20 ампер скільки кіловат: формула, таблиця і практика

20 ампер в однофазній мережі 230 В — це 4,6 кВт активної потужності при резистивному навантаженні. За старою нормою 220 В виходить 4,4 кВт. У трифазній мережі 400 В ті самі 20 А дають уже близько 13,9 кВт. Різниця майже втричі — не помилка калькулятора, а наслідок іншої формули й іншої напруги.

Саме тому на запит «20 ампер скільки кіловат» у видачі сусідять 4,4, 4,6, 3,7 і навіть 13 кВт. Усі ці числа можуть бути правильними — якщо знати, яку мережу, який коефіцієнт потужності й який режим роботи ви рахуєте. Нижче — робочі формули, готова таблиця для 12–400 В і розбір того, що реально витримає лінія 20 А у квартирі, майстерні чи на зарядці електромобіля.

З 1 липня 2025 року в Україні номінальна напруга для побутових мереж — 230/400 В за Кодексом систем розподілу НКРЕКП і ДСТУ EN 50160:2023. Допустимий діапазон — від 207 до 253 В. Для розрахунків потужності це вже не дрібниця: на нижній межі 20 А дають 4,14 кВт, на верхній — 5,06 кВт.

Чому 20 ампер не перетворюються в одне число кіловат

Ампер вимірює силу струму — скільки заряду проходить через провідник за секунду. Кіловат вимірює потужність — скільки роботи електроенергія виконує за ту саму секунду. Щоб перейти від одного до другого, обов’язково потрібна напруга. Без вольт ампер «не знає», скільки ват він несе.

Побутова аналогія тут груба, але робоча. Тиск води в трубі — це напруга. Витрата води — сила струму. Потужність насоса — добуток тиску й витрати. Та сама труба з витратою «20 одиниць» дає зовсім різний результат у системі 12 В і в системі 230 В.

Для постійного струму і для чисто активного навантаження змінного струму (ТЕН, лампа розжарювання, електрочайник) формула коротка:

P (кВт) = I (А) × U (В) / 1000

Підставте 20 А і 230 В: 20 × 230 / 1000 = 4,6 кВт. Це верхня теоретична межа активної потужності для однофазної лінії. Для двигунів, компресорів, імпульсних блоків живлення й зарядних станцій у гру вступає коефіцієнт потужності, і реальні кіловати стають меншими за 4,6 — навіть якщо амперметр показує рівно 20.

Друга пастка — плутанина між кіловатом і кіловат-годиною. 20 А при 230 В — це 4,6 кВт потужності в конкретну мить. Якщо таке навантаження тримається годину, лічильник накрутить 4,6 кВт·год. Дві години — 9,2 кВт·год. Ампер сам по собі рахунку за світло не задає: задає добуток потужності й часу.

Як порахувати 20 А у кіловатах за 30 секунд

Для побутових задач достатньо трьох формул. Вони покривають розетку в квартирі, трифазне введення в будинок і бортову мережу авто чи інвертора.

Однофазна мережа 230 В

P (кВт) = PF × I × U / 1000

PF — коефіцієнт потужності (cos φ). Для ТЕНа, бойлера з сухим нагрівачем, праски й електроплити беріть 1,0. Для холодильника, кондиціонера, насоса й більшості електродвигунів — 0,80–0,90. Для розвантаження без навантаження (двигун на холостому ходу) PF може впасти до 0,3–0,5, але робочий режим цікавить частіше.

• 20 А × 230 В × 1,0 = 4,60 кВт
• 20 А × 230 В × 0,9 = 4,14 кВт
• 20 А × 230 В × 0,8 = 3,68 кВт
• 20 А × 220 В × 1,0 = 4,40 кВт (старий номінал, ще трапляється на табличках приладів)

Якщо напруга в розетці просіла до 207 В — нижня межа стандарту — 20 А дають лише 4,14 кВт навіть при PF = 1. На 253 В виходить 5,06 кВт. Автомат при цьому все одно міряє ампери, а не кіловати: він вимкне лінію, коли струм перевищить номінал, незалежно від того, 207 у вас вольт чи 250.

