Электропроводка в доме. Как рассчитать силу тока и зачем это нужно? | Дом и семья

Электрику-практику достаточно общего понимания процессов, происходящих в электрической цепи. Предупреждаю: без формул не обойтись. Впрочем, их всего несколько, и те предельно просты.

Что мы знаем о параметрах бытовой электросети?

Например, что напряжение электричества измеряется в вольтах. Что в бытовой сети и в каждой розетке 220 вольт.

Еще в сети есть ток. И мощность. Правда, она не в сети, а в электроприборах — по крайней мере, именно на них мощность указана.

На элементах электропроводки обычно указывают ток. Вы без труда найдете на розетке, удлинителе, выключателе надпись: например, 10А, 5А и т. д. Это — допустимый для данного элемента ток, измеряемый в амперах. То есть в розетку на 10 ампер не стоит включать электроприборы, требующие большего тока.

Остается узнать потребляемый ток электроприбора. Как? Исходя из указанной на нем мощности. Но начнем с основ понимания электроэнергии.

Возьмем лампу накаливания. Ее спираль (как и любой проводник!) обладает определенным электрическим сопротивлением — на прохождение через него тока расходуется определенная энергия. Лампы накаливания

Фото: Depositphotos

Мы помним, что электрический ток — это поток заряженных частиц, под воздействием электрического поля движущихся «сквозь» материал проводника. Часть электронов при этом теряется, наталкиваясь на узлы кристаллической решетки, а энергия рассеивается в виде тепла.

Чем выше сопротивление, тем больше «теряется» электронов, тем слабее ток. Чем больше сопротивление — тем меньше ток.

Ток возникает под действием напряжения. Вы не увидите предупреждающих надписей «Осторожно! Высокий ток!». Надписи гласят: «Осторожно! Высокое напряжение!». Тока может еще не быть, а напряжение есть. Поражает человека не напряжение, а ток.

Предупреждают же именно о высоком, низкое напряжение считается менее опасным. То есть чем выше напряжение — тем больше ток. Одновременно чем выше сопротивление — тем ток меньше.

---

Запишем в виде формулы:

I (сила тока) = U (напряжение) / R (сопротивление)

I — сила тока
U — напряжение
R — сопротивление цепи или ее участка

---

Как правило, сопротивлений наших электроприборов мы не знаем.

И не нужно. Открою тайну: работая электриком, я тоже сопротивлений бытовой техники не знаю…

Зато известна мощность. Из нее мы и исходим при расчете параметров сети, подборе проводов и аппаратов защиты. По предполагаемой мощности рассчитывается ток, который будет протекать в цепи при включении в нее предполагаемых электроприборов.

Например, от электрощита идет кабель, питающий все розетки в квартире. Одновременно бывают включены: холодильник, компьютер, телевизор. Суммарный ток всех этих потребителей — минимум, на который должны быть рассчитаны кабель и автоматический выключатель. Очень желательно — с некоторым запасом. Бытовая техника при запуске увеличивает нагрузку на линию

Фото: Depositphotos

Во-первых, при пуске электродвигателей (холодильник, кондиционер, стиральная машина и пр. ) возникают кратковременные токи, существенно превышающие обычные рабочие. Иногда — в 2−3 раза. Эту кратковременную нагрузку линия должна уверенно выдерживать.

Во-вторых, бытовой техники наверняка прибавится. Возможно, мощной техники — чайник, обогреватель. К кондиционерам, стиральным и посудомоечным машинам принято прокладывать отдельную линию электропитания — но на практике бывает по-разному.

Познакомимся еще с одной простой формулой?

Рассчитываем ток, исходя из известных параметров. Сопротивления предполагаемой нагрузки мы не знаем, зато известны ее мощность и, естественно, напряжение.

---

Вторая из основных «электрических формул» не сложнее первой:

P (мощность) = U (напряжение) x I (ток)

P — мощность в ваттах (Вт)
U — напряжение в вольтах (В)
I — сила тока в амперах (А)

И наоборот:

I (ток) = P (мощность) / U (напряжение)

---

Указанную на электроприборе мощность делим на 220 вольт.

Например: мощность холодильника 440Вт / 220 В = 2А. То есть 2 ампера и есть потребляемый холодильником ток.

