В чем разница кВт и кВа ?
Главная
Техническая поддержка
Стабилизаторы напряжения
Описания и статьи
Вольт-ампер (ва) — это единица полной мощности переменного тока, обозначается ВА или VA. Полная мощность переменного тока определяется как произведение действующих значений тока в цепи (в амперах) и напряжения на её зажимах (в вольтах).
Ватт (вт) — единица мощности. Названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта, обозначается вт или W. Ватт -это мощность, при которой за 1 сек совершается работа, равная 1 джоулю. Ватт как единица электрической (активной) мощности равен мощности не изменяющегося электрического тока силой 1 ампер при напряжении 1 вольт.
При выборе стабилизатора или электростанции следует помнить, что кВА — это полная потребляемая мощность, а кВт — это активная (затраченная на совершение полезной работы) мощность.
Номинальная мощность
В электротехнической промышленности принято мощность большинства потребителей определять в Ваттах. Это так называемая активная мощность – мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке(Нагреватели,телевизоры,лампочки и т.п.). Активная мощность целиком идет на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.Если потребитель активный (чайник, лампа накаливания, ТЭН), то другой информации о нем не требуется, на таких потребителях пишут (как правило) номинальную мощность в Вт, номинальное напряжение и все. Здесь нет вопросов о косинусе «фи», т.к. этот «фи» (угол между током и напряжением данных потребителей) равен нулю, косинус нуля равен 1, — отсюда, Активная мощность («P») равна произведению тока через потребитель и напряжению на потребителе, умноженному на этот пресловутый косинус «фи», т.
Простой пример для тена с cos фи=1:
Полная мощность S=10 кВА cos фи=1
Тогда активная мощность P=10*1=10 кВт
У потребителей, имеющих в своем составе не только активное сопротивление, но и любое реактивное (индуктивность, емкость), принято писать на шильдике величину «P» в Ваттах, а так же указывать величину косинуса «фи». Величина косинуса «фи» определяется параметрами самих этих потребителей, а точнее — соотношением их активных и реактивных сопротивлений.
Например, обычный электродвигатель имеет на бирке: P=5кВт, Сos(fi)=0.8. Это значит следующее: Данный двигатель при работе (в номинальном режиме) потребляет полную Полную мощность (сумму активной и реактивной мощностей). Активную мощность «S» равную P/Cos(fi)=5/0,8= 6,25 кВа и Реактивную мощность «Q» в размере U*I/Sin(fi).
Может появиться вопрос, почему же на генераторах (трансформаторах, стабилизаторах напряжения) указывается мощность в ВА (вольт-амперах)? А как ее еще указать? Допустим, что на стабилизаторе напряжения указана мощность 10000 Ва. Это должно значить, что, если я подцеплю кучу ТЭНов к данному трансформатору, то мощность, отдаваемая трансформатором в ТЭНы (в номинальном режиме работы трансформатора) не может превышать 10000 Вт. Вроде все сходится. А если я захочу нагрузить стабилизатор напряжения катушкой индуктивности или электродвигателем с Сos(fi)=0.8? (кучей катушек)? И данный стабилизатор будет отдавать мощность уже 8000 Вт?а при Сos(fi)=0.85 -8500 Вт. Тогда надпись на шильдике 10000 Ва будет уже не правомерной. Поэтому, мощность генераторов (трансформаторов и стабилизаторов напряжения) может определяться только в Полной мощности (в нашем случае 1000 кВА), а как ты ее (Полную мощность) будешь использовать — твое дело.[i]Теперь можно перейти к подбору
стабилизатора напряжения, электростанции,
источника бесперебойного питания, инвертора.
[/i]Коэффициент мощности, косинус «фи»
Это отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1. В случае синусоидального переменного тока, коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между синусоидами напряжения и тока и определяется параметрами цепи: Сos ф = r/Z, где ф («фи») — угол сдвига фаз, r — активное сопротивление цепи, Z — полное сопротивление цепи. Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока.
Коэффициент мощности — комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.
