अपार्टमेंट, निजी घरों और अन्य विद्युतीकृत वस्तुओं के मालिकों को अक्सर मुख्य विद्युत मात्रा के मूल्यों का निर्धारण करने के मुद्दे का सामना करना पड़ता है, क्योंकि स्वीकार्य वर्तमान ताकत और ज्ञात वोल्टेज से बिजली की गणना करना या उलटा समस्या को हल करना बहुत सरल नहीं है।
घरेलू नेटवर्क और उपकरणों की विशेषताओं को ध्यान में रखे बिना प्रसिद्ध ओम के नियम का प्रत्यक्ष आवेदन गलत परिणाम दे सकता है।
इस सामग्री में, हम समझेंगे कि शक्ति क्या है और इस संकेतक की गणना कैसे करें के बारे में बात करते हैं।
मात्राओं की मूल अवधारणा
विद्युत गणना वर्तमान ताकत (I, एम्पीयर), वोल्टेज मान (यू, वोल्ट), शक्ति मूल्य (पी, वाट) और प्रतिरोध (आर, ओम) के बीच प्रसिद्ध संबंधों पर आधारित है। व्यावहारिक गणना में आमतौर पर पहले तीन के मूल्यों के ज्ञान की आवश्यकता होती है।
हम आपको चेतावनी देंगे कि सूचीबद्ध मूल्यों की संख्यात्मक अभिव्यक्तियाँ पर्याप्त नहीं हैं - हमें अतिरिक्त विशेषताओं की आवश्यकता है जो बिजली की खपत मोड को प्रकट करते हैं।
विद्युत प्रवाह
कंडक्टरों के एक पर्याप्त क्रॉस-सेक्शन की गणना और पावर नेटवर्क की एक विशेष शाखा के लिए सर्किट ब्रेकर की रेटिंग इस अनुभाग के लिए अधिकतम संभव वर्तमान के मूल्य के अनुसार किया जाता है। वायरिंग में आग की स्थिति को रोकने के लिए यह आवश्यक है, जिससे अक्सर आग लग जाती है।
मशीनों और आरसीडी के ऑपरेटिंग मापदंडों को नियामक आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाता है। अधिकतम संभव वर्तमान ताकत के आधार पर, कंडक्टर के अनुमेय क्रॉस-सेक्शन को निर्धारित करने के लिए, उत्पाद के निर्माता द्वारा प्रदान की गई तालिका का उपयोग करना आवश्यक है, क्योंकि केबल अक्सर तकनीकी विशिष्टताओं के अनुसार उत्पादित होते हैं, और GOST के अनुसार नहीं।
एक ही अंकन के बाद, GOST (बाएं) और TU (दाएं) के अनुसार निर्मित केबल नेत्रहीन और बुनियादी विशेषताओं में भिन्न होते हैं
चूंकि उपकरणों और नेटवर्क वोल्टेज द्वारा खपत की गई बिजली से विद्युत प्रवाह की ताकत की गणना करना संभव है, इसलिए इन दो संकेतकों के मूल्यों को सही ढंग से निर्धारित करना आवश्यक है।
घरेलू नेटवर्क में वोल्टेज
कई अपार्टमेंट मालिकों का मानना है कि घरेलू जरूरतों के लिए मानक चरण वोल्टेज लगभग 220 वी है। ज्यादातर मामलों में, यह सच है। यद्यपि द्वारा GOST 29322-2014 01.10.2015 से रूसी संघ के भीतर, ईईसी देशों के साथ संगत 230 वी प्रणाली के लिए संक्रमण होना था
मानक से 5% का विचलन किसी भी अवधि के लिए स्वीकार्य है, और 10% की अवधि 1 घंटे से अधिक नहीं है। इस प्रकार, पुराने नियमों के अनुसार, वोल्टेज मान 198 से 242 वी तक की सीमा में उतार-चढ़ाव हो सकता है, और वर्तमान GOST के अनुसार - 207 से 253 वी तक।
ऐसे मामले भी हैं जहां लंबे समय तक नेटवर्क में वोल्टेज मानक से काफी कम है। ऐसी स्थिति तब पैदा होती है जब शाखा से जुड़े बिजली के उपकरणों की कुल बिजली योजना की तुलना में बहुत अधिक होती है और जब उनमें से अधिकांश चालू होते हैं, तो "नेटवर्क ड्रॉडाउन" होता है।
यह समस्या बिजली की आपूर्ति के लिए जिम्मेदार संगठनों की जिम्मेदारी के क्षेत्र में उत्पन्न होती है, और यह ओवरलोडिंग वितरण ट्रांसफार्मर, सबस्टेशनों की गिरावट या तारों के अपर्याप्त क्रॉस-सेक्शन के साथ जुड़ा हुआ है।
एक कम इनपुट वोल्टेज न केवल वर्तमान शक्ति पैरामीटर और संभावित सुरक्षा ट्रिपिंग में बदलाव की ओर जाता है, बल्कि अतुल्यकालिक मोटर्स या जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स वाले बिजली के उपकरणों के त्वरित टूटने के लिए भी होता है।
वास्तविक वोल्टेज के मूल्य का पता लगाने के लिए, समय-समय पर वोल्टमीटर का उपयोग करना आवश्यक है। यदि संकेतक बहुत "चलने" हैं, तो एक ऊर्जा भंडारण उपकरण के कार्य के साथ स्टेबलाइजर या अधिक महंगा कनवर्टर का उपयोग करना आवश्यक है।
