Што е Amp Draw?

Повлекувањето на засилувачите е количината на електрична струја што уредот ја влече од извор на енергија, мерена во ампери (ампери). Ова мерење зависи од потрошувачката на енергија на уредот во вати и напонот на изворот на енергија што го снабдува. Разбирањето на црпењето на засилувачите ви помага правилно да ги димензионирате електричните кола, да изберете соодветни извори на енергија и да спречите преоптоварување на системот.

Електричните системи функционираат во специфични граници на струја. Секој прекинувач, жица и извор на напојување има максимална оцена за струја. Кога засилувачот на уредот ги надминува овие граници, колата се прекинува, жиците се прегреваат или опремата откажува.

Размислете за коло за домаќинство оценето за 15 ампери. Ако поврзете уреди кои збирно црпат 18 ампери, прекинувачот се активира за да спречи оштетување на жицата. Овој заштитен механизам постои бидејќи електричната струја генерира топлина во проводниците. Поголемата струја значи повеќе топлина, а прекумерната топлина ја деградира изолацијата, создава опасност од пожар и го скратува животниот век на опремата.

Кај-системите напојувани од батерии, засилувачот директно влијае на времето на работа. Уред што црпи 10 ампери од батерија од 100 Ah ќе ја исцрпи за приближно 10 часа под идеални услови. Двојно повлекување на засилувачот на 20 ампери, а времето на работа се намалува на 5 часа. Овој однос ги прави пресметките за цртање на засилувачите од суштинско значење за големината на батериите во рекреативни возила, чамци, соларни системи и електрични возила.

Основната врска помеѓу засилувачите, ватите и волтите следи јасна формула:

Засилувачи=вати ÷ волти

Оваа формула произлегува од равенката за моќност P=V × I, каде што P е моќност во вати, V е напон, а I е струја во ампери. Преуредувањето дава I=P ÷ V.

За практичен пример, земете микробранова печка од 1200 вати вклучена во стандарден штекер од 120 волти:

1200 вати ÷ 120 волти=10 ампери

Микробрановата печка црпи 10 ампери за време на работата. Оваа пресметка претпоставува дека уредот работи со номиналната моќност и напонот останува константен.

Формулата малку се менува за уреди со наведен отпор наместо моќност. Користејќи го законот на Ом (V=I × R), можете да пресметате засилувачи како:

Засилувачи=волти ÷ Отпор

Апарат од 40 оми поврзан со штекер од 220 волти црпи:

220 волти ÷ 40 оми=5.5 ампери

Различни апликации бараат различни пристапи за пресметување на извлекувањето на засилувачите. Еве неколку сценарија кои покажуваат како се применува основната формула.

Грејач на простор од 1500 вати на коло од 120 волти: 1500 W ÷ 120 V=12.5 ампери

LED сијалица од 100 вати на истото коло: 100W ÷ 120V=0.83 ампери

Електрична машина за сушење со моќност од 5000 вати на коло од 240 волти: 5000W ÷ 240V=20.8 ампери

Сончев панел од 200 вати со максимален напон од 20,4 волти произведува: 200W ÷ 20,4V=9.8 ампери

Ова ја претставува максималната излезна струја на панелот под оптимални услови. Вистинското извлекување на засилувачите зависи од поврзаното оптоварување и конфигурацијата на системот.

Електричните алатки често го специфицираат напонот без да ја наведат моќноста. Безжична дупчалка која користи a36 волти литиум-јонска батеријасистем и оценет на 720 вати црпи: 720W ÷ 36V=20 ампери

Овој засилувач помага да се одредат барањата за капацитет на батеријата. Батеријата од 60 Ah теоретски може да ја напојува оваа вежба за 3 часа континуирана употреба, иако практичното време на работа е обично 60-70% од теоретскиот максимум поради загубите во ефикасноста и системите за заштита на батериите.

