Как найти мощность утюга физика

Обновлено: 04.05.2024

Когда мой верный утюг устал от глажки и запросился на пенсию, мне пришлось озаботиться поиском нового гладильного агрегата. Отправляясь в магазин, я даже не подозревала, из какого количества приборов мне придется выбирать. Их было слишком много. Советы продавца-консультанта мне не особо помогли. Девушка просто вместе со мной ходила вдоль витрины и зачитывала информацию с ярлыков: а этот помощнее будет и подошва у него керамическая. Или: а вот здесь паровой удар есть и антипригарное покрытие. А у этого керамическая подошва, паровой удар и функция selfclean. На мои вопросы, что же все это означает, продавец ответить не могла. В общем, я поняла, что в утюгах она смыслит примерно как я — то есть никак.

Пришлось разворачиваться, возвращаться домой и составлять для самой себя инструкцию по выбору утюга. И вот что их этого вышло

Характеристики, на которые стоит обратить внимание:

Мощность и температурный режим

Мощность влияет на скорость нагрева подошвы, время глажки и образование пара. Во домашних моделях мощность обычно бывает от 1500 до 2500 Вт. Этого достаточно, чтобы быстро разогреть подошву и разгладить вещь. Бытовые приспособления в данном диапазоне справятся со всеми видами ткани, даже с пересушенным льном.

Но помните, что чем выше мощность утюга, тем больше электроэнергии он потребляет.

Важно, чтобы в утюге был выбор рабочих режимов. Тогда удастся спокойно гладить и тонкие, и плотные ткани и не беспокоиться, что с ними что-то случится. Обычно на регуляторе режимы обозначаются точками. При этом оптимально, если у утюга не более 4-5 режимов для глажки, иначе можно легко запутаться.

Подошва

Идеальная подошва должна равномерно нагреваться, быть износостойкой, легко скользить по ткани и разглаживать не только качественно, но и бережно. Важен материал, из которого изготовлена подошва. От того, как подошва будет скользить по ткани, зависит качество глажки.

Материал подошвы

Алюминий. Самая легкая и бюджетная в использовании подошва. Она быстро нагревается, но и быстро остывает. Большой минус — это непрочность материала. Со временем на алюминиевой подошве могут появиться царапины, которыми легко испортить ткань.
Нержавеющая сталь. Самая тяжелая подошва. Утюги со стальными подошвами долго нагреваются и также долго остывают. Недостаток — при неправильной эксплуатации на подошве образуется нагар.
Керамика. Недолговечный материал, как и алюминий. Керамическая подошва отлично скользит и проглаживает ткань. Она легко чистится, не мнет и не цепляет одежду. Хотя, если появилась царапина, качество глажки снижается. А если его уронить, то высока вероятность, что появятся сколы.

Металлокерамика. Она быстро нагревается и долго остается теплой. Подошва свободно скользит по ткани, не заминая ее. Из недостатков — высокая стоимость утюга.
Тефлон. Дорогое покрытие. Также в числе недостатков – хрупкость: тефлоновая подошвой при сильном ударе может отколоться или треснуть, если нечаянно уронить его. Также тефлон может поцарапать любая металлическая застежка или пуговица.
Антипригарное покрытие. Не оставляет лоснящихся полосок на ткани. Но такие поверхности легко повредить, как тефлон или алюминий, они быстро теряют свои свойства.

Также продаются утюги с титановой подошвой, сапфировым напылением и прочими наворотами. Возможно, это самые лучшие приборы, которые только можно найти, но советовать их покупать я не буду. Цена на них намного выше, чем на простые утюги, а про их качество можно судить только из рекламных проспектов — обычно их просто не покупают, предпочитая за ту же цену брать парогенераторы, например.

Форма подошвы

Модель с острым носиком подойдет, чтобы проглаживать труднодоступные места, и желательно, чтобы на нем были отверстия для пара — паровой носик. Утюг с широкой подошвой будет полезен для разглаживания постельного белья или крупных изделий. Для удобной глажки в районе пуговиц требуется подошва с невысокой полочкой внизу. Также обратите внимание, чтобы отверстия для пара были равномерно расположены по всей подошве утюга.

Вес

Чем легче техника, тем удобнее ее держать в руке, а значит, ваши руки не будут ныть после длительной глажки. Но при этом легкий утюг вряд ли разгладит пересушенное белье или многочисленные оборки. Тяжелый утюг справится с такими проблемами запросто, но долго вы им работать не сможете — быстро устанете. Самый лучший утюг весом от 1,5 до 2 кг. Перед покупкой лучше подержать утюг в руке и сравнить с другими моделями.