Типовые значения коэффициента мощности:
— 1.00 — идеальное значение;
— 0.95 — хороший показатель;
— 0.90 — удовлетворительный показатель;
— 0.80 — средний показатель современных электродвигателей;
— 0.70 — низкий показатель;
— 0.60 — плохой показатель.
Отличия кВА от кВт
«В чем отличия кВА от кВт?» — этот вопрос — один из наиболее популярных. Его часто задают покупатели ИБП. Продавцы ИБП (которым, собственно, и задают это вопрос) отвечают на него по-разному и почти всегда неправильно. Попробуем разобраться, как рассчитывают мощность в электрической цепи.
В цепи постоянного тока дело обстоит довольно просто. Электрический ток, поступая из источника постоянного тока в нагрузку, производит в ней полезную (или бесполезную) работу по перемещению зарядов в направлении электрического поля.
P[Ватт] = I[Ампер] × U[Вольт]
В цепи переменного тока, с которой нам приходится иметь дело, рассматривая работу ИБП, все немного по-другому.
Для переменного тока вводится понятие мгновенной мощности — это произведение мгновенных значений переменных напряжения и тока. Активная мощность (средняя по времени мощность, выделяемая в нагрузке) — она измеряется в ваттах — равна среднему за период значению мгновенной мощности.
Если напряжение имеет синусоидальную форму, и нагрузка в цепи активная (или, иначе говоря, омическая — например, лампы накаливания), то активная мощность равна произведению действующих значений напряжения и тока. Т.е. она рассчитывается примерно так же, как и мощность в цепи постоянного тока:
P[Ватт] = Uдейств × Iдейств.
Рис. 1. Мгновенная мощность в цепи переменного тока
- а) синусоидальный ток в
активной нагрузке; - б) синусоидальный ток в
нагрузке с реактивной составляющей; - в) несинусоидальный ток.
На рис.1. видно, что в этом случае напряжение и ток всегда имеют одинаковый знак (становятся положительными и отрицательными одновременно). Поэтому мгновенная мощность всегда положительна. Физически это означает, что в любой момент времени мощность выделяется в нагрузке. Иначе говоря, так же как в цепи постоянного тока, заряды всегда движутся в направлении действия электрического поля.
Если напряжение и ток имеют синусоидальную форму, но нагрузка имеет емкостную или индуктивную (реактивную) составляющую, то ток опережает по фазе напряжение или отстает от него. В этом случае мощность, выделяемая в нагрузке, уменьшается.
На рисунке б) видно, что из-за фазового сдвига, в некоторые моменты времени, напряжение и ток имеют противоположные знаки. В это время мгновенная мощность оказывается отрицательной и уменьшает среднюю за период мгновенную мощность. Электротехник скажет, что в эти моменты времени ток течет из нагрузки в источник тока. С точки зрения физика, в эти моменты времени заряды по инерции движутся против сил электрического поля.
Формула для средней за период мощности для случая нагрузки с реактивной составляющей несколько изменяется. В ней появляется коэффициент мощности. Для синусоидальных напряжения и тока он численно равен знакомому со средней школы «косинусу фи»:
P[Ватт] = Uдейств × Iдейств × Cos (fi).
Здесь: fi — угол сдвига фаз между напряжением и током.
Произведение действующих значений напряжения и тока называется полной мощностью цепи переменного тока и измеряется в вольт-амперах (ВА). Полная мощность всегда больше или равна активной (выделяемой в нагрузке) мощности.
Активная (выделяемая в нагрузке) мощность для случая нелинейной нагрузки выражается формулой:
P[Ватт] = Uдейств × Iдейств × К,
где: К — коэффициент мощности.
Ток «компьютерной» нагрузки как правило несколько опережает напряжение. Но сдвиг фаз очень невелик (10-30 градусов), поэтому коэффициент мощности для компьютера не равен косинусу угла фазового сдвига, а значительно меньше.