Трифазна мережа 400 В

P (кВт) = √3 × PF × I × U / 1000

√3 ≈ 1,732. U тут — лінійна напруга (між фазами), в Україні номінально 400 В, раніше 380 В. Струм I — лінійний, той самий, що показує кліщі на одній фазі при симетричному навантаженні.

• 20 А, 400 В, PF = 1,0: 1,732 × 20 × 400 / 1000 = 13,86 кВт
• 20 А, 400 В, PF = 0,8: 11,09 кВт
• 20 А, 380 В, PF = 1,0: 13,16 кВт
• 20 А, 380 В, PF = 0,8: 10,53 кВт

Еквівалент через фазну напругу дає те саме: P = 3 × PF × I × U_ф / 1000, де U_ф = 230 В. Перевірка: 3 × 1 × 20 × 230 / 1000 = 13,80 кВт. Розбіжність у сотих — через округлення √3 і того, що 400 / √3 = 230,94 В, а не рівно 230. Для підбору автомата це несуттєво.

Постійний струм: авто, інвертор, акумулятор

Тут PF немає. Працює просте P = I × U / 1000.

• 12 В: 20 × 12 = 240 Вт = 0,24 кВт
• 24 В: 0,48 кВт
• 48 В (типова шина інвертора): 0,96 кВт
• 110 В: 2,20 кВт

Не плутайте ампери з ампер-годинами. Напис «20 А·год» на акумуляторі — це ємність, а не допустимий струм відбору. Батарея 12 В / 20 А·год зберігає 0,24 кВт·год енергії. Віддати 20 А вона може лише кілька десятків хвилин і лише якщо виробник це дозволив: для багатьох свинцево-кислотних тягових АКБ тривалий струм ближчий до 0,2C, тобто 4 А, а не 20.

Таблиця: 20 ампер у кіловатах на різних напругах

Нижче — швидка шпаргалка. Для змінного струму наведені два стовпці: резистивне навантаження (PF = 1) і типове індуктивне (PF = 0,8). Для DC коефіцієнт потужності не застосовується.

Джерело: розрахунок за P = I×U/1000 та P = √3×I×U×PF/1000; номінал 230/400 В — ДСТУ EN 50160:2023.

Для порівняння сусідніх номіналів автоматів в однофазній мережі 230 В (PF = 1): 16 А — 3,68 кВт, 20 А — 4,60 кВт, 25 А — 5,75 кВт, 32 А — 7,36 кВт. У трифазі 400 В ті самі номінали дають 11,09 / 13,86 / 17,32 / 22,17 кВт. Стрибок з 16 А на 20 А додає лише 0,92 кВт в однофазній квартирі — і майже 2,8 кВт на трифазному введенні. Тому «поставити автомат на два номінали більше» в трифазі змінює картину набагато сильніше, ніж здається з побутової розетки.

Що реально витримає лінія 20 ампер у квартирі

Теоретичні 4,6 кВт — це стеля, а не робоча точка. Автоматичний вимикач за IEC 60898-1 має тепловий розчіплювач: при 1,13×In (22,6 А для «двадцятки») він не повинен вимикатися взагалі, а при 1,45×In (29 А) має розчепитися протягом години. На папері це виглядає як запас. На практиці тривале навантаження близьке до номіналу гріє і автомат, і кабель, і клемник. Для лінії, яка працює годинами — бойлер, тепла підлога, зарядка авто — закладайте 80% номіналу.

Робочий орієнтир для однофазних 20 А: близько 3,6–3,7 кВт тривало і до 4,4–4,6 кВт короткочасно.

Що це означає в побуті.

