Электромощность. Электрическая мощность: определение, виды, формулы расчета и единицы измерения

Что такое электрическая мощность и как она рассчитывается. Какие бывают виды электрической мощности. В каких единицах измеряется мощность электрического тока. Как связаны между собой активная, реактивная и полная мощность.

Что такое электрическая мощность

Электрическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Другими словами, это работа, совершаемая электрическим током в единицу времени.

Мощность показывает, как быстро электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую и т.д.) или передается по электрической цепи.

Формула электрической мощности

Основная формула для расчета электрической мощности:

P = U * I

где:

• P — мощность (Вт)
• U — напряжение (В)
• I — сила тока (А)

Эта формула справедлива как для цепей постоянного, так и переменного тока.

Виды электрической мощности

В цепях переменного тока выделяют три вида электрической мощности:

1. Активная мощность

Активная мощность P — это мощность, которая преобразуется в полезную работу или тепло. Измеряется в ваттах (Вт).

Формула активной мощности:

P = U * I * cos φ

где cos φ — коэффициент мощности.

2. Реактивная мощность

Реактивная мощность Q — мощность, которая затрачивается на создание электромагнитных полей в индуктивных и емкостных элементах цепи. Измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).

Формула реактивной мощности:

Q = U * I * sin φ

3. Полная мощность

Полная мощность S — это геометрическая сумма активной и реактивной мощностей. Измеряется в вольт-амперах (ВА).

Формула полной мощности:

S = U * I

Единицы измерения электрической мощности

Основные единицы измерения электрической мощности:

• Ватт (Вт) — единица активной мощности
• Вольт-ампер (ВА) — единица полной мощности
• Вольт-ампер реактивный (вар) — единица реактивной мощности

Для больших значений мощности используются кратные единицы:

• Киловатт (кВт) = 1000 Вт
• Мегаватт (МВт) = 1 000 000 Вт
• Гигаватт (ГВт) = 1 000 000 000 Вт

Как связаны активная, реактивная и полная мощность

Активная, реактивная и полная мощности связаны между собой следующим соотношением:

S² = P² + Q²

Это соотношение называется «треугольником мощностей». Из него можно вывести следующие формулы:

• P = S * cos φ
• Q = S * sin φ
• tg φ = Q / P

где φ — угол сдвига фаз между напряжением и током.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности (cos φ) показывает, какую часть полной мощности составляет активная мощность. Он определяется как отношение активной мощности к полной:

cos φ = P / S

Коэффициент мощности всегда меньше или равен единице. Чем ближе он к единице, тем эффективнее используется электроэнергия в цепи.

Как рассчитать электрическую мощность

Расчет электрической мощности зависит от типа цепи и имеющихся данных. Рассмотрим основные случаи:

1. Для цепи постоянного тока

P = U * I

Если известно сопротивление R, можно использовать формулы:

P = I² * R

P = U² / R

2. Для цепи переменного тока

Активная мощность: P = U * I * cos φ

Реактивная мощность: Q = U * I * sin φ

Полная мощность: S = U * I

Если известна только активная мощность и коэффициент мощности, можно рассчитать полную и реактивную мощности:

S = P / cos φ

Q = P * tg φ

Примеры расчета электрической мощности

Рассмотрим несколько примеров расчета электрической мощности:

Пример 1: Расчет мощности лампочки

Дано: лампочка работает от сети 220 В, потребляет ток 0,5 А.

Решение:

P = U * I = 220 В * 0,5 А = 110 Вт

Пример 2: Расчет мощности электроплиты

Дано: электроплита подключена к сети 380 В, потребляет ток 16 А, коэффициент мощности 0,95.

Решение:

P = U * I * cos φ = 380 В * 16 А * 0,95 = 5776 Вт ≈ 5,8 кВт

Пример 3: Расчет мощности по энергопотреблению

Дано: электроприбор потребил 2 кВт*ч энергии за 4 часа работы.