Учтем лишь, что это «средний» ток, потребляемый холодильником при работающем компрессоре. Во время пуска двигателя ток возрастает — возможно, в 2−3 раза. При неработающем двигателе энергопотребление, соответственно, ниже.

Общее же энергопотребление одного и того же холодильника будет варьироваться в зависимости от режима работы.

Но это — компрессор. У другой техники свои режимы работы. Например, чайник работает проще: кратковременно и с одинаковой мощностью. Суммируем токи устройств, подключенных к одной линии электропроводки, например:

2А (холодильник) + 10А (чайник) + 7А (СВЧ) + 1,5А (компьютер) = 20,5А

Это минимальный ток, на который должен быть рассчитан наш кабель.

Ближайшие к этому значению номиналы кабеля:

• 19А — кабель сечением 1,5 мм
• 27А — кабель сечением 2,5 мм

На практике, в большинстве случаев хватило бы и кабеля сечением жил 1,5 мм и автомата 20А.

Да, это меньше расчетного, но… Мы редко включаем все сразу и на полную мощность, да и у кабеля есть запас мощности.

Но положено выбирать кабель следующего номинала — большего, чем расчетный ток. Да и на деле запас мощности не помешает. Поэтому выбираем, как и положено:

• стандартный для современных домов кабель сечением 2,5 мм и автомат 25А.

Это упрощенные и приблизительные расчеты, не учитывающие т.н. реактивную мощность и коэффициент мощности! Но для большинства бытовых расчетов их можно использовать. И используют. Фото: Depositphotos

Для чего еще нужны параметры электроприборов?

• Допустим, вы приобретаете новую бытовую технику. Тогда умение хотя бы прикинуть ее мощность будет не лишним.
• Или перегорели галогенные либо светодиодные лампы. Многие просто покупают новую, такой же формы и размера. Но внешнее сходство — еще не все. Галогенные и диодные лампы могут быть рассчитаны на разное напряжение: например, 12 (с блоком питания) или 220 вольт. «Неправильная» лампа не зажжется, сгорит или лопнет при попытке включить свет.
• Или вышла из строя розетка, автоматический выключатель, УЗО. Почему? Не слишком ли мощные устройства к ним подключены?
• И, наконец, слабое место бытовой проводки — удлинители. Обратите внимание: на них обязательно указан допустимый ток. Только мало кто сопоставляет их мощность с мощностью того, что в них включают.

Впрочем, теперь мы умеем сопоставлять параметры техники с возможностью вашей проводки. А к удлинителям мы еще вернемся. Слишком часто они оказываются источниками проблем в домашнем хозяйстве.

Теги: электроэнергия, электроприборы, электричество, домашнее хозяйство, энергопотребление, электропроводка квартиры

Сила и плотность тока.

-}{dt}\left(2\right).\]

Положительным направлением тока считают направление движения положительных зарядов. Ток может быть постоянным и переменным. В том случае, если сила тока и его направление не изменяется во времени, то такой ток называют постоянным и для него выражение для силы тока можно записать в виде:

\[I=\frac{q}{\triangle t}\left(3\right),\]

где сила тока определена, как заряд, который проходит через поверхность S в единицу времени. В системе СИ основной единицей измерения силы тока является Ампер (А).

\[1A=\frac{1Кл}{1с}.\]

Плотность тока. Связь плотности тока с зарядом и силой тока, напряженностью

Выделим в проводнике, по которому течет ток, малый объем dV произвольной формы. Обозначим через $\left\langle v\right\rangle $— среднюю скорость, с которой движутся носители заряда в проводнике. пусть $n_0\ $— концентрация носителей заряда. Выберем бесконечно малую площадку dS на поверхности проводника, которая перпендикулярно скорости $\left\langle v\right\rangle $ (рис. {-19}Кл$ — заряд электрона, то есть отдельной частицы — носителя тока. Разделим выражение (4) на $dSdt$ получим:

\[j=\frac{dq}{dSdt}\left(5\right),\]

где $j$ — модуль плотности электрического тока.

\[j=n_0q_e\left\langle v\right\rangle \left(6\right),\]

где $j$ — модуль плотности электрического тока в проводнике, где заряд переносят электроны.

Если ток образуется в результате движения нескольких типов зарядов, то плотность тока можно определить как:

\[j=\sum\limits_i{n_iq_i\left\langle v_i\right\rangle \left(7\right)},\]

где i — определяет носитель заряда.

