Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы (избежание перегрузок). Измерять мощность можно несколькими способами – прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр.

Измерение мощности в цепи постоянного тока

Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко. Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью измеряют ток I в цепи, а с помощью измеряют напряжение U нагрузки. После чего применив простую формулу P=UI и получают значение мощности.

Чтоб уменьшить из-за влияний внутренних сопротивлений устройств, приборы могут подключать по различным схемам, а именно при относительно малом сопротивлении нагрузки R применяют такую схему включения:

А при большом значении R такую схему:

Измерение мощности в однофазных цепях переменного тока

Главным отличием цепей переменного тока от сетей постоянного тока, пожалуй, заключается в том, что в переменном напряжении существует несколько мощностей – . Полную измеряют зачастую тем же косвенным методом с помощью амперметра и вольтметра и значение ее равно S=UI.

Замер же активной P=UIcosφ и реактивной Q=UIsinφ производится прямым методом, с помощью ваттметра. Для измерения ваттметр в цепь подключают по следующей схеме:

Где токовую обмотку необходимо подключить последовательно с нагрузкой R н, и, соответственно, обмотку напряжения параллельно нагрузке.

Замер реактивной мощности в однофазных сетях не производится. Такие опыты зачастую ставятся только в лабораториях, где ваттметры включают по специальным схемам.

Измерение мощности в трехфазных цепях переменного тока

Как и в однофазных сетях, так же и в трехфазных полную энергию сети можно измерять косвенным методом, то есть с помощью вольтметра и амперметра по схемам показанным выше. Если нагрузка трехфазной цепи будет симметричной, то можно применить такую формулу:

U л – напряжение линейное, I- фазный ток.

Если же фазная нагрузка не симметрична, то производят суммирование мощностей каждой из фаз:

При измерении активной энергии в четырехпроводной цепи при использовании трех ваттметров, как показано ниже:

Общей энергией потребляемой из сети будет сумма показаний ваттметров:

Не меньшее распространение получил и метод измерения двумя ваттметрами (применим только для трехпроводных цепей):

Сумму их показаний можно выразить следующим выражением:

При симметричной нагрузке применима такая же формула как и для полной энергии:

Где φ – сдвиг между током и напряжением (угол фазового сдвига).

Измерение реактивной составляющей производят по той же схеме (смотри рисунок в)) и в этом случае она будет равна разности алгебраической между показателями приборов:

Если сеть не симметрична, то для измерения реактивной составляющей применяют два или три ваттметра, которые подключают по различным схемам.

Процесс измерения активной и реактивной мощности

Производят измерения активной мощности цепи переменного напряжения. Они подключаются по тем же схемам что и ваттметры. Учет реактивной энергии в однофазных потребителей в нашей стране не ведется. Ее учет производят в трехфазных цепях крупных промышленных предприятий, потребляющих большие объемы электроэнергии. Счетчики активной энергии имеют маркировку СА, реактивной СР. Также широкое применение получают электронные счетчики электроэнергии.

Знать мощность требуется во многих случаях. Например: Для расчёта требуемых сечений кабеля электропроводки.

Для определения расхода электроэнергии (потребляемая мощность). Остановимся на потребляемой мощности подробней.

Обозначение мощности - английская буква P. Единица измерения - Ватт (W, Вт). 1000 Вт = Киловатт

Единица измерения использованной электроэнергии Киловатт-час. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа (мощность, умноженная на время).

Сейчас много бытовой техники. В таблице (опубликована в интернете, со многими данными можно поспорить) приведены ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники среднестатистической семьи. Указаны примерное время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

Конечно данные усреднённые, можно составить подобную таблицу для своей техники. Посчитать по новым данным. Если реальный расход и примерный расчёт на много отличаются, есть повод проверить счётчик.

Как можно измерить мощность в быту? Самый распространённый способ при помощи счётчика электроэнергии.

По современному счётчику электроэнергии можно узнать не только расход электроэнергии. Можно определить ещё несколько видов нужной информации.

