Как определить мощность по току и напряжению: Расчет мощности по току и напряжению

Содержание

Расчёт мощности по току и напряжению онлайн

Калькулятор расчёта мощности по току и напряжению

Данный калькулятор позволяет выполнить расчёт мощности по току и напряжению. Параметры необходимо вводить в базовых величинах, ток в амперах (А), напряжение в вольтах (В).

Формула расчёта мощности по току и напряжению

P = I*U ,

  1. P— мощность потребителя, Вт;
  2. I— cила тока, А;
  3. U— напряжение в сети, В;

Обращаем Ваше внимание, что приведённый выше онлайн калькулятор расчёта мощности, производит упрощённый расчёт мощности по току и напряжению, по упрощённой формуле. Онлайн расчёт данным способом позволяет, получить значения близкие к реальным.

Рекомендуем!

Формула расчёта мощности по току и напряжению для однофазной сети:

Однако, существуют формулы и для более точного расчёта. Если Вы обладаете, всеми необходимыми техническими характеристиками сети и устройства, то более точный расчёт мощности для однофазной сети, Вы можете произвести по формуле:

P = I*U*cosφ ,

  1. P— мощность потребителя, Вт;
  2. I— cила тока, А;
  3. U— напряжение в сети, В;
  4. cosφ -безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной (коэффициент мощности). По умолчанию значение cosφ равно 0,95 для бытовых электросетей и от 0,95 до 0,65 для промышленных.

Формула расчёта мощности по току и напряжению для трёхфазной сети:

P = 1,73*I*U*cosφ ,

  1. P— мощность потребителя, Вт;
  2. I— cила тока, А;
  3. U— напряжение в сети, В;
  4. cosφ -безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной (коэффициент мощности).
    По умолчанию значение cosφ равно 0,95 для бытовых электросетей и от 0,95 до 0,65 для промышленных.

Примерные значения cosφ для некоторых типов оборудования:


  • лампы накаливания — 1;
  • обогреватели, электропечи, электроплиты и т.п. — 0,95;
  • электродвигатели — 0,85 ..0,87;
  • дрели, отрезные машинки и т.п. — 0,85 ..0,9;
  • электродвигатели компрессоров, холодильников, стиральных машин и т.п. — 0,7…0,85
  • компьютеры, телевизоры, СВЧ печи, кондиционеры, вентиляторы, энергосберегающие лампы — 0,5 ..0,8

Более точные значения cosφ зачастую можно найти в паспорте прибора или на бирке.

Наши ресурсы в социальных сетях, присоединяйтесь:

[ratings]

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Расчет Мощности по Току и Напряжению

📝 Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

 

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

  • Из этого значение  зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
  • По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (A — амперы):

I=P/U

Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение электросети, В (вольт).

В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

Схема приборов при однофазном напряжении

Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = P /1,73 U

P — потребляемая мощность в ватах;

U — напряжение сети в вольтах.

В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:

I = P /657, 4

Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.

В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.

Для дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

  • электродвигатели;
  • индукционные печи;
  • дроссели приборов освещения;
  • сварочные трансформаторы.

Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

Вычисляем мощность переменного и постоянного электрического тока по формуле

При проектировании электрооборудования и расчёте кабелей и пусковой и защитной аппаратуры важно правильно рассчитать мощность и ток электроаппаратуры. В этой статье рассказывается о том, как найти эти параметры.

Формулы расчёта электрической мощности

Что такое мощность

При работе электронагревателя или электродвигателя они выделяют тепло или выполняют механическую работу, единица измерения которой – 1 джоуль (Дж).

Одна из основных характеристик электрооборудования – мощность, показывающая количество тепла или произведённой работы за 1 секунду и выражающаяся в ваттах (Вт):

1Вт=1Дж/1с.

В электротехнике 1Вт выделяется при прохождении тока в 1А при напряжении 1В:

1Вт=1А*1В.

Согласно закону Ома, найти мощность можно также, зная сопротивление нагрузки и ток или напряжение:

P=U*I=I*I*R=(U*U)/R, где:

  • P (Вт) – мощность электроприбора;
  • I (А) – ток, протекающий через устройство;
  • R (Ом) – сопротивление аппарата;
  • U (В) – напряжение.

Номинальной называют мощность при номинальных параметрах сети и номинальной нагрузке на валу электродвигателя.

Для того чтобы узнать количество электричества, потреблённого за весь период работы, её необходимо умножить на время, которое аппарат работал. Поучившаяся величина измеряется в кВт*ч.

Расчёт в сетях переменного и постоянного напряжения

Электросеть, питающая электроприборы, может быть трёх видов:

  • постоянное напряжение;
  • переменное однофазное;
  • переменное трёхфазное.

Для каждого вида при расчётах используется своя формула мощности.

Расчёт в сети постоянного напряжения

Самые простые расчёты производятся в электросети постоянного тока. Мощность электроаппаратов, подключённых к ней, прямо пропорциональна току и напряжению и, чтобы найти её, используется формула:

P=U*I.

Например, в электродвигателе с номинальным током 4,55А, подключённом к электросети 220В, мощность равна 1000 Ватт, или 1кВт.

И, наоборот, при известных напряжении сети и мощности ток рассчитывается по формуле:

I=P/U.

Однофазные нагрузки

В сети, в которой отсутствуют электродвигатели, а также в бытовой электросети можно пользоваться формулами для сети постоянного напряжения.

Интересно. В бытовой электросети 220В ток можно вычислить по упрощённой формуле: 1кВт=5А.

Мощность переменного тока вычисляется сложнее. Эти аппараты, кроме активной, потребляют реактивную энергию, и формула:

P=U*I

показывает полную потребляемую энергию устройства. Для того чтобы узнать активную составляющую, нужно учесть cosφ – параметр, показывающий долю активной энергии в полной:

Ракт=Робщ*cosφ=U*I*cosφ.

Соответственно, Робщ=Ракт/cosφ.

Например, в электродвигателе с Ракт 1кВт и cosφ 0,7 полная энергия, потребляемая устройством, будет 1,43кВт, и ток – 6,5А.

Треугольник активной, реактивной и полной энергии

Расчет в трехфазной сети

Трёхфазную электросеть можно представить как три однофазных сети. Однако в однофазных сетях используется понятие «фазное напряжение» (Uф), измеряемое между нулевым и фазным проводами, в сети 0,4кВ, равное 220В. В трёхфазных электросетях вместо «фазного» применяется понятие «линейное напряжение» (Uлин), измеряемое между линейными проводами и в сети 0,4кВ, равное 380В:

Uлин=Uф√3.

Поэтому формула для активной нагрузки, например, электрокотла, выглядит так:

P=U*I*√3.

При определении мощности электродвигателя необходимо учитывать cosφ, выражение приобретает следующий вид:

P=U*I*√3*cosφ.

На практике этот параметр обычно известен, а узнать необходимо ток. Для этого используется следующее выражение:

I=P/(U*√3*cosφ).

Например, для электродвигателя 3кВт (3000Вт) и cosφ 0,7 расчёт получается таким:  

I=3000/(380*√3*0,7)=5,8А.

Интересно. Вместо вычислений можно считать, что в трёхфазной сети 380В 1кВт соответствует 2А.

Лошадиная сила

В некоторых случаях при определении мощности автомобилей пользуются устаревшей единицей измерения «лошадиная сила».

Эту единицу ввел в обращение Джеймс Уайт, в честь которого названа единица мощности 1 Ватт, в 1789 году. Его нанял один пивовар для постройки парового двигателя для насоса, способного заменить лошадь. Чтобы определить, какой необходим двигатель, взяли лошадь и запрягли её качать воду.

Считается, что пивовар взял самую сильную лошадь и заставил её работать без отдыха. Реальная сила лошади меньше в 1,5 раза.

В разных странах соотношение 1ЛС и 1кВт немного отличается друг от друга. В России принято считать 1ЛС=0.735кВт, и автомобильный двигатель в 80ЛС соответствует электродвигателю 58,8кВт.

Лошадиная сила

Знание того, как определить мощность и как узнать ток электроприборов, необходимы для проектирования электросетей, расчета кабелей и пускорегулирующей аппаратуры.

Видео

Оцените статью:

Расчет мощности по току и напряжению: формулы, правила

Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен. Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает. Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.

Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:

I=U/R ,

причем искомая сила тока именуется амперами.

А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:

P=U*I ,

причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.

Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению. Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство. Также как синхронные и асинхронные движки.

Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока. Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов. Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.

Расчет мощности в цепях переменного электротока

Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров. Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма. Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.

Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.

Треугольники мощности и напряжения

Для измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало. Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности. По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.

Лабораторный ваттметр Щитовой ваттметр

У большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора. При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U. Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.  

Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных. Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие. Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.

Лабораторный фазометр Щитовой фазометр

Используем формулы

Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам

я вычислю искомый параметр электрической цепи. Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение. Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:

Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…  

Похожие статьи:

Калькулятор мощности постоянного тока • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Этот калькулятор используется для расчета мощности постоянного тока и всё, о чем тут говорится, относится, в основном, к постоянному току. Намного более сложный случай расчета мощности в цепях переменного тока рассматривается в нашем Калькуляторе мощности переменного тока. См. также Калькулятор пересчета ВА в ватты.

Электрический разряд

Линия электропередачи — пример устройства для передачи энергии от места, где она вырабатывается, до места, где она потребляется.

Электрический заряд или количество электричества — скалярная физическая величина, определяющая способность тел создавать электромагнитные поля и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. На электрически заряженное тело, помещенное в электромагнитное поле, действует сила, при этом заряды противоположного знака притягиваются друг к другу, а одноименные заряды — отталкиваются.

Единицей измерения электрического заряда в системе СИ является кулон, равный заряду, проходящему через поперечное сечение проводника с током один ампер в течение одной секунды. Несмотря на то, что мы наблюдаем перемещение зарядов в любой электрической схеме, количество заряда не изменяется, так как электроны не создаются и не разрушаются. Электрический заряд в движении представляет собой электрический ток, рассматриваемый ниже. При перемещении заряда из одного места в другое мы осуществляем передачу электрической энергии.

Подробнее об электрическом заряде, линейной плотности заряда, поверхностной плотности заряда и объемной плотности заряда и единицах их измерения.

Сила тока

Сила тока — физическая величина, представляющая собой скорость перемещения заряженных частиц или носителей заряда (электронов, ионов или дырок) через некоторое сечение проводящего материала, который может быть металлом (например, проводом), электролитом (например, нейроном) или полупроводником (например транзистором). Если говорить более конкретно, это скорость потока электронов, например в схеме, показанной на рисунке выше.