Мотор за тролање оценет со потисок од 112 фунти обично работи на систем од 36 волти и црпи приближно 52 ампери со максимална моќност. Вистинската потрошувачка на енергија е: 52A × 36V=1872 вати

Оваа пресметка работи обратно - ако ги знаете влечењето на засилувачите и напонот, множете се за да ја најдете моќноста. Ова станува важно при одредување на големината на батериите за чамци и РВ кои користат системи од 36 волти.

Неколку променливи влијаат на тоа колку струја всушност влече уредот за време на работата. Основната формула дава почетна точка, но реалните-светски услови предизвикуваат компликации.

Флуктуации на напонот

Изворите на енергија не одржуваат совршено константен напон. Со празнење на батериите, напонот паѓа. Уредот на кој му треба 100 вати ќе повлече повеќе засилувачи како што се намалува напонот за да се одржи истата излезна моќност. На 12 волти влече 8,3 ампери. Како што напонот се намалува до 11,5 волти, истиот уред влече 8,7 ампери. Оваа зголемена струја го забрзува трошењето на батеријата.

Почетна струја наспроти тековна струја

Моторите и компресорите црпат значително повеќе струја за време на стартувањето отколку при стабилна работа. Моторот на ладилникот може да повлече 15 ампери за 2-3 секунди при стартување, а потоа да се смири на 3-4 ампери при нормално работење. При одредување на големината на кола и избирање на прекинувачи, земете ја сметката за оваа налетна струја. Многу спецификации на опремата ги наведуваат и стартните засилувачи и засилувачите што работат.

Услови за оптоварување

Електричните мотори црпат различни количини на струја врз основа на механичкото оптоварување. Неоптоварениот мотор со дупчалка црпи минимална струја. Под силен притисок на дупчење, струјата значително се зголемува. Ова променливо оптоварување го отежнува предвидувањето на точното извлекување на засилувачите без мерење на реалните работни услови.

Температурни ефекти

Перформансите на батеријата и електричниот отпор варираат со температурата. Ладните батерии имаат поголем внатрешен отпор, што влијае на нивната способност да даваат струја. Отпорот на жицата, исто така, се зголемува со температурата, иако ова обично е поважно во високо-тековните индустриски апликации отколку во кола за домаќинствата.

Фактор на моќност во AC системи

Системите со наизменична струја воведуваат фактор на моќност, што ја претставува ефикасноста на искористувањето на енергијата. Индуктивните оптоварувања како што се моторите и трансформаторите имаат фактори на моќност помали од 1,0, што значи дека црпат повеќе струја отколку што сугерираат едноставните пресметки. Мотор од 3730 вати на 240 волти теоретски црпи 15,5 ампери. Со типичен фактор на моќност на моторот од 0,85, вистинската струја станува: 3730W ÷ (240V × 0,85)=18.3 ампери

Оваа разлика од 18% може да резултира со помали жици ако се игнорираат.

amp draw

Усогласувањето на повлекувањето на засилувачите со капацитетот на изворот на енергија бара разбирање и на барањата за континуирана и максимална струја. Изворите на енергија имаат максимални оценки за струја кои не треба да се надминуваат подолги периоди.

Димензионирање на прекинувачот

Резиденцијалните кола обично користат прекинувачи од 15 или 20 засилувачи. Комбинираниот засилувач на сите уреди на колото не треба да надминува 80% од рејтингот на прекинувачот при континуирано работење. На коло со 15 засилувачи, ограничете го континуираното оптоварување на 12 ампери. На коло од 20 ампери, останете под 16 ампери.

Повеќе уреди на исто коло бараат додавање на нивните индивидуални засилувачи. Колото што напојува грејач на простор од 12-ампери, светилка од 1,5 засилувачи и полнач за телефон од 0,8 ампери има вкупно оптоварување од 14,3 ампери - прифатливо за коло од 20 ампери, но го надминува безбедниот капацитет на коло од 15 засилувачи.