По данным фирмы American Power Conversion коэффициент мощности равен 0.6 для персональных компьютеров и 0.7 для мини компьютеров. На самом деле, коэффициент мощности компьютерной нагрузки связан с коэффициентом амплитуды тока и, даже для одного и того же импульсного блока питания, зависит от того, насколько блок питания использует свою номинальную мощность. Так, если импульсный блок питания нагружен слабо (к нему подключено мало потребителей — дисководов, процессоров и т.
д.), то коэффициент амплитуды увеличивается, а коэффициент мощности уменьшается.В зависимости от устройства ИБП, ток в разных местах его схемы зависит либо от активной мощности нагрузки (например, ток, отбираемый от аккумуляторов), либо от ее полной мощности (например, ток на выходе ИБП). Поэтому, как правило, производители ИБП указывают два значения максимальной мощности нагрузки, которая может быть подключена к ИБП: полную мощность в вольт-амперах и активную мощность в ваттах. В принципе, в каждом конкретном случае (для каждого сочетания ИБП + нагрузка) можно определить, какой из пределов (в ваттах или вольт-амперах) является критичным. Но это может сделать только специалист, зная, как устроен ИБП и как устроена нагрузка. Общего рецепта здесь дать нельзя — слишком много вариантов (разные типы и схемы ИБП, разные сдвиги фаз и коэффициенты амплитуды нагрузки и т.д.). Поэтому подбирая ИБП, покупатель должен просто учитывать оба ограничения. Т.е. и активная, и полная мощность его оборудования должны быть меньше заявленных производителем ИБП максимальных значений.
Обычно, для надежной работы ИБП, берут еще и запас примерно в 30%.
Напряжение, ток, мощность и энергия — электроника…
Опубликовано
Если вы впервые начинаете изучать основные схемы или базовую электронику, лучше всего потратить несколько минут, чтобы понять основы электричества и некоторые фундаментальные термины. Мы создали несколько руководств, в которых рассказывается об основных физических принципах их работы, но на самом деле это не обязательно для начала работы со схемами. Конечно, если у вас есть время, мы рекомендуем вам просмотреть и эти руководства, чтобы дать вам лучшее интуитивное понимание.
Но прежде всего нам нужно понять, что такое напряжение и ток. На всех курсах по схемам, которые вы проходите, большая часть ваших усилий будет сосредоточена на определении напряжения, тока или того и другого в цепях.
Иногда вас также попросят найти силу, и мы коснемся энергии, просто чтобы прояснить ее роль. Давайте разберем их на высоком уровне:
Краткое изложение терминов
- Напряжение — электрический потенциал между одним местом и другим. Сколько электричества хочет переместиться из одной точки в другую. Измеряется в вольтах.
- Ток — ток течет из одной точки в другую, буквально исходя из того, сколько электронов движется в секунду. Измеряется в амперах
- Мощность — работа, которая совершается в секунду. В схемах это обычно означает количество тепла, отдаваемое цепью. Измеряется в ваттах или джоулях в секунду.
- Энергия — общий объем выполненной работы. Для этого нет временной составляющей, которая является разницей между мощностью и энергией. Измеряется в джоулях. Они разъясняются позже в этом руководстве.
Напряжение и сила тока
На протяжении десятилетий наиболее распространенными примерами, иллюстрирующими, как работает электричество и разница между напряжением и силой тока, является использование воды в качестве примера.
Это потому, что, хотя он и не идеален, он удивительно похож и довольно эффективен.
Представьте, что напряжение похоже на воду в озере на вершине холма. Он хочет течь вниз по склону, и если у него есть такая возможность, он это сделает. Это желание воды течь вниз подобно напряжению, оно не представляет движения и само по себе статично. Если вода начинает течь, то этот поток воды и есть течение. А размер канала, который ведет от вершины холма к подножию холма, является сопротивлением. Все эти три элемента напрямую связаны, и понимание того, что взаимосвязь является фундаментальной частью анализа схемы, а также темой нашего следующего урока.
