روی پلاک بیشتر وسایل و موتورها توان بر حسب وات یا کیلووات نوشته شده، اما کلید مینیاتوری، کنتاکتور و کابل بر اساس جریان (آمپر) انتخاب میشوند. بنابراین محاسبه آمپر از روی کیلووات اولین قدم هر طراحی برقی است. در این مطلب فرمول‌های تک‌فاز و سهفاز، نقش ضریب توان و راندمان و یک جدول سریع را می‌بینید.
فرمول تبدیل کیلووات به آمپر
| نوع برق | فرمول جریان | توضیح |
|---|---|---|
| تک‌فاز | I = P ÷ (U × cosφ) | U ولتاژ فاز تا نول، حدود ۲۳۰ ولت |
| سهفاز | I = P ÷ (√3 × U × cosφ) | U ولتاژ فاز تا فاز، حدود ۴۰۰ ولت؛ √۳ ≈ ۱.۷۳ |
| موتور (تک‌فاز یا سهفاز) | فرمول بالا تقسیم بر η | η راندمان موتور؛ توان پلاک موتور توان خروجی محور است |
در این فرمول‌ها P توان بر حسب وات است (هر کیلووات ۱۰۰۰ وات)، I جریان بر حسب آمپر و cosφ ضریب توان. ولتاژ نامی شبکه فشار ضعیف ایران طبق استاندارد IEC 60038، ۲۳۰/۴۰۰ ولت است، هرچند هنوز در محاوره ۲۲۰/۳۸۰ گفته می‌شود. استفاده از ۲۳۰ و ۴۰۰ در محاسبه، جریان را کمی کمتر و استفاده از ۲۲۰ و ۳۸۰ کمی محافظه‌کارانه‌تر نشان میدهد.
ضریب توان (cosφ) چیست؟
در بارهای مقاومتی مثل بخاری برقی، المنت آبگرمکن، اتو و کتری، تمام جریان صرف تولید توان مفید می‌شود و cosφ برابر ۱ است. در بارهای سلفی مثل موتور، کمپرسور و ترانسفورماتور، بخشی از جریان صرف ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود و cosφ کمتر از ۱ است؛ برای موتورهای القایی معمولاً بین ۰.۷۵ تا ۰.۸۸. هرچه cosφ کمتر باشد، برای همان توان جریان بیشتری لازم است.
| نوع بار | cosφ تقریبی |
|---|---|
| المنت، بخاری برقی، اجاق برقی | 1 |
| لامپ LED با درایور مرغوب | ۰.۹ و بالاتر (در لامپ‌های ارزان ممکن است کمتر باشد) |
| موتور القایی سهفاز در بار نامی | ۰.۸ تا ۰.۸۸ |
| موتور تک‌فاز کوچک، کمپرسور یخچال | ۰.۷ تا ۰.۸۵ |
اگر cosφ و راندمان روی پلاک نوشته شده، از همان‌ها استفاده کنید. بهترین عدد، جریان نامی پلاک است که سازنده مستقیماً درج کرده است.
کیلووات یا کیلوولت‌آمپر؟
ژنراتور، یو‌پی‌اس و ترانسفورماتور معمولاً با کیلوولت‌آمپر (kVA) معرفی میشوند که توان ظاهری است. در این حالت ضریب توان در فرمول نمی‌آید:
- تک‌فاز: I = S ÷ U
- سهفاز: I = S ÷ (√۳ × U)
برای مثال ترانسفورماتور ۱۰۰ کیلوولت‌آمپر در سمت ۴۰۰ ولت: ۱۰۰۰۰۰ ÷ (۱.۷۳ × ۴۰۰) ≈ ۱۴۴ آمپر.
قاعده سرانگشتی
- بار مقاومتی تک‌فاز ۲۳۰ ولت: هر کیلووات حدود ۴.۳ آمپر.
- بار مقاومتی سهفاز ۴۰۰ ولت: هر کیلووات حدود ۱.۴۵ آمپر در هر فاز.