• Бойлер 80–150 л з ТЕНом 1,5–2,5 кВт — комфортно. Два ТЕНи по 2 кВт, увімкнені разом, уже 4 кВт: лінія тримає, але без сусідів на тому ж автоматі.
• Проточний нагрівач 3,5–4,5 кВт — якраз під 20 А, і лише окремим кабелем. Моделі 6–8 кВт на «двадцятку» не ставлять: потрібен 32 А і переріз 6 мм².
• Духовка 2,5–3,5 кВт — нормальне навантаження для C20. Варильна поверхня на 7 кВт — ні: це вже 32 А і окреме введення.
• Кондиціонер 12–18 BTU бере 0,9–1,8 кВт по електриці. Запас великий. Проблема не в кіловатах, а в пусковому струмі компресора: на дешевому автоматі характеристики B він інколи «вибиває» в момент старту, хоча робочий струм 6–8 А.
• Пральна машина + сушарка разом легко виходять на 3,5–4,5 кВт у фазі нагріву. На одній лінії 20 А це межа.
• Електромобіль. Портативна зарядка Mode 2 зазвичай обмежена 10–16 А (2,3–3,7 кВт). Однофазний wallbox на 20 А дає 4,6 кВт — рідкісний проміжний номінал між побутовими 16 А і «силовою» 32 А (7,4 кВт). Трифазні 20 А — уже 13,9 кВт: це між стандартними 11 кВт (16 А × 3) і 22 кВт (32 А × 3).

Критичний нюанс, який у більшості таблиць «ампер–ват» пропускають: звичайна євророзетка (Schuko, CEE 7/4) розрахована на 16 А, не на 20. Автомат C20 у щитку не робить розетку в стіні «двадцятиамперною». Лінія 20 А має закінчуватися або клемним підключенням приладу (бойлер, духовка), або силовою розеткою відповідного номіналу. Ганяти 20 А через стандартну розетку годинами — типовий шлях до оплавленого гнізда.

З практики електромонтажу: окрему лінію 20 А ставлять саме на один потужний споживач. Групу розеток кімнати залишають на 16 А і кабелі 2,5 мм². Змішувати чайник, мікрохвильовку, пилосос і обігрівач на «двадцятці» формально можна за сумою кіловат, але тоді будь-яке одночасне вмикання зсуває струм до теплового розчеплення.

Кабель під автомат 20 А

Номінал автомата не захищає кабель, якщо кабель слабший за автомат. Правило координації просте: допустимий тривалий струм жили Iz має бути не нижчим за In автомата. Для міді 2,5 мм² у повітрі за ПУЕ це близько 27 А, у штробі й пучку — часто 21–24 А. Формально 20 А «проходить». У пучку з кількома кабелями в теплій стелі запас зникає.

Надійніша зв’язка для виділеної лінії 20 А — мідь 4 мм² і автомат C20. Для 2,5 мм² безпечніший типовий вибір усе ще 16 А. Алюміній 2,5 мм² під 20 А не ставлять: його тривалий струм у більшості способів прокладання нижчий за номінал автомата, і грітися буде жила, а не розчіплювач.

Коефіцієнт потужності: чому бойлер і компресор дають різні кВт

Автомат і кабель «бачать» повний струм — активну й реактивну складові разом. Лічильник у квартирі рахує активну енергію в кВт·год. Звідси розрив, який дратує, коли людина множить 20 А на 230 В, отримує 4,6 кВт і не розуміє, чому двигун 4 кВт на такій лінії вже дихає на ладан.

Повна потужність S (кВ·А) = U × I / 1000. Для 20 А і 230 В це завжди 4,60 кВ·А — незалежно від типу навантаження. Активна потужність P = S × PF. Реактивна Q = √(S² − P²).

• Бойлер, PF = 1,0: 4,60 кВт, 0 квар, струм 20 А.
• Насос чи компресор, PF = 0,8: 3,68 кВт, 2,76 квар, струм усе одно 20 А.
• Слабко навантажений двигун, PF = 0,5: лише 2,30 кВт при тих самих 20 А.