Избор на капацитет на батеријата

Спецификациите на батеријата го наведуваат капацитетот во засилувач-часови (Ah), што покажува колку ампери батеријата може да испорача за еден час. Батеријата од 100 Ах теоретски може да обезбеди 100 ампери за 1 час, 50 ампери за 2 часа или 10 ампери за 10 часа.

Практичниот капацитет е помал од номиналната вредност. Оловните-киселински батерии не треба да се испразнуваат под 50% капацитет за долговечност. Литиумските батерии обично дозволуваат 80-90% длабочина на празнење. Оловно-киселинската батерија од 100 Ah ефикасно обезбедува употреблив капацитет од 50 Ah, додека литиумската батерија со истиот рејтинг нуди 80-90Ah.

За уред кој црта непрекинато 20 ампери, литиумската батерија од 100 Ah обезбедува приближно 4 часа работа (80Ah употребливи ÷ 20A=4 часа). Секогаш поставувајте безбедносна маргина за неочекувани оптоварувања или загуби на ефикасност.

Барања за мерач на жица

За повисоко извлекување на засилувачите потребна е подебела жица за да се справи со струјата без прекумерен пад на напон или создавање топлина. Американскиот систем за мерач на жици (AWG) го оценува капацитетот на жицата. За системи од 12 волти:

18 AWG жица: безбедна за до 10 ампери

14 AWG жица: безбедна за до 15 ампери

12 AWG жица: безбедна за до 20 ампери

10 AWG жица: безбедна за до 30 ампери

Овие оценки претпоставуваат разумни должини на жици (под 10 стапки). Подолгите жици бараат подебел мерач за да се компензира отпорот на растојание.

Системите кои работат на 36 волти најчесто се појавуваат во електрични велосипеди, колички за голф, електрични алати и морски апликации. Повисокиот напон го намалува протокот на струја за исто ниво на моќност, што нуди неколку предности.

Оптоварување од 1000 вати на систем од 12 волти црпи 83,3 ампери. Истото оптоварување на систем од 36 волти црпи само 27,8 ампери. Ова трикратно намалување на струјата значи помала жица, полесни кабли, намалено производство на топлина и помали загуби на енергија за време на преносот.

Апликации за литиум-јонски батерии од 36V

Модерните пакувања на литиум-јонски батерии на 36 волти се состојат од 10 ќелии во серија (конфигурација 10S), при што секоја ќелија е номинална од 3,6-3,7 волти. Кога се целосно наполнети, овие пакувања достигнуваат 42 волти (4,2 V по ќелија). За време на празнењето, напонот постепено паѓа до 30 волти за да ги заштити ќелиите.

Електричен велосипедски мотор со моќност од 720 вати на систем од 36V црпи 20 ампери со целосна моќност. Пакетот батерии мора да ја испорача оваа континуирана струја без прегревање или активирање на заштитните кола. Квалитетните литиумски батерии од 36V го одредуваат нивниот максимален рејтинг на континуирано празнење - вообичаено од 1C до 3C, каде што C е еднаков на капацитетот за засилувач-час.

Батеријата од 60 Ah оценета за празнење 2C може безбедно да испорачува 120 ампери континуирано. Извлекувањето на моторот од 20 засилувачи претставува само 16,7% од капацитетот на батеријата, обезбедувајќи долг животен век и сигурна работа. Усогласувањето на повлекувањето на засилувачите со спецификациите на батеријата спречува предвремено откажување и ја одржува безбедноста.

При работа со пресметки за електрична струја често се појавуваат неколку грешки. Препознавањето на овие грешки помага да се избегне оштетување на опремата и безбедносни проблеми.

Збунувачки засилувачи и часови за засилување{0}}

Засилувачот го мери моменталниот проток на струја. Засилените-часови го мерат капацитетот со текот на времето. Батеријата означена со 100Ah не произведува 100 ампери - таа складира доволно енергија за да испорача различни нивоа на струја за различно времетраење. Извлекувањето 10 ампери од батерија од 100 Ah ја исцрпува за приближно 10 часа, не веднаш.