Чтобы расширить эту аналогию, вы заметите, что с напряжением не имеет значения, насколько высок этот холм — если нет отверстия для стока воды, она просто останется там. Если холм представляет собой гору высотой три мили, там есть большой потенциал, но все равно нет потока, если нет тропы или трубы. При этом озеро высотой три мили с трубой будет проталкивать через эту трубу намного больше воды, чем озеро высотой 3 фута с трубой того же размера.
Вот как напряжение (потенциал) влияет на ток (поток). Сохраняя сопротивление (размер трубы) одинаковым, можно увеличить ток за счет увеличения напряжения.
Точно так же, если вы увеличите размер трубы (уменьшите сопротивление), не меняя высоту потенциала, вы все равно получите больше потока. И наоборот, если вы уменьшите размер трубы (увеличите сопротивление), вы получите меньший поток. Вот как сопротивление (размер трубы) влияет на ток (расход). Как правило, в цепи вы можете контролировать напряжение и сопротивление, а также высоту потенциала и размер трубы, чтобы получить желаемый поток. Сопротивление легко изменить с помощью чего-то вроде мощных реостатов (также иногда называемых переменным резистором) от нашего друга CircuitBread Ohmite.
Пример мощного резистора
Существует множество типов мощных резисторов, но этот рассеивает мощность до 1000 Вт.
Купить онлайн
ОТ Ohmite
И последнее, что касается напряжения
Обратите внимание, что разница между одним потенциалом и другим является относительной.
Например, вершина холма явно выше основания холма. А что, если мы вырыли яму у подножия холма и сделали дно еще ниже? Или что, если бы рядом с холмом была гора? Холм ниже горы, поэтому существует потенциал между горой и холмом, так же как у подножия холма потенциал выше, чем у ямы, вырытой на дне. То же самое и с напряжением — когда мы говорим о напряжении, мы говорим об электрическом потенциале между двумя точками по отношению друг к другу. Обычно мы предполагаем, что самая нижняя точка — это «0» или то, что мы называем «землей» в качестве эталона. Но иногда вы получаете отрицательные напряжения, что просто означает, что электрический потенциал в этой точке ниже того, что мы установили как наш потенциал «земли». Иногда это может показаться странным, но как только вы приобретете некоторый опыт работы с цепями и электричеством, отрицательные напряжения приобретут большой смысл. Это становится еще более логичным, когда вы понимаете, что, поскольку все относительно, вы можете перевернуть свою перспективу и инвертировать знак напряжения.
Это может быть 10 вольт сверху вниз, но это также -10 вольт снизу вверх, поэтому v аб = -v ба . Это пригодится при случае.
Мощность против энергии
Давайте снова сосредоточимся на мощности и энергии. Утверждение, что связь между мощностью и энергией зависит только от временной составляющей, неудовлетворительно и не очень ясно. Давайте сделаем быстрый пример, который может сделать вещи проще. Представьте, что вам нужно поднять коробку на 10 футов. Вы можете подбросить его прямо вверх за 1 секунду или медленно поднять в течение 10 секунд. Количество энергии, необходимое для перемещения ящика с 0 до 10 футов, такое же, но первый вариант, бросок прямо вверх, требует в 10 раз больше энергии, чем медленный подъем. В подавляющем большинстве схемных приложений и проблем мы заботимся только о мощности и игнорируем энергию, но при обсуждении источников энергии, таких как батареи и конденсаторы, это различие становится критическим.
«Энергоемкость аккумуляторов выше, чем у конденсаторов, но у конденсаторов выше энергоемкость, чем у аккумуляторов.
Расширяя пример с коробкой и используя некоторые произвольно выбранные числа, это означает, что конденсатор может поднять коробку на 100 футов в воздух за одну секунду, в то время как батарея того же физического размера может поднять коробку в воздух только на 10 футов за одну секунду. одна секунда. Но при равных физических размерах батарея может поднять коробку в общей сложности на 5000 футов, прежде чем закончится энергия, а конденсатор может поднять коробку в общей сложности на 300 футов, прежде чем закончится энергия».