Інверторний кондиціонер і сучасний імпульсний блок живлення комп’ютера мають корекцію коефіцієнта потужності, і їхній PF близький до 0,95–0,99. Старий холодильник, зварювальний трансформатор, недорогий компресор — ні. Для трифазного асинхронного двигуна в каталозі майже завжди вказані і кВт, і А, і cos φ. Рахувати автомат треба від ампер (або від кВ·А), а не від «паспортних кіловат».

Приклад. Трифазний двигун 11 кВт, 400 В, PF = 0,85, ККД 0,91. Струм I = P / (√3 × U × PF × η) = 11000 / (1,732 × 400 × 0,85 × 0,91) ≈ 20,5 А. Номінал 20 А уже малий: потрібен як мінімум C25, плюс окремий тепловий захист двигуна. Якщо забути ККД і PF і поділити 11 кВт на «магічні» 13,86 кВт лінії 20 А, вийде хибне «проходить». Не проходить.

Для резистивних приладів ця поправка не потрібна. Саме тому таблички «1 А ≈ 0,23 кВт» у статтях про квартиру відносно чесні — чайник, ТЕН і лампа розжарювання справді близькі до PF = 1. Розтягувати це правило на майстерню зі станками не можна.

Сім типових помилок, через які 20 А «не сходяться» з кіловатами

Більшість суперечливих відповідей у мережі народжується не з різної фізики, а з семи звичок рахунку.

1. Забути напругу. «20 ампер = 4 кВт» без вольт — порожня фраза. На 12 В це 240 Вт, на 400 В трифази — майже 14 кВт.
2. Рахувати 220 В у мережі, яка вже 230. Похибка 4,5%. Для чайника не страшно. Для введення будинку й договору з оператором системи розподілу — уже різниця в сотнях ват, помножена на години.
3. Поставити знак рівності між автоматом 20 А і розеткою 20 А. Розетка в стіні — 16 А. Автомат захищає кабель, а не гумову колодку з «пілотом».
4. Ігнорувати одночасність. Бойлер 2 кВт + духовка 3 кВт = 5 кВт = 21,7 А при 230 В. Кожен прилад окремо «влізає» в 20 А. Разом — ні. Саме так вибиває ввідний автомат увечері, коли всі повернулися додому.
5. Плутати кВт і кВт·год, ампери й ампер-години. Потужність — миттєва величина. Енергія — інтеграл за часом. Ємність батареї — окрема історія. Три різні одиниці, три різні задачі.
6. Брати трифазну формулу без √3 або з √3 там, де мережа однофазна. Пропуск кореня занижує потужність у 1,73 раза. Зайвий корінь завищує так само. Перевірка: однофазний результат завжди близько 4,4–4,6 кВт, трифазний — 13–14 кВт. Якщо вийшло 8 кВт на 20 А — шукайте, де загубили або додали множник.
7. Підбирати автомат «із запасом угору» без огляду на кабель. C25 на жилі 2,5 мм² не рятує від пожежі: кабель почне руйнувати ізоляцію раніше, ніж спрацює тепловий розчіплювач. Запас роблять у перерізі, а не в номіналі автомата.

Окрема побутова ілюзія: «якщо автомат не вибиває, значить усе нормально». Тепловий розчіплювач інерційний. Контакт у розетці з перехідним опором 0,3–0,5 Ом при 16–20 А виділяє 80–200 Вт тепла в одній точці. Автомат у щитку цього не бачить: струм ще «його», а пластик розетки вже м’який. Запах горілої ізоляції — не «дрібниця проводки», а сигнал розібрати з’єднання.

Якщо автомат 20 А вибиває або щиток гріється

Спрацювання — не завжди наслідок «завеликої потужності в кіловатах». Спочатку розрізняють два механізми всередині одного корпусу.

Тепловий розчіплювач реагує на тривале перевищення струму. Класика: увімкнули бойлер, духовку й чайник на одній групі, через кілька хвилин клацання. Рішення — розвести споживачі по лініях або знизити одночасне навантаження. Якщо вибиває один і той самий автомат без видимого перебору кіловат, шукайте підгорілий нуль, ослаблу клему або «сірий» кабель із заниженим перерізом: перехідний опір додає нагрів, автомат у щитку стоїть у тепловій камері сусідів і їде з номіналу вниз.