विद्युत उपकरणों की शक्ति की अवधारणा में संतुलन
बिजली का उपभोग करने वाले सभी उपकरणों में शक्ति के रूप में ऐसा पैरामीटर होता है। यह संकेतक जितना अधिक होगा, सर्किट से डिवाइस उतनी ही अधिक ऊर्जा लेगा।
तीन प्रकार की शक्ति हैं:
- सक्रिय (पी). यह विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण की दर को दूसरे रूप में दर्शाता है, उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय या थर्मल। अपरिवर्तनीय ऊर्जा लागतों की गणना करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए, और इसलिए डिवाइस की लागत। माप की इकाई डब्ल्यू है।
- प्रतिक्रियाशील (क्यू). यह स्रोत (ट्रांसफार्मर) से उपभोक्ता प्रतिक्रियाशील तत्वों (कैपेसिटर, मोटर वाइंडिंग्स) तक आने वाली ऊर्जा को चिह्नित करता है, लेकिन फिर लगभग तुरंत स्रोत पर लौट आता है। माप की इकाई W या var (डीकोडिंग - वोल्ट-एम्पीयर रिएक्टिव) है।
- पूर्ण (एस). यह उस भार को चिह्नित करता है जो उपभोक्ता सर्किट के तत्वों पर लगाता है। इसका उपयोग केबल के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की गणना करने और मशीनों की रेटिंग चुनने में किया जाता है, अर्थात वर्तमान ताकत की गणना सर्किट से जुड़े सभी विद्युत उपकरणों की पूरी शक्ति पर की जाती है। माप की इकाई W या V * A (V * A एक वोल्ट एम्पीयर है)।
इन सभी मापदंडों को वोल्टेज कोण और वर्तमान के बीच होने वाले चरण कोण के माध्यम से पुनर्गणना किया जा सकता है (च):
पी = एस * कॉस (च);
क्यू = एस * पाप (च);
एस2 = पी2 + क्यू2.
घरेलू उपकरणों के लिए, जिसमें कुल शक्ति सक्रिय से अधिक हो सकती है, रेफ्रिजरेटर, वाशिंग मशीन, फ्लोरोसेंट और कुछ ऊर्जा-बचत लैंप, साथ ही साथ बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स इकाइयां शामिल हैं।
इंजन आमतौर पर सक्रिय शक्ति और गुणांक का संकेत देते हैं। इस स्थिति में, कुल शक्ति की गणना निम्न प्रकार से की जाती है: S = P / cos (f) = 750 / 0.78 = 962 W
चोटी या शुरुआती शक्ति जैसी कोई चीज भी है। तथ्य यह है कि इंजन को तेज करने के लिए उनके रोटेशन को बनाए रखने की तुलना में बहुत अधिक प्रयास की आवश्यकता होती है। इसलिए, जब आप रेफ्रिजरेटर या वॉशिंग मशीन जैसे उपकरणों को चालू करते हैं, तो सर्किट के एक हिस्से पर लोड में अल्पकालिक उछाल होता है।
कामकाजी लोगों की तुलना में शुरुआती धाराएँ कई गुना अधिक हो सकती हैं। आवश्यक केबल क्रॉस-सेक्शन की गणना करते समय और मशीन की रेटिंग का चयन करते समय, इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।
ऐसा करने के लिए, आपको डिवाइस को शुरू करने और संचालन करने में सबसे बड़े अंतर के साथ निर्धारित करना होगा और इसे कुल मूल्य में जोड़ना होगा। अन्य उपकरणों की शुरुआती धाराओं को नजरअंदाज किया जा सकता है, क्योंकि विभिन्न उपभोक्ताओं से इंजन को शामिल करने पर एक साथ संचालन की संभावना लगभग शून्य है।
रैखिक और चरण संबंध
अब घरेलू वस्तुओं को तीन-चरण बिजली ग्रिड से जोड़ने की प्रथा ने लोकप्रियता हासिल की है।
यह निम्नलिखित कारणों से उचित है:
- बिजली की महत्वपूर्ण खपत। इस मामले में, केबल के बड़े क्रॉस-सेक्शन और ट्रांसफार्मर की उच्च सामग्री की खपत के कारण उच्च शक्ति के एकल-चरण नेटवर्क का योग बहुत ही तर्कहीन होगा।
- तीन चरणों से काम करने वाले उपकरणों की उपस्थिति। इस तरह के उपकरण को एकल-चरण सर्किट से जोड़ने के लिए सर्किट का कार्यान्वयन हस्तक्षेप से बहुत सरल और भयावह नहीं है, जो कि, उदाहरण के लिए, जब एक प्रेरण मोटर शुरू होता है।
तीन चरण के उपकरणों को जोड़ने के दो तरीके हैं - "स्टार" और "त्रिकोण"।
तीन चरणों में बिजली के संचरण के योजनाबद्ध आरेख। "तारा" और "त्रिकोण" नाम उन्हें इन वस्तुओं के साथ ज्यामितीय समानता के कारण प्राप्त हुए
स्टार-प्रकार सर्किट में, रैखिक और चरण धाराएं समान हैं, और रैखिक वोल्टेज चरण वोल्टेज से 1.73 गुना अधिक है:
मैंएल = मैंच;
यूएल = 1.73 * यूच.