Решение:

P = W / t = 2 кВт*ч / 4 ч = 0,5 кВт = 500 Вт

Значение электрической мощности

Электрическая мощность играет важную роль в электротехнике и энергетике. Почему она так важна?

• Позволяет оценить энергопотребление устройств и систем
• Используется для расчета и проектирования электрических сетей
• Помогает выбрать подходящие источники питания для электроприборов
• Необходима для расчета экономической эффективности энергосистем
• Позволяет оптимизировать работу электрооборудования

Понимание концепции электрической мощности необходимо для эффективного использования электроэнергии и разработки энергосберегающих технологий.

Как повысить эффективность использования электрической мощности

Для повышения эффективности использования электрической мощности можно предпринять следующие меры:

1. Повышение коэффициента мощности:
   • Установка компенсаторов реактивной мощности
   • Использование оборудования с высоким cos φ
2. Снижение потерь в электрических сетях:
   • Применение проводников с меньшим сопротивлением
   • Оптимизация схем электроснабжения
3. Использование энергоэффективного оборудования:
   • Светодиодные лампы вместо ламп накаливания
   • Бытовая техника с высоким классом энергоэффективности
4. Внедрение систем управления энергопотреблением:
   • Автоматизация включения/выключения устройств
   • Мониторинг и анализ энергопотребления

Эти меры позволяют снизить потери электроэнергии и оптимизировать использование электрической мощности в различных системах.

Каталог | Электрика 24

Каталог | Электрика 24

Главная страница

Каталог

Сожалеем, но такой страницы не существует.
Воспользуйтесь следующими ссылками, чтобы найти то, что Вы искали:

• Каталог
• Статьи
• Новости
• Скидки и бонусы
• Как купить
• Доставка и оплата
• Контакты
• Сертификаты
• Отзывы
• Диодная лента
• Розетки и выключатели
• Светильники, прожекторы и люстры
• Автоматы, УЗО, Рубильники, Контакторы, Щиты и боксы
• Лампочки
• Кабель, Провод, Гофра, Кабель-канал
• Вентиляция

• Звонки дверные
• Теплый пол электрический
• Греющий кабель
• Силовые разъемы и вилки
• Батарейки
• Балласты(ЭПРА), Стартеры
• Датчики движения, освещенности и открытия
• Инструмент электромонтажный
• Распродажа
• Световые фигуры и гирлянды
• Колодки и удлинители, тройники
• Коробки, клеммники, трансформаторы, вилки, патроны, аксессуары кабеля
• Умный дом
• Стробоскопы для рекламы, вспышки
• Электросчетчики

Прикрепить файл :

Защита от автоматических сообщений

Поменять картинку

Введите слово на картинке*

Наверх

Каталог | Электрика 24

Каталог | Электрика 24

Главная страница

Каталог

Сожалеем, но такой страницы не существует.
Воспользуйтесь следующими ссылками, чтобы найти то, что Вы искали:

• Каталог
• Статьи
• Новости
• Скидки и бонусы
• Как купить
• Доставка и оплата
• Контакты
• Сертификаты
• Отзывы
• Диодная лента
• Розетки и выключатели
• Светильники, прожекторы и люстры
• Автоматы, УЗО, Рубильники, Контакторы, Щиты и боксы
• Лампочки
• Кабель, Провод, Гофра, Кабель-канал
• Вентиляция

• Звонки дверные
• Теплый пол электрический
• Греющий кабель
• Силовые разъемы и вилки
• Батарейки
• Балласты(ЭПРА), Стартеры
• Датчики движения, освещенности и открытия
• Инструмент электромонтажный
• Распродажа
• Световые фигуры и гирлянды
• Колодки и удлинители, тройники
• Коробки, клеммники, трансформаторы, вилки, патроны, аксессуары кабеля
• Умный дом
• Стробоскопы для рекламы, вспышки
• Электросчетчики