В системе СИ единицей измерения силы тока является ампер (символ А). Один ампер — это ток, возникающий при движении заряженных частиц со скоростью один кулон в секунду. Обозначается электрический ток символом I и происходит от французского intensité du courant («интенсивность тока»).

Электрический ток может протекать в любом направлении — от отрицательной к положительной клемме электрической схемы и наоборот, в зависимости от типа заряженных частиц. Положительные частицы (положительные ионы в электролитах или дырки в полупроводниках) движутся от положительного потенциала к отрицательному и это направление произвольно принято за направление электрического тока. Такое направление можно рассматривать как движение заряженных частиц от более высокого потенциала к более низкому потенциалу или более высокой энергии к более низкой энергии. Это определение направления электрического тока сложилось исторически и стало популярным до того, как стало понятно, что электрический ток в проводах определяется движением отрицательных зарядов.

Такое произвольно принятое направление электрического тока можно также использовать для объяснения электрических явлений с помощью гидравлической аналогии. Мы понимаем, что вода движется из точки с более высоким давлением в точку с более низким давлением. Между точками с одинаковыми давлениями потока воды быть не может. Поведение электрического тока аналогично — он движется от точки с более высоким электрическим потенциалом (положительной клеммы) к точке с более низким потенциалом (отрицательной клемме).

Труба с водой ведет себя как проводник, а вода в ней — как электрический ток. Давление в трубе можно сравнить с электрическим потенциалом. Мы также можем сравнить основные элементы электрических схем с их гидравлическими аналогами: резистор эквивалентен сужению в трубе (например, из-за застрявших там волос), конденсатор можно сравнить с установленной в трубе гибкой диафрагмой. Катушку индуктивности можно сравнить с тяжелой турбиной, помещенной в поток воды, а диод можно сравнить с шариковым обратным клапаном, который позволяет потоку жидкости двигаться только в одном направлении.

В системе СИ сила тока измеряется в амперах (А) и названа в честь французского физика Андре Ампера. Ампер — одна из семи основных единиц СИ. В мае 2019 г. было принято новое определение ампера, основанное на использовании фундаментальных физических констант. Ампер также можно определить как один кулон заряда, проходящий через определенную поверхность в одну секунду.

Подробную информацию об электрическом токе можно найти в наших конвертерах Электрический ток и Линейная плотность тока.

Скорость передачи заряда можно изменять, и эта возможность используется для передачи информации. Все системы передачи связи, такие как радио (конечно, сюда относятся и смартфоны) и телевидение, основаны на этом принципе.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение или разность потенциалов в статическом электрическом поле можно определить как меру работы, требуемой для перемещения заряда между выводами элемента электрической схемы. Элементом может быть, например, лампа, резистор, катушка индуктивности или конденсатор. Напряжение может существовать между двумя выводами элемента независимо от того протекает между ними ток или нет. Например, у 9-вольтовой батарейки имеется напряжение между клеммами даже если к ней ничего не присоединено и ток не протекает.

Единицей напряжения в СИ является вольт, равный одному джоулю работы по переносу одного кулона заряда. Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта.

В Северной Америке для обозначения напряжения обычно используется буква V, что не слишком удобно. Фактически, это так же неудобно, как и использование футов и дюймов. Сравните, например, V = 5 V or U = 5 V. Что бы вы выбрали? Во многих других странах, считают, что для обозначения напряжения лучше использовать букву U — потому что так удобнее. В немецких, французских и русских учебниках используется U. Считается, что эта буква происходит от немецкого слова Unterschied, означающего разницу или разность (напряжение — разность потенциалов).

Мы знаем, что энергия, которая была использована для перемещения заряда через элемент схемы, не может исчезнуть и должна где-то появиться в той или иной форме. Это называется принципом сохранения энергии.

Например, если этим элементом был конденсатор или аккумулятор, то энергия будет храниться в форме электрической энергии, готовой для немедленного использования. Если же этот элемент был, например, нагревательным элементом в духовке, то электроэнергия была преобразована в тепловую. В громкоговорителе электрическая энергия преобразуется в акустическую, то есть механическую энергию, и тепловую энергию. Практически вся энергия, которую потребляет работающий компьютер, превращается в тепло, которое нагревает помещение, в котором он находится.

Теперь рассмотрим электрический элемент в форме автомобильной аккумуляторной батареи, подключенной к генератору для зарядки. В этом случае энергия подается в элемент. Если же двигатель не работает, но работает акустическая система автомобиля, то энергия подается самим элементом (батареей). Если ток входит в одну из двух клемм аккумулятора и внешний источник тока (в нашем случае — генератор) должен расходовать энергию, чтобы получить этот ток, то такая клемма называется положительной по отношению к другой клемме аккумулятора, которая называется отрицательной. Отметим, что эти знаки «плюс» и «минус» выбраны условно и позволяют нам обозначить напряжение, существующее между двумя клеммами.

Подробнее об электрическом потенциале и напряжении

USB тестер с соединителями типа USB-C, подключенный к зарядному устройству и смартфону (см. Пример 2 выше)

На рисунке выше показан рассмотренный в Примере 2 USB тестер с соединителями USB Type C, подключенный к зарядному устройству USB (слева). Справа к тестеру подключен заряжаемый смартфон. Тестер измеряет потребляемый смартфоном ток. Красной стрелкой на тестере показано текущее направление тока. Иными словами, на дисплее тестера показано, что нагрузка (смартфон) подключена к правому порту и заряжается. Отметим, что если вместо зарядного устройства к левому порту подключить какое-нибудь USB-устройство, например, флэш-накопитель (флэшку), то данный тестер покажет обратное направление движения тока и потребляемый флэшкой ток.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство тел препятствовать прохождению электрического тока. Оно равно отношению напряжения на выводах элемента к протекающему через него току:

Эта формула называется законом Ома. Многие проводящие материалы имеют постоянную величину сопротивления R, поэтому U и I связаны прямой пропорциональной зависимостью. Сопротивление материалов определяется, в основном, двумя свойствами: самим материалом и его формой и размерами. Например, электроны могут свободно двигаться через золотой или серебряный проводник и не так легко через стальной проводник. Они совсем не могут двигаться по изоляторам любой формы. Конечно, и другие факторы влияют на сопротивление, однако в значительной меньшей мере. Такими факторами являются, например, температура, чистота проводящего материала, механическое напряжение проводящего материала (используется в тензорезистивных датчиках) и его освещение (используется в фоторезисторах).

Подробнее об электрическом сопротивлении, проводимости and удельной проводимости and удельном сопротивлении.

Электрическая мощность

Мощность представляет собой скалярную физическую величину, равную скорости изменения, передачи или потребления энергии в физической системе. В электродинамике мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи, преобразования или потребления электрической энергии. В системе СИ единицей электрической мощности является ватт (Вт), определяемый как 1 джоуль в секунду. Скорость передачи электрической энергии равна одному ватту, если один джоуль энергии расходуется на перемещение одного кулона заряда в течение одной секунды.

Более подробную информацию о мощности вы найдете в нашем Конвертере единиц мощности.

Расчет электрической мощности на постоянном токе

Мощность, необходимая для перемещения определенного числа кулонов в секунду (то есть для создания тока I в амперах) через элемент схемы с разностью потенциалов U пропорциональна току и напряжению, то есть

В правой части этого уравнения находится произведение джоулей на кулоны (напряжение в вольтах) на кулоны в секунду (ток в амперах), в результате получаются джоули в секунду, как и ожидалось. Это уравнение определяет мощность, поглощенную в нагрузке, выраженную через напряжение на выводах нагрузки и протекающий через нее ток. Это уравнение используется в нашем калькуляторе вместе с уравнением закона Ома.

Лабораторный блок питания, показывающий напряжение на нагрузке и протекающий через нее ток

Автор статьи: Анатолий Золотков

Как найти мощность трехфазной сети по току и напряжению, расчет по формулам

Трехфазные и однофазные сети распространены примерно одинаково в частных и многоквартирных домах. Но стоит заметить, что промышленная сеть является трехфазной по умолчанию и в большинстве случаев к улице, где расположены частные дома или к многоквартирному дому подходит как раз-таки трехфазная сеть. А уже потом ее разветвляют на три однофазные, и заводят к конечному потребителю тока.

Расчет сделан не просто так, а с целью обеспечить максимально эффективную передачу электричества от электростанции к вам, а также преследуется цель наибольшего снижения потерь электричества в транспортировочном процессе, ведь на ток оказывает сопротивление проводник, по которому этот самый ток течет.

Если вам интересно, какая сеть у вас в доме или квартире, то определить это достаточно просто. Если вы откроете электрический щиток и посмотрите, сколько проводов используется для вашей квартиры, то если вы увидите 2 или 3 провода, это однофазная сеть, 1 и 2 провод — это фаза и ноль, 3 провод, если он присутствует — это заземление. В трехфазной же сети проводов будет или 4, или 5. Три фазы А, В,С, ноль и если присутствует — заземляющий проводник.

Так же определяется и количество фаз по так называемому пакетнику, вводному автоматическому выключателю. Для однофазной сети выделяется 2 или 1 сдвоенный кабель, а в трехфазной будет 1 строенный кабель и одинарный. Но не следует забывать о напряжении, с которым нужно быть очень осторожным.

Для того чтобы произвести расчет по току, и расчет по напряжению чтобы узнать мощность несложно, как правило, в трехфазных сетях нуждаются большие энергопотребители. С помощью формулы, приведенной в статье, произвести расчет мощности, используя значения тока и напряжения, вы сможете с легкостью.

Узнаем потребляемую мощность электричества

Итак, перейдем к существу, нам нужно узнать мощность электричества по току и напряжению. Прежде всего нужно знать, сколько потреблять энергии вы будете. Это легко узнать, сопоставив все энергопотребители в вашем доме. Давайте выберем самую распространенную технику, без которой не обойтись современному человеку. Кстати, узнать сколько потребляет тот или иной прибор, можно в паспортных данных вашего электроприбора, или на бирке, которая может быть на корпусе. Начнем с самого высокого потребления напряжения:

  • Стиральная машина — 2700 Ватт
  • Водонагреватель (бойлер) — 2000 Ватт
  • Утюг — 1875 Ватт
  • Кофеварка — 1200 Ватт
  • Пылесос — 1000 Ватт
  • Микроволновая печь — 800 Ватт
  • Компьютер — 500 Ватт
  • Освещение — 500 Ватт
  • Холодильник — 300 Ватт
  • Телевизор — 100 Ватт

По формуле нам нужно все добавить и поделить на 1000, для перевода из ватт в киловатты.