यह सूत्र 50 हर्ट्ज: 220/380 वी (नए GOST: 230/400 V के अनुसार) की आवृत्ति के साथ घरेलू और कम वोल्टेज वाले औद्योगिक नेटवर्क के लिए प्रसिद्ध वोल्टेज अनुपात की व्याख्या करता है।
एक त्रिकोण प्रकार को जोड़ने पर, इसके विपरीत, वोल्टेज संयोग करता है, और रैखिक धाराएं चरण वालों की तुलना में अधिक होती हैं:
मैंएल = 1.73 * मैंच;
यूएल = यूच.
ये सूत्र केवल एक सममित चरण लोड के साथ लागू किए जा सकते हैं। यदि केबलों में वर्तमान खपत अलग है (असंतुलित रिसीवर), तो गणना वेक्टर बीजगणित के नियमों का उपयोग करके की जाती है, और परिणामस्वरूप बराबर वर्तमान को तटस्थ तार द्वारा मुआवजा दिया जाता है। हालांकि, जुड़े उपकरणों के साथ नेटवर्क के लिए, ऐसे मामले दुर्लभ हैं।
मुख्य राशियों का संबंध
आम उपभोक्ताओं द्वारा सामना की जाने वाली सबसे आम समस्या वास्तविक वर्तमान ताकत की गणना करना है। तो वोल्टेज और शक्ति के ज्ञात मूल्यों के अनुसार एम्परेज की सही गणना कैसे करें? कोर के क्रॉस सेक्शन और मशीन की रेटिंग के मूल्यों की पुष्टि करते समय इसे हल करना आवश्यक है, इस सर्किट में संचालित उपकरणों के बारे में तकनीकी जानकारी होगी।
वर्तमान ताकत की गणना के बाद, सबसे छोटा अनुमेय क्रॉस सेक्शन वाला केबल अक्सर चुना जाता है। हालांकि, यह हमेशा सही नहीं होता है, क्योंकि इस तरह के समाधान से महत्वपूर्ण सीमाएं होती हैं जब नेटवर्क में नए विद्युत उपकरणों को जोड़ना आवश्यक होता है।
कभी-कभी उलटा गणना करना और यह निर्धारित करना आवश्यक है कि कुल शक्ति एक ज्ञात वोल्टेज और अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान ताकत वाले उपकरणों से जुड़ी हो सकती है, जो मौजूदा तारों द्वारा सीमित है।
आप एक सरल सूत्र का उपयोग करके एकल-चरण सर्किट के लिए इन दो समस्याओं को हल कर सकते हैं:
मैं = एस / यू;
एस = यू * मैं,
कहाँ पे एस - सभी बिजली उपभोक्ताओं की कुल स्पष्ट शक्ति।
ओम के नियम को दर्शाते हुए पाई चार्ट और एकल चरण सर्किट के मापदंडों की गणना के लिए बिजली, वर्तमान, वोल्टेज और प्रतिरोध की निर्भरता को व्यक्त करना
तीन-चरण सर्किट में बिजली और वोल्टेज के ज्ञात या गणना मूल्यों से वर्तमान ताकत की गणना करने की समस्या को हल करने के लिए, आपको प्रत्येक चरण पर लगाए गए कुल भार को जानने की आवश्यकता है।
और केबल कंडक्टरों के आवश्यक क्रॉस-सेक्शन, और मशीन की न्यूनतम स्वीकार्य रेटिंग को देखते हुए, सबसे व्यस्त रेखा के साथ चुना जाता है:
एस = 3 * अधिकतम {एस1, एस2, एस3}.
मैं = एस / (यू * 1.73).
प्रत्येक चरण के लिए अनुमेय शक्ति की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है:
एस1,2,3 <एस / 3 = मैं * यू / 1.73,
कहाँ पे मैं - मौजूदा तारों के लिए अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान।
केबल क्रॉस-सेक्शन के चयन के लिए शक्ति द्वारा वर्तमान ताकत की गणना:
एक निजी घर के उदाहरण के रूप में विद्युत उपकरणों के समूहों की बिजली की खपत का निर्धारण:
मौजूदा मापदंडों की गणना तारों के मापदंडों को निर्धारित करने या किसी मौजूदा सर्किट में स्वीकार्य शक्ति को निर्धारित करने के लिए स्वतंत्र रूप से की जा सकती है। समस्या के सही समाधान के लिए, अभ्यास में उत्पन्न होने वाली बारीकियों को ध्यान में रखना आवश्यक है, न कि केवल "आदर्श" स्थितियों के तहत काम करने वाले प्रसिद्ध सूत्रों का उपयोग करें।
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