Функция подачи пара и разбрызгивание

С помощью функции разбрызгивания можно местами увлажнять ткань без помощи пара. Удобно, если необходимо разгладить отдельные участки. Наиболее эффективная функция — это постоянный пар. Скорость подачи пара зависит от мощности утюга. Для применения в быту достаточно 20-30 г/мин. В некоторых моделях есть паровой удар. При помощи нажатия кнопки струя пара направляется на необходимый участок ткани, чтобы размягчить пересушенную ткань. Для этого нужна мощность более 150 г/мин. Есть ли смысл переплачивать за паровой удар — решать вам.

Противокапельная система и самоочистка

Один из недостатков разбрызгивания — вероятность вытекания воды при небольших температурах. Такие потеки могут испортить вещь, особенно из легкой однотонной ткани. Поэтому, если хотите глажку сделать аккуратной, выбирайте утюг со специальным значком — перечеркнутой капельки или Aqua-stop.

Вода, которую мы используем, в том числе, и для утюга, не самая чистая. И внутри со временем образуется накипь. Да, реклама про это всем изрядно портит нервы, тем не менее, накипь существует. И портит утюги тоже.

Даже использование специальной воды для глажки не спасает. Из-за накипи на одежде могут оставаться пятна. Поэтому раз в месяц нужно проводить чистку утюга от накипи.

Для этого в утюге должна быть функция самоочистки — selfclean. Происходит это за счет выброса пара, который чистит отверстия и каналы. От вас потребуется нажать на кнопку, и утюг сам очистится от накопившейся грязи.

Шнур с шаровым креплением и автоотключение

Если длина шнура утюга не имеет важного значения, то шаровое крепление шнура к утюгу избавит от постоянного запутывания провода. Функция автоотключения сбережет электроэнергию и нервы, если вы забыли выключить утюг.

Бренд

Как и при покупке любой другой техники вы сами решаете, за что стоит платить — за функциональность или за бренд. Утюги с одинаковыми характеристиками, но выпущенные разными фирмами иногда различаются по стоимости от 1 тыс. до 4 тыс. рублей. Утюги от известных марок Tefal, Braun, Philips, Bosch стоят от 3,5 тыс. рублей, в то время как технику с такими же функциями можно купить дешевле на 1-2 тыс. рублей, если обратить внимание на Vitek, Scarlett, Maxwell, Polaris. Утюги этих марок также считаются надежными.

Чтобы выбрать утюг, не нужно обладать какими-то специальными знаниями и разбираться в его техническом устройстве. Достаточно ознакомиться с основными характеристиками: мощностью, материалом подошвы, функциями и дополнительными возможностями. Кстати, некоторые функции могут увеличивать стоимость утюга, но совсем не влияют на его эффективность. Поэтому задумайтесь, нужно ли вам сапфировое покрытие или дополнительная подсветка. Но самое главное — перед покупкой подержать утюг в руке, чтобы понять, насколько удобно будет им пользоваться.

Элементы электрического утюга, напряжение 220 В и сопротивление на зажимах 50 Ом. Технические характеристики и конструкция моделей.

Напряжение, мощность, сопротивление и вес утюга

Утюги не оборудованные терморегулятором имеют мощность от 300 Вт до 420 Вт. Напряжение на зажимах – от 198 вольт до 220 В. Сопротивление нагревательного элемента выполнено спирального типа, и имеет значение 30–50 Ом. Вес не превышает 2,7 кг.

Модели, оборудованные терморегуляторами обладают потребляемой мощностью до 1200 Вт. Напряжение электрического питания составляет от 190 до 220 В. Оснащаются нагревательным элементом трубчатого типа. Масса не превышает 2,4 килограмм.

Утюг, оснащенный терморегулятором и увлажнителем рассчитан на напряжение 189-220 вольт. Развивает мощность 1100 Вт. Нагревательный элемент используется трубчатой конструкции сопротивлением 50 Ом на зажимах. Ёмкость вмещает 100-150 см³ воды. Масса таких приборов не превышает 2,3 килограмм.

Утюг не оборудованный терморегулятором имеет существенные недостатки. Он разогревается медленнее. Расход электрической энергии имеет больше. Из-за небольшой мощности такой утюг быстро остывает при глажке.

Основные элементы утюга

Электрический утюг является не очень сложным устройством. Состоит из нескольких основных элементов. К ним относятся нагреватель, терморегулятор, встроенная защита от аварийного перегрева. Отдельные модели могут дополнительно оснащаться разными регуляторами, световым индикатором и различными системами для повышения комфорта пользования утюга.

Прежде всего, в конструкции электрического утюга можно выделить следующие элементы:

электрический кабель питания;
систему выработки пара;
контейнер для жидкости;
система пара образователя;
подошва;
термостат.