Суммарно у нас получилось 10975 Ватт, переведем в киловатты, поделив на 1000.

Итого у нас потребление 10.9 кВт.

Для обычного обывателя вполне достаточно и одной фазы. Особенно если вы не собираетесь включать все одновременно, что, конечно же, маловероятно.

Но нужно помнить что потребление тока может быть значительно выше, особенно если вы живете в частном доме и/или у вас есть гараж, тогда потребление одного прибора может составлять 4-5 кВт. Тогда вам будет предпочтительнее трехфазная сеть, как более мощная и позволяющая подключать значительно более мощных потребителей тока.

Трехфазная сеть

Давайте более подробно рассмотрим именно трехфазную сеть, как более предпочтительную для нас. Для начала приведем сравнительную характеристику однофазной и трехфазной сети. Выделим некоторые плюсы и минусы.

Когда используется трехфазная сеть есть вероятность что нагрузка распределиться неравномерно на каждую фазу. Если, к примеру, от первой фазы будет запитан электрический котел и мощный нагреватель, а от второй — телевизор и холодильник, то будет иметь место такое явления, как «перекос фаз» — несимметрия напряжений и токов, что может быть следствием выхода из строя некоторых потребителей тока. Для избежания подобной ситуации следует тщательнее планировать распределение нагрузки еще на начальном этапе проектирования сети.

Также трехфазной сети потребуется большее число проводов, кабелей и автоматических выключателей, пропускающих ток, так как мощность будет значительно выше, соответственно монтаж такой сети будет дороже.

Однофазная сеть по возможной потенциальной мощности уступает трехфазной. Так что если вы предполагаете использовать много мощных потребителей тока, то второй вариант будет соответственно лучше. Для примера, если в дом заходит двужильный (трехжильный если он с заземлением), с линии электропередач, кабель сечением 16 мм2, тогда общая мощность всех электропотребителей в доме не должна превышать 14кВт, как в примере, наведенном выше.

Но если же вы будете использовать то же сечение провода для трехфазной сети, но соответственно кабель будет 4-5 жильным

, то уже тогда максимальная суммарная мощность будет равняться уже 42 кВт.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Для расчета примем некий производственный цех, в котором установлены тридцать электродвигателей. В цех заходит четырехпроводная линия, помним что это 3 фазы: A, B, C, и нейтраль(ноль). Номинальное напряжение 380/220 вольт. Суммарная мощность всех двигателей составляет Ру1 — 48кВт, еще у нас есть осветительные лампы в мастерской, суммарная мощность которых составляет Ру2- 2кВт.

  • Ру — установленная суммарная мощность группы потребителей, по величине равная сумме их заявленных мощностей, измеряется в кВт.
  • Кс — коэффициент спроса при режиме наивысшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает самое большое возможное число включений приемников группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен брать в расчет величину их загрузки.

Коэффициент спроса для осветительной (освещения) нагрузки, то есть освещения, Кс2-0,9, и для силовой нагрузки, то есть электродвигателей Кс1=0,35. Усредненный коэффициент мощности для всех потребителей cos( φ ) = 0,75. Необходимо найти расчетный ток линии.

Расчет

Подсчитаем расчетную силовую нагрузку P1 = 0,35*48 = 16,8 кВт

и расчетную осветительную нагрузку Р2 = 0,9 *2 = 1.8 кВт.

Полная расчетная нагрузка P = 16,8+1,8=18,6 кВт;

Расчетный ток считаем с помощью формулы:

где

Р — расчетная мощность потребителя (электродвигатели и освещение), кВт;

Uн — напряжение номинальное на клеммах приемника, которое равняется междуфазному (линейному, когда подключается фаза и фаза, тоесть 380 В) то есть напряжению в сети, от которой он запитан, В;

cos ( φ ) — коэффициент мощности приемника.

Таким образом, мы произвели расчет мощности по току, который позволит вам разобраться с трехфазными сетями. Но перейдя непосредственно к монтажу системы не забывайте технику безопасности, ведь ток и напряжение опасное для вашей жизни явление.

Как узнать ток зная мощность и напряжение

Особенности расчета мощности по току и напряжению

Чтобы электропроводка и все электрическое оборудование, которое имеется в доме, работало исправно и правильно, необходимо правильно сделать вычисление мощности по току и электронапряжению, поскольку при неправильно подобранных показателях может возникнуть короткое замыкание или возгорание. Как сделать расчёт потребляемой мощности по току и напряжению, как вычисляется сила тока, формула через мощность и напряжение и другое, далее.

Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения

Чтобы ответить на вопрос, как определить ток, необходимо поделить электронапряжение на общее число ватт. При этом сделать все необходимые вычисления можно самостоятельно, а можно прибегнуть к специальному онлайн-калькулятору.

Узнать потребление электроэнергии по токовой силе резистора можно умножением первой на сопротивление, выражаемое в Омах. В итоге, получится значение, представленное в вольтах, перемноженных на ом. Получится ампер.

Обратите внимание! Если нет сопротивления, нужно поделить ваттный показатель на токовую энергию, то есть следует поделить ватты на амперы и получится значение электроэнергии в вольтах. Понять мощностное показание через величину электричества с электронапряжением, можно умножив соответствующие показания с устройства.

Формулы для расчета тока в трехфазной сети

Подсчитать токовую энергию в трехфазной сети сложно, поскольку вместе одной фазы есть три. К тому же, сложность заключается в использовании нескольких схем соединения. Трудность состоит в симметрии или ее отсутствии во время распределения нагрузки по фазам.

Для определения силы тока в трехфазной сети, нужно общее число ватт поделить на показатель 1,73, перемноженный на напряжение и косинус мощностного коэффициента, который отражает активную и реактивную составляющую сопротивления нагрузки. Что касается однофазной сети, то из выражения для подсчета убирается показатель 1,73. Остается формула I = P/(U*cos φ).

Как рассчитать ампераж

Ампераж является значением электротока, которое выражена в амперах. Рассчитать ампераж можно так: I=P/U.

Расчет потребляемой мощности

Электромощность является величиной, которая отвечает за факт скорости изменения или передачи электрической энергии. Есть полная и активная мощностная нагрузка, а также активная и реактивная. Полная вычисляется так: S = √ (P2 + Q2), где P является активной частью, а Q реактивной. Для нахождения потребляемого мощностного показателя необходимо знать число электротока, которое потребляется нагрузкой, а также питательное напряжение, которое выдается при помощи источника.

Что касается бытового определения потребляемой электрической энергии, необходимо вычислить общее количество ватт питания электрических приборов и паспортные данные номинальной силы электротока котла. Как правило, все электрические приборы работают с переменным током и напряжением в 220 вольт. Для вычисления тока проще всего воспользоваться амперметром. Зная первый и второй параметры, реально узнать величину потребляемой энергии.

Стоит указать, что измерить мощность через напряжение или сделать расчет мощности по сопротивлению и напряжению возможно не только формулой, но и прибором. Для этого можно воспользоваться мультиметром с токоизмерительными клещами или специализированным измерителем — ваттметром.

Обратите внимание! Оба работают по одному и тому же принципу, указанному в руководстве по их эксплуатации.

Мощность, ток и напряжение — три составляющие расчета проводки в доме. Узнать все необходимые параметры в любой сети просто при помощи формул, представленных выше. От этих значений будет зависеть исправность работы всей домашней электрики и безопасность ее владельца.

Расчет электрических цепей онлайн и основная формула расчета

Наверное, каждый кто делал или делает ремонт электрики сталкивался с проблемой определения той или иной электрической величины. Для кого-то это становится настоящим камнем преткновения, а для кого-то все предельно ясно и каких-либо сложностей при определении той или иной величины нет. Данная статья посвящена именно первой категории – то есть для тех, кто не очень силен в теории электрических цепей и тех показателей, которые для них характерны.

Итак, для начала вернемся немного в прошлое и постараемся вспомнить школьный курс физики, касательно электрики. Как мы помним, основные электрические величины определяются на основании всего одного закона – закона Ома. Именно этот закон является базой проведения абсолютно для любых расчетов и имеет вид:

Отметим, что в данном случае речь идет о расчете самой простейшей электрической цепи, которая выглядит следующим образом:

Подчеркнем, что абсолютно любой расчет ведется именно посредством этой формулы. То есть путем не сложных математических вычислений можно определить ту или иную величину зная при этом два иных электрических параметра. Как бы там ни было, наш ресурс призван упростить жизнь тому кто делает ремонт, а поэтому мы упростим решение задачи определения электрических параметров, вывив основные формулы и предоставив возможность произвести расчет электрических цепей онлайн.

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Как узнать напряжение зная силу тока?

Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:

Расчет напряжения онлайн:

Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:

Определение величины онлайн:

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.

Формула расчета сечения провода и как определяется сечение провода

Довольно много вопросов связано с определением сечения провода при построении электропроводки. Если углубиться в электротехническую теорию, то формула расчета сечения имеет такой вид:

Конечно же, на практике, такой формулой пользуются довольно редко, прибегая к более простой схеме вычислений. Эта схема довольно проста: определяют силу тока, которая будет действовать в цепи, после чего согласно специальной таблице определяют сечение. Более детально по этому поводу можно почитать в материале – «Сечение провода для электропроводки»

Приведем пример. Есть бойлер мощностью 2000 Вт, какое сечение провода должно быть, чтобы подключить его к бытовой электропрводке? Для начала определим силу тока, которая будет действовать в цепи:

Как видим, сила тока получается довольно приличной. Округляем значение до 10 А и обращаемся к таблице:

Таким образом, для нашего бойлера потребуется провод сечением 1,7 мм. Для большей надежности используем провод сечением 2 или 2,5 мм.

Рекомендуем ознакомиться:

Как найти мощность тока — формулы с примерами расчетов

Определение

Мощность – это скалярная величина. В общем случае она равна отношению выполненной работы ко времени:

P=dA/dt

Простыми словами эта величина определяет, как быстро выполняется работа. Она может обозначаться не только буквой P, но и W или N, измеряется в Ваттах или киловаттах, что сокращенно пишется как Вт и кВт соответственно.

