Tìm hiểu kỹ về công suất tiêu thụ của thiết bị điện sẽ giúp bạn có hiểu biết hơn để tính toán sử dụng điện hợp lý. Vậy tính công suất tiêu thụ bằng cách nào? Maydochuyendung.com sẽ hướng dẫn bạn cách tính công suất tiêu thụ chi tiết của dòng điện, mạch điện.
Công suât tiêu thụ là gì?
Công suất tiêu thị được biết là một đại lượng biểu trưng cho tốc độ tiêu thụ điện năng của mạch điện. Công suất tiêu thụ được ký hiệu P.
Theo đó, công suất tiêu thụ trung bình của đoạn mạch sẽ được tính bằng trị số điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trên một đơn vị thời gian nhất định. Ngoài ra, công suất tiêu thụ điện năng còn được tính bằng tích giữa hiệu điện thế của 2 đầu đoạnh mạch nhất định khi có cường độ dòng điện đi qua.
Công suất tiêu thụ điện năng hiểu trưng cho tốc độ tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện
Khi tính công suất tiêu thụ điện năng, bạn sẽ cần nắm được tính công suất tiêu thụ của thiết bị điện, mạch điện, công suất tiêu thụ của dòng điện hay điện 3 pha. Đối với từng trường hợp khác nhau bạn sẽ áp dụng công thức tính khác nhau để có được kết quả chính xác.
Xem thêm: Công suất tiêu thụ của điều hòa, điều hòa inverter là bao nhiêu
Cách tính công suất tiêu thụ điện năng
Dưới đây là hướng dẫn cách tính công suất tiêu thụ của mạch điện, dòng điện và điện 3 pha. Từ đó, bạn có thể tự tính được mức điện tiêu thụ trong từng yếu tố.
Cách tính công suất tiêu thụ của các thiết bị điện
Công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch được tính bằng trị số điện năng được tiêu thụ trong một thời gian nhất định.
Sơ đồ tính công suất tiêu thụ của các thiết bị điện
Công thức tính:
P= A/t =U.I
Trong đó:
- P là công suất tiêu thụ, đơn vị: W
- A điện năng tiêu thụ, đơn vị: J
- T là thời gian sử dụng điện, ký hiệu:t
- U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị: V
- I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch.
Ta có: Cách quy đổi sang W
- 1KW = 1000W
- 1MW = 1.000.000W
Từ việc tính công suất tiêu điện năng, bạn có thể tính năng được các thiết bị điện tiêu thụ điện năng là bao nhiêu. Qua đó, bạn sẽ dễ dàng chọn được các thiết bị điện phù hợp với nhu cầu sử dụng điện của gia đình giúp tiết kiệm được chi phí tối ưu nhất. Bên cạnh đó, các xưởng sản xuất, nhà máy sẽ có được cách sử dụng hợp lý.
Để xác định giá trị của hiệu điện thế hay cường độ dòng điện, bạn có thể sử dụng đồng hồ đo ampe hoặc đồng hồ đo điện vạn năng để đo chính xác. Sử dụng đồng hồ đo điện dễ thực hiện cũng như đo nhanh chóng.
Công thức tính công suất của dòng điện
Tính công suất tiêu thụ của dòng điện sẽ giúp bạn nắm được mức điện năng tiêu thụ của các thiết bị điện khác nhau. Trong trường hợp
P = U.Icos[φu– φi] = UIcosφ
Trong đó:
- P là công suất của mạch điện xoay chiều, đơn vị: W
- U là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu của mạch điện xoay chiều, đơn vị: V
- I là cường độ hiệu dụng giữa hai đầu mạch điện xoay chiều: V
- cos φ: hệ số công suất của đoạn mạch xoay chiều.
Việc tính công suất điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều sẽ được tính giống với mạch điện của dòng điện không đổi: W = P.t. Hiện nay, để đo được điện năng tiêu thụ của các thiết bị điện trong hệ thống sẽ cần dùng công tơ điện. Khi đó, điện năng tiêu thụ sẽ được tính bằng đơn vị KWh.
Bạn có biết:1 số điện = 1 KWh = 1000[W].3600[s] = 3 600 000 [J].