- موتور سهفاز ۴۰۰ ولت: هر کیلووات حدود ۲ آمپر (برای موتورهای خیلی کوچک بیشتر).
- موتور تک‌فاز ۲۳۰ ولت: هر کیلووات حدود ۶ تا ۸ آمپر، بسته به راندمان و ضریب توان.
این اعداد فقط برای تخمین اولیه است و جای جریان پلاک را نمی‌گیرد.
جدول سریع جریان بر اساس توان
| توان (kW) | مقاومتی تک‌فاز ۲۳۰ ولت (A) | مقاومتی سهفاز ۴۰۰ ولت (A) | موتور سهفاز ۴۰۰ ولت (A، تقریبی) |
|---|---|---|---|
| 1 | 4.3 | 1.4 | 2.5 |
| 1.5 | 6.5 | 2.2 | 3.6 |
| 2.2 | 9.6 | 3.2 | 4.9 |
| 3 | 13 | 4.3 | 6.5 |
| 4 | 17.4 | 5.8 | 8.5 |
| 5.5 | 23.9 | 7.9 | 11.5 |
| 7.5 | — | 10.8 | 15.5 |
| 11 | — | 15.9 | 22 |
| 15 | — | 21.7 | 29 |
ستون موتور بر اساس مقادیر معمول موتورهای چهارقطب استاندارد است و برای موتورهای مختلف تفاوت دارد. بارهای تک‌فاز بیش از حدود ۵ کیلووات معمولاً بهتر است سهفاز تغذیه شوند. جدول کامل انتخاب کنتاکتور، بیمتال و کلید موتوری را در جدول راه‌اندازی موتور سهفاز ببینید.
مثال‌های کاربردی
مثال ۱: آبگرمکن برقی ۳ کیلووات تک‌فاز
I = ۳۰۰۰ ÷ (۲۳۰ × ۱) ≈ ۱۳ آمپر. کلید مینیاتوری ۱۶ آمپر و سیم ۲.۵ میلی‌متر مربع در مسیر کوتاه کافی است؛ این مصرف باید مدار مستقل داشته باشد.
مثال ۲: موتور پمپ ۵.۵ کیلووات سهفاز
با راندمان حدود ۰.۸۷ و cosφ حدود ۰.۸۳: I = ۵۵۰۰ ÷ (۱.۷۳ × ۴۰۰ × ۰.۸۳ × ۰.۸۷) ≈ ۱۱ آمپر. جریان پلاک چنین موتوری معمولاً حدود ۱۱ تا ۱۲ آمپر است. انتخاب کابل پمپ را در کابل پمپ آب ببینید.
مثال ۳: کارگاه با مجموع بار ۲۰ کیلووات
جمع توان نصب‌شده برای انتخاب انشعاب کافی نیست، چون همه بارها هم‌زمان روشن نمی‌شوند. طراح ضریب هم‌زمانی را اعمال می‌کند. با فرض بار هم‌زمان ۱۴ کیلووات و cosφ متوسط ۰.۸۵: I = ۱۴۰۰۰ ÷ (۱.۷۳ × ۴۰۰ × ۰.۸۵) ≈ ۲۴ آمپر در هر فاز. انشعاب سهفاز ۳۲ آمپر و کابل متناسب با آن گزینه منطقی است؛ کابل کنتور تا تابلو را ببینید.
محاسبه معکوس: از آمپر به کیلووات
گاهی سؤال برعکس است: یک انشعاب یا کلید چند کیلووات بار را تحمل می‌کند؟ کافی است فرمول را برعکس کنید:
- تک‌فاز: P = U × I × cosφ؛ برای انشعاب تک‌فاز ۲۵ آمپر با بار عمدتاً مقاومتی حدود ۲۳۰ × ۲۵ ≈ ۵.۷ کیلووات.
- سهفاز: P = √۳ × U × I × cosφ؛ برای انشعاب سهفاز ۳۲ آمپر با cosφ حدود ۰.۸۵، تقریباً ۱.۷۳ × ۴۰۰ × ۳۲ × ۰.۸۵ ≈ ۱۸.۸ کیلووات.