Электрическая мощность равна произведению тока на напряжение или:

P=UI

Как это связано с работой? U – это отношение работы по переносу единичного заряда, а I определяет, какой заряд прошёл через провод за единицу времени. В результате преобразований и получилась такая формула, с помощью которой можно найти мощность, зная силу тока и напряжение.

Формулы для расчётов цепи постоянного тока

Проще всего посчитать мощность для цепи постоянного тока. Если есть сила тока и напряжение, тогда нужно просто по формуле, приведенной выше, выполнить расчет:

P=UI

Но не всегда есть возможность найти мощность по току и напряжению. Если вам они не известны – вы можете определить P, зная сопротивление и напряжение:

P=U 2 /R

Также можно выполнить расчет, зная ток и сопротивление:

P=I 2 *R

Последними двумя формулами удобен расчёт мощности участка цепи, если вы знаете R элемента I или U, которое на нём падает.

Для переменного тока

Однако для электрической цепи переменного тока нужно учитывать полную, активную и реактивную, а также коэффициент мощности (соsФ). Подробнее все эти понятия мы рассматривали в этой статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Отметим лишь, что чтобы найти полную мощность в однофазной сети по току и напряжению нужно их перемножить:

S=UI

Результат получится в вольт-амперах, чтобы определить активную мощность (ватты), нужно S умножить на коэффициент cosФ. Его можно найти в технической документации на устройство.

P=UIcosФ

Для определения реактивной мощности (вольт-амперы реактивные) вместо cosФ используют sinФ.

Q=UIsinФ

Или выразить из этого выражения:

И отсюда вычислить искомую величину.

Найти мощность в трёхфазной сети также несложно, для определения S (полной) воспользуйтесь формулой расчета по току и фазному напряжению:

А зная Uлинейное:

1,73 или корень из 3 – эта величина используется для расчётов трёхфазных цепей.

Тогда по аналогии чтобы найти P активную:

Определить реактивную мощность можно:

На этом теоретические сведения заканчиваются и мы перейдём к практике.

Пример расчёта полной мощности для электродвигателя

Мощность у электродвигателей бывает полезная или механическая на валу и электрическая. Они отличаются на величину коэффициента полезного действия (КПД), эта информация обычно указана на шильдике электродвигателя.

Отсюда берём данные для расчета подключения в треугольник на Uлинейное 380 Вольт:

Тогда найти активную электрическую мощность можно по формуле:

P=Pна валу/n=160000/0,94=170213 Вт

Теперь можно найти S:

Именно её нужно найти и учитывать, подбирая кабель или трансформатор для электродвигателя. На этом расчёты окончены.

Расчет для параллельного и последовательного подключения

При расчете схемы электронного устройства часто нужно найти мощность, которая выделяется на отдельном элементе. Тогда нужно определить, какое напряжение падает на нём, если речь идёт о последовательном подключении, или какая сила тока протекает при параллельном включении, рассмотрим конкретные случаи.

Здесь Iобщий равен:

На каждом резисторе R1 и R2, так как их сопротивление одинаково, напряжение падает по:

И выделяется по:

Pна резисторе=UI=6*0,6=3,6 Ватта

Тогда при параллельном подключении в такой схеме:

Сначала ищем I в каждой ветви:

И выделяется на каждом по:

Или через общее сопротивление, тогда:

Все расчёты совпали, значит найденные значения верны.

Заключение

Как вы могли убедиться найти мощность цепи или её участка совсем несложно, неважно речь идёт о постоянке или переменке. Важнее правильно определить общее сопротивление, ток и напряжение. Кстати этих знаний уже достаточно для правильного определения параметров схемы и подбора элементов – на сколько ватт подбирать резисторы, сечения кабелей и трансформаторов. Также будьте внимательны при расчёте S полной при вычислении подкоренного выражения. Стоит добавить лишь то, что при оплате счетов за коммунальные услуги мы оплачиваем за киловатт-часы или кВт/ч, они равняются количеству мощности, потребленной за промежуток времени. Например, если вы подключили 2 киловаттный обогреватель на пол часа, то счётчик намотает 1 кВт/ч, а за час – 2 кВт/ч и так далее по аналогии.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Также читают:

{SOURCE}

Как определить требования к питанию

Одной из самых сложных задач при рассмотрении возможности размещения центра обработки данных является определение необходимой мощности оборудования. Есть много способов узнать, каковы ваши потребности в электроэнергии, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:

  • Ток (ампер)
  • Напряжение (вольт)
  • Электрическая мощность (ватт)

Расчет потребляемой мощности

Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:

  ампер * вольт = ватт  

Эта формула определяет, сколько энергии потребляет единица оборудования в данный момент.

Метод № 1: Использование измерителей и лицевых панелей для определения требований к мощности вашего оборудования

Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, показывающий потребление энергии. На ЖК-дисплее PDU ниже видно, что основной и резервный PDU потребляют 9 ампер:

Индикация на ЖК-дисплее PDU

Производители также должны отображать допустимые диапазоны напряжения и силу тока на нагрузку на лицевой панели оборудования:

Лицевая панель оборудования с указанием допустимого диапазона напряжения и тока, потребляемого на нагрузку Подобное ИТ-оборудование

обычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 вольт и совместимо как с напряжением 120, так и с напряжением 208 вольт.Этими конкретными PDU являются APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 ампер в цепях с напряжением 208 вольт (80% от 30 ампер в соответствии с Национальным электротехническим кодексом по соображениям безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:

  9 ампер * 208 вольт = 1872 Вт  

Причина, по которой мы используем только одно из значений 9 ампер, связана с тем, как настроены основной и резервный источники питания. Основное и резервное питание означает наличие двух или более блоков питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одинаковое оборудование, они должны потреблять одинаковое количество энергии.

При планировании резервирования питания каждая цепь (основная и резервная) должна быть рассчитана на общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.

Находим, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).

Не забудьте оставить место для маневра для «расползания» мощности, так как все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.

Способ № 2. Использование списков оборудования для определения требований к питанию вашего оборудования

Если у вас нет PDU с показаниями усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования.Вам нужно будет изучить спецификации мощности производителя для каждой единицы оборудования, чтобы определить:

  • Конфигурация CPU/RAM/HDD/SSD оборудования
  • Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
  • Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные блоки питания)
  • Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие с сетевыми коммутаторами)

Например, один из наших клиентов может перечислить следующее оборудование:

  • 4 сервера Dell PowerEdge R420
  • 1 коммутатор Juniper EX4200-48T
  • 1 брандмауэр FortiGate Fortinet 310B

Давайте найдем максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования.Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации мощности производителя, чтобы найти:

  • Dell PowerEdge R420 оснащен блоком питания мощностью 550 Вт.
  • Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
  • FortiGate Fortinet 310B может потреблять до 5–3 ампер в системах с напряжением 100–240 вольт. Мы знаем, что ищем максимальную потребляемую мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольт.) В техническом описании 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство на самом деле потребляет на меньше ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в даташите указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это 120-вольтовая цепь, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.

Таким образом, чтобы определить максимальное потребление энергии в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:

  • 4 сервера Dell: 4 сервера * 550 ватт каждый = 2200 ватт
  • 1 коммутатор Juniper: 320 ватт (оставьте как есть)
  • 1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 ватт :

      2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт  

    Максимальная потребляемая мощность для этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.

    Знание максимальной требуемой мощности дает основу для расчета того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает максимального предела мощности.

    В SCTG мы гарантируем 100% безотказную работу при питании (и пропускной способности!). Частью нашего безупречного успеха в этом является глубина открытий и анализов, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть — это уровень избыточности, встроенный в наши центры обработки данных (такие как этот).

    Все, что требуется, — это базовая формула, позволяющая определить требуемую мощность. А если вам нужно, чтобы кто-то перепроверил вашу работу, вы всегда можете связаться с нами.

    Расчет мощности переменного тока | Корпорация Экзалити

    Часто возникает путаница в отношении того, какие величины использовать и как измерять мощность переменного тока. Я говорю о мощности, протекающей от источника к нагрузке, будь то линейная мощность, аудио или радиочастота. Здесь я также буду обсуждать несинусоидальные сигналы.

    Прежде всего, вот то, на что вы всегда можете положиться:

    Реальная мощность, поступающая в нагрузку, равна среднему значению за один цикл произведения мгновенного напряжения на нагрузке и тока в нагрузке.

    Это справедливо независимо от формы сигнала и от того, является ли нагрузка резистивной или комплексной (с фазовым углом между напряжением и током). Измерьте напряжение на нагрузке и ток в ней с помощью осциллографа и токоизмерительного пробника 1 , используйте функцию умножения сигналов осциллографа между двумя кривыми для получения мгновенного произведения и используйте расчет среднего значения этого произведения за один цикл. сигнализированная форма, чтобы получить реальную власть доставляться на нагрузку.Просто как тот. Вы также можете усреднять целое число циклов, а не только один.

    «Подождите!!», я слышу ваш крик, «а как насчет RMS? Мне всегда говорили, что важна среднеквадратичная мощность!» Ну, на самом деле нет такой вещи, как среднеквадратичная мощность. Это неправильное название. Вы можете использовать среднеквадратичные значения напряжения и тока при определенных обстоятельствах для расчета мощности, но это не «среднеквадратическая мощность». Вы не принимаете среднеквадратичное значение продукта напряжения-тока, вы принимаете в среднем .

    Чисто реактивная нагрузка
    (v = красный, i = blue, p = green)

    вправо — пример. Он показывает напряжение и ток на чисто реактивную (емкостную) нагрузку. Напряжение — красное, ток — синее (с опережением на 90°), а их мгновенное произведение — зеленоватого цвета. Среднеквадратичное значение синусоиды произведения будет представлять собой пиковое значение, деленное на или около 0,25. Это, очевидно, неправильно, поскольку никакая мощность не доставляется на реактивную нагрузку. Однако возьмите среднее значение мгновенной формы волны мощности за один цикл, и вы получите правильную общую мощность, подаваемую на нагрузку: ноль.

    Итак, при чем здесь RMS? Для синусоидальных сигналов напряжения и тока их среднеквадратичные значения могут быть удобным способом расчета мощности. Давайте посчитаем и посмотрим, как.

    Среднее значение любой функции за период времени – это интеграл функции за период, деленный на продолжительность времени. Это просто площадь по отношению к длине в измерении. Для функции с периодом среднее значение за один период равно

    .