Прикрепить файл :

Защита от автоматических сообщений

Поменять картинку

Введите слово на картинке*

Наверх

Что такое электроэнергия? Виды электроэнергии и единицы измерения

Электричество является одним из предметов первой необходимости в наше время, и мы не можем представить свою жизнь без него. В любой форме, такой как накопленный постоянный ток в батареях или сеть переменного тока от опор, в обоих случаях мы используем его для питания нашего повседневного оборудования, а наша промышленность использует его для запуска машин для производства товаров и предоставления услуг. Количество потребляемой нами электроэнергии измеряется на основе электрической мощности.

Содержание

Что такое электроэнергия?

Каждое электрооборудование или устройство, которое мы используем, имеет указанную номинальную мощность. Это означает, что он потребляет эту конкретную номинальную мощность и преобразует эту электрическую мощность с пользой. Например, мобильный телефон использует энергию батареи для питания своего дисплея (преобразуя его в свет), динамиков (для генерации звука) и своих процессоров (для логических операций) и т. д. То же, что машины, которые потребляют электроэнергию и генерируют механические мощность и обогреватель вырабатывает тепловую энергию.

Как правило, определение мощности – это скорость передачи энергии или энергия, передаваемая в единицу времени.

Итак, согласно определению, электрическая мощность — это скорость потока электрической энергии или работа, совершаемая над электрическими зарядами в электрической цепи.

Электрическая энергия – это энергия, накопленная в заряде Q под действием напряжения V (разность потенциалов). Следовательно, электрическая мощность;

P = электрическая энергия / время = (V x Q) / t

Где Q / t = I, поскольку поток заряда в единицу времени называется электрическим током, обозначаемым I.

P = VI

В электрической цепи можно сказать, что мощность, потребляемая или генерируемая компонентом, равна равно произведению падения напряжения на нем и тока, протекающего через него.

Единица мощности

Поскольку электрическая мощность представляет собой поток энергии в единицу времени, а единицей энергии является джоуль.

Электрическая мощность = Джоули в секунду = Дж/с

Единицей электрической мощности в системе СИ является ватт, представленный как Вт .

Ватт, Вт = Джоуль/секунда

Один ватт определяется как потребляемая электрическая мощность, когда к цепи прикладывается разность потенциалов в один вольт, и через нее проходит ток силой один ампер.

Мощность может варьироваться от маленьких цифр до очень больших цифр, которые упрощаются с использованием префиксов, таких как милливатт мВт, киловатт кВт, мегаватт МВт и т. д.

Расчет электрической мощности

Электрическая мощность, генерируемая или потребляемая компонентом в цепи, может быть легко рассчитана с помощью этих уравнений;

P = IV

По закону Ома; V = IR

P = I ² R

или P = V ² /R

Где ток I — это ток, протекающий через компонент, V — напряжение на нем, а R — сопротивление компонент. Мы можем использовать любое уравнение для расчета мощности, если у нас есть один из двух электрических параметров (I, V или R) компонента.

Предположим, что компонент имеет сопротивление R = 10 Ом, имеет напряжение V = 12 В и через него протекает ток I = 1,2 А.

 P = IV = 1,2 x 12 = 14,4 Вт

или P = I ² R = (1,2) ² x 10 = 14,4 Вт 2 /10 = 14,4 Вт

Производитель и потребитель

Производитель – это электрическая единица, которая генерирует или подает электроэнергию в цепь. Согласно закону сохранения энергии, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Производители преобразуют другую форму энергии в электрическую энергию, например, батареи, которые преобразуют химическую энергию из химических веществ внутри нее, водяные турбины преобразуют кинетическую энергию воды, ветряные турбины преобразуют энергию ветра, солнечные панели преобразуют солнечное излучение. Все эти блоки являются производителями электроэнергии и предлагают мощность в различных средах и условиях.