Рассмотрим некоторые элементы более подробно, а также конструкцию и основы работы некоторых деталей. Возможно это поможет установить причины неисправностей и возможные пути их ликвидации.

Электрический шнур

Можно заметить, что он не похож на аналогичные элементы прочей бытовой техники. Провод утюга выполнен в тканевой оплетке. Она устраняет прожигание и повреждение оболочки жил в процессе глажки.

Провод питания утюга выдерживает большие нагрузки. Он перекручивается в разных направлениях, растягивается, сгибается под разными углами и даже сворачивается в узел.

Обычный шнур не выдержал бы такие манипуляции. Провод утюга отлично выдерживает все нагрузки в течение нескольких лет.

Секрет состоит в тканевой оболочке шнура. Она повышает его жесткость и уменьшает трение между отдельными участками. Еще одним элементом, повышающим надежность питания утюга, является специальный ограничитель у основания утюга. Он препятствует перегибам и повреждениям провода.

Провод утюга оснащен 3 жилами. Это позволяет реализовать заземление, что уменьшает риски поражения напряжением при неисправностях, и увеличивает срок эксплуатации прибора.

Система подачи пара

Современные утюги имеют 2 кнопки впереди корпуса. Одна предназначена для получения пара, другая позволяет увлажнять бельё разбрызгиванием воды через небольшое отверстие в носике корпуса. Выработка пара осуществляется в отдельном отделе, который оснащен греющим элементом. Нажатие соответствующей кнопки осуществляет подачу жидкости под давлением в этот отдел, где она мгновенно закипает, а пар выходит через отверстия на подошве.

При заливании жесткой воды из водопроводного крана могут образоваться известковые следы на нагревателях. Это может вывести из строя нагреватель. Появление кусочков накипи говорит о том, что необходимо произвести очистку утюга.

Особенности подошвы утюгов

Подошва является определяющим элементом. От нее зависит эффективность глажки, а также, комфорт работы. Современные устройства оснащаются тефлоновыми, керамическими и другими видами подошв. Это делается для снижения трения между утюгом и материалом, облегчить глажку и исключить прилипание разогретой ткани к утюгу. Бюджетные модели имеют алюминиевую подошву. Данный металл является мягким, иногда появляются царапины.

В подошве устанавливается нагревательный элемент. Величина нагрева определяется терморегулятором. Он отключает подачу питания на нагреватель при повышении температуры до необходимого уровня.

Терморегулятор и система нагрева

Различные виды тканей предполагают выбор соответствующего температурного режима подошвы утюга.

Температурные условия глажки изделий одежды приводятся на специальном ярлыке, который пришит на внутренней стороне изделия.

Выставление необходимого нагрева делается регулировочным колесиком. Когда нагрев достигает выставленного значения, осуществляется размыкание контактов. При этом напряжение питания на нагревательный элемент не подается.

В терморегуляторе используется биметаллическая пластина из двух частей. Эти части изготовлены из различных металлов. При повышении температуры металлические пластины деформируются. Отличия в температурных свойствах разных металлов приводят к различной степени деформации пластин. Это и приводит к разрыву электрической цепи. Данный принцип применяется и в электрических чайниках, в водонагревателях и других приборах.

Давайте возьмём утюг мощностью 2000 Ватт(это означит что он потребляет 2 кВт/в час).

Расчёт потребления за 1 минуту: 2000(мощность прибора) / 60(минуты в часе) = 33,3 Ватт/в минуту.

Допустим что вы гладите 20 минут в день: 20(время глажки) * 33,3(расход в минуту) = 666 Ватт или же 0,666 кВт/ за одну 20-ти минутную глажку(округлим до ≈ 0,67).

В день вы проглаживаете одежду 2 раз по 20 минут: 2(кол-во использований в день) * 0,67(расход за 1 использование) = 1,34 кВт/ в день.

Расход электричества в месяц: 30(дней работы) * 1,34(потребление в день) = 40,2 кВт/ в месяц.

Сумма оплаты за электроэнергию потраченную утюг: 40,2 * 3,5р(например, тариф за 1 кВт/час, в каждой области, районе, городе и деревне разные тарифы) = 140,7 руб.

Внимание мы рассчитали потребление утюга на 40 минутную глажку в день, если вы будете гладить меньше 2-х раза или меньше 20-ти минут в день, то и расход будет в разы меньше. Ну и наоборот если больше этих значений то и расход электроэнергии увеличится.

Расчёты потребления тока

Если вы хотите определить сколько потребляет тока(Ампер) ваш прибор, вам необходимо выполнить эти действия:

Кол-во потребленного тока в час: 2000(мощность утюга) / 220(напряжение в розетке) = 9,09 А/ в час.