Игнорирање на налетната струја

Напливот на стартување што го бараат многу уреди честопати се занемарува. Мотор со струја од 8 ампери може да има потреба од 24 ампери за 3 секунди за време на стартувањето. Заштитата на колото и напојувањето мора да се справат со овие врвни барања, а не само со стабилна-состојба на струја.

Претпоставувајќи постојан напон

Батериите не одржуваат фиксен напон. Како што се испуштаат, напонот прогресивно опаѓа. Пресметките засновани на номиналниот напон (како 12V или 36V) претставуваат вредности на средната точка. Целосно наполнетите напони се повисоки; исцрпените напони се помали. Оваа варијација влијае на црпењето на засилувачите во текот на циклусот на празнење.

Преглед на загубите на ефикасност

DC-DC конверторите, инвертерите и контролорите на моторот губат енергија за време на работата. Уред оценет за 100 вати може да извлече 110-120 вати од батеријата поради неефикасноста на конверзијата. Факторирајте ги овие загуби во пресметките за влечење на засилувачите за точна големина на системот.

Користење податоци од табличка без потврда

Оценките на производителите често претставуваат идеални услови или максимални вредности. Вистинското извлекување на засилувачите варира во зависност од шемите на користење, условите на околината и возраста на опремата. Секогаш кога е можно, измерете ја реалната-светска тековна повлекување наместо да се потпирате само на спецификациите.

amp draw

Додека пресметките даваат проценки, директното мерење ја потврдува вистинската тековна потрошувачка. Неколку алатки ја исполнуваат оваа задача на различни нивоа на точност.

Мерачи за стегачи

Стегачот-на амперметрите ја мери струјата без да го прекине колото. Мерачот се стега околу една жица, а неговите сензори го детектираат магнетното поле генерирано од струјниот тек. Овој не{3}}неинвазивен метод работи добро за кола со наизменична струја и апликации со висока-тековна DC. Повеќето мерачи на стегачи се мерат од 0,1 ампери до неколку стотици ампери.

За точни отчитувања, проверете дали само еден проводник поминува низ стегачот. Стегањето околу позитивните и негативните жици од истото коло ги поништува магнетните полиња, покажувајќи нула струја.

Вградени амперметри

Традиционалните амперметри се поврзуваат во серија со товарот, така што целата струја тече низ мерачот. Ова бара прекин на колото за да се вметне мерачот. Дигиталните мултиметри вклучуваат функции на амперметар, обично со посебни влезни приклучоци за различни струјни опсези (милиампери и ампери).

Поврзете го мерачот помеѓу изворот на енергија и товарот. Поларитетот е важен во еднонасочните кола - струјата тече од терминалот на позитивниот метар до негативниот терминал. Повеќето броила имаат осигурувачи кои ја штитат функцијата на амперметарот од оштетување преку струја.

Монитори на батерии

Посебните системи за следење на батериите постојано го следат протокот на струја, снимајќи го засилувањето со текот на времето. Овие уреди, како серијата Victron BMV или слични единици, обезбедуваат кумулативни податоци што ги прикажуваат вкупните потрошени ампер-часови, преостанатиот капацитет и реално-временската струја. Тие трајно се инсталираат во електричниот систем, обично во близина на банката за батерии.

Напредните монитори исто така го мерат напонот, ја пресметуваат состојбата на полнење и го предвидуваат преостанатото време на работа врз основа на тековните шеми на цртање. Овие податоци се покажуваат како вредни за оптимизирање на користењето на батеријата и прецизно одредување на големината на батериите за замена.

Тестирање на оптоварување

За уреди без лесен пристап до жици, тестирајте го целиот систем со оптоварување. Забележете го напонот на батеријата пред да го поврзете товарот. По поврзувањето, набљудувајте го падот на напонот и измерете колку долго батеријата го напојува уредот. Користејќи ги овие вредности со рејтингот за засилувач-час на батеријата, пресметајте го просечното извлекување на засилувачите.

