Мощность силового оборудования. Правильный выбор по мощности.

"Сказка о потерянной мощности" или как не обмануться на характеристиках.

 Трудно себе представить, чтобы килограмм упакованной гречки разных марок визуально очень сильно отличался в габаритах и количествах порций, которые из него можно приготовить. Это было бы возможно, если в некоторых упаковках вместо гречки было бы заложено что-то еще, что заняло бы значительную часть объема и веса. И такое даже можно представить, но вряд ли на упаковке будет указано «Масса нетто: 1000г». Гречка может очень сильно отличаться по качеству, и не исключен вариант умышленного пересорта. Но чтобы обвешивать… Между тем, рынок электротехнических товаров просто погряз в подобном обмане – обмане на мощности. И этому уже никто не удивляется.

В данной статье данная проблема рассматривается с разных ракурсов:

1. Технического. В первой части статьи рассматривается суть электрической мощности «на пальцах». Именно непонимание этой сути открывает широкую дорогу недобросовестным поставщикам. Потому как даже действующая система надзора и судов открывает возможности дать отпор мошенникам в индивидуальном порядке.

2. Социального. Объясняется, почему в развитых странах запада такой обман потребителей, хотя и встречается, но гораздо больше затруднен.

3. Юридического. Что делать, если Вы стали обладателем товара, мощность которого явно не соответствует заявленной.

Часть первая. Что же такое электрическая мощность?

Если понимаете, переходите сразу к части 2. Если же для Вас это абсолютная terra incognito, постараюсь разъяснить на неэлектрических аналогиях понятия, являющиеся неотъемлемыми составляющими электрической мощности. И, разумеется, саму мощность.

Представьте накаченную покрышку автомобиля. Внутри есть давление. Точнее, разница в давлении молекул воздуха внутри покрышки и снаружи. Внутри молекулы воздуха «набиты» гораздо плотнее и потому давят друг на друга гораздо сильнее, чем снаружи. Аналог давления в электричестве – напряжение. Электроны давят друг на друга. И чем выше плотность электронов на единицу площади или объема, тем выше это электрическое давление – напряжение.

Воздух внутри покрышки вышел бы наружу. Но у него нет пути – покрышка закрыта герметично. В электричестве такому положению соответствует пустая розетка. В одной «дырочке» - т.н. фаза, т.е. электроны, которые давят друг на друга. В проводе, подведенном к соседней «дырочке» давления нет. Электроны из первой «дырочки» хлынули бы во вторую, но путь закрыт – между «дырочками» 19 мм воздуха и пластмассы. Ни воздух, ни пластмасса электрический ток не проводят. Таким образом, в цельной покрышке есть давление, но нет потока воздуха. Аналогично в источнике питания (розетке) есть напряжение, но нет тока.

Но вот в покрышке образовалась дырка – колесо проколото, либо открыт ниппель. Воздух устремляется через дырку наружу. Аналогично подключение прибора к розетке – электрический ток устремляется по подключенному проводу через прибор из одной «дырочки» розетки к «другой». Скорость потока воздуха измеряется в литрах/в секунду. Скорость потока электронов измеряется в Амперах (Кулонов/в секунду; Кулон – некое количество заряженных частиц, этакий «литр электрических частиц»). Скорость потока воздуха из колеса будет определяться давлением внутри колеса и размером образовавшегося отверстия. Скорость потока электронов (т.е. электрического тока) будет определяться электрическим давлением (т.е. уровнем напряжения) и сопротивлением подключенного прибора. (Закон Ома для участка цепи I=U/R).

В покрышке давление будет непрерывно падать по мере выхода воздуха (при сохранении того же размера отверстия). А вот в розетке этого не произойдет. Потому что в розетке некий внешний источник будет непрерывно подкачивать электроны взамен уходящих, таким образом поддерживая давление (напряжение). Это как если бы к колесу был подключен работающий компрессор.