    Если вы подставите для расчета среднее значение произведения синусоиды напряжения с пиковым значением и синусоиды тока с пиковым значением, имеющей фазовый сдвиг относительно напряжения, вы получите

    Поскольку первый интеграл равен нулю (он такой же, как произведение в примере выше), мы имеем

    Или, поскольку интеграл равен

    Поскольку пиковое значение синусоиды равно умножению на среднеквадратичное значение, мы можем сделать замену и написать

    Таким образом, из-за особых свойств синусоид вы можете использовать среднеквадратичные значения напряжения и тока (с фазовым углом), чтобы упростить выражение для мощности с синусоидальными сигналами.Но имейте в виду, что это получено из среднего значения мгновенного произведения напряжения и тока за один цикл, и это также не верно для сигналов произвольной формы. Другими словами (где нижний индекс указывает на мгновенные значения)

    То есть, как правило, произведение среднеквадратичных значений V и I не равно среднему значению их мгновенного произведения (фактической мощности) с фазовым углом или без него.

    Чтобы добавить путаницы, существует еще один способ использования среднеквадратичных значений для расчета мощности.Если вы знаете ток, проходящий через резистор, и значение резистора, вы можете использовать среднеквадратичное значение тока для расчета мощности независимо от формы сигнала. Подлым образом, это на самом деле замаскированное среднее значение мгновенного произведения напряжения на ток. Вот как.

    Среднеквадратичное значение произвольной формы волны тока с мгновенным значением может быть записано

    (где указано среднее значение за один период). Так можно написать

    где — мгновенное напряжение на резисторе.Это снова среднее (среднее) мгновенного произведения напряжения на резисторе и тока на нем. Аналогичный анализ справедлив и для расчета мощности резистора.

    Мощность, представляющая собой среднее значение мгновенного произведения напряжения и тока , также имеет интуитивно понятный смысл. Мощность рассеивается только в резистивной части нагрузки. Резистор, представляющий реальную часть нагрузки, рассеивает напряжение на нем, умноженное на ток через него в любой момент времени. Но из-за тепловой массы резистора мгновенная мощность усредняется по времени. 2  Не существует механизма для получения RMS чего-либо, это просто математическое удобство.

    Подводя итог:

    • Вы всегда можете рассчитать реальную мощность, подаваемую на нагрузку, как среднее значение мгновенного произведения напряжения на нагрузке и тока через нагрузку.
    • Безопасно использовать среднеквадратичные значения в расчетах мощности, когда используются синусоидальное напряжение и ток , или с произвольными формами сигналов напряжения или тока на известном сопротивлении или через него с использованием  или .
    • Не используйте среднеквадратичные значения, если любой из сигналов не синусоидальный, и не используйте среднеквадратичное значение мгновенного произведения напряжения на ток.

    1 Не забудьте компенсировать расхождение между датчиками напряжения и тока, иначе вы увидите фазовую ошибку между напряжением и током. Используйте неиндуктивный резистор для нагрузки, работающей примерно на той частоте, которую вы используете, и отрегулируйте перекос между каналами осциллографа напряжения и тока до нуля.

    2 Это указывает на необходимость иногда учитывать пиковую мгновенную мощность, если тепловой массы нагрузки недостаточно для усреднения мгновенной мощности. Это может происходить на низких частотах или при физически малых нагрузках.

    Расчет мощности переменного тока — видео и расшифровка урока

    Уравнения мощности

    Но этот урок называется «Мощность переменного тока», так как же нам рассчитать мощность, потребляемую цепью переменного тока? Как обсуждалось в другом видеоуроке, мощность — это энергия, используемая в секунду, измеряемая в ваттах (или джоулях в секунду).А в цепи его можно рассчитать, умножив ток на напряжение. Мы можем сделать то же самое для цепи переменного тока; мы просто используем действующее значение тока и действующее значение напряжения. Ниже приведено наше основное уравнение для мощности в цепи переменного тока: среднеквадратичное значение напряжения, измеренное в вольтах, умноженное на среднеквадратичное значение тока, измеренное в амперах.

    Основное уравнение мощности

    Но что, если вы не знаете среднеквадратичное значение напряжения или среднеквадратичного тока? Что, если вместо этого вы знаете пиковое напряжение V-ноль и пиковый ток I-ноль? Что ж, тогда нам нужно будет использовать предыдущие уравнения для среднеквадратичного значения напряжения и среднеквадратичного тока.Но чтобы не использовать более одного уравнения, мы можем подставить эти уравнения в уравнение мощности, например:

    Уравнение мощности

    Таким образом, становится проще сказать нам, что мощность, используемая в цепи переменного тока, равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение, деленному на два.

    Пример расчета

    Хорошо, попробуем на примере! Вы проводите испытания энергосберегающей лампочки.Вы обнаружите, что максимальное напряжение, которое он когда-либо использовал, составляет 240 вольт, а максимальный ток, протекающий через него, составляет 0,12 ампера. Для обычной лампочки вы ищете некоторые значения и обнаруживаете, что среднеквадратичное напряжение составляет 120 вольт, а среднеквадратичное значение тока составляет 0,5 ампер. Какова разница в мощности, потребляемой двумя лампочками?

    Итак, нам нужно выяснить, сколько энергии потребляет каждая лампочка, а затем сравнить их. Для первого нам даны максимальные значения, а для второго нам даны среднеквадратичные значения.Итак, нам нужно использовать разные уравнения для каждого, а затем сравнить два значения мощности.

    Для энергосберегающей лампочки мы знаем, что V-ноль — это 240 вольт, а I-ноль — 0,12 ампера. Итак, мы можем вычислить мощность, используя это уравнение: (240 * 0,12) / 2 = 14,4 Вт.

    Для обычной лампочки мы знаем, что V-rms составляет 120 вольт, а I-rms составляет 0,5 ампер. Итак, все, что нам нужно сделать, это использовать это уравнение и умножить два вместе: 120 * 0,5 = 60 Вт.

    В последнюю очередь, чтобы найти разницу между ними, вычтите меньшее число из большего: 60 — 14.4 = 45,6 Вт. Таким образом, разница в мощности между двумя лампочками составляет 45,6 Вт. И все — мы закончили!

    Краткий обзор урока

    Почти каждое электрическое устройство, которое мы используем в повседневной жизни, питается от переменного тока. Переменный ток (или AC) — это то, где ток меняет направление очень быстро, вместо того, чтобы течь только в одном направлении по цепи — в одну сторону, затем в противоположную, снова и снова. Это создает ток, который изменяется синусоидально, что означает, что он изменяется в форме синусоиды, как эта:

    Синусоидальная кривая цепи переменного тока

    Поскольку ток переключается, то же самое происходит с напряжением и потребляемой мощностью.Все они следуют синусоиде. Из-за этого мы склонны выражать ток и напряжение в качестве особых средних средних, называемых RMS (или корневой корневой в квадрате ). Схема переменного тока будет иметь RMS ток и напряженное напряжение, и эти значения определяются следующими уравнениями, где V-Zero является пиком или максимальное напряжение, а I-Zero — это пик или максимальный ток. Это вершины и основания синусоиды.

    Уравнения

    Как обсуждено в другом урок, мощность — это энергия, используемая в секунду, измеренная в ВАТТ (или джоулях в секунду).В цепи переменного тока есть два основных уравнения, которые вы можете использовать для расчета мощности: первое, где вы умножаете среднеквадратичное напряжение на среднеквадратичное значение тока; или нижний, где вы умножаете пиковое напряжение на пиковый ток, а затем делите на два. Основываясь на том, что вы дали в вопросе, вы можете выяснить, какое из двух уравнений использовать.

    Результаты обучения

    По завершении этого урока вы должны уметь:

    • Давать определение переменного тока (AC), среднеквадратичного значения и мощности
    • Определение синусоиды переменного тока, напряжения и мощности
    • Объясните, как использовать два основных уравнения для расчета мощности в цепи переменного тока

    Сколько электроэнергии вам нужно?

    «Сколько электроэнергии мне нужно?» — это вопрос, который часто возникает в отношении использования генератора или солнечной энергии.Это важно даже для простой домашней электропроводки. Важно найти максимальный ток, который может понадобиться. Если у вас есть более одного устройства в цепи, важно найти мощность, необходимую для всех устройств, чтобы не произошло повреждения, если все они будут включены одновременно.

    Двумя основными компонентами электроэнергии являются ток и напряжение. Электрические приборы имеют номинальное напряжение, ток и мощность, связанные с ними. Простое сложение всех мощностей или номинальных токов приборов скажет вам, сколько энергии вам нужно.Источники питания, такие как генераторы, указывают номинальную мощность в ваттах. Электрическая проводка оценивается по току, который она может нести.

    Питание либо переменного тока (переменный ток), либо постоянного тока (постоянный ток). Для упрощения переменный ток поступает от энергетической компании, а постоянный — от аккумуляторов, солнечных батарей или преобразователей переменного тока. Генераторы могут производить переменный или постоянный ток. Текущие значения зависят от устройства и нагрузки на устройство. Ток измеряется в амперах, но иногда указывается в миллиамперах (1/1000 ампера).

    Напряжение измеряется в вольтах и ​​обычно бывает нескольких значений.В Соединенных Штатах наиболее распространенными значениями являются 120 вольт переменного тока, 240 вольт переменного тока, 12 вольт постоянного тока и 24 вольта постоянного тока. Другие значения используются для определенных ситуаций, но не являются обычными в домашних условиях. Стандартное напряжение в розетке 120 вольт; большие предметы, такие как некоторые печи и кондиционеры, используют 220 вольт. Некоторые типы освещения, такие как точечное освещение, работают при более низком напряжении. В этих устройствах используется трансформатор для понижения напряжения до уровня, необходимого для освещения.

    Мощность — это скорость, с которой устройство может работать.Электрическая мощность измеряется в ваттах, но иногда указывается в милливаттах (1/1000 ватта) или киловаттах (1000 ватт). Мощность переменного тока может быть как однофазной, так и трехфазной. Бытовая техника однофазная. Трехфазный используется для питания больших промышленных двигателей. В этой публикации рассматривается расчет только однофазной мощности или мощности постоянного тока.