Для примера фото шкалы одного современного счётчика:

Данный счётчик показывает показания в киловатт*часах по тарифам: 1 - дневной, 2 - ночной, 3 (4) тарифы. В Перми 3 тарифа. В других городах другое количество тарифов (выходные, праздничные дни и тд.) Существуют счётчики учитывающие большее количество тарифов.

Показывает мощность (Р) в Ваттах.

Е - kW*h показания, в случае, если счётчик используется в местности где однотарифный учёт. При многотарифном учёте это является суммой показаний тарифов. Этот показатель мы видим в данный момент на дисплее прибора.

6400 imp/(kW*h) Это передаточный коэффициент - количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*часе. Или число оборотов диска (импульсов индикатора) за которое счётчик насчитает один киловатт*час. Для данного счётчика - 6400 импульсов / КВт *час

Не все счётчики измеряют мощность. На всех обязательно указывается:

сколько оборотов сделает диск в одном КВт *час (для электромеханических счётчиков).

Количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*час (для электронных счётчиков).

При наличии этих данных и секундомера можно определить мощность.

Есть токоизмерительные клещи? Тогда можно сравнить фактическую мощность и мощность, учитываемую счётчиком. Значит, с точностью достаточной для домашних условий, проверить счётчик.

Возникли сомнения в точности счётчика электрической энергии? Уверены в своих силах и имеете навыки работы с приборами? Тогда приступаем к замерам, расчётам и проверке счётчика.

Замеры нужно проводить при включенной активной нагрузке. Например, лампы накаливания (только не энергосберегающие и светодиодные). Можно также включить утюг, бытовой нагреватель или чайник, но они могут нагреться и выключиться в самый не подходящий для нас момент. Реактивная нагрузка (техника с электродвигателями и трансформаторами - холодильник, пылесос, стабилизатор …) внесёт дополнительные погрешности.

Данные измерений 1,3 А (I = 1.3 Ампера)

Измеряем напряжение:

Данные измерений 220 В (U = 220 Вольт)

Считаем мощность фактическую: Pф = U*I / 1000 220*1.3 / 1000 = 0.286 КВт (286Вт)

Считаем мощность, учитываемую счётчиком. Воспользуемся следующей формулой:

Pу = (3600*N)/(A*T), = (3600*16) / (6400*30) = 0,3КВт (300 Вт)

где: T - время, за которое произойдёт N импульсов (оборотов), измеряется в секундах;

A - передаточное число счётчика, в нашем случае 6400; N - в нашем случае 16 импульсов за 30 секунд.

Проверим отклонения P = (Pу - Pф) / Pф = (0,3 - 0,286 / 0,286) * 100 = 1.4 %

Результат не должен превышать 10%. Нормальный результат.

Мы конечно не лаборатория. В лаборатории приборы точнее и вовремя поверяются. Наши приборы имеют погрешность, может даже недопустимую. Для «домашнего использования» можно сделать вывод - счётчик нормальный, надо проверять проводку, электроприборы.

Для проверки электроприборов и проводки лучше вызвать специалиста. Причин может быть много. Для определения и устранения основной причины требуется опыт, приборы, знания и умения.

Осипенко Сергей Яковлевич

Порой при расчетах за потребленную электроэнергию возникает недоумение, куда были израсходованы все те киловатты, за которые приходится платить довольно немалые деньги. Именно в эти моменты возникает желание проверить верность данных учета, определить мощность, потребленную домашними электроприборами. Именно поэтому сегодня мы намерены рассказать о тех способах определения, которые доступны любому квартиро- и домовладельцу.

Паспортные данные электроприборов

Мы прекрасно понимаем, что советуя взглянуть в паспорт домашних электроприборов, мы вовсе не открываем Америку. Однако, как ни странно, хозяева квартир и домов об этом забывают.

Если же паспорта не сохранились или не удается найти, то отчаиваться не стоит, поскольку существует еще 3 способа узнать, какой из домашних приборов наиболее прожорлив и сколько потребляет каждый из них.