Hướng dẫn cách tính công suất tiêu thụ của điện 3 pha
Điện áp 3 pha thường được sử dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp, nhà máy. Do vậy, khi công thức tính điện năng tiêu thụ của điện 3 pha được tính khác so với dòng đện và mạch điện.
Tính công suất tiêu thụ của điện 3 pha
Nguyên nhấn chính là các thiết bị dùng trong điện 3 pha sẽ có mức tiêu thụ rất cao. Hiện nay, tính công suất tiêu thụ của điện 3 pha sẽ được tính theo 2 cách như sau.
Cách 1
Ta có công thức:
P = [U1xI1 + U2xI2 + U3I3] x H
Trong đó:
- H: thời gian sử dụng điện, tính theo giờ.
- U: là mức điện áp. U1, U2, U3 là mức điện áp của các mức dòng điện 1 pha, 2 pha, 3 pha.
- I là cường độ dòng điện.
Cách 2
P = U.I.cosφ
Trong đó:
- I là Cường độ dòng điện hiệu dụng cho mỗi tải
- Cosφ là hệ số công suất trên mỗi tải.
Tương tự như cách tính công suất tiêu thụ dòng điện, công cơ điện cũng là thiết bị có thể đo được tổng điện năng tiêu thụ của các thiết bị điện. Bên cạnh đó, nếu bạn muốn đo điện áp, cường độ dòng điện của điện 3 pha có thể sử dụng đồng hồ vạn năng Kyoritsu, Hioki, Sanwa,... Đây đều là những loại đồng hồ đo điện đa năng để đo được các giá trị trong hệ thống mạch điện.
Ampe kìm đo công suất dòng điện
Ngoài việc mất nhiều thời gian để đo các giá trị, tính toán mất nhiều thời gian. Bạn có thể sử dụng các loại đồng hồ ampe để tiến hành đo được công suất dòng điện và mạch điện hoặc điện 3 pha. Điều này giúp bạn tiết kiệm tối đa thời gian và công suất.
Ampe kìm Tenmars TM-28E
Tenmars TM-28E là sản phẩm đến từ thương hiệu ampe kìmTenmars uy tín, chất lượng cao với khả năng đo công suất lên tới 400kW, đo điện áp, đo dòng, đo tần số. Sản phẩm nhỏ gọn, độ bền cao, thực hiện đo với thời gian nhanh chóng.
Ampe kìm Tenmars TM-28E
Ampe kìm Tenmars TM-28E có khả năng thực hiện các phép đo với điện áp AC từ 0.1mV - 600V, đo dòng điện từ 0.1A - 600A. Đồng hồ đo có màn hình lớn, chữ số hiển thị rõ ràng để dễ dàng quan sát các kết quả đo.
Thiết bị đạt tiêu chuẩn CAT III 600V, có khả năng đo liên tục, độ bền cao. Đây chắc chắn sẽ là dòng thiết bị mang lại hiệu quả đo công suất chính xác nhất, nhanh chóng nhất.
Xem thêm: Top 3 ampe kìm tốt nhất dùng trong công nghiệp
Ampe kìm đo công suất Hioki CM3286
Tiếp tục là dòng sản phẩm ampe kìm Hioki CM3286 nhỏ gọn, có khả năng đo được mạch điện, dòng điện xoay chiều. Với lợi thế đến từ thương hiệu ampe kìm Hioki - Nhật, sản phẩm có khả năng đo dòng điện 1 pha, 3 pha đạt tới 600A, đo được công suất từ 5KW, 1080kW.
Ampe kìm đo công suất Hioki CM3286
Đặc biệt, với công nghệ True RMS giúp thiết bị có thể đo được các dòng méo hoặc bị nhiễu vẫn đảm bảo dược độ chính xác. Ampe kìm Hioki CM3286 có độ bền cao, chống bụi, chống nước tốt với chỉ số IP54.
Thêm một điểm yêu thích ở thiết bị chính là bạn sẽ có thể phát hiện được dòng điện có đang bị trộng căp hay không? Dựa vào đó, bạn có thể thực hiện các phương pháp bảo vệ thiết bị điện cả gia đình.
