Электрические величины
Ом
Международный ом — сопротивление, оказываемое неизменяющемуся электрическому току при температуре тающего льда ртутным столбом, имеющим повсюду одинаковое поперечное сечение, длину 106,300 см и массу в 14,4521 г 0м подразделяется на 1 000 000 микромов 1000 000 омов составляют мегом
Ампер
Международный ампер — сила неизменяющегося электрического тока, который отлагает 0,00111800 г серебра в секунду, проходя через водный раствор азотно-кислого серебра. Ампер подразделяется на 1 000 миллиампер или на 1 000 000 микроампер
Вольт
Международный вольт — электрическое напряжение, которое в проводнике, имеющем сопротивление в один ом, производит ток силою в 1 ампер. Вольт подразделяется на 1 000 милливольт или на 1 000 000 микровольт
Ватт
Международный ватт — мощность неизменяющегося электрического тока силою в 1 ампер при напряжении в 1 вольт. 1 000 ватт составляют киловатт
Кулон
Международный кулон (или ампер-секунда) — количество электричества, протекающее по проводнику в течение одной секунды при токе силою в 1 ампер. 3 600 кулонов составляют ампер-час
Джоуль
Ваттсекунда (международный джоуль) — работа, совершаемая электрическим током в течение 1 секунды при мощности тока в 1 ватт. 3 600 ваттсекунд составляют ваттчас, 100 ваттчасов составляют гектоваттчас, 1 000 ваттчасов составляют киловаттчас
Фарада
Международная фарада — емкость конденсатора, заряжаемого до напряжения в 1 вольт одним кулоном. Фарада подразделяется на 1 000 000 микрофарад
Генри
Международный генри — самоиндукция цепи, в которой индуктируется напряжение в 1 вольт при изменении тока в этой цепи со скоростью 1 ампера в секунду. Генри подразделяется на 1 000 миллигенри или на 1 000 000 микрогенри
При обычных практических электрических измерениях слово — «международный» в названиях электрических единиц может опускаться
Формулы для нахождения мощности
С уроков физики многие помнят разнообразные задачки, в которых нужно было высчитать мощность тока. Как тогда, так и сегодня используется для поиска ватт формула: N = A/t.
Расшифровывалась она следующим образом: А — это количество работы, разделенное на время (t), на протяжении которого она была выполнена. А если еще вспомнить, что работа измеряется в Джоулях, а время — в секундах, получается, что 1 Вт — это 1Дж/1с.
Рассмотренную формулу можно немного видоизменить. Для этого стоит вспомнить простейшую схему для нахождения работы: A = F х S. Согласно ей получается, что работа (А) равна производной совершающей ее силы (F) на путь, пройденный объектом под воздействием данной силы (S). Теперь для нахождения мощности (ватт) формулу первую совмещаем со второй. Получается: N = F х S /t.
Что такое «киловольт-ампер»
Kilovolt-ampere (сокращенно кВА) представляет собой единицу полной мощности в электрической цепи, которая кратно единицам измерения вольт-амперности Международного системного блока (СИ).
Усилители Kilovolt используются только в цепях переменного тока, так как в этом случае значение будет варьироваться в киловольтных усилителях и киловаттах, но соединения между компонентами постоянного тока в киловольт-усилителях будут равны мощности индикатора киловатт.
Для некоторых устройств, включая источник бесперебойного питания (ИБП), предельная мощность отображается как в амортизаторах из шерсти, так и вольт.
Дольные единицы Вт
Выяснив, что измеряется в ваттах, можно перейти к важным для практики нюансам. В некоторых ситуациях базовые единицы слишком велики для оценки рабочих параметров. Так, некоторые датчики (тепла, освещенности) потребляют минимум электроэнергии. Мощность подходящего блока питания можно определить после выполнения расчета. Для удобства вместо 1 ватт применяют дробные значения:
- 10-3 – мвт, милливатт;
- 10-6 – мквт, микроватт;
- 10-9 – нвт, нановатт.
Зептоватты (10-21) и другие мельчайшие единицы практического значения в быту не имеют. Этими значениями пользуются при теоретических вычислениях различных физических процессов.
Ватты, киловатты, мегаватты и микроватты
Узнав, что ватт — единица измерения мощности, от каких величин она зависит и по каким формулам ее проще вычислять, стоит обратить внимание на такие понятия как киловатт, мегаватт и микроватт. Поскольку Вт — величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт)
Поскольку Вт — величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт).
Судя по стандартной для системы СИ приставке «кило», можно сделать вывод, что 1 кВт = 1000 Вт = 10 3 Вт. Поэтому для перевода ватт в киловатты нужно просто их количество делить на тысячу или наоборот, в случае, если киловатты переводятся в ватты.
К примеру, обычный легковой автомобиль имеет мощность в 60 000 ватт. Чтобы перевести это в киловатты, нужно разделить 60 000 на 1000 и в результате получится 60 кВт.
Киловатты являются общепринятой единицей для измерения мощности электроэнергии. При этом иногда применяется большая кратная единица ватта. Речь идет о мегаватте — МВт. Он равен 1 000 000 ватт (10 6) или 1000 киловатт (10 3).
К примеру, британский электропоезд Eurostar обладает мощностью в 12 мегаватт. То есть, это 12 000 000 ватт. Не удивительно, что он является самым быстрым в Великобритании.
Несмотря на скромные размеры иногда эта единица оказывается слишком большой для