    Еще одно соображение касается различий между кажущейся мощностью и реальной мощностью. Эта публикация посвящена кажущейся мощности. Полная мощность представляет собой математическое соотношение мощности, максимального тока и максимального напряжения.Реальную мощность измерить сложнее, но полученные значения никогда не превышают кажущуюся мощность. Эти различия могут вызвать некоторые проблемы при расчете мощности двигателей. Генераторы обычно дают мощность с точки зрения полной мощности. Полная мощность должна указываться в вольт-амперах, но часто указывается в ваттах. Большинство генераторов указывают мощность в виде полной мощности из-за сложности использования реальной мощности. Это не вызовет проблем до тех пор, пока система не будет нагружена на 100 процентов от номинальной мощности.

    Этикетки устройств должны содержать данные о напряжении, мощности и токе. Соотношение между напряжением питания и током выражается следующим образом:

    напряжение x ток = мощность

    Если вы знаете напряжение и ток, вы можете рассчитать мощность, умножив напряжение на ток в амперах. Если сила тока указана в миллиамперах, разделите результат на 1000. Результат будет в ваттах мощности.

    Время от времени вы сталкиваетесь с продуктом или устройством, имеющим маркировку ВА (вольт-ампер).Это обозначение похоже на ватты. KVA (киловольт-ампер) – это киловатты (1000 Вт).

    Если вы знаете напряжение и мощность, вы можете рассчитать ток, разделив мощность на напряжение. Это даст вам ток в амперах.

    При первом включении прибора с электродвигателем двигатель потребляет значительно больше тока — в три-пять раз больше, чем указано на этикетке. Вы должны сделать поправку на это. Генераторы и инверторы обычно имеют рейтинг перенапряжения, который показывает максимальную мощность, которая может быть получена в течение короткого периода времени.Предохранители и автоматические выключатели обычно пропускают избыточный ток в течение короткого времени, прежде чем отключить цепь.

    Итак, сколько энергии вам нужно для работы ваших приборов? Для заданного напряжения у вас будет максимальная мощность и ток. Используйте приведенное выше уравнение, чтобы определить, сколько энергии вам нужно. Для нескольких устройств добавьте ток или мощность каждого из них, чтобы получить максимальную необходимую мощность или ток. Все единицы должны быть одинаковыми. Полученное число должно быть меньше, чем у цепи, питающей питание.Вы не должны пытаться запустить блок питания на 100 процентов, хотя кратковременные скачки до этого уровня допустимы.

    Примеры

    У вас есть три прибора на 120 вольт. На их этикетках указано, что они потребляют 1 ампер, 2 ампера и 5 ампер соответственно. Общий ток будет 1 + 2 + 5 = 8 ампер. Отсюда можно рассчитать мощность, перемножив напряжение и силу тока: 120 х 8 = 960 Вт.

    Для трех приборов на 220 вольт на этикетках указано, что их мощность составляет 100 Вт, 300 Вт и 600 Вт.Общая мощность будет 100 + 300 + 600 = 1000 Вт. Чтобы найти ток, разделите мощность на напряжение: 1000/220 = 4,54 ампера.

    Если вы смешали мощность и ток, вы должны преобразовать их в одно или другое. Например, ваши приборы на 120 вольт рассчитаны на 2 ампера, 320 Вт и 450 Вт. Вы должны преобразовать все три в ток или в ватты. Для этого примера мы будем конвертировать в ватты. 2-амперный элемент умножается на 120 вольт, чтобы получить 240 ватт. Затем сложите номинальные мощности (240 + 320 + 450), чтобы получить в сумме 1010 Вт.Ток будет 1010/120 = 8,42 ампер.


    Copyright 2012 Университет штата Миссисипи. Все права защищены. Эту публикацию можно копировать и распространять без изменений в некоммерческих образовательных целях при условии указания ссылки на Службу распространения знаний Университета штата Миссисипи.

    Автор: Джеймс Р. Вутен , старший специалист III, сельскохозяйственная и биологическая инженерия.

    Дискриминация по признаку расы, цвета кожи, религии, пола, национального происхождения, возраста, инвалидности или статуса ветерана является нарушением федерального законодательства и законов штата, а также политики MSU и недопустима.Дискриминация по признаку сексуальной ориентации или групповой принадлежности является нарушением политики MSU и недопустима.

    Информационный бюллетень 1954
    Служба распространения знаний Университета штата Миссисипи, сотрудничающая с Министерством сельского хозяйства США. Опубликовано во исполнение актов Конгресса от 8 мая и 30 июня 1914 г. ГЭРИ Б. ДЖЕКСОН, директор
    (POD-12-12)

    Что нужно знать?

    Даже если тема киловатт не является темой, о которой вы думаете каждый день, она определенно влияет на вашу повседневную жизнь.Видите ли, ватт — это основная единица измерения электрической мощности. Термин «ватт» происходит от Джеймса Уатта из Шотландии, инженера, предпринимателя, ремесленника, производителя инструментов и ученого, которого часто называют отцом промышленной революции. Одно из его самых заметных достижений относится к 1775 году, когда он изобрел паровую машину Уатта. Сегодня паровые турбины на тепловых электростанциях используют ту же технологию для преобразования тепловой энергии в механическую. Мы измеряем эту электрическую мощность в киловаттах.

    В этом руководстве мы берем сложную тему киловатт и упрощаем ее до более понятных терминов. Здесь вы лучше поймете, что такое киловатты, а также мы рассмотрим такие вещи, как то, что мы измеряем в киловаттах, как мы конвертируем и рассчитываем киловатты и чем киловатты отличаются от киловатт-часов, мегаватт и гигаватт.

    Что такое ватт?
    Что такое киловатт?
     

    источник

    Прежде чем мы обсудим киловатты, давайте на секунду поговорим о ваттах (Вт).Ватт — основная единица мощности, используемая для измерения электрической, тепловой и механической мощности. Один ватт равен одному джоулю, а также одному вольт-амперу. Все эти термины измеряют электрическую мощность.

    Теперь давайте перейдем к более подробному описанию того, что такое киловатт (кВт). Проще говоря, киловатт — это еще один термин, используемый для измерения мощности. Чаще всего мы используем киловатты для измерения жилой и коммерческой мощности.

    Имейте в виду, что приставка «кило» означает тысячу.Вам может быть легче запомнить, что один киловатт равен 1000 ваттам электроэнергии, когда вы думаете о значении префикса. Например, микроволновая печь с маркировкой 1000 Вт требует для работы мощность 1000 Вт (или 1 кВт).

    Как преобразовать ватты в киловатты?
    Как преобразовать киловатты в ватты?
     

    Преобразование ватт в киловатты так же просто, как вы могли догадаться. Мы находим мощность в киловаттах P(kW) путем деления мощности в ваттах P(W) на 1000.

    Вот формула преобразования ватт в киловатты:  

    Например, если вы хотите перевести свою посудомоечную машину мощностью 1500 Вт в киловатты, вы должны сделать следующий расчет:  

    • P(кВт) = 1500 Вт / 1000 = 1,5 кВт

    Вот еще один способ думать об этом, который может упростить математику. Добавьте десятичную точку в конце вашего целого числа. В данном случае это 1500. Затем, поскольку в 1000, то есть числе, на которое вы делите, три нуля, вы переместите десятичную точку на три цифры или три пробела влево.Вы получаете 1.500 или 1.5. Этот трюк позволяет очень легко преобразовать ватты в киловатты с помощью быстрых вычислений в уме.

    Вот формула преобразования киловатт в ватт:  

    Поскольку мы знаем, что один киловатт эквивалентен 1000 ваттам, решим это уравнение в обратном порядке.

    Например, если вы знаете, что ваша посудомоечная машина потребляет 1,5 кВт, вы должны выполнить приведенное ниже уравнение, чтобы определить, что ваша посудомоечная машина имеет мощность 1500 Вт или требует 1500 Вт мощности для работы.

    • Преобразование 1,5 кВт в ватты: 
    • P(Вт) = 1000 × 1,5 кВт = 1500 Вт

    Сколько киловатт в мегаватте?   

    источник

    Мы используем мегаватты при измерении мощности в гораздо большем масштабе. Если бы вы хотели знать, сколько энергии вырабатывает электростанция или сколько электроэнергии требуется для питания всего города, вы бы использовали мегаватты. Например, мощность типичной угольной электростанции составляет около 600 МВт.

    Чтобы продолжить путь упрощения, используйте ту же формулу, что и выше, для преобразования киловатт в мегаватт (МВт). Почему это? Ну, потому что 1000 киловатт равны, как вы уже догадались, одному мегаватту.

    Вот формула для перевода киловатт в мегаватт:  

    Эта формула также означает, что если вы хотите перевести ватты в мегаватты, вам нужно добавить в уравнение еще три нуля. Мощность в мегаваттах P(МВт) можно найти, разделив мощность в ваттах P(Вт) на 1 000 000.

    Вот формула для преобразования ватт в мегаватты:  

    • P(МВт) = P(Вт) / 1 000 000

    Например, если вы преобразуете 100-ваттную лампочку в мегаватты, вы сделаете следующий расчет:  

    • P(МВт) = 100 Вт / 1 000 000 = 0,000100 МВт

    Сколько мегаватт в гигаватт?  

    Предположим, вы ищете еще большую единицу измерения. В этом случае вы захотите использовать гигаватт, который мы используем для измерения того, сколько энергии могут генерировать большие электростанции или несколько станций вместе.В 2012 году общая мощность электростанций США составляла около 1100 ГВт.

    Вероятно, вы заметили, что здесь формируется закономерность. В этом случае у вас может быть хорошее представление о формуле преобразования мегаватт в гигаватт (ГВт). Если вы догадались, что в одном гигаватт 1000 мегаватт, вы были бы правы. Этот забавный факт означает, что в одном гигаватт 1 000 000 киловатт и в одном гигаватт 1 000 000 000 ватт. Вау!

    Что такое киловатт-часы?
    Отличаются ли киловатт-часы от киловатт?
     

    источник

     А теперь все может немного запутаться.Киловатт-час (кВтч) — это мера того, сколько энергии используется. Однако на самом деле это не то же самое, что измерение количества киловатт, которое вы используете в час, потому что мощность и энергия — это не одно и то же. Вместо этого киловатт-час измеряет количество времени или количество энергии, необходимое для использования одного киловатта мощности.

    Количество энергии, используемой при работе прибора мощностью 1000 Вт в течение одного часа, равно одному киловатт-часу. Чем меньше мощность предмета, тем лучше.

