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

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.

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.

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.

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.