Напряжение толкает ток, ток совершает работу — греет, светит, крутит. Скорость этой работы и есть мощность.
Ватты
Мощность измеряется в ваттах (Вт), тысяча ватт — это киловатт (кВт). Считается просто:
P = U × I
То есть мощность — это напряжение, умноженное на ток. «Прибор на 2 кВт» — это про его мощность: при 230 В он потребляет около 8,7 А.
Где эта формула работает как есть, а где нужна поправка
P = U × I верна для постоянного тока и для переменного тока на активной нагрузке: обогреватель, чайник, лампа накаливания, электроплита. Там ток и напряжение «идут в ногу», и вся мощность превращается в работу.
Если же в приборе есть двигатель, трансформатор или импульсный блок питания, часть тока не производит полезной работы. Тогда добавляется коэффициент мощности cos φ:
- однофазная сеть: P = U × I × cos φ;
- трёхфазная сеть: P = √3 × U × I × cos φ.
Практический смысл: у такого прибора ток окажется больше, чем даёт простая формула. Именно поэтому в расчётах линии cos φ спрашивают отдельно.
В быту говорят «220 В» и «380 В», но номинальные значения сети — 230 В и 400 В. На бытовых расчётах разница невелика, однако допустимые отклонения напряжения задаются нормами конкретной страны.
Чем больше мощность при том же напряжении, тем больше ток — а значит, толще нужен провод и больше номинал автомата. Отсюда прямой мостик к калькуляторам сайта.
Проверьте на практике
Двигайте напряжение и ток — смотрите, как растёт выделяемая мощность. Обратите внимание: шкала показывает именно мощность, а не температуру.
Разберём на примере
Обогреватель на 2 кВт и светодиодная лампа на 10 Вт включены в одну и ту же розетку 230 В.
Шаг 1 — ваш прогноз
Во сколько раз отличается ток, который они берут?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шкала показывает мощность, а не температуру. Насколько сильно предмет нагреется, зависит ещё от охлаждения, материала, площади поверхности и времени работы — этого модель не считает.
Где формула P = U · I работает как есть. Для постоянного тока и для переменного тока на чисто активной нагрузке — обогреватель, лампа накаливания, чайник, электроплита.
Где нужна поправка. Если в нагрузке есть двигатель, трансформатор или импульсный блок питания, часть тока не производит полезной работы. Тогда P = U · I · cos φ, а для трёхфазной сети P = √3 · U · I · cos φ.
Про 220 и 230 В. В быту привычно говорят «220 В» и «380 В», но номинальные значения сети — 230 В и 400 В. Разница в расчётах невелика, однако конкретные допустимые отклонения определяются нормами вашей страны.
Шаг 3 — объяснение
При одинаковом напряжении ток пропорционален мощности: обогреватель берёт около 8,7 А, лампа — около 0,04 А. Именно поэтому линию рассчитывают под мощную технику, а не под освещение: сотня ламп даст меньший ток, чем один обогреватель. Это же объясняет, почему свет и розетки разводят разными группами.
Границы модели. Шкала показывает выделяемую мощность, а не температуру. Реальный нагрев зависит ещё от охлаждения, материала и времени работы, и модель этого не считает.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите: на кухне одновременно работают чайник 2 кВт, микроволновка 1,2 кВт и духовка 2 кВт. Какой ток наберётся на группе и что это значит для автомата 16 А?