Плотность тока — векторная величина. Обратимся вновь к рис.1. Пусть $\overrightarrow{n}$ — единичная нормаль к площадке dS. Если частицы, которые переносят заряд положительные, то переносимый ими заряд в направлении нормали больше нуля. В общем случае элементарный заряд, который переносится в единицу времени, можно записать как:

\[\frac{dq}{dt}=\left(\overrightarrow{j}\overrightarrow{n}\right)dS=j_ndS\ \left(8\right). \]

Формула (8) справедлива и в том случае, когда площадка dS неперпендикулярная вектору плотности тока. Так как составляющая вектора $\overrightarrow{j}$, перпендикулярная нормали, через площадку dS электричества не переносит. Таким образом, плотность тока в проводнике окончательно запишем, используя формулу (6) следующим образом:

\[\overrightarrow{j}=-n_0q_e\left\langle \overrightarrow{v}\right\rangle \left(9\right).\]

И так, плотность тока равна количеству электричества (заряду), который протекает за одну секунду через единицу сечения проводника. Для однородного цилиндрического проводника можно записать, что:

\[j=\frac{I}{S\triangle t}\left(10\right),\]

где S — площадь сечения проводника.

Плотность постоянного тока одинакова по всему сечению проводника. Для двух разных сечений проводника ($S_1{,S}_2$) с постоянным током выполняется равенство:

\[\frac{j_1}{j_2}=\frac{S_2}{S_1}\left(11\right). 2}$.

Линии тока

Направлениями линий тока являются направления движения положительных зарядов. Нарисовав линии тока, получают наглядное представление о движении электронов и ионов, которые образуют ток. Если внутри проводника выделить трубку с током, у которой боковая поверхность состоит из линий тока, то движущиеся заряженные частицы не будут пересекать боковую поверхность такой трубки. Подобную трубку называют трубкой тока. Например, поверхность металлической проволоки в изоляторе будет являться трубой тока.

Пример 2

Задание: Найдите среднюю скорость движения электронов в проводнике молярная масса вещества, которого равна $\mu $, поперечное сечение проводника S. Сила тока в проводнике I. Считать, что на каждый атом вещества в проводнике приходится два свободных электрона.

Решение:

Силу тока (I) в проводнике можно считать постоянной и соответственно записать, что:

\[I=\frac{q}{\triangle t}=\frac{Nq_e}{\triangle t}\left(2. 1\right),\]

где заряд q найдем как произведение числа электронов проводимости в проводнике, на заряд одного электрона $q_e$, который является известной величиной. $\triangle t$ — промежуток времени за который через поперечное сечение проводника проходит заряд q.

Найти N можно, если использовать известное соотношение из молекулярной физики:

\[\frac{N’}{N_A\ }=\frac{m}{\mu }=\frac{\rho V}{\mu }\left(2.2\right),\]

где $N’$- количество атомов в проводнике объем, которого V, плотность $\rho $, молярная масса $\mu $. $N_A$ — число Авогадро. По условию задачи $N=2N’$.

Найдем из (2.2) число свободных электронов:

\[N=2\frac{\rho V}{\mu }N_A\ \left(2.3\right).\]

Подставим (2.3) в (2.1), получим:

\[I=2\frac{\rho V}{\mu }N_A\frac{q_e}{\triangle t}=\frac{2\rho q_eN_ASl}{\mu \triangle t}\left(2.4\right),\]

где объем проводника найден как $V=Sl$, где $l$ — длина проводника. Выразим ее.

\[l=\frac{\mu \triangle tI}{2\rho q_eN_AS}\left(2.5\right).\]

Среднюю скорость движения электронов можно найти как:

\[\left\langle v\right\rangle =\frac{l}{\triangle t}=\frac{\mu I}{2\rho q_eN_AS}.\]

Ответ: $\left\langle v\right\rangle =\frac{\mu I}{2\rho q_eN_AS}.$

Силовые тренировки: обоснование текущих рекомендаций по фитнес-программам для взрослых

. 1997 февраль; 25 (2): 44-63.

doi: 10.3810/psm.1997.02.1137.