Потребитель — электрическая единица, потребляющая электроэнергию. Он преобразует электрическую энергию в другую необходимую форму энергии. Резистор потребляет электрическую энергию и преобразует ее в тепловую энергию. В обогревателях сопротивление катушки используется для выработки тепла. Точно так же двигатели генерируют механическую энергию, светодиоды генерируют световую энергию и т. д. Такие электрические компоненты называются потребителями электроэнергии.

Электроэнергия – это мера того, насколько быстро производитель электроэнергии поставляет электроэнергию, а потребители потребляют ее.

Типы электроэнергии

Электроэнергию можно разделить на два типа в зависимости от характера протекания электрического тока. Два типа электрических токов: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC).

Таким образом, ниже описаны типы электропитания: питание постоянного тока и питание переменного тока.

Питание постоянного тока

Питание постоянного тока обеспечивается источником постоянного тока, таким как батарея и фотогальванический элемент. Постоянный ток однонаправленный и постоянный. Поэтому его расчет очень прост. Он равен произведению напряжения и силы тока.

P = V I

Где V — напряжение на компоненте, а I — ток, проходящий через него. Мощность, обеспечиваемая таким током, называется электрической мощностью переменного тока. Ток периодически меняет свое направление, что вводит представление о частоте и фазе в форме волны тока и напряжения.

Таким образом, мощность переменного тока подразделяется на три типа мощности.

Полная мощность

это полная мощность, подаваемая источником в цепь. Как следует из названия, это мощность, которая рассеивается внутри цепи. Обозначается как S и задается как;

S = V _ОБС I _ОБС

, где

V _ОБС = среднеквадратичная (среднее квадрат корня). Ток = I _пик /√2

Полная мощность представляет собой комбинацию активной мощности и реактивной мощности, поэтому она измеряется в вольт-амперах или ВА .

• Запись по теме: Анализ реактивной мощности в энергосистеме

Активная или действительная мощность

Активная мощность или действительная мощность — это количество мощности, рассеиваемой внутри полного сопротивления цепи. Это мощность, которая фактически находится в цепи. Обозначается цифрой P & дано;

P = В _{действ.} I _{действ.} cosϕ

Где

• В _{действ.}
• I _rms = RMS (среднеквадратичный) Ток = I _пик /√2
• ϕ = фазовый угол или разность фаз между напряжением и током

 Измеряется в Вт .

• Связанный пост: Активная, реактивная, полная и комплексная мощность

Реактивная мощность

Реактивная мощность — это мощность, которая рассеивается на реактивном сопротивлении цепи. Он теряется внутри проводки цепей в виде тепла и никогда не используется с пользой. Обозначается Q и задается;

Q = В _{действующее значение} I _{действующее значение} sinϕ

Где

• В _{действующее значение} = среднеквадратичное значение напряжения = В
• I _СКЗ = RMS (среднеквадратичный) Ток = I _пик /√2
• ϕ = фазовый угол или разность фаз между напряжением и током

Поскольку эта мощность тратится впустую и не используется схемой, ее следует полностью уменьшить, чтобы использовать полную мощность источника. Он измеряется в реактивных вольтах-амперах или сокращенно известен как VAR .

• Запись по теме: Полезна ли реактивная мощность? Значение реактивной мощности

Связь между полной, активной и реактивной мощностью

Поскольку полная мощность представляет собой комбинацию активной и реактивной мощности, они связаны друг с другом. Отношение можно объяснить с помощью следующего уравнения;

S ² = P ² + Q ²

Где

• S = Полная мощность
• P = Активная или активная мощность
• Q = реактивная мощность

Если задан фазовый угол или разность фаз между током и напряжением ϕ, то мы также можем рассчитать активную и реактивную мощность, используя;

P = S cos ϕ

Q = S sin ϕ

• Связанный пост: Разница между активной и реактивной мощностью – Вт против ВА

Коэффициент мощности

Отношение активной или активной мощности (мощности, фактически рассеиваемой в цепи) к полной мощности (полной мощности, подаваемой в цепь) называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности = P/S

Коэффициент мощности = В _{действующее значение} I _rms cosϕ / V _rms I _rms

Коэффициент мощности = cosϕ

Таким образом, коэффициент мощности равен cos ϕ, где ϕ — разность фаз между напряжением и током из-за реактивного сопротивления. Он находится в диапазоне от 0 до 1.