Электрическая мощность математически представляет собой произведение тока на напряжение, то есть является фактором как потока, так и потенциала. Возвращаясь к аналогии с водой, небольшой поток с большой высоты может производить много энергии. Или вы можете иметь очень большой поток с относительно небольшой высоты, создавая большую мощность. Но если у вас слишком мало того или другого, силы не так много. Подобно тому, как падающая капля дождя не создаст полезного количества энергии, огромное напряжение без тока не произведет много энергии.
Или вода, вытекающая из чашки на стол, может иметь течение, но за ней нет никакого потенциала для какой-либо работы. Это комбинация, которая создает силу.
При рассмотрении теоретической стороны схем мощность часто игнорируется, особенно поначалу. Как производитель силовых резисторов, Ohmite специализируется на резисторах всех уровней мощности. Если вы заглянете на их веб-сайт, вы увидите одну часть, посвященную мощным резисторам всех типов, но если вы воспользуетесь их фильтром выбора деталей, вы увидите, что количество энергии, которое может потреблять нагрузка, значительно различается. Некоторые из них идеально подходят для резких скачков напряжения — большого тока при высоком напряжении — в течение коротких периодов времени, в то время как резисторы меньшего размера могут выдерживать сравнительно меньшие нагрузки.
Это должно заложить основу для понимания основных терминов, необходимых для начала решения схем. Далее давайте узнаем о взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением с помощью закона Ома.
Автор:
Джош Бишоп
Интересуясь встраиваемыми системами, туризмом, кулинарией и чтением, Джош получил степень бакалавра электротехники в Университете штата Бойсе. Проработав несколько лет офицером CEC (Seabee) в ВМС США, Джош уволился и в конце концов начал работать над CircuitBread с кучей замечательных людей. В настоящее время Джош живет на юге Айдахо с женой и четырьмя детьми.
Создано с нашим другом:
Компания Ohmite является ведущим поставщиком резистивных изделий для сильноточных, высоковольтных и высокоэнергетических приложений. Калькулятор закона Ома
Социальная сеть друзей
- YouTube
- Линкедин
Получите новейшие инструменты и учебные пособия, только что из тостера.
Разница между вольтами и ваттами со сравнительной таблицей
Одно из основных различий между вольтами и ваттами заключается в том, что вольт является единицей СИ разности потенциалов и электродвижущей силы, тогда как ватт является единицей СИ мощности.
Другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.
Вольты и ватты связаны друг с другом. Вольт измеряет разность потенциалов источников питания или напряжение электрических устройств. Символическое представление вольта — V. Измерение в вольтах проще по сравнению с ваттами, потому что ватты — это произведение двух величин, то есть напряжения и тока. Ватт представлен W. Он измеряет мощность, используемую электрическими устройствами.
Содержание: Вольты и Ватты
- Сравнительная таблица
- Определение
- Ключевые отличия
Сравнительная таблица
| База для сравнения | Вольт | Ватт |
|---|---|---|
| Определение | Это единица СИ разности потенциалов и ЭДС. | Это единица мощности в системе СИ. |
| Формула | ||
| Единицы | Электродвижущая сила и разность потенциалов | Мощность |
| Символ | В | В |
| Чтение | Легко | Трудно |
| Измерение | Измерение небольшого напряжения от источника питания. | Измеряет реальную мощность. |
| Измерительное устройство | Вольтметр | Измеритель мощности |
| Базовый блок | КгМ 2 S -3 | КгМ 2 A -1 S -3 |
Определение вольта
Вольты измеряют энергию, используемую электронами, движущимися от одного конца к другому. Символически он представлен заглавной буквой V. Измеряется электрическим прибором, называемым вольтметром. Вольт имеет различные единицы измерения, такие как микровольт, милливольт, киловольт и т. д.
Определение ватта
Ватт является единицей мощности в системе СИ. Он определяется как общая энергия, используемая устройствами за одну секунду. Один ватт определяется как энергия, необходимая для прохождения одного ампера тока через разность потенциалов в один вольт. Мощность является произведением напряжения и тока, поэтому для измерения мощности в ваттах требуется как вольт, так и ампер.