Можно определить потребление за 1 минуту: 9,09 / 60 ≈ 0,16 А/ в минуту.

Далее вы можно определить сколько вы потратили тока за 1 использование:(например глажка длилась 20 минут): 0,16(потребление за 1 минуту) * 20 (время использования) = 3,2 А/ за 20 минут.

Внимание, при расчётах тока нужно учитывать напряжение в сети и мощность утюга.

Как правильно выбирать утюг

При прохождении тока в цепи электрическое поле совершает работу по перемещению заряда. В этом случае работу электрического поля называют работой электрического тока.

При прохождении заряда \(q\) по участку цепи электрическое поле будет совершать работу: \(A=q\cdot U\), где \(U\) — напряжение электрического поля, \(A\) — работа, совершаемая силами электрического поля по перемещению заряда \(q\) из одной точки в другую.

Количество заряда, прошедшее по участку цепи, пропорционально силе тока и времени прохождения заряда: q = I ⋅ t .

Работа электрического тока на участке цепи пропорциональна напряжению на её концах и количеству заряда, проходящего по этому участку: A = U ⋅ q .

Работа электрического тока на участке цепи пропорциональна силе тока, времени прохождения заряда и напряжению на концах участка цепи: A = U ⋅ I ⋅ t .

Для измерения работы электрического тока нужны вольтметр, амперметр и часы. Например, для определения работы, которую совершает электрический ток, проходя по спирали лампы накаливания, необходимо собрать цепь, изображённую на рисунке. Вольтметром измеряется напряжение на лампе, амперметром — сила тока в ней. А при помощи часов (секундомера) засекается время горения лампы.

\(1\) кДж = 1000 Дж или \(1\) Дж = \(0,001\) кДж;
\(1\) МДж = 1000000 Дж или \(1\) Дж = \(0,000001\) МДж.

Для потребителей электрической энергии существуют приборы, позволяющие в пределах ошибки измерения получать числовые данные о ее расходе в единицу времени.

Механическая мощность численно равна работе, совершённой телом в единицу времени: N = А t . Чтобы найти мощность электрического тока, надо поступить точно также, т.е. работу тока, A = U ⋅ I ⋅ t , разделить на время.

Из этой формулы можно определить и другие физические величины.
Для удобства можно использовать приведённый ниже рисунок.

Используют также единицы мощности, кратные ватту: гектоватт (гВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт).
\(1\) гВт = \(100\) Вт или \(1\) Вт = \(0,01\) гВт;
\(1\) кВт = \(1000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,001\) кВт;
\(1\) МВт = \(1 000 000\) Вт или \(1\) Вт = \(0,000001\) МВт.

Так как мощность тока прямо пропорциональна напряжению и силе тока, протекающего через лампочку, то перемножим их значения:

Ваттметры измеряют мощность электрического тока, протекающего через прибор. По своему назначению и техническим характеристикам ваттметры разнообразны.

Подключим к цепи по очереди две лампочки накаливания, сначала одну, затем другую и измерим силу тока в каждой из них. Она будет разной.

Сила тока в лампочке мощностью \(25\) ватт будет составлять \(0,1\) А. Лампочка мощностью \(100\) ватт потребляет ток в четыре раза больше — \(0,4\) А. Напряжение в этом эксперименте неизменно и равно \(220\) В. Легко можно заметить, что лампочка в \(100\) ватт светится гораздо ярче, чем \(25\)-ваттовая лампочка. Это происходит оттого, что её мощность больше. Лампочка, мощность которой в \(4\) раза больше, потребляет в \(4\) раза больше тока. Значит:

Что произойдёт, если одну и ту же лампочку подсоединить к источникам различного напряжения? В данном случае используется напряжение \(110\) В и \(220\) В.

Можно заметить, что при большем напряжении лампочка светится ярче, значит, в этом случае её мощность будет больше. Следовательно:

I = 0 , 2 А U = 110 В P = U ⋅ I = 110 ⋅ 0 , 2 = 22 Вт

I = 0,4 А U = 220 В P = U ⋅ I = 220 ⋅ 0,4 = 88 Вт .

Можно сделать вывод о том, что при увеличении напряжения в \(2\) раза мощность увеличивается в \(4\) раза.
Не следует путать эту мощность с номинальной мощностью лампы (мощность, на которую рассчитана лампа). Номинальная мощность лампы (а соответственно, ток через нить накала и её расчётное сопротивление) указывается только для номинального напряжения лампы (указано на баллоне, цоколе или упаковке).

Читайте также: