Конвертер ватт в амперы

I = P / (V × PF) для однофазного переменного тока, I = P / (√3 × V × PF) для трёхфазного и I = P / V для постоянного

P

Активная мощность, которую нагрузка действительно преобразует, в ваттах, — это число на табличке прибора, и именно оно совершает работу или даёт тепло. Это не то же самое, что вольт-амперы, которые обязано отдать питание: при коэффициенте мощности 0,9 питание несёт 2222 ВА, чтобы отдать 2000 Вт, а разница — это реактивная мощность, которая ходит туда-сюда и ничего не делает. Страница спрашивает активную мощность, то есть то, что написано на табличке, и ток считает именно из неё

V

Напряжение питания, а на трёхфазной цепи — линейное напряжение, те 400 В или 380 В, что измерены между двумя фазами, а не те 230 В, что измерены между фазой и нейтралью. Это второе место, где страница может ошибиться незаметно: введите фазное напряжение при трёхфазном питании, и ток выйдет сильно завышенным. Корень из трёх уже учитывает соотношение между этими двумя величинами, поэтому в выражение входит только одна из них, и знать надо, какая именно

PF

Коэффициент мощности, косинус угла, на который ток отстаёт от напряжения или опережает его, от 0 до 1. Именно он делает ток больше, чем следует из одной мощности: при 0,9 ток в 1/0,9 = 1,111 раза больше, чем взяла бы чисто активная нагрузка той же мощности, а при 0,5 он удваивается. У двигателей, трансформаторов и всего, где стоит импульсный блок питания, коэффициент мощности меньше единицы. На постоянном токе фазового сдвига нет, поэтому поле игнорируется — см. ограничения

2

Показатель корня в корне из трёх, и это самое важное число на странице. В симметричной трёхфазной цепи три фазных тока делят обратный путь, поэтому мощность равна корню из трёх, умноженному на линейное напряжение и на ток, а не трём фазным напряжениям, умноженным на ток. Деление на 1,732 вместо единицы делает ответ на 42 % меньше — или, если посмотреть с другой стороны, забытый множитель делает ток на 73 % больше, чем он есть, а это как раз то направление, в котором горит кабель

Этот расчёт нужен, когда прибор указан в ваттах, а знать надо, что он возьмёт: выбрать автомат, подобрать кабель, решить, можно ли повесить прибор на существующую линию, или разобраться, почему генератор отключается, хотя нагрузка вроде бы укладывается в его номинал. Он же отвечает на вопрос, с которым вас сюда отправляет калькулятор коэффициента мощности: активная мощность и коэффициент мощности вместе дают линейный ток напрямую. Единственное, что стоит решить до ввода цифр, — какое у вас питание, потому что это решение меняет ответ сильнее любого другого ввода, а ошибка в нём даёт совершенно правдоподобное число.

1. Значения по умолчанию: прибор на 2 кВт при 230 В, однофазное питание

   1. Активная мощность 2000 Вт при 230 В и коэффициенте мощности 0,9
   2. Знаменатель равен 230 × 0,9 = 207 В действующего напряжения
   3. Ток равен 2000 / 207 = 9,662 А
   4. Полная мощность — это напряжение на ток: 230 × 9,662 = 2222,2 ВА

   Две последние строки панели намеренно расходятся между собой, и разобраться почему — самый быстрый способ понять коэффициент мощности. Нагрузка преобразует 2000 Вт, а питание обязано отдать 2222,2 ВА, и разница в 222,2 ВА — это ток, который течёт, ничего не делая. Ради этого коэффициент мощности и существует отдельным полем: при 0,9 нужно на 10 % больше тока, чем следует из одних ватт, и кабель, автомат и генератор видят именно большее число.

2. Станок на 15 кВт на трёхфазной линии 400 В

   1. Активная мощность 15 000 Вт при трёхфазном питании 400 В, коэффициент мощности 0,85
   2. Знаменатель равен √3 × 400 × 0,85 = 1,7320508 × 400 × 0,85 = 588,90
   3. Ток равен 15 000 / 588,90 = 25,471 А
   4. Полная мощность равна √3 × 400 × 25,471 = 17 647,1 ВА

   Неверный ответ стоит настолько близко к верному, что это опасно. Уберите корень из трёх — и та же нагрузка прочитается как 44,118 А, ровно столько этот станок брал бы при однофазном питании, и в самом числе нет ничего подозрительного, если вы не знаете, какое у вас питание. Техник, подбирающий по 44 А, поставит автомат крупнее, чем нужно цепи, а слишком крупный автомат — это защитный аппарат, который больше не защищает. Поэтому тип питания и сделан обязательным полем, а не значением по умолчанию.

3. Светодиодная лента на 24 Вт от батареи 12 В

   1. Постоянный ток, поэтому не действует ни корень из трёх, ни коэффициент мощности
   2. Ток равен просто 24 / 12 = 2 А
   3. В миллиамперах это 2000 мА — именно эта строка и нужна в низковольтных работах
   4. Полная мощность совпадает с активной, 12 × 2 = 24 ВА, потому что фазового сдвига нет

   На постоянном токе две строки мощности схлопываются в одно число, и это не совпадение: полная мощность больше активной только из-за сдвига фаз между напряжением и током, а здесь сдвига нет. Поле коэффициента мощности на таком питании ни на что не влияет, и страница об этом говорит, а не заставляет вас догадываться: с 0,8 здесь выйдут те же 2 А, что и с 1, а расчёт, молча пропускающий видимое поле, был бы хуже расчёта, который объясняет, почему он его пропускает.