Овој метод ја мери струјата во просек со текот на времето и ги пропушта врвните влечења, но открива практична потрошувачка на енергија за секојдневна употреба.

Работата со електрична струја бара почитување на вклучените опасности. Дури и релативно ниското засилување може да се покаже опасно под одредени услови.

Струјата од 0,1 ампери (100 милиампери) што минува низ срцето може да предизвика фатален срцев удар. Напонот одредува дали струјата може да помине низ човечкиот отпор - повисоките напони полесно го надминуваат отпорот на кожата. Ова ја прави струјата од 120 V за домаќинството опасна, додека батериите за автомобили од 12 V се со помала веројатност да предизвикаат штетен проток на струја низ сува кожа.

Заштита на кола

Секое коло треба да вклучува соодветна заштита од прекумерна струја. Осигурувачите и прекинувачите го прекинуваат струјниот тек кога засилувачот ги надминува безбедните граници. Големината на овие заштитни уреди е да се справи со нормална работна струја плус безбедносна маргина, но активирајте пред да се оштети жиците или опремата.

Коло од 15-ампери што ракува со максимално оптоварување од 12-засили има потреба од прекинувач или осигурувач од 15 засилувачи. Користењето на заштитник од 20 ампери на жица со 15 ампери го уништува безбедносниот систем - жицата може да се прегрее пред да се активира заштитниот уред.

Капацитет на жица

Никогаш не го надминувајте рејтингот на јачината на жицата. Вишокот струја предизвикува загревање, што ја деградира изолацијата и може да ги запали блиските материјали. Стандардните градежни кодови одредуваат минимални големини на жици за различни нивоа на струја. Кога се сомневате, користете подебела жица - преголемата жица има минимална цена, но обезбедува значителни безбедносни придобивки.

Управување со батерии

Батериите претставуваат специфични опасности поврзани со повлекувањето на засилувачите. Обидот да се повлече повеќе струја отколку што батеријата може безбедно да испорача може да предизвика внатрешно загревање, проветрување на гасови или во екстремни случаи, пожар или експлозија. Овој ризик е особено акутен кај литиумските батерии кои немаат соодветни заштитни кола.

Секогаш проверувајте дали спецификациите на батериите го дозволуваат планираното извлекување на засилувачите со соодветна безбедносна маржа. Континуираното оптоварување од 50 ампери бара батерија оценета за најмалку 60-70 ампери континуирано празнење, по можност повеќе.

Намалувањето на непотребната потрошувачка на струја го продолжува животниот век на батеријата, ги намалува трошоците за електрична енергија и овозможува помали, полесни системи за напојување. Неколку стратегии го минимизираат повлекувањето на засилувачите без да се жртвува функционалноста.

Избор на напон

Работењето на повисоки напони ја намалува струјата за истата моќност. Систем од 1000 вати црпи 83 ампери на 12V, 42 ампери на 24V или 28 ампери на 36V. Намалената струја значи помали проводници, помала загуба на отпор и подобрена ефикасност. Ова објаснува зошто електричните возила сè повеќе прифаќаат системи со повисок напон - 400V или повеќе во современите електрични возила.

Управување со оптоварување

Уреди за тетерави-надворешно цртање наместо да се извршуваат истовремено. Ако три уреди од 10 засилувачи работат заедно, тие создаваат оптоварување од 30 засилувачи. Со нивно работење секвенцијално се одржува максималната струја на 10 ампери, што овозможува помал систем за напојување.

Подобрувања на ефикасноста

Модерната опрема често црпи помалку струја од постарите еквиваленти. LED осветлувањето користи 75-80% помалку енергија од светилките со вжарено за иста осветленост. Блескаво со 60 вати црпи 0,5 ампери на 120 V; LED од 9 вати што произведува слична светлина црпи само 0,075 ампери.