Однако возможности и компрессора, и электрического генератора (ограничимся представлением, что электроны в розетку подкачивает генератор) не безграничны. Если из дырки в покрышке будет вытекать больше воздуха, чем успевает подкачивать компрессор, колесо все равно сдуется. Хотя, возможно, не до конца. По мере падения давления внутри покрышки, количество литров, вытекающих через то же отверстие, будет пропорционально снижаться. При каком-то уровне давления сила уходящего потока воздуха снизится до уровня притока воздуха от компрессора. И дальше сдуваться не будет. Однако при более-менее значительном отверстии это будет такой уровень давления, который не позволит ехать.

Аналогична ситуация и в электричестве. «Подкачивающее в розетку электроны» устройство, мы договорились, что это электрогенератор, имеет предел электрического тока, который он может обеспечить. А если отток электронов превысит возможности генератора по их восполнению, плотность электронов начнет падать. Снизится напряжение, а вслед за ним и обеспечиваемый напряжением ток.

Таким образом, электрическая мощность источника – это его предельная способность восполнять количество утекающих электронов, поддерживая их плотность на постоянном уровне. (В России и Европе на уровне 230В). Т.е. максимальное количество ампер, которое источник может вырабатывать взамен «утекающих», поддерживая уровень электрического давления, т.е. напряжения, на заданном уровне.

Записывается мощность источника так:

P=I*U, где P – мощность, I – сила тока, U – уровень напряжения.

Напряжение измеряется в Вольтах, ток в Амперах. Поэтому единица мощности источника питания – Вольт-Ампер, сокращенно ВА.

А что же такое Ватт?

Приборы, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, используют получаемую энергию «по полной». Например, чайник, обогреватель, традиционная лампа накаливания. А вот приборы, у которых есть электродвигатели, а также другие мощные элементы с обмотками, часть энергии возвращают обратно в сеть.

Та часть энергии, которую прибор забирает из сети для дальнейшего преобразования, называется активной мощностью. А та часть, которая возвращается в сеть, - реактивной мощностью. Активная и реактивная мощность измеряются в Ваттах.

С полной мощностью активная мощность соотносится через параметр, который ныне называют буквальным переводом с английского – коэффициент мощности. А вообще-то в отечественной классификации у него есть свой термин – cos («косинус фи»).

Я и так перегружаю неподготовленного читателя технической информацией. Поэтому в этой статье не стану приводить графики переменного напряжения и тока, из которых явствует, почему у приборов с элементами, создающими встречное магнитное поле (индукцию), полная мощность не равна активной, как у приборов, не создающих встречного поля (например, у электрочайника). Если будет желание подробнее, возьмете учебник по электромагнетизму, либо просто забьете в поисковике «косинус фи» или «коэффициент мощности». Здесь Вам придется поверить мне на слово и воспринять смысл «косинус фи» как аксиому. А также то, в России для питания от бытовой электросети допускаются приборы с «косинусом фи» не ниже 0,7. (В то время как для промышленного оборудования это ограничение не действует).

А теперь самое интересное. Зачем же я пытался Вам все это объяснить?

Обман категории С - скромный, но распространенный: выдача полной мощности за активную.

Вот Вы стоите перед стеллажами с неким видом электроинструмента или рядами с бетоносмесителями, или рядами электрических триммеров и косилок… На ценнике наверняка будет указана мощность. Ведь это одна из ключевых характеристик электроприбора. Рядом 2 модели. Внешне похожие. На одной написана «мощность 1200Вт», на другой «1200ВА». О чем это говорит?

Если только, конечно, написанное в обоих соответствует действительности и нет никакой ошибки со стороны торгующего персонала, оформлявшего ценники, первое изделие оснащено более мощным двигателем. Оно потребляет от сети большую мощность, чем второе, но и перерабатывает в механическую тоже больше. Чтобы точно установить, сколько потребляет, нужно знать значение «косинуса фи». Если же оно неизвестно, для электродвигателя можно взять 0,8:

1200Вт/0,8=1500ВА.

То же справедливо и для определения активной мощности второго изделия:

1200ВА*0,8=960Вт.