Xem thêm: Phát hiện trộm cắp điện năng nhờ ampe kìm Hioki CM3286
Ampe kìm Fluke 345
Ampe kìm Fluke 345 cũng là một trong những loại ampe kìm có thể thực hiện đo công suất dễ dàng và nhanh chóng nhất hiện nay. Thiết bị có thể thực hiện đo được công suất 3 pha tích hợp với tải cân bằng để dùng trong hệ thống điện 3 pha như nhà xưởng, nhà máy,...
Ampe kìm Fluke 345 đo công suất điện 3 pha
Fluke 345 có khả năng đo được dòng điện DC/AC với mức điện thế đạt tới 2000A/1400A mà không cần ngắt mạch. Đây cũng là dòng ampe kìm Fluke đạt được chỉ số an toàn 600V CAT IV.
Bên cạnh đó, sản phẩm còn có khả năng thực hiện nhiều phép đo khác nhau như đo điện áp, tần số, điện trở, điện dung,,... hay đo được cả trong môi trường nhiễu điện. Ampe kìm có độ bền cao, dễ dàng sử dụng, khả năng cách điện tốt để đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Tìm hiểu cách tính công suất tiêu thụ điện năng sẽ giúp bạn có thêm kiến thức về cách tính điện năng tiêu thụ trong từng khoảng thời gian để sử dụng các thiết bị điện phù hợp. Đồng thời tham khảo các loại ampe kìm để đo công suất cũng như đo mạch điện, dòng điện hỗ trợ bạn trong quá trình lắp đặt và sửa chữa điện.
•Nếu mạch 3 pha có phụ tải là tam giác đối xứng. Trong trường hợp này ta chỉ cần đocông suất một nhánh ở phụ tải sau đó nhân 3 kết quả ta nhận được công suất tổng[hình.10-11]. ••Trong trường hợp phụ tải nối theo hình tam giác đối xứng mà ta muốn đo ởngoài nhánh phụ tải thì ta phải tạo ra một điểm trung ru giả bằng cách nốitínhvới hai pha điện trở bằng đúng điện trở của cuộn ápcủa watmet.Đo công suất trên một pha kết quả công suất bằng 3 lần công suất trên phađo [hình.10-12]. ••Ở hình 10-13 là biểu đồ vectơ của các dòng và áp của mạch 3 pha phụ tải hình tamgiác.Từ biểu đồ này ta có :iA = iAB + iAC[10-43]Công suất của watmet là:·•Ta biết rằng:••Thay vào ta có :•PA = U AN .I Acos [U AN .I A ] = U AN .I AcosϕU ANU AB=3;I A = I AB . 3U ABPA =.I AB . 3.cosϕ = U AB .I AB .cos ϕ3Vậy công suất tổng của cả mạch sẽ là :P∑ = 3PA = 3U AB .I AB .cos ϕ•[10-44][10-45]Nghĩa là với điểm trung tính giả ta có kết quả đo cũng giống như ta đo ở từng nhánhmột. •Dựa trên các công thức đã chứng minh ở trên [10-42] ta có thể đo công suất mạch3 pha bằng 2 watmet duy nhất.•Không phụ thuộc vào phụ tải [đối xứng hay không đối xứng, tam giác hay hình saokhông có dây trung tính] ta có thể đo công suất tổng bằng 2 watmet theo một trong 3cách mắc như ở hìh 10-14.•Theo cách thứ nhất ta lấy pha C làm pha chung, cách thứ hai là pha B, còn cáchthứ 3 là pha A.Công thức tổng sẽ tính theo công thức [10-42]. •Đo công suất bằng ba watmet :- Trong trường hợp mạch 3 pha có tải hình sao có dây trung tính. Nghỉa là mạch 3pha 4 dây. Để đo công suất tổng ta phải sử dụng 3 watmet.Công suất tổng đượctính bằng tổng ba watmet.- Cách mắc các watmet như hình 10-15.Cuộn áp của watmet được mắc vào cácđiện áp pha là U ,U AN ,U AN còn cuộn dòng là các dòng diện pha I A ,I B ,I C . DâyANtrung tính là dây trung cho các pha.