Моторите со променлива брзина ја користат само моќта потребна за моменталната побарувачка, за разлика од моторите со една-брзина кои работат со целосна моќност без оглед на вистинското оптоварување. Овој адаптивен пристап може да ја намали потрошувачката на енергија за 30-50% во многу апликации.

Десно-Опрема за димензионирање

Преголемата опрема троши енергија. Мотор кој е оценет за двојно поголема моќност, црпи повеќе струја од мотор со соодветна големина, дури и кога е малку натоварен. Изберете опрема што одговара на вистинските барања, наместо да ја стандардизирате најголемата достапна опција.

amp draw

Обидот да повлече повеќе засилувачи отколку што може да испорача изворот на енергија може да го оштети изворот, уредот или и двете. Изворите на енергија имаат максимални оценки за струја. Надминувањето на овие предизвикува колапс на напонот, прегревање и потенцијален дефект. Уредите за заштита на кола, како што се осигурувачите и прекинувачите, спречуваат оштетување со прекинување на струјата кога се надминуваат безбедните граници.

Повеќето уреди не одржуваат постојана струја. Моторите повеќе црпат за време на стартувањето и под големо оптоварување. Грејачите се вклучуваат и исклучуваат. Флуктуациите на напонот во изворот на енергија, исто така, влијаат на црпењето на засилувачот - како што паѓа напонот, а струјата се зголемува за да се одржи истата излезна моќност. Температурата го менува отпорот во проводниците и компонентите, дополнително го менува протокот на струја.

Факторот на моќност се појавува во системи со наизменична струја со индуктивни или капацитивни оптоварувања. Ја претставува фазната разлика помеѓу напонот и струјата. Факторот на моќност помал од 1,0 значи дека уредот црпи повеќе струја отколку што сугерираат едноставните пресметки вати/волти. За да го пронајдете вистинското извлекување на засилувачите во системи со наизменична струја со слаб фактор на моќност: засилувачи=вати ÷ (волти × фактор на моќност). Моторите обично имаат фактори на моќност околу 0,7-0,85.

Струјата се „влече“ или „влече“ од товарот, а не се турка од изворот. Изворот обезбедува напон (електричен притисок), а отпорноста на оптоварувањето одредува колку струја тече. Ова е причината зошто терминот е „повлекување засилувач“ наместо „притиснување засилувач“. Изворот мора да биде способен да ја снабдува потребната струја, но оптоварувањето контролира колку всушност тече.

Апликациите на{0}}батерии особено имаат корист од разбирањето на повлекувањето на засилувачите, бидејќи моменталната потрошувачка директно го одредува времето на работа помеѓу полнењата. Без разлика дали ја одредувате големината на банката за батерии во куќата, избирате електрични алати или дизајнирате систем за електрично возило, точните пресметки на струјата ја формираат основата за сигурен електричен дизајн.

Самата формула - ампери е еднаква на вати поделени со волти - останува едноставна. Комплексноста доаѓа од разбирањето како реалните-светски услови ги менуваат теоретските вредности. Намалувањето на напонот, факторот на моќност, стартните пренапони и загубите на ефикасност влијаат на реалниот проток на струја. Сметководството за овие променливи за време на фазата на дизајнирање спречува проблеми за време на работата.

Современите системи за управување со батерии во литиум-јонските батерии се справуваат со голем дел од оваа сложеност автоматски, следејќи го тековното испуштање и заштитувајќи ги ќелиите од оштетување. Но, дури и со софистицирана електроника, познавањето на моќта на засилувачот на вашиот систем помага да се дијагностицираат проблемите, да се планираат проширувања и да се оптимизираат перформансите.

Извори на податоци

Calculator Academy - Amps Draw Calculator

Научен преглед - Како да се пресмета исцртувањето на јачината на струјата

ShopSolar - калкулатор на засилување и планирање на соларниот систем

Дакота литиум - Спецификации и апликации за батерии

Ларсон Електроникс - Примени на законот на Ом во електрични системи