На любом электроприборе обязательно присутствует небольшая табличка с ключевой технической информацией. Однако мощность на ней может быть указана различными способами.

В отечественной промышленности с советских времен было принята указывать активную мощность прибора, а рядом «косинус фи». Это позволяло сравнить мощность собственно приборов, а при необходимости легко вычислить потребляемую полную мощность.

Сейчас, когда мы живем в век международной торговли и большинство электроприборов поступает из Китая, мощность чаще указывается в виде максимального тока потребления. Чтобы оценить требуемую от источника мощность, нужно умножить это значение на номинал напряжения. Напомню, у нас это 230В. И получим полную мощность в Вольт-Амперах.

Наконец, встречается на шильдиках указание мощности и сразу в Вольт-Амперах.

Однако последние 2 варианта (указания тока потребления или полной мощности в ВА) резонны только в случае приборов, имеющих «косинус фи», равным 1. Т.е. для тех же нагревательных приборов. В случае же электродвигателей указание полной мощности не дает точного представления о мощности собственно двигателя.

Проблема в том, что полную и активную мощность часто путают. Большей частью по неграмотности, но иногда умышленно. Вот и попадают приборы с разной мощностью в якобы аналоги по мощности.

Итак, обман на электрической мощности путем «путаницы» полной мощности потребления и активной мощности прибора – это скромный обман процентов на 20%.

Кстати, указание полной мощности само по себе еще не дает ответ о требованиях к источнику питания. Дело в том, что те приборы, у которых «косинус фи» меньше 1, в момент запуска требуют еще в разы больше мощности от источника, чем для дальнейшей штатной работы. Для большинства таких электродвигателей, стартующих без дополнительной нагрузки, в момент запуска требуется полная мощность источника в 2-3 раза выше, чем для дальнейшей работы. А для приборов, стартующих под нагрузкой, еще выше. Например, для компрессоров – около 5 раз. А для насосов – до 10 раз и более. Так что запись мощности прибора в виде его активной мощности и коэффициента фи представляется наиболее информативной.

И не могу не коснуться в этой связи близкой мне теме сварки. На сварочных аппаратах указание максимальной потребляемой мощности несколько отличается. Оно регламентируется ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012 – ключевым отечественным стандартом по источникам сварочного тока. Согласно указаний данного стандарта, потребляемая мощность сварочного аппарата указывается в виде максимального тока потребления (I1мах) и в виде эффективного тока (I1eff). Последний получается путем умножения максимального значения на процент рабочего цикла (ПВ). Т.е. путем «усреднения» тока за весь контрольный период замера цикла работ. Разумеется, если ПВ аппарата – 100%, то значения I1мах и I1eff будут равны. Но на сварочном аппарате по тому же ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012 обязательно указываются и выходные мощностные характеристики – диапазон выходного сварочного тока и напряжения. Оттого и указывать cosψ нет необходимости.

Аналог скромного обмана на мощности в сварке – выдача нерабочего диапазона тока за рабочий. Т.е. запись предельных значений тока при коротком замыкании, не сопровождаемых требуемым по стандарту напряжением, в диапазон рабочего тока. Конечно, аппарат варить на таких токах не будет. Хотя на стенде указанное значение и продемонстрирует.

Вы не очень поняли приведенные выше объяснения сути электрической мощности и варианта обмана путем подмены понятий полной и активной мощности потребления? Не расстраивайтесь. Потому что количество такого скромного обмана «на пересорте» полной и активной мощности непрерывно сокращается. Не в пользу указания реальных характеристик, конечно. А ровно наоборот. Масштабы обмана возрастают. Скромный обман категории B все более уступает обману категории А – бессовестному и без каких-либо привязок к хоть каким-то, пусть заведомо неправильно подобранным, но все же существующим показателям.

