Dòng điện định mức là gì? Ký hiệu, công thức và cách tính?

1. Dòng điện định mức là gì?

Dòng điện định mức hay còn gọi là cường độ dòng điện định mức là đại lượng cường độ giúp cho hoạt động và công suất của đồ vật hoạt động với tần suất cao nhất. Đây cũng là đại lượng giới hạn cho phép của dòng điện. Nếu như cường độ dòng điện định mức của vật dụng vượt quá giá trị cho phép thì sẽ gây ra hiện tượng cháy nổ và hỏng hóc.

Đồng thời, đây cũng chính là đại lượng biểu thị giới hạn cho phép của dòng điện. Trong trường hợp cường độ dòng điện vượt quá giá trị định mức được nhà sản xuất ghi tại các nhãn, mác dán trên thiết bị điện sẽ làm cho các thiết bị hư hỏng, thậm chí gây ra cháy nổ.

Dòng điện định mức có vai trò cực kỳ quan trọng trong đời sống. Bởi nó xác định được công suất của động cơ hoặc máy phát để điều khiển tải, hạn chế tối thiểu các tình trạng tải tiêu thụ bị quá so với dòng điện đã được định mức từ đó giúp máy hoạt động ổn định hơn, không gây tổn thất về hệ số công suất.

Ưu điểm của dòng điện 3 pha:

Dòng điện 3 pha phù hợp cho các lưới điện, hệ thống điện công nghiệp, hoặc các trang thiết bị có công suất lớn. Dòng điện 3 pha sử dụng dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn dòng điện 1 pha nên truyền được đi xa hơn. Cấu tạo của các thiết bị sử dụng điện 3 pha thường đơn giản hơn các thiết bị sử dụng điện 1 pha. Nguồn điện 3 pha có khả năng truyền đi xa hơn là do:

+ Hiệu suất dẫn điện lớn.

+ Chạy tải điện với công suất lớn.

+ Ít gây hao phí khi truyền tải điện năng, giúp tiết kiệm điện.

+ Hệ thống dây dẫn có tiết diện nhỏ, ít tốn kém.

Lưu ý

+ Khi hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn bằng 0 thì không có dòng điện chạy qua nó.

+ Giữa hai đầu các cực của nguồn điện dù khi mạch hở hay mạch kín đều có hiệu điện thế.

+ Mỗi dụng cụ điện sẽ hoạt động bình thường khi hiệu điện thế sử dụng đúng bằng hiệu điện thế định mức của nó.

+ Nếu hiệu điện thế sử dụng lớn hơn hiệu điện thế định mức thì dụng cụ điện sẽ hỏng.

+ Nếu hiệu điện thế sử dụng nhỏ hơn hiệu điện thế định mức, đối với các dụng cụ hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện như bóng đèn có dây tóc, bàn là, bếp điện… vẫn có thể hoạt động nhưng yếu hơn bình thường; còn đối với các dụng cụ điện như: quạt điện, máy bơm nước, tủ lạnh, tivi, máy vi tính… có thể bị hư hỏng. Vì vậy người ta thường dùng một dụng cụ gọi là ổn áp có tác dụng điều chỉnh để luôn có hiệu điện đế bằng hiệu điện thế định mức.

Nếu không tính toán đúng tiết diện dây dẫn theo dòng điện sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng hiệu quả điện năng. Trường hợp dùng dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn công suất của dòng điện sẽ dẫn đến hiện tượng quá tải, gây nóng dây. Nếu cố dùng trong thời gian dài sẽ nhanh làm dây dẫn bị giòn, nóng chảy, gây đứt dây dẫn từ đó làm chập cháy, gây cháy lan, hỏa hoạn rất nguy hiểm. Nếu dùng dây có tiết diện quá lớn so với dòng điện sẽ gây lãng phí chi phí đầu tư . Không chỉ lãng phí chi phí đầu tư cho dây dẫn mà cả chi phí đầu tư cho các thiết bị hỗ trợ bảo vệ như ống bọc dây điện nói chung, ống đi dây điện âm tường nói riêng cũng bị đội lên nhiều để phù hợp với tiết diện dây.

– Khi lựa chọn tiết diện dây dẫn phù hợp với dòng điện, khả năng giảm tổn hao điện năng trong quá trình truyền dẫn sẽ tốt hơn, giúp tiết kiệm điện năng trong quá trình sử dụng. Căn cứ vào việc xác định thiết bị sử dụng dùng điện 1 pha hay 3 pha và nguồn cấp điện cho công trình. Tại nước ta, nguồn điện dùng cho hộ gia đình thường là nguồn điện 1 pha 2 dây.

Dòng điện định mức tiếng Anh là ” Electricquota”.

2. Ký hiệu, công thức và cách tính dòng điện định mức:

2.1. Cách tính dòng điện định mức:

Cách tính dòng điện định mức như sau: I = P/U (đơn vị là Ampere (A))

Trong đó:

I: Là cường độ dòng điện định mức

P: Là công suất điện (W)

U: Hiệu điện thế (V)

2.2. Cách tính dòng điện định mức 3 pha:

Có 2 cách tích dòng điện định mức 3 pha như sau:

Cách 1: Với cách tính này chúng ta chỉ tính được ra kết quả gần đúng, công thức tính như sau.