• По теме: Что такое коэффициент мощности (Cosθ)? Cos fi или P.f Определения и формулы

Если коэффициент мощности максимальный

Коэффициент мощности = Cosϕ = 1

Это означает, что разность фаз ϕ = 0°, т. е. напряжение и ток совпадают по фазе. Это возможно только в том случае, если полное реактивное сопротивление цепи равно нулю. В таком случае активная мощность P равна полной мощности S , т.е. вся мощность, подводимая к цепи, используется ею. По соотношению;

P = S cos ϕ

P = S (1)

P = S

Это наилучший сценарий, и коэффициент мощности поддерживается как можно ближе к 1,

Если коэффициент мощности минимальный

Коэффициент мощности = Cosϕ = 0

Это означает, что разность фаз ϕ = 90°, т. е. кривые напряжения и тока разнесены на 90°. Цепь имеет чистое реактивное сопротивление и в ней нет сопротивления. Таким образом, общая мощность, подаваемая в цепь, будет потрачена впустую внутри проводки и никогда не будет использована с пользой. В таком случае активная мощность или мощность, которая фактически используется, равна нулю и рассчитывается по соотношению

P = S cos ϕ

P = S (0)

P = 0

Таким образом, низкого коэффициента мощности следует избегать в любых условиях, так как это может снизить эффективность системы и привести к потере энергии.

Related Posts:

• Что такое электрический ток, его единицы, формула, типы и применение
• Что такое напряжение? его единица измерения, формула, типы и приложения
• Что такое сопротивление? Удельное сопротивление (ρ) и удельное сопротивление, Ом

URL-адрес скопирован

Передача электроэнергии | NOAA / NWS Прогнозируя Прогнозирование Погодных погодных условий.

R

нет данных

S

нет данных

G

нет данных

R1-R2	—
Р3-Р5	—

S1 или выше	—

G

нет данных

R1-R2	—
Р3-Р5	—

S1 или выше	—

G

нет данных

R1-R2	—
Р3-Р5	—

S1 или выше	—

g

Нет данных

R

Нет данных

S

Нет данных

G

Данные

Условия.

Передача электроэнергии

Электроэнергетическая сеть и, следовательно, электроснабжение вашего дома и бизнеса могут быть нарушены из-за космической погоды. Одно из величайших открытий XIX в.20-м веке стало осознание того, что изменяющееся во времени магнитное поле способно создавать электрический ток в проводнике. Основная идея состоит в том, что скорость изменения во времени магнитного потока (то есть силовых линий магнитного поля), проходящего через петлю с током, пропорциональна току, который генерируется вокруг петли. Несколько более раннее, но не менее важное открытие заключалось в том, что провод с током создает магнитное поле. Применение этих принципов широко распространено в современном обществе, например, в генераторах электроэнергии, силовых трансформаторах и электродвигателях.

Изменяющиеся во времени магнитные поля и системы электрического тока — это не только искусственные явления, но и весьма распространенные явления в природе. Естественные системы электрического тока, которые изменяются во времени, можно найти внутри Земли, в океанах и в верхних слоях атмосферы Земли (выше ~ 100 км), где составными частями атмосферы являются положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные электроны, которые перемещаются. множеством сложных способов. Многие из этих систем течений в верхних слоях атмосферы присутствуют постоянно и регулярно модулируются в ответ на вращение Земли, гравитационное притяжение Луны и медленное изменение солнечной радиации в течение солнечного цикла. Однако время от времени эти текущие системы могут быть значительно улучшены и демонстрировать быстрые изменения во времени и пространстве, явление, обычно называемое геомагнитной бурей. Геомагнитные бури, в свою очередь, вызываются возмущениями, которые распространяются от Солнца, проходят через межпланетное пространство и взаимодействуют с космической средой Земли.