Знаете, как сегодня зачастую происходит «тендеры» китайских поставщиков? Приходит импортер из России (а также из Украины, Казахстана и других бывших республик СССР) на выставку вроде Canton Fair, обходит стенды поставщиков искомого оборудования и всем раздает типовую «заявку» - «Что ты мне предложишь в категории данного товара за столько-то долларов?». И не сомневайтесь – предложенное количество долларов будет точно ниже любого разумного уровня. После чего, возможно, посмотрит образцы «победителей тендера». И налепит на товар наклейки с характеристиками, которые в данном товаре никогда и не ночевали. Так электродвигатели на реальные ватт 500 превращаются в 1,5-килловатные, 100-амперные аппараты ручной дуговой сварки превращаются в 200-амперные, лишь покрытые тонким слоем меди алюминиевые провода (т.н. ССА) превращаются в медные и т.д.

Этот вал обмана столь всепоглощающий, что устоять невозможно. И вот уже некоторые отдельные производители кабеля, не выдерживая ценовой конкуренции, начинают «экономить» на диаметре жил, производители теплового оборудования подсовывают менее мощные ТЭНы в свои обогревательные приборы и т.д.

Часть 2. Почему так? И как обстоят дела на Западе?

Почему же обман на характеристиках не достиг такого масштаба в развитых странах Запада?

Ответ очевиден и банален. В стране отсутствует эффективная судебная система, которая являлась бы гарантом соблюдения законов всеми, включая и тех, кто за исполнением этих законов обязан следить по долгу службы. А ведь соответствие товара обязательным государственным стандартам – это тоже вопрос соблюдения законов.

В развитых странах Запада за соответствием продукции стандартам следят те, кто в этом больше всех заинтересован. А это не какая-то специальная государственная служба типа «РосКачество». И даже не конечные потребители продукции. Это конкуренты. Добросовестные поставщики объединяются в союзы и ассоциации и финансируют функции контроля за качеством продукции. Но уж если кто-то будет пойман на обмане потребителей на характеристиках своего товара, его точно ждет заслуженное наказание. И не самосуд какой-нибудь, а абсолютно законный приговор суда.

Самое мягкое, что ждет такого «обманщика» - это внушительный штраф. Но главное, что удерживает недобросовестных поставщиков от махинаций – не строгость приговора, а его неотвратимость. «Настучат» точно, и довольно быстро. И суд затягивать дело не будет. И решение суда вступит в силу не только на бумаге – это совершенно точно. Сомнений на этот счет нет ни у кого, включая склонных к «химии» топ-менеджеров и владельцев бизнеса.

Часть 3. Что делать?

Увы, поменять судебную систему простому гражданину не под силу. Но вот наказать отдельных мошенников можно и в рамках существующего законодательства и судебной системы.

Несоответствие характеристик приобретенного товара заявленным при продаже 100% подпадает под определение «существенный недостаток». А поскольку устранить его в случае обмане на мощности практически всегда невозможно без затрат, превышающих стоимость изделия, поставщик - обычно продавец, представляющий его продукцию - наверняка пойдет на попятную, согласившись с требованиями покупателя. А если нет – ему же хуже. Сейчас огромное количество адвокатских бюро, а также обществ потребителей и других организаций с удовольствием (и безвозмездно для пострадавшего, если суть дела очевидна) возьмутся за такое дело и помогут довести его до решения суда. К сожалению, до сих пор судебная практика решения споров между потребителями с одной стороны и поставщиками и продавцами с другой, не получила должного распространения. Однако без развития такой практики рассчитывать на изменение ситуации к лучшему нет оснований. Поэтому, если Вы стали жертвой обмана на характеристиках товара, внесите свой вклад в наведение порядка в этой сфере. Попробуйте договориться с продавцом/производителем. Не хотят идти на встречу, а факт несоответствия мощности очевиден, ищите тех, кто возьмется за это дело на вашей стороне. Повторяю, сейчас таких предостаточно. Надеюсь, самая нудная часть этой статьи, посвященная разъяснению понятия электрической мощности, поможет Вам определить, когда Вас пытаются обмануть на электрической мощности.

Автор Шкляревский Юрий