Електромагнітний розчіплювач реагує на короткий кидок. Для характеристики C це 5–10 номіналів, тобто 100–200 А для «двадцятки». Холодильник і кондиціонер з пуском «напряму» інколи чіпають нижню межу B-характеристики (3–5 In, 60–100 А). Якщо робочий струм 7 А, а вибиває саме в момент старту компресора — справа не в кіловатах, а в кривій. Заміна B20 на C20 при тому ж номіналі часто закриває проблему. Ставити D «про всяк випадок» у квартирі не варто: при короткому замиканні в розетці такий автомат може не встигнути раніше за ввідний.

Що перевірити по кроках, якщо C20 «не тримає» заявлені 4 кВт:

1. Зняти фактичний струм кліщами на робочому режимі, не на етикетці приладу. Багато «3,5 кВт» духовок у грилі беруть ближче до 16–18 А.
2. Подивитися напругу. На 207 В ті самі 4,2 кВт — це вже 20,3 А. На просіданні автомат чесний, мережа — ні.
3. Перевірити температуру корпусу автомата після 20–30 хвилин навантаження. Гарячий на дотик сусідній модуль піднімає теплову уставку вниз: «двадцятка» починає вести себе як 16–18 А.
4. Оглянути клеми вводу й навантаження. Момент затяжки, наявність наконечника, відсутність багатожильного дроту під гвинт без гільзи.
5. Переконатися, що в групі немає витоку на землю, який чапає дифреле, а не сам автомат. Люди часто кажуть «вибиває 20 ампер», хоча клацає ПЗВ на 30 мА.

Якщо гріється не автомат, а ділянка кабелю в штробі — це вже не налаштування, а аварія в розвитку. Тут розрахунки кіловат не допоможуть: лінію треба розкривати й міняти.

Коли рахувати самому, а коли кликати фахівця

Самостійно варто зробити три речі. По-перше, перевести номінал автомата в кіловати за формулою вище, щоб розуміти стелю лінії. По-друге, скласти список приладів, які вмикаються разом, і порівняти суму з 80% номіналу. По-третє, звірити переріз кабелю з номіналом: 1,5 мм² — до 10–16 А, 2,5 мм² — розеткові 16 А, 4 мм² — виділені 20–25 А, 6 мм² — 32 А.

Електрика варто кликати, якщо задача виходить за межі однієї лінії. Нове виділення потужності в оператора системи розподілу, трифазне введення, зарядна станція, електрокотел, заміна алюмінієвої проводки хрущовки, селективність між ввідним і груповими автоматами, підбір ПЗВ на вологих зонах — це вже проект, а не множення 20 × 230. Помилка тут коштує не «зайвого автомата за 200 грн», а щитка, який не вимикається при КЗ на кінці лінії, або акту, якого не підпише інспектор.

Для майстерні з трифазними двигунами додається ще пусковий режим: прямий пуск, зірка-трикутник, частотник. Автомат 20 А, який ідеально тримає 11 кВт «на папері», може не пережити розгін, якщо характеристика й уставка теплового реле не зведені. Тут рахують не «20 ампер скільки кіловат», а струм у кожній секунді пуску.

Коротко, що варто забрати з розрахунку. 20 ампер — це 4,6 кВт в однофазній мережі 230 В і близько 13,9 кВт у трифазній 400 В при коефіцієнті потужності 1. Для двигунів віднімайте 15–20%. Для всього, що працює годинами, віднімайте ще чверть і не садіть це на звичайну розетку. Автомат захищає кабель лише тоді, коли кабель не слабший за автомат. А кіловат-година на лічильнику з’являється тільки після того, як ці ампери прожили в проводі якийсь час — і саме цей добуток, а не красиве число 4,6, визначає рахунок і запас ввідного автомата.