4. Активная нагрузка: 2300 Вт при коэффициенте мощности 1

   1. Нагреватель или лампа накаливания: ток совпадает по фазе с напряжением, коэффициент мощности 1
   2. Знаменатель равен 230 × 1 = 230, и выражение сводится к 2300 / 230
   3. Ток равен 10 А, а строка миллиампер — 10 000
   4. Полная мощность равна 230 × 10 = 2300 ВА, то же число, что и ватты

   Коэффициент мощности 1 — это потолок, а не типичное значение, и полезно увидеть, что он даёт: те же 2300 Вт при коэффициенте 0,9 взяли бы 11,111 А вместо 10. Активный нагрев — тот обычный случай, когда два числа совпадают, поэтому чайник или обогреватель можно указывать в ваттах и амперах как угодно, а двигатель нельзя. Поле не примет ничего больше единицы: коэффициент мощности больше единицы — это не проблема точности, а определение, которого не существует.

Коэффициент мощности берётся тем фиксированным числом, которое вы ввели, но у реального двигателя он падает вместе с нагрузкой, поэтому двигатель, работающий вполсилы, берёт на ватт больше тока, чем следует из его таблички. На постоянном токе поле коэффициента мощности игнорируется полностью, потому что у постоянного тока нет фазового сдвига, который оно описывало бы. Трёхфазные цепи считаются симметричными, с одинаковыми токами во всех трёх фазах; несимметричное питание или обрыв фазы требуют другого подхода. Пусковые токи, которые у двигателей на доли секунды в несколько раз больше рабочих, не моделируются вовсе. Ничего здесь не учитывает температуру среды и способ прокладки, а ведь именно они решают, что кабель действительно может нести.

Этот ток — настоящий или полный?

Это линейный ток, тот самый, что показал бы амперметр и который обязан нести автомат. На вход подаётся активная мощность в ваттах, а коэффициент мощности — отдельное поле на том же экране, поэтому деление на него уже стоит в выражении. Если бы вы ввели вместо этого полную мощность — вольт-амперы с таблички, — получился бы ток нагрузки с коэффициентом мощности 1, а это другое и меньшее число. Панель результата показывает и ток, и полную мощность, чтобы их можно было сверить между собой.

Почему трёхфазное питание так сильно меняет ответ?

Потому что в симметричной трёхфазной цепи три фазы делят обратный путь, и мощность равна корню из трёх, умноженному на линейное напряжение и на линейный ток, а не трём фазным напряжениям, умноженным на фазный ток. Деление на 1,732 вместо единицы делает ток на 42 % меньше при той же мощности. А вот забыть этот множитель — самая дорогая ошибка, какую эта страница позволяет: ток выходит на 73 % больше, число выглядит совершенно разумно, а выбранный по нему автомат оказывается завышен — то есть перестаёт защищать цепь.

Что происходит с коэффициентом мощности на постоянном токе?

Он игнорируется, и страница об этом говорит, а не делает вид, что учитывает его. Коэффициент мощности измеряет фазовый сдвиг между напряжением и током, у постоянного тока фазового сдвига нет, поэтому ток равен просто мощности, делённой на напряжение. С 0,8 и с 1 при питании постоянным током выйдет один и тот же ответ, и полная мощность совпадёт с активной. Поле остаётся на виду потому, что орган управления, который появляется при одном питании и исчезает при другом, доверия вызывает меньше, чем тот, про который написано, что он не работает.

Что вводить при трёхфазном питании — фазное напряжение или линейное?

Линейное, то есть между двумя фазами: 400 В на промышленной сети в Европе и Китае, 480 В в Северной Америке. Это напряжение между двумя фазами, а не те 230 В между фазой и нейтралью. Корень из трёх в выражении уже несёт соотношение между ними, поэтому, введя ещё и фазное напряжение, вы учтёте его дважды, и ток выйдет примерно в 1,7 раза больше нужного. Если у вас на руках только фазное напряжение, сначала умножьте его на корень из трёх.

Почему ток больше, чем мощность, делённая на напряжение?

Из-за коэффициента мощности. Активная мощность равна напряжению, умноженному на ток и на коэффициент мощности, поэтому ток равен мощности, делённой на произведение напряжения и коэффициента мощности: при 0,9 ток на 11 % больше наивного деления, а при 0,5 — вдвое больше. У двигателей, трансформаторов, дросселей люминесцентных ламп и импульсных блоков питания коэффициент мощности меньше единицы, поэтому промышленные предприятия и платят за полную мощность, и могут получить штраф за низкий коэффициент.

Можно ли посчитать пусковой ток двигателя?

Нет. Асинхронный двигатель на доли секунды, пока разгоняется, берёт в несколько раз больше рабочего тока, и именно этот бросок выбивает автоматы и сажает свет. Он зависит от конструкции двигателя и от того, что тот вращает, и никак не выводится из установившихся чисел на этой странице. Подбирайте кабель по здешнему рабочему току, а пусковой ток отдельно сверяйте с время-токовой характеристикой автомата: у этих двух вопросов разные ответы и разные источники.

Кабель обязан нести такой ток?

Да, и кабель — это следующая страница: полученное здесь число служит входом калькулятора сечения провода, который превращает его в наименьший проводник, удерживающий падение напряжения в заданном вами пределе. Сам здешний ток от кабеля не зависит вовсе — его задают нагрузка и питание, — а вот что кабель может нести долговременно, зависит от его изоляции, сечения и способа прокладки, поэтому эти два вопроса и задаются отдельно.

• AC power — the relationship between real power, apparent power and power factor, and why the line current is larger than the watts alone imply — Wikipedia
• Three-phase electric power — the line-to-line and line-to-neutral voltages, and where the square root of three comes from in a balanced system — Wikipedia
• OpenStax College Physics 2e, section 20.5, Alternating Current versus Direct Current — the comparison between the two supply types used on this page, including the domestic supply voltages — OpenStax