Можно было бы ожидать, что первые изобретатели телеграфных систем не осознавали, что электрическая цепь, которую они конструировали, была пронизана линиями естественного магнитного потока, и, что еще более удивительно, что этот поток мог изменяться со временем и вызывать естественную тока в их системе. Однако вскоре после их развертывания были обнаружены сообщения об аномальных токах, которые иногда могли препятствовать связи или могли позволить системе работать без источника электроэнергии, а в более драматических случаях вызывали возгорание бумаги для записи. (см. обзор Boteler 2003 и ссылки в нем). Подобные эффекты продолжали время от времени наблюдаться в линиях связи следующего поколения (коаксиальные кабели).

Еще одна система искусственных электрических цепей начала расти с появлением систем электроснабжения. Так же, как телеграфы, этот сложный набор цепей пронизан естественным магнитным потоком, и, как и в телеграфах, быстрые изменения этого магнитного потока во время геомагнитных бурь вызывают течение естественного тока через систему. Впервые об этом эффекте сообщили после геомагнитной бури 24 марта 1940 г. (Davidson, 1940; см. также Germaine, 19).40 для отчетов о воздействии на длинные кабели связи). На протяжении многих лет сообщалось о многочисленных значительных и умеренных воздействиях на сеть, включая отключение электроэнергии в 1958 г. (Lanzerotti & Gregori, 1986), отключение оборудования и проблемы со стабильностью напряжения (4 августа 1972 г.), девятичасовое отключение электроэнергии в Канаде и потеря трансформатора (13 марта 1989 г. — см. Фото) и отключение электроэнергии в Швеции во время шторма в октябре 2003 г. (См. Boteler, 2001, где представлена ​​исчерпывающая подборка эффектов).

Оценка воздействия геомагнитных бурь на электроэнергетическую сеть включает ряд соображений. Путь тока, который реагирует на изменяющиеся внешние токи в верхних слоях атмосферы, следует по искусственным путям тока на земле (линиям электропередач), а также по различным естественным путям тока (9).0159 напр. токопроводящие конструкции под землей и близлежащие водоемы). После учета естественных путей тока чистое геоэлектрическое поле, наложенное на искусственные пути тока, приводит к квазипостоянному (периоды от 10 секунд до десятков (десятков) минут) току в линиях электропередач. Эти токи, индуцированные геомагнитным полем, вызывают выход «возбуждающего тока» в силовых трансформаторах за пределы расчетного диапазона, что приводит к насыщению материала магнитного сердечника внутри трансформатора. Как только сердечник насыщается, трансформатор больше не создает обратной «электродвижущей силы» (своего рода электрическая инерция), а токи и напряжения в обмотках становятся аномально большими. В зависимости от конструкции трансформатора это может привести к нагреву окружающих конструкций из-за наведенных «вихревых токов», которые могут повредить части трансформатора. Дополнительным влиянием насыщения трансформатора является то, что напряжения и токи больше не имеют простой синусоидальной формы (60 циклов), и это может привести к срабатыванию защитного оборудования в других частях сети, когда оно не должно. Эти «отключения» оборудования могут отключить необходимое оборудование и вызвать проблемы со стабильностью напряжения. Дополнительным недостатком системы является то, что все трансформаторы, находящиеся в режиме насыщения, оказывают значительную индуктивную нагрузку на сеть в целом. Это означает, что система, уровень потребления которой приближается к пиковому уровню перед геомагнитной бурей, может оказаться не в состоянии удовлетворить общую потребность в электроэнергии во время геомагнитной бури, что приведет к частичному или общесистемному отключению электроэнергии.

Список литературы

Boteler, D.