Công suất động cơ  x 2 = Dòng điện dây dẫn.

Ví dụ: 25kW thì có nghĩa là dòng điện định mức của dây dẫn sẽ xấp xỉ 50A

Cách 2: Với cách tính này sẽ cho chúng ta kết quả có độ chính xác cao hơn cách tính trên. Công thức tính như sau:

I = P/ (căn 3 x U x cosphi x hiệu suất)

Trong đó:

I là dòng điện định mức của dây dẫn (A)

P là công suất điện (W)

U là điện áp (380 V)

Để hiểu rõ hơn về cách tính dòng điện định mức của một thiết bị điện trong gia đình các bạn có thể theo dõi bài tập sau:

Đề bài: Trên một ấm đun nước bằng điện có ghi chỉ số như sau: 220V – 990 W

+ Thực hiện tính cường độ dòng điện định mức của ấm đun nước điện trên?

+ Tính điện trở của ấm điện khi hoạt động trong điều kiện bình thường?

+ Nếu chúng ta sử dụng ấm điện trên để đun nước trong khoảng thời gian là 30 phút với hiệu điện thế là 220V thì điện năng mà ấm tiêu thụ là bao nhiêu?

Cách giải:

Áp dụng công thức tính cường độ dòng điện định mức ở trên ta có: I = P/ U = 990/220 =  4,5 (A)

=> Như vậy chúng ta có dòng điện định mức của ấm điện là 4,5 A

Tính điện trở của ấm điện khi hoạt động ở điều kiện bình thường (có nghĩa là ấm được cung cấp 1 dòng điện có hiệu điện thế là 220V và có cường độ định mức là 4,5 A để hoạt động). Cách tính như sau:

+ Chúng ta có công thức tính điện trở là : R = U/I

+ Áp dụng công thức tính điện trở trên ta có: R = 220/4.5 ≈ 48,9

=> Như vậy chúng ta có điện trở của ấm điện khi hoạt động ở điều kiện bình thường là xấp xỉ 48.9 ohm.

Tính điện năng tiêu thụ của ấm trong vòng 30 với hiệu điện thế là 220V. Chi tiết cách tính như sau:

+ Chúng ta có công thức tính điện năng tiêu thụ là: A = P. t ( P ở đây là công suất của dòng điện; t là thời gian hoạt động)

+ Vì đơn vị của điện năng tiêu thụ là Wh do đó trước khi tính toán chúng ta cần quy đổi 30 phút ra giờ. Ta có: t = 30’= ½ h

+ Áp dụng công thức trên để tính điện năng tiêu thụ của ấm trong thời gian 30 phút, ta có: A = 990 x ½ = 990/2 = 495 Wh

=> Như vậy chúng ta có lượng điện tiêu thụ của ấm điện trong khoảng thời gian 30 phút là 495 Wh.

Ngoài tên gọi như trên thì loại dây dẫn này còn được gọi là cáp vặn xoắn hạ thế ruột nhôm. Loại dây dẫn này thường được dùng để truyền tải và phân phối điện năng. Nó thường cung cấp điện áp là 0,6KV và được treo lơ lửng trên không nhờ hệ thống cột điện.

Nhiệt độ tối đa của cáp nhôm vặn xoắn là 80 độ C, nhiệt độ cực đại khi ngắt mạch là 250 độ C duy trì trong khoảng ≤ 5 giây.

3. Thống kê dòng điện định mức của dây dẫn cáp nhôm vặn xoắn:

Dây cáp đồng

Dây cáp đồng là loiaj dây dẫn có ruột được cấu tạo từ đồng và hai lớp cách điện là XLPE và PVC. Loại dây cáp này thường cung cấp và truyền tải điện từ 0,6KV và được gọi là cáp điện hạ thế.

Dây cáp đồng được ứng dụng rất rộng rãi trong thang cáp, ống đi trên, hệ thống dây điện trong tường hoặc các dây được nối từ nguồn đến máy móc,…

Dòng điện định mức của dây cáp đồng có giá trị được thể hiện như sau:

Dòng điện định mức của dây cáp nhôm vặn xoắn

Dây cáp nhôm vặn xoắn hay còn được gọi với tên gọi khác là dây cáp vặn xoắn hạ thế ruột nhôm. Loại dây này được dùng để dẫn, truyền tải và phân phối điện đến các trạm điện. Cáp nhôm vặn xoắn có khả năng cung cấp điện áp là 0,6/kV.

Dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn

Loại dây cáp này thường được sử dụng ở dạng mắc nối trên không, có thể chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Cáp có thể chịu được mức nhiệt tối đa là 80 độ C. Và nhiệt độ cực đại khi tiến hành ngắt mạch là 250 độ C (thời gian giới hạn cho phép không quá 5S).