- Công suất tổng sẽ là :P∑ = PA + PB + PC- Các phương pháp trên dây chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm. Trong thực tếngười ta sử dụng loại watmet có 2 [hoặc 3] phần tử. Tức là trong cùng một dụng cụđo có 2 [hoặc 3] phần tĩnh, còn phần động chung. Mô men quay tác động lên phầnđộng bằng tổng các mô men thành phần. II.Đo công suất phản kháng mạch 3 pha:•Công suất phản kháng mạch 3 pha có thể là tổng công suất phản kháng của từngpha.Q∑ = U A I A sin ϕ A + U B I B sin ϕ B + U C I C sin ϕC•Khi phụ tải đối xứng ta có :Q∑ = 3U P I P sin ϕ =3U d I d sin ϕ1. Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 1 watmet:Để đo công suất mạch 3 pha đối xứng ta có thể watmet tác dụng.Nếu cuộn dòng mắc vào pha A thì cuộn áp mắc vào 2 pha B và C còn lại.Trong trường hợp này số chỉ của Watmet đo sẽ là:PA = U BC I A cosψ = U d I d cos[900 − ϕ ] = U d I d sin ϕ = QAlà gốc lệch pha giữa các vectơCông suất toàn mạch :ψ = 900 − ϕu u uruu urU BC I AQ∑ = 3QA = 3U d I d sin ϕ 2. Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 2 watmet•Do cuộn áp không chung pha với cuộn dòng nên ta có :P1 + P2 = U BC I A cos[900 − ϕ ] + U AB I C cos[900 − ϕ ] = 2U d I d cos[900 − ϕ ] = 2U d I d sin ϕ•Công suất phản kháng toàn mạch :Q∑ =••3[P + P ]122Ta cũng có thể đo công suất phản kháng toàn mạch bằng 2 watmet nhưhình 6.11 [sgk/86].Với sơ đồ này cách mắc như khi đo công suất tác dụng, nhưng khác là khiđo công suất tác dụng nhưng khác với công suất đo tác dụng thì ta cộng sốchỉ của 2 watmet còn ở đây thì trừ.Q∑ = 3[ P1 − P2 ] 3.Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 3 watmet :•Khi phụ tải 3 pha không đối xứng thì dù mạch 3 dây hay 4 dây ta cũng cóthể dùng 3 watmet để đo công suất phản kháng của toàn mạch.Kết quảtổng chỉ số toàn mạch sẽ được tính như sau :Q∑ =••P +P +P1233Như vậy công suất phản kháng của toàn mạch 3 pha sẽ bằng tổng số chỉcủa 3 watmet chia cân 3.Trên cơ sở lí luận của việc đo công suất phản kháng 3 pha 3 dây và 3 pha 4dây . Người ta cũng có thể chế tạo ra công tơ phản kháng để đo nănglượng phản kháng mạch 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây từ 3 phần tử của côngtơ đo năng lượng tác dụng • III. TÌM HiỂU THÊM VỀ THIẾT BỊ PHÂN TÍCH CÔNGSUẤT KiỂU KẸP [HIOKO]•Dụng cụ đo điện bao gồm thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp, những dụng cụ nàydùng để đo các thông số điện chính như KVA, kW, PF, Hertz, KVAr, Ampe và Vôn.•Một số công cụ này còn dùng để đo sóng hài. Có thể sử dụng thiết bị cầm tay để đotức thì, hoặc có thể sử dụng các thiết bị khác tiên tiến hơn để đọc các thông số và incác thông số này sau các khoảng nhất định.•Hiện trên thị trường có một số công ty cung cấp các thiết bị khác. Một trong sốnhững thiết bị này là HIOKI 3286-20 Thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp [Hình 1]. •Thiết bị này được đo khi đang vận hành để đo các thông số điện khác nhau củađộng cơ, máy biến thế, và thiết bị gia nhiệt sử dụng điện. Không cần phải ngừnghoạt động của thiết bị khi tiến hành đo.•Hình 1 : Thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp [Hioko] Hình 2. Đo công suất ở mạch hai dây một pha [Hioki Ltd]