М С Фейгенбаум ¹ , М.Л. Поллок

принадлежность

• ¹ Кафедра здоровья и физических упражнений, Университет Фурмана, Гринвилл, Южная Каролина, 29601, США.

• PMID: 20086885
• DOI: 10.3810/псм.1997.02.1137

М. С. Фейгенбаум и соавт. ФизСпортмед. 1997 Февраль

. 1997 февраль; 25 (2): 44-63.

дои: 10.3810/psm.1997.02.1137.

Авторы

М. С. Фейгенбаум ¹ , М Л Поллок

принадлежность

• ¹ Департамент здоровья и физических упражнений, Университет Фурмана, Гринвилл, Южная Каролина, 29601, США.

• PMID: 20086885
• DOI: 10. 3810/псм.1997.02.1137

Абстрактный

Силовые тренировки являются эффективным методом развития силы опорно-двигательного аппарата и часто назначаются для фитнеса, здоровья, а также для профилактики и реабилитации ортопедических травм. Поскольку силовые тренировки являются неотъемлемым компонентом комплексной программы здравоохранения, продвигаемой крупными организациями здравоохранения (например, Американским колледжем спортивной медицины, Американской кардиологической ассоциацией, Центрами по контролю и профилактике заболеваний, Управлением главного хирурга США), недавно были опубликованы рекомендации для конкретных групп населения. был опубликован. Текущие исследования показывают, что среднестатистическому взрослому человеку, начинающему программу силовых тренировок, рекомендуются программы с одним подходом, выполняемые как минимум два раза в неделю, а не программы с несколькими подходами, потому что они требуют меньше времени, более экономичны и производят большую часть физической нагрузки. преимущества для здоровья и фитнеса. Целью этого типа программы является развитие и поддержание значительного количества мышечной массы, выносливости и силы для улучшения общей физической формы и здоровья, а не для оптимизации силы, мощности и гипертрофии. Включив назначение упражнений в консультирование пациентов, клиницисты могут еще больше повысить свою эффективность в качестве поставщиков медицинских услуг, ориентированных на профилактику.

Похожие статьи

• Предписание силовых тренировок для здоровья и болезней.

  Фейгенбаум М.С., Поллок М.Л. Фейгенбаум М.С. и соавт. Медицинские спортивные упражнения. 1999 янв.; 31(1):38-45. doi: 10.1097/00005768-199

  0-00008. Медицинские спортивные упражнения. 1999. PMID: 9927008 Обзор.

• Позиционный стенд Американского колледжа спортивной медицины. Модели прогрессии в тренировках с отягощениями для здоровых взрослых.

  Американский колледж спортивной медицины. Американский колледж спортивной медицины. Медицинские спортивные упражнения. 2009 март; 41 (3): 687-708. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181915670. Медицинские спортивные упражнения. 2009. PMID: 19204579 Обзор.

• Стенд Американского колледжа спортивной медицины. Упражнения и физическая активность для пожилых людей.

  [Нет авторов в списке] [Нет авторов в списке] Медицинские спортивные упражнения. 1998 июня; 30 (6): 992-1008. Медицинские спортивные упражнения. 1998. PMID: 9624662 Обзор.

• Тенденции в силовых тренировках — США, 1998–2004 гг.

  Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2006 Jul 21; 55 (28): 769-72. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2006. PMID: 16855525

• Текущий комментарий от Американского колледжа спортивной медицины. Август 1993 г. — «Профилактика спортивных травм у детей и подростков».

  [Нет авторов в списке] [Нет авторов в списке] Медицинские спортивные упражнения. 1993 авг; 25 (8 Дополнение): 1-7. Медицинские спортивные упражнения. 1993. PMID: 8371662

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Оценка аэробной способности при ожирении, какое выражение поглощения кислорода является лучшим?

  Чжоу Н. Чжоу Н. Спортивные медицинские науки. 2021 10 февраля; 3(3):138-147. doi: 10.1016/j.smhs.2021.01.001. электронная коллекция 2021 сент. Спортивные медицинские науки. 2021. PMID: 35784518 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Влияние рассмотрения отдельных переменных тренировки с отягощениями в целом на мышечную силу: систематический обзор и протокол метаанализа.