    Вот пример: если бы вы использовали 100-ваттную лампочку, она выработала бы один киловатт-час энергии после 10 часов использования.Но если вы переключитесь на более энергоэффективную лампочку, которой требуется всего 40 Вт для производства такого же количества света, вам потребуется 25 часов, чтобы использовать один кВтч энергии. Представьте, какой экономии энергии вы могли бы добиться, если бы выключили все лампочки в своем доме.

    Точно так же, как и при измерении энергопотребления, когда вы рассчитываете количество энергии, используемой или производимой в большем масштабе, вы должны использовать мегаватт-часы (МВтч) или гигаватт-часы (ГВтч).

    Как рассчитать энергопотребление электроприбора?  

    Как рассчитывается потребление энергии в киловатт-часах?

    Подобно тому, как один киловатт равен 1000 ваттам мощности, один киловатт-час эквивалентен 1000 ваттам или джоулям энергии, потребляемой в течение одного часа.Если вы хотите преобразовать ватты в киловатт-часы, чтобы узнать, сколько энергии потребляет ваша кофеварка каждый день, вы должны умножить потребляемую мощность в ваттах на количество использованных часов. Затем разделите это число на 1000.

    Вот формула для перевода ватт в киловатт-часы:  
    • кВтч = (ватт × час) ÷ 1000 

    Например, чтобы найти кВтч 1200 Вт за 3 часа:  

    • кВтч = (1200 × 3) ÷ 1000 

    Как преобразовать потребление энергии из киловатт-часов в ватты?  

    Предположим, вам нужно выполнить обратную операцию, чтобы определить мощность вашей кофеварки на основе ее киловатт-часов.В этом случае вы можете легко сделать это, внеся несколько простых изменений в формулу.

    Для этого преобразования умножьте используемую энергию в кВтч на 1000, чтобы найти потребление энергии в ватт-часах. Затем вы должны разделить это число на количество часов, в течение которых вы его использовали.

    Вот формула для перевода киловатт-часов в ватты:  

    • ватт = (кВтч × 1000) ÷ час

    Например: найдем мощность в ваттах для 3.6 кВтч энергии используется за 3 часа.

    • Вт = (3,6 кВтч × 1000) ÷ 3 часа

    Сколько стоит один киловатт-час электроэнергии?  

    источник

    Большинство коммунальных компаний рассчитывают ваш счет за электроэнергию на основе того, сколько киловатт-часов или единиц энергии вы используете каждый месяц. Поскольку научная единица энергии измеряется в джоулях, вы часто будете видеть, что потребление энергии указано в джоулях в вашем счете за электроэнергию. Помните, что один джоуль равен одному ватту.Если вы можете преобразовать ватты в кВтч, вы можете предсказать, сколько может стоить эксплуатация ваших различных электрических приборов и устройств.

    На основе последних данных о ценах на электроэнергию, предоставленных Управлением энергетической информации США, был составлен отчет о тарифах Choose Energy®. В отчете показано, насколько различаются затраты на электроэнергию в зависимости от вашего местоположения.

    В 2020 году жители Айдахо платили самые низкие средние тарифы на электроэнергию в США — 9,67 цента за кВтч. Наоборот, больше всего платили жители Гавайев: их средние тарифы на электроэнергию в 2020 году составили около 28.84 цента за кВтч.

    Как рассчитать энергопотребление электроприбора?
    Как мне рассчитать, каким будет мой счет за электроэнергию?
     

    Давайте воспользуемся средней по стране ставкой около 13 центов за кВтч, чтобы подсчитать, сколько стоит питание 100-ваттной лампочки каждый час. Поскольку для работы требуется 100 ватт мощности — чтобы преобразовать мощность в ваттах в киловатт-часы — вы умножите 100 ватт на один час. Затем вы разделите на 1000, чтобы найти потребление энергии в кВтч.

    • Энергия = (100 × 1) ÷ 1000 
    • Почасовая стоимость = стоимость электроэнергии за кВтч ÷ потребление энергии в кВтч 
    • Почасовая стоимость = 0,13 USD ÷ 0,1 кВтч
    • Стоимость часа = 1,3 цента

    Если электричество стоит 13 центов за кВтч, то 100-ваттная лампочка будет стоить 1,3 цента за каждый час ее работы. Большинство счетов за электричество рассчитываются ежемесячно. Чтобы оценить свои ежемесячные расходы, выполните следующие действия:   

    1. Оцените, сколько часов в день вы в среднем используете эту лампочку.(Предположим, что это 5 часов).
    2. Умножьте мощность лампочки на среднее количество часов ежедневного ее использования вместо одного часа, используемого в приведенной выше формуле. (Допустим, ваша лампочка на 60 ватт, так что вы бы рассчитали 60 ватт x 5 часов).
    3. Решите приведенное выше уравнение, используя фактическую мощность вашей лампочки и фактическое среднее количество часов, которое вы используете эту лампочку в день. (60 х 5 = 300 ÷ 1000 = 0,3 кВтч).
    4. Разделите среднюю стоимость электроэнергии в вашем районе на среднесуточный киловатт-час вашей лампочки.(0,13 доллара США ÷ 0,3 кВтч = 43 цента в день.  
       
    5. Умножьте свой ответ на 30, чтобы получить среднемесячное значение кВтч для этой лампочки. В этом случае 0,43 доллара США x 30 дней = 3,90 доллара США. Вам будет стоить 3,90 доллара в месяц, если вы оставите лампочку мощностью 60 Вт включенной в среднем на 5 часов в день каждый день.
       
    6. Повторите это уравнение для всех лампочек, приборов и других электрических устройств в вашем доме.
       
    7. Сложите общую сумму, чтобы узнать предполагаемые ежемесячные расходы на электроэнергию в киловатт-часах.Вы можете быть удивлены, увидев, как быстро все это складывается.

    Сколько киловатт-часов потребляет среднее домашнее хозяйство США в день?  

    источник

    Теперь, когда вы знаете все о том, как рассчитать потребляемую вами энергию в кВтч, может быть интересно сравнить ваше энергопотребление с другими в Соединенных Штатах. В 2019 году средний дом в США потреблял 887 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в месяц, что составляет почти 30 кВтч в день.Если вам интересно узнать, где вы находитесь по сравнению с другими в вашем конкретном регионе или штате, ознакомьтесь с данными, предоставленными Управлением энергетической информации США.

    Сколько киловатт должен быть генератор для работы дома?  

    Если вы живете в районе с погодными условиями, которые могут привести к перебоям в подаче электроэнергии, вы можете немного успокоиться, купив генератор. Морозильники, светильники, холодильники и насосы для колодцев — это лишь некоторые из устройств, которые вы можете оставить работать во время отключения электроэнергии.

    Самое важное бытовое оборудование может работать с генератором мощностью от 5000 до 7500 Вт. Если вы хотите, чтобы весь ваш дом продолжал работать, вам, вероятно, придется увеличить площадь. Если у вас меньше бытовой техники, вы можете обойтись чем-то меньшим. Определение мощности необходимых вам приборов поможет вам выяснить, какой размер генератора вам понадобится.

    В чем разница между ваттами и амперами?  

    Ватт и ампер, также известные как амперы, являются единицами, используемыми для измерения потребления или производства электроэнергии.На этикетке всех электронных устройств указано энергопотребление в ваттах или амперах. Если на этикетке вашего устройства указаны амперы, вы можете рассчитать мощность, используя простую формулу.

    Вот формула для перевода ампер в ватты:  

    Мощность = Ампер x 120  

    Например, если у вас есть устройство на 120 В с маркировкой 20 А, это эквивалентно мощности 2400 Вт. В форме уравнения: 20 А x 120 В = 2400 Вт

    Что такое киловатт-пик?   

    источник

    Киловатт-пик (кВт) относится к скорости, с которой система может генерировать энергию во время пиковой производительности, то есть когда она работает с максимальной мощностью.Мы чаще всего используем кВт для систем солнечной энергии. Эти системы помечены номинальной мощностью в пиковых киловаттах (кВт), чтобы потребители могли сравнить выходные возможности и размеры различных фотоэлектрических панелей.

    Система мощностью 2 кВт/п будет производить 2 кВт электроэнергии только при самом ярком солнечном свете, когда все условия в лучшем виде. Стандартные модули занимают около 6,25 квадратных метров площади крыши на каждый кВт/ч. Модули с более высокой эффективностью занимают всего пять квадратных метров подкровельного пространства.

    Как технологии меняют энергетику  

    Нет никаких сомнений в том, что технологии с годами совершенствуются не по дням, а по часам. В энергетике дела обстоят иначе. Давайте посмотрим на два превосходных примера.

    Сколько стоит зарядить Tesla?  

    Tesla существует с 2003 года, но теперь, когда электромобили становятся все более распространенными, они также становятся более доступными. Поскольку цены на газ растут, стоимость зарядки электромобилей снижается.Взгляните на этот пример, который объясняет, сколько стоит зарядить Tesla Model 3 на домашней зарядной станции:  

    .
    • Емкость аккумулятора составляет 75 кВт, а наш текущий средний тариф на электроэнергию, который мы собираемся использовать, составляет 13 центов за кВтч 
    • Это означает, что ваша стоимость зарядки равна 75 x 0,13 доллара США = 9,75 доллара США за полную «заправку», которая позволит вам проехать примерно 240 миль.
    • Сравните зарядку Tesla с заправкой автомобиля меньшего размера с бензобаком на 12 галлонов.Когда мы используем стоимость бензина в размере 3,85 доллара за галлон, становится совершенно ясно, что 46,20 доллара, которые вы тратите на заправку автомобиля бензином (12 x 3,85 доллара = 46,20 доллара), намного дороже, чем использование зарядной станции Tesla. Это может дать вам 300-400 миль времени в пути, но даже зарядка Tesla дважды стоит меньше половины стоимости одного бака бензина.
    • Бонус: управляя электромобилем, вы сократите выбросы углекислого газа и станете частью борьбы с изменением климата.

    С помощью интеллектуального счетчика легко измерить энергопотребление  

    Интеллектуальные счетчики автоматически отправляют ежедневные и ежечасные данные об использовании энергии в центральную компьютерную систему вашей коммунальной компании. Эта технология предоставляет данные в режиме реального времени, позволяя обеим сторонам подробно изучить текущие привычки использования, устраняя необходимость в показаниях счетчиков.

    Интеллектуальные счетчики позволяют потребителям получить доступ к информации о том, как, когда и где используются коммунальные услуги, упрощая внесение изменений при необходимости.