Как определить мощность, вспомнив закон Ома

Второй способ состоит в том, чтобы определить потребляемую мощность, воспользовавшись законом Ома. Как известно, для определения мощности (Р) следует знать величину напряжения (U) и тока (A) в сети:

P = U × A

Величина напряжения известна заранее. Она составляет 220 вольт. Величину же тока можно рассчитать, воспользовавшись формулой, хорошо знакомой из школьного курса физики:

где R – величина сопротивления.

Итак, чтобы сделать необходимый расчет, потребуется измерить сопротивление, что можно сделать, воспользовавшись мультиметром.

Определение потребляемой мощности с помощью электросчетчика

Вероятно, многие из вас замечали, что на большинстве моделей современных электросчетчиков имеются световые индикаторы. Но далеко не все знают, что определенное число его вспышек (чаще всего 3200) в час соответствует одному киловатту.

При необходимости определить мощность, потребляемую каким-то домашним электроприбором, остальные приборы, имеющиеся в доме, следует отключить. Посчитав количество вспышек индикатора за 15 минут и умножив это число на 4, можно установить их количество в час. Исходя из полученной величины, можно определить и мощность заинтересовавшего вас прибора.

Без подсчетов замер потребляемой мощности можно выполнить с помощью бытового ваттметра, если он у вас имеется под рукой.

Использование токовых клещей

Определить мощность, потребляемую тем или иным прибором, можно и с помощью токовых клещей. Для этого в одном из проводов, питающих прибор, производится измерение величины тока.

Итак, мы описали вам четыре самых доступных способа, позволяющих определить мощность, расходуемую электроприборами вашего дома. Они помогут вам достоверно установить те устройства, аппетиты которых наиболее велики.

Здравствуйте коллеги, хочу рассказать вам о своем маленьком опыте по реальному измерению мощности домашних электроприборов и своего компьютера.

Преамбула
После выставления мне больших счетов за электроэнергию я решил провести ревизию своих электроприборов и проверить какой прибор сколько потребляет реально и сколько все это мне будет стоить. В итоге решил приобрести локальное (то есть вставляемое в розетку, а не в электрический щиток) устройство подсчета кВт.ч.

Выбор устройства
То, что продается в магазинах моего города, мягко говоря, меня совсем не устраивало по цене (от 1к руб) да и по функционалу, посему купил у китайцев нечто EU Version Power Balance Energy Meter всего за 600р. Немного об устройстве. Девайс позволяет замерять мощность от 1 Вт до 3кВт, хранит информацию о потреблении электроэнергии за сессию и за все время, считает стоимость израсходованной электроэнергии по заданной цене кВт.ч., показывает напряжение в сети, есть куча алярмов по превышению какого-либо порога. В общем очень удобный.

Измеряем все и вся
Лампа
Первое, что я решил измерить - это насколько прибор реально показывает мощность электроприбора. Берем обычную лампу накаливания и проверяем

Ага, отлично, видим, что прибор показывает точно и нет ни каких двойных стандартов в измерении мощности в РФ и Китае.

Компьютер
Тут сразу хочется отметить, что домашний комп у меня очень специфический и, думаю, у большинства все-таки нормальные ЭВМ. Так вот, имею supermicro x6dvl-eg, 2 х Xeon 3Ггц, 4GB ECC, 2 HDD, 500Вт FSP, radeon 5670 512Mb. Короче старая серверная мамка оставшаяся от погибшего сервера, перепаянная и возвращенная в строй.
Монитор DELL U2212HM

Включаем комп через прибор и смотрим потребление мощности.

Вопрос: А зачем мне блок питания на 550 Вт, если вместе с моником система не выходит ну край в 400 Вт? Обман потребителей?
Вообще результаты печальны: вся эта система в среднем потребляет 250 Вт. Что многовато.

Решил прибор оставить в сети и посмотреть, сколько набежит за длительный период. В итоге имеем
12 дней аптайм, из них 3-ое суток режим торента, остальные по 2-4 часа в день, потребление электроэнергии за 12 дней составило 24кВт.ч что в пересчете из стоимости 2.22 за кВт.ч (у меня) выходит 60р.

Рассчитаем стоимость в месяц. Получим 60/12*31=155р. Вот такая занимательная математика. то есть подключая дома инет за 400р/мес имеем накладные расходы на комп еще 155р за электроэнергию при не сильной эксплуатации.