  Лиристакис П.М., Вундерзиц ДВТ, Задов Э.К., Мнацаганян Г., Гордон Б.А. Лиристакис П.М. и др. ПЛОС Один. 2022 20 января; 17 (1): e0262674. doi: 10.1371/journal.pone.0262674. Электронная коллекция 2022. ПЛОС Один. 2022. PMID: 35051219 Бесплатная статья ЧВК.

• Пассивные и активные упражнения одинаково эффективны для пожилых обитателей домов престарелых.

  Такахаши Т., Такэсима Н., Роджерс Н. Л., Роджерс М.Е., Ислам М.М. Такахаши Т. и др. J Phys Ther Sci. 2015 сен;27(9)):2895-900. doi: 10.1589/jpts.27.2895. Epub 2015 30 сентября. J Phys Ther Sci. 2015. PMID: 26504320 Бесплатная статья ЧВК.

• Протокол исследования гиперкифоза, упражнений и функций (SHEAF) рандомизированного контролируемого исследования мультимодальных упражнений для укрепления позвоночника у пожилых людей с гиперкифозом.

  Кацман В.Б., Виттингхофф Э., Кадо Д.М., Шафер А.Л., Вонг С.С., Гладин А., Лейн Н.Е. Кацман В.Б. и соавт. физ. тер. 2016 март;96(3):371-81. doi: 10.2522/ptj.20150171. Epub 2015 6 августа. физ. тер. 2016. PMID: 26251480 Бесплатная статья ЧВК. Клиническое испытание.

• Влияние периодических тестов на конкретные задачи на физическую работоспособность у пожилых людей, выполняющих упражнения с отягощениями на основе лент.

  Хасегава Р., Ислам М.М., Ватанабэ Р., Томияма Н., Тааффе Д.Р. Хасэгава Р. и соавт. J Старение Res. 2014;2014:171694. дои: 10.1155/2014/171694. Epub 2014, 29 января. J Старение Res. 2014. PMID: 24616808 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Измеритель силы валюты от MarketMilk™

Измеритель силы валюты от MarketMilk™

Forex и Crypto для начинающих

• Новости
• Торговля
• Обучение Forex
• Изучение Crypto
• Форумы
• Календарь
• Market Tools
• Market
• 0019
  • Sign In|Join

  Search for Symbols

  Market
  Snapshot

  Watchlists
  Overview

  Symbol
  Details

  Market

  Source

  Настройки

  Временной интервал

  Ценовой поток

  8 Основные валюты28 Валютные пары

  Отслеживайте силу всех 8 основных валют на рынке форекс.

  Все в режиме реального времени.

  Наш бесплатный измеритель силы валюты поможет вам определить, какие валюты являются сильными, а какие слабыми. Все 8 основных валют отслеживаются в режиме реального времени, а расчеты основаны на 28 валютных парах для определения общей силы каждой валюты.

  Измеритель силы валюты

  Какова общая сила или слабость отдельных основных валют сегодня ?

  AUDCADCHFEURGBPJPYNZDUSD

  График силы валюты

  Какая валюта была самой сильной за последние 30 дней ? Этот график позволяет сравнить относительную силу каждой основной валюты за определенный период времени.

  18 января 29 февраля 8

  Матрица силы тренда

  Каково текущее направление тренда каждой валюты? Бычий он или медвежий? И какова текущая сила тренда? Если валюта изображена справа, направление ее тренда бычье. И чем ближе он к правому верхнему углу, тем сильнее его сила бычьего тренда. Если валюта нанесена слева, направление ее тренда медвежье. И чем ближе он к левому нижнему углу, тем сильнее сила его медвежьего тренда.

  BearishBut WeakeningBullishBearishBullishBut Weakening

  Импульс тренда

  Импульс тренда относится к вероятности того, что цена продолжит двигаться в своем текущем направлении. Если валюта находится в бычьем или медвежьем тренде, тренд набирает или теряет импульс? Значения выше 50 указывают на повышательное давление покупателей или бычий импульс, а значения ниже 50 указывают на нисходящее давление продавцов или медвежий импульс.

  Показать значения

  Symbol8 соответствует

  0 Очень медвежий40

  Bearish50

  Bullish

  70Very Bullish200

  AUD

  030

  50

  70100

  CAD

  030

  50

  70100

  CHF

  030

  50

  70100

  EUR

  030

  50

  70100

  GBP

  030

  50

  70100

  JPY

  030

  50

  70100

  Nzd

  .