    Теперь вы знаете киловатты  

    источник

     Теперь, когда вы знаете, как использовать свои новые знания о киловаттах для экономии энергии, вам может быть интересно узнать о других способах сэкономить на счетах за электроэнергию. Посетите рынок энергосбережения, где легко найти варианты использования энергии, а также узнайте больше о том, как начать свой путь к энергосбережению уже сегодня.

    Предоставлено вам justenergy.com

    Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
    Избранное изображение:

    Мощность в цепи переменного тока — University Physics Volume 2

    Цели обучения

    По окончании раздела вы сможете:

    • Опишите, как можно представить среднюю мощность от цепи переменного тока через пиковый ток и напряжение и среднеквадратичное значение тока и напряжения
    • Определить зависимость между фазовым углом тока и напряжения и средней мощностью, известную как коэффициент мощности

    Элемент схемы рассеивает или производит мощность в соответствии с формулой, где I — ток через элемент, а V — напряжение на нем.Поскольку ток и напряжение в цепи переменного тока зависят от времени, мгновенная мощность также зависит от времени. График p ( t ) для различных элементов схемы показан на (рис.). Для резистора i ( t ) и v ( t ) находятся в фазе и, следовательно, всегда имеют один и тот же знак (см. (Рисунок)). Для конденсатора или катушки индуктивности относительные знаки i ( t ) и v ( t ) меняются в течение цикла из-за разности фаз (см. (Рисунок) и (Рисунок)).Следовательно, p ( t ) в одни моменты времени положителен, а в другие отрицателен, указывая на то, что емкостные и индуктивные элементы производят мощность в одни моменты времени и поглощают ее в другие.

    Поскольку мгновенная мощность изменяется как по величине, так и по знаку в течение цикла, она редко имеет какое-либо практическое значение. Что нас почти всегда интересует, так это мощность, усредненная по времени, которую мы называем средней мощностью. Определяется средней по времени мгновенной мощностью за один цикл:

    где — период колебаний.С заменами и этот интеграл становится

    Используя тригонометрическое соотношение, получаем

    Вычисление этих двух интегралов дает

    и

    Следовательно, средняя мощность, связанная с элементом схемы, равна

    В инженерных приложениях известен как коэффициент мощности, который представляет собой величину, на которую мощность, подаваемая в цепи, меньше теоретического максимума цепи из-за несовпадения фаз напряжения и тока.Для резистора средняя рассеиваемая мощность равна

    .

    Сравнение p ( t ) и показано на (Рисунок)(d). Чтобы сделать его аналог постоянным, мы используем среднеквадратичные значения тока и напряжения. По определению это

    где

    С получаем

    Тогда мы можем написать для средней мощности, рассеиваемой резистором,

    Это уравнение еще раз подчеркивает, почему для обсуждения выбрано среднеквадратичное значение, а не пиковые значения.Оба уравнения для средней мощности верны для (рис.), но среднеквадратичные значения в формуле дают более четкое представление, поэтому дополнительный коэффициент 1/2 не нужен.

    Переменные напряжения и токи обычно описываются их действующими значениями. Например, 110 В от бытовой розетки является среднеквадратичным значением. Амплитуда этого источника равна Поскольку большинство счетчиков переменного тока откалиброваны по среднеквадратичным значениям, типичный вольтметр переменного тока, подключенный к бытовой розетке, будет показывать 110 В.

    Для конденсатора и катушки индуктивности соответственно. Поскольку мы находим из (Рисунок), что средняя мощность, рассеиваемая любым из этих элементов, равна Конденсаторы и катушки индуктивности поглощают энергию из цепи в течение одного полупериода, а затем возвращают ее обратно в цепь в течение другого полупериода. Это поведение показано на графиках (рисунок), (b) и (c), которые показывают, что p( t) колеблется синусоидально около нуля.

    Фазовый угол генератора переменного тока может иметь любое значение.Если генератор производит мощность; если он поглощает энергию. В среднеквадратичных значениях средняя мощность генератора переменного тока записывается как

    .

    Для генератора в цепи RLC ,

    и

    Отсюда средняя мощность генератора

    Это также может быть записано как

    , что означает, что мощность, вырабатываемая генератором, рассеивается в резисторе. Как мы видим, закон Ома для среднеквадратичного значения переменного тока находится путем деления среднеквадратичного значения напряжения на импеданс.

    Проверьте свои знания Вольтметр переменного тока, подключенный к клеммам генератора переменного тока частотой 45 Гц, показывает 7,07 В. Напишите выражение для ЭДС генератора.

    Проверьте свои знания Покажите, что среднеквадратичное значение напряжения на резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности в цепи переменного тока, где среднеквадратичное значение тока выражается соответственно. Определите эти значения для компонентов схемы RLC (рисунок).

    Резюме

    • Средняя мощность переменного тока находится путем умножения среднеквадратичных значений тока и напряжения.
    • Закон Ома для среднеквадратичного значения переменного тока находится путем деления среднеквадратичного значения напряжения на импеданс.
    • В цепи переменного тока существует фазовый угол между напряжением источника и током, который можно найти, разделив сопротивление на импеданс.
    • На среднюю мощность, подаваемую в цепь RLC , влияет фазовый угол.
    • Коэффициент мощности находится в диапазоне от –1 до 1.

    Концептуальные вопросы

    При каком значении фазового угла между выходным напряжением источника переменного тока и током средняя выходная мощность источника максимальна?

    Обсудите разницу между средней мощностью и мгновенной мощностью.

    Мгновенная мощность – это мощность в данный момент времени. Средняя мощность — это мощность, усредненная по циклу или числу циклов.

    Средний переменный ток, подаваемый в цепь, равен нулю.Несмотря на это, мощность рассеивается в цепи. Объяснять.

    Может ли мгновенная выходная мощность источника переменного тока быть отрицательной? Может ли средняя выходная мощность быть отрицательной?

    Мгновенная мощность может быть отрицательной, но выходная мощность не может быть отрицательной.

    Номинальная мощность резистора, используемого в цепях переменного тока, относится к максимальной средней мощности, рассеиваемой в резисторе. Как это соотносится с максимальной мгновенной мощностью, рассеиваемой на резисторе?

    Глоссарий

    средняя мощность
    среднее значение мгновенной мощности за один цикл
    Коэффициент мощности
    величина, на которую мощность, подаваемая в цепь, меньше теоретического максимума цепи из-за того, что напряжение и ток не совпадают по фазе
    Калькулятор

    Вт, Вольт, Ампер, Ом | Расчет мощности, тока, напряжения, сопротивления

    Калькулятор ватт, вольт, ампер и сопротивлений:

    Ватт — это единица мощности, Ампер — это единица силы тока, Вольт — это единица напряжения, а Ом — это единица сопротивления, здесь просто введите любые два значения из четырех элементов, а затем нажмите «Рассчитать», и вы сразу получите результат. из оставшихся двух элементов.

    Кроме того, вы можете легко изменить множитель значения, такой как килограмм, мега или микро, милли и т. д. Эта опция доступна для всех параметров.

    Напряжение, ток и сопротивление являются тремя основными элементами, которые отвечают за передачу энергии в любую электрическую цепь.

    В этой статье мы собираемся изучить взаимосвязь между током, напряжением, сопротивлением и мощностью.

    Рассмотрим,

    R = сопротивление в Ом

    I = ток в амперах

    В = напряжение в вольтах

    P = мощность в ваттах.

    Посмотрите на указанный ниже

    Расчет сопротивления мощности, тока, напряжения:

    Расчет сопротивления по напряжению и току:

    Сопротивление (R) в омах равно напряжению (V) в вольтах, деленному на ток (I) в амперах, следовательно, формула будет

    Сопротивление = Напряжение / Ток

    Р = В/Я

    Ом = Вольт/Ампер

    Расчет сопротивления по напряжению и мощности:

    Сопротивление (R) в омах равно квадрату напряжения (V) в вольтах, деленному на мощность (P) в ваттах, поэтому формула будет

    Сопротивление = Напряжение 2 / Мощность

    Р = В 2 / Р

    Сопротивление = Вольт² / Ватт

    Расчет сопротивления по току и мощности:

    Сопротивление (R) в омах равно мощности (P) в ваттах, деленной на квадрат тока (I) в амперах.следовательно, формула будет

    Р = П/И 2

    Сопротивление = мощность/ток 2

    Ом = Вт/Ампер²

    Расчет тока по напряжению и сопротивлению:

    Ток (I) в амперах равен напряжению (В) в вольтах, деленному на сопротивление (R) в омах. Следовательно, формула будет

    .

    Ток = Напряжение / Сопротивление

    И = В / Р

    Ампер = Вольт/Ом

    Расчет тока по напряжению и мощности:

    Сила тока (I) в амперах равна мощности (P) в ваттах, деленной на напряжение (V) в вольтах.Следовательно, формула будет

    .

    Ток = Мощность/Напряжение

    И = П/В

    Ампер = Ватт / Вольт

    Текущий расчет сопротивления и мощности:

    Ток (I) в амперах равен квадратному корню из мощности (P) в ваттах, деленному на сопротивление (R) в омах. Следовательно, формула будет

    .

    Ток = √ (мощность / сопротивление)

    I = √ (P/R)

    ампер = √ (ватт/Ом)

    Расчет напряжения из ампер и сопротивления:

    Напряжение (В) в вольтах равно произведению тока (I) в амперах и сопротивления (R) в омах.Следовательно, формула будет

    .

    Напряжение = Ток * Сопротивление

    В = I * R

    Вольт = Ампер * Ом

    Расчет напряжения из ампер и мощности:

    Напряжение (В) в вольтах равно мощности (P) в ваттах, деленной на ток (I) в амперах, поэтому формула будет

    Напряжение = Мощность/Ток

    В = П/Я

    Вольт = Ватт / Ампер

    Расчет напряжения по сопротивлению и мощности:

    Напряжение (В) в вольтах равно квадратному корню из мощности (P) в ваттах, умноженному на сопротивление (R) в омах.Следовательно, формула будет

    .

    Напряжение = √ (мощность * сопротивление)

    В = √ (П * Р)

    Вольт = √ (Ватт * Ом)

    Расчет мощности по напряжению и току:

    Мощность (P) в ваттах — это ток I в амперах, умноженный на напряжение в вольтах, следовательно, формула будет

    .

    Мощность = Ток * Напряжение

    Р = В * Я

    Ватт = Вольт * Ампер

    Расчет мощности по сопротивлению и току:

    Мощность (P) в ваттах — это сопротивление в омах, умноженное на квадрат тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.