Другие электроприборы
Померив комп, задался целью померить все электроприборы в доме. Результаты удивили. ВСЕ приборы, что я замерял, оказывается, имеют мощность меньше заявленной производителем примерно на 20%! Грабеж господа! Были замерены на полную мощность: утюг, стиральная машина, микроволновка, пылесос.
Единственный электроприбор, которой соответствовал заявленной мощности, оказался советский самовар 1978 года выпуска. Нагревательный элемент его по паспорту 1кВт, по факту 950Вт.
В качестве шутки - померил стоимость стирки 15 пар носков (одновременно) в стиральной машинке. Вышло 2 руб.

Обновлено 29.09.2012
По просьбам хабровчан выкладываю результаты замеров

Вот, если кого-то заинтересуют замер какого либо прибора, думаю, при наличии последнего, смогу выложить информацию.

Мультиметр - это прибор для измерения различных электрических параметров. Он позволяет измерить постоянное и переменное напряжение, силу тока, сопротивление, а также множество специфических параметров, таких как работоспособность диодов, транзисторов, частоту сигналов. Для того чтобы знать, как измерить силу тока мультиметром, необходимо разобраться в основных принципах работы этого прибора.

Силу тока важно измерять при контроле правильной работоспособности приборов. Часто нужно проверить уровень зарядного тока аккумулятора для машины, ноутбука, планшета, power-bank .

Измерение тока различного характера производится разными способами внутри измеряющего прибора. Поэтому на мультиметре всегда есть элемент, задача которого выбрать параметр, режим измерения и уровень сигнала. Иногда, в более совершенной аппаратуре, уровень сигнала определяется автоматически.

Обычно параметр и режим измерения выбираются поворотом ручки на корпусе мультиметра. Выбираемые характеристики сгруппированы по их типам. Обозначаются они, как правило, так:

Чтобы померить нужные показатели , сначала нужно определить, ток какого типа протекает в проверяемой цепи. Это зависит от источника питания цепи. Например, аккумуляторы и батарейки - это постоянные источники питания. Для измерения постоянного тока нужно установить поворотную ручку мультиметра на значок A -, DCA или I -, или нажать кнопку на передней панели, соответствующую нужному режиму. Как переменный, так и постоянный ток измеряется в амперах. Поэтому значение на экране измерительного прибора будет отображаться в этой величине.

Чтобы понять, как замерить амперы мультиметром, нужно знать, что ток на участке цепи всегда одинаков. При включении амперметра в цепь последовательно (то есть щупы прибора присоединить к разным точкам разрыва цепи), он не будет создавать ощутимого изменения параметров схемы. При этом сможет отобразить верное значение протекающего тока. Важно присоединить измеритель в правильной полярности, то есть красный щуп - к ветви, которая идет к плюсу источника питания, а черный - к минусу. В противном случае прибор покажет отрицательные значения.

При подготовке к измерению очень важно знать, какой уровень сигнала нужно проверить. Если в цепи протекают миллиамперы, то красный щуп нужно подключить к гнезду измерителя, на котором написано V Ω мА, или стоит конкретный предел измерения (обычно это 300 - 400 мА). Если проверяется силовая цепь, значения в которой измеряются единицами ампер, то щуп нужно присоединить к гнезду с надписью, А или NA (обычно тут протекает от 5 до 10 ампер). Пренебрежение этим правилом может вывести из строя измерительный прибор. Существуют и более мощные амперметры, но они используются для специальных целей.

Правильно подключив прибор можно приступать к работе . Порядок действий, как замерить ампераж мультиметром, таков:

1. Установить щупы в подходящие гнезда измерителя, соответствующие уровню сигнала.
2. Выбрать режим постоянного тока регулятором или нажатием соответствующей кнопки на передней панели.
3. При необходимости следует выбрать уровень измеряемого сигнала регулятором или кнопкой. Уровень нужно выбирать чуть выше ожидаемого значения.
4. Подсоединить мультиметр в разрыв цепи ветви схемы, соблюдая полярность подключения.
5. Включить источник питания.

