwód obwodu zasilającego duży centralny klimatyzator, możesz znaleźć się w sytuacji, w której obwód klimatyzatora wyłączy się, gdy będzie pracował z maksymalną mocą. Obliczenie prawidłowego rozmiaru dla dedykowanego obwodu urządzenia obejmuje obliczenie maksymalnego zapotrzebowania na moc, które zostanie nałożone na obwód, a następnie wybranie rozmiaru obwodu uwzględniającego to zapotrzebowanie oraz margines bezpieczeństwa.

Pojemność obwodu

Wyznaczenie parametrów elektrycznych urządzenia rozpoczyna się od zrozumienia prostej zależności między wzmacniaczami, watami i woltami - trzema kluczowymi środkami pomiaru energii elektrycznej. Zasada relacji znana jako Prawo Ohma mówi, że natężenie (A) x wolty (V) = waty (W). Korzystając z tej prostej zasady relacji, możesz obliczyć dostępną moc dowolnego rozmiaru obwodu:

• 15-amperowy obwód 120 woltów : 15 amperów x 120 woltów = 1800 watów
• 20-amperowy obwód 120 woltów : 20 amperów x 120 woltów = 2400 watów
• Obwód 25 amperów 120 woltów: 25 amperów x 120 woltów = 3000 watów
• 20-amperowy obwód 240 woltów : 20 amperów x 240 woltów = 4800 watów
• 25-amperowy obwód 240 woltów : 25 amperów x 240 woltów = 6000 watów
• 30-amperowy obwód 240 woltów : 30 amperów x 240 woltów = 7200 watów
• 40-amperowy obwód 240 woltów : 40 amperów x 240 woltów = 9600 watów
• 50-amperowy obwód 240 woltów : 50 amperów x 240 woltów = 12.000 watów
• 60-amperowy obwód 240 woltów : 60 amperów x 240 woltów = 14400 watów

Prostą formułę A x V = W można przekształcić na wiele sposobów, na przykład W ÷ V = A lub W ÷ A = V.

Jak obliczyć zapotrzebowanie na obciążenie obwodu

Wybór odpowiedniego rozmiaru dla dedykowanego obwodu urządzenia wymaga dość prostej arytmetyki, aby upewnić się, że zapotrzebowanie elektryczne urządzenia mieści się w zakresie pojemności obwodu. Obciążenie można zmierzyć zarówno w amperach, jak iw watach, i jest ono dość łatwe do obliczenia na podstawie informacji wydrukowanych na etykiecie specyfikacji silnika urządzenia.

Silniki mają tabliczkę znamionową podaną z boku silnika. Podaje typ, numer seryjny, napięcie, czy to prąd przemienny, czy stały, obroty i, co najważniejsze, natężenie prądu. Jeśli znasz napięcie i natężenie prądu, możesz określić moc lub całkowitą pojemność potrzebną do bezpiecznej pracy tego silnika. Urządzenia grzewcze mają na ogół nadrukowaną moc na płycie czołowej.

Obliczanie przykładowego obwodu

Pomyślmy na przykład o prostej suszarce do włosów o mocy 1500 watów działającej na 120-woltowym obwodzie łazienkowym. Używając W ÷ V = Odmiany prawa Ohma, możesz obliczyć, że 1500 watów ÷ 120 woltów = 12, 5 amperów. Suszarka do włosów działająca z maksymalną temperaturą może pobierać 12, 5 ampera mocy. Ale jeśli weźmiesz pod uwagę, że wentylator odpowietrzający i lampa łazienkowa mogą również działać w tym samym czasie, możesz zauważyć, że 15-amperowy obwód łazienkowy o łącznej mocy 1800 watów może być mocno wciśnięty, aby wytrzymać takie obciążenie.

Wyobraźmy sobie, że nasza przykładowa łazienka ma wentylator odpowietrzający, który pobiera 120 watów mocy, oprawę oświetleniową z trzema 60-watowymi żarówkami (łącznie 180 watów) oraz gniazdko elektryczne, do którego można podłączyć suszarkę do włosów o mocy 1500 W. z nich można łatwo czerpać moc w tym samym czasie. Prawdopodobne maksymalne obciążenie tego obwodu może osiągnąć 1800 watów, co stanowi maksymalne obciążenie obwodu 15 amperów (zapewniającego 1800 watów). Ale jeśli umieścisz pojedynczą 100-watową żarówkę w oprawie oświetleniowej w łazience, stworzysz sytuację, w której prawdopodobne jest zadziałanie wyłącznika automatycznego.

Elektryk zwykle oblicza obciążenie obwodu z 20-procentowym marginesem bezpieczeństwa, upewniając się, że maksymalne obciążenie urządzenia i urządzenia w obwodzie nie przekracza 80% dostępnego natężenia i mocy dostarczanych przez obwód. W naszej przykładowej łazience obwód 20 amperów zapewniający 2400 watów mocy może z łatwością obsłużyć 1800 watów popytu, z marginesem bezpieczeństwa wynoszącym 25 procent. To jest powód, dla którego większość kodów elektrycznych wymaga 20-amperowego obwodu odgałęzionego do łazienki. Kuchnie to kolejne miejsce, w którym obwody odgałęzione o napięciu 120 V obsługujące gniazda są praktycznie zawsze obwodami 20 A. We współczesnych domach zwykle tylko ogólne obwody oświetleniowe są nadal okablowane jako obwody 15-amperowe.

Dedykowane obwody urządzenia

Dokładnie tę samą zasadę stosuje się do obliczenia zapotrzebowania na obwód obsługujący pojedyncze urządzenie, takie jak kuchenka mikrofalowa, wywóz śmieci lub klimatyzator. Duża kuchenka mikrofalowa z wbudowanym wentylatorem odpowietrzającym i oprawą oświetleniową może z łatwością wymagać 1200 do 1500 watów mocy, a elektryk wykonujący okablowanie dedykowanego obwodu dla tego urządzenia prawdopodobnie zainstalowałby obwód 20 amperów, który zapewnia 2400 watów dostępnej mocy. Z drugiej strony duży pojemnik na śmieci o mocy 1 KM, pobierający 7 amperów (840 watów), może być łatwo obsługiwany przez dedykowany obwód 15 amperów z 1800 watów dostępnej mocy.

Tę samą metodę obliczeń można zastosować dla dowolnego dedykowanego obwodu urządzenia obsługującego jedno urządzenie. Na przykład elektryczny podgrzewacz wody o napięciu 240 woltów o mocy 5500 watów można obliczyć w następujący sposób: A = 5500 ÷ 240 lub A = 22, 9. Ponieważ jednak obwód wymaga 20-procentowego marginesu bezpieczeństwa, obwód musi zapewnić co najmniej 27, 48 ampera (120 procent z 22, 9 = 27, 48 ampera). Elektryk zainstalowałby obwód 30 amperów o napięciu 240 woltów w celu obsługi takiego podgrzewacza wody.

Większość elektryków nieznacznie zwiększy rozmiar dedykowanego obwodu, aby umożliwić przyszłe zmiany. Na przykład, jeśli masz dość małą 800-watową kuchenkę mikrofalową, elektryk zwykle zainstaluje obwód 20 A, mimo że obwód 15 A może z łatwością poradzić sobie z tym urządzeniem. Odbywa się to, aby obwód mógł obsługiwać przyszłe urządzenia, które mogą być większe niż te, które masz teraz.