این عدد حداکثر بار هم‌زمان پیوسته است و بهتر است برای راه‌اندازی موتورها و توسعه آینده حاشیه در نظر بگیرید. تفاوت برق تک‌فاز و سهفاز و زمان مناسب تبدیل انشعاب را هم پیش از تصمیم بررسی کنید.
از آمپر تا انتخاب کلید و کابل
- جریان بار (Ib) را با فرمول یا پلاک به دست آورید.
- کلید با جریان نامی (In) برابر یا بزرگ‌تر از Ib انتخاب کنید؛ برای موتورها تیپ و جریان راه‌اندازی هم مهم است. راهنمای انتخاب کلید مینیاتوری را ببینید.
- کابل با جریان مجاز (Iz) بزرگ‌تر یا مساوی In، پس از ضرایب کاهش، انتخاب کنید. ماشین‌حساب سایز کابل این مرحله را ساده می‌کند.
- افت ولتاژ مسیر را کنترل کنید، به‌ویژه در طول بالای ۳۰ تا ۵۰ متر.
اشتباه‌های رایج
- استفاده از فرمول تک‌فاز برای بار سهفاز، که جریان را حدود ۱.۷ برابر بیشتر نشان میدهد.
- فراموش کردن cosφ و راندمان در موتورها، که جریان را کمتر از واقعیت نشان میدهد.
- انتخاب کلید فقط بر اساس جریان کار موتور و بدون توجه به جریان راه‌اندازی، که ۵ تا ۸ برابر جریان نامی است.
- جمع ساده توان همه وسایل بدون ضریب هم‌زمانی، که انشعاب و کابل را بی‌جهت بزرگ می‌کند.
نکته ایمنی: محاسبه جریان پایه طراحی است، اما اجرای تابلو، انتخاب نهایی حفاظت‌ها و اتصال موتورها باید توسط برقکار یا طراح ذی‌صلاح و مطابق مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان انجام شود.
برای تهیه کلید، کنتاکتور و کابل پروژه می‌توانید از سفارش سریع استفاده کنید؛ قیمت روز هر کالا در صفحه محصول درج شده است.
سؤالات متداول
هر کیلووات چند آمپر است؟
در بار مقاومتی تک‌فاز ۲۳۰ ولت حدود ۴.۳ آمپر، در بار مقاومتی سهفاز ۴۰۰ ولت حدود ۱.۴۵ آمپر در هر فاز و در موتور سهفاز ۴۰۰ ولت به‌طور تقریبی حدود ۲ آمپر. عدد دقیق به ضریب توان و راندمان بستگی دارد.
فرمول محاسبه آمپر در برق سهفاز چیست؟
I = P ÷ (√۳ × U × cosφ) که P توان بر حسب وات، U ولتاژ فاز تا فاز (حدود ۴۰۰ ولت) و cosφ ضریب توان است. برای موتور، حاصل را بر راندمان هم تقسیم کنید.
موتور ۷.۵ کیلووات سهفاز چند آمپر است؟
در ولتاژ ۴۰۰ ولت معمولاً حدود ۱۵ تا ۱۶ آمپر. عدد دقیق را از پلاک موتور بخوانید؛ کلید و بیمتال بر اساس جریان پلاک انتخاب میشوند.
برای محاسبه آمپر از ۲۲۰ ولت استفاده کنیم یا ۲۳۰؟
ولتاژ نامی استاندارد ۲۳۰/۴۰۰ ولت است. استفاده از ۲۲۰/۳۸۰ ولت جریان را کمی بیشتر نشان میدهد و محافظهکارانه است. تفاوت دو روش حدود ۵ درصد است.
تفاوت محاسبه آمپر از کیلووات و کیلوولت‌آمپر چیست؟
کیلووات توان مفید است و برای تبدیل به آمپر به ضریب توان نیاز دارد. کیلوولت‌آمپر توان ظاهری است و مستقیماً بر ولتاژ (و در سهفاز بر √۳ × U) تقسیم می‌شود.