Для того чтобы оценить работоспособность простейшего переносного аккумулятора - батарейку мультиметром, достаточно проверить ее вольтаж и ампераж , при этом необязательно использовать нагрузку. Для проверки нужно установить красный провод в отверстие с надписью, А (NA), выбрать режим постоянного тока и предел измерений на передней панели мультиметра, и приложить щупы в соответствии с полярностью к выводам элемента питания - красный к плюсу, черный к минусу. Через несколько секунд на экране измерителя отобразится генерируемый элементом постоянный ток.

Если значения находятся в диапазоне 4 - 6 ампер, то батарейка «свежая» и готова к работе. При показаниях ниже 4 ампер ее можно использовать только в приборах пониженной мощности. При значениях ниже 2,5 А лучше отказаться от использования такого элемента.

Корректные значения напряжения должны соответствовать указанным на батарейке.

Среди параметров аккумуляторов выдаваемый ток является немаловажным . Проверить его можно мультиметром, но при этом последовательно с измерителем нужно подключить нагрузку. Нагрузкой может выступать обычная лампа накаливания. Ее сопротивление не превышает нескольких сотен Ом, и его тоже можно измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления. Для этого нужно приложить щупы измерителя к резьбе цоколя лампы и центральному выводу. На экран будет выведено значение сопротивления.

Если считать сопротивление мультиметра не вносящим больших изменений в значения тока, то его величина должна быть равна:

I = U / R, где I - ток в цепи, ампер, U - напряжение, выдаваемое аккумулятором, а R - сопротивление нагрузки (лампы).

С этой расчетной величиной нужно сравнивать показания измерительного прибора. Если показания отличаются - возможен недозаряд аккумулятора.

Также можно проверить ток утечки аккумулятора. Если отцепить плюсовую клемму, и между ней и плюсовым выводом АКБ установить мультиметр, то он покажет утечку в бортовую сеть автомобиля. Вытаскивая предохранители в авто, можно даже узнать, какова величина утечки в разных частях бортовой сети. При некотором опыте реально не только узнать, как измерить амперы мультиметром, но и определять причины некоторых неисправностей электрики авто.

Замер тока при зарядке аккумулятора

Большинство зарядных устройств для аккумулятора автомобиля имеют индикаторы, отображающие параметры зарядки. Но если они неисправны или отсутствуют, ток заряда может показать мультиметр. При подзаряде аккумуляторной батареи можно включить в цепь зарядки измерительный прибор. Для отображения верных показаний нужно:

1. Установить красный щуп в отверстие прибора, маркированное надписью, А (NA), черный щуп обычно подключается к входу с надписью COM;
2. Выбрать режим измерения постоянного тока и уровень сигнала;
3. Последовательно соединить плюсовую клемму зарядного с черным щупом мультиметра, красный щуп измерителя соединить с плюсовым выводом аккумулятора, а минусовой вывод АКБ соединить с минусовой клеммой зарядного устройства;
4. Далее, нужно включить зарядник в сеть. Мультиметр отобразит ток, который не должен превышать 10% от значения емкости АКБ.

Часто возникают ситуации, когда необходимо проверить электрическую сеть здания. Таковой является и обычная электрическая сеть в многоквартирных домах. Зная о том, как замерить силу тока мультиметром в переменной сети, можно делать мелкий ремонт проводки дома.

Электрическую розетку также нельзя проверять без нагрузки . Лучшей нагрузкой для переменной сети будет лампа накаливания. Для измерений нужно выполнить следующие действия:

Так как напряжение в сети имеет переменную синусоидальную форму, то измерительный прибор показывает действующее значение, которое в 1,41 раза меньше амплитудного значения.

По предложенной методике можно делать проверки любой переменной цепи, включающей трансформаторы, индуктивности, асинхронные и синхронные двигатели.

Значения постоянного и переменного напряжения также можно узнать с помощью мультиметра. Для этого нужно:

Мультиметр - незаменимый прибор для эффективной работы с электрическими цепями и сигналами. С помощью такого устройства можно быстро выявить неисправность, определить нужные параметры сигналов, поэтому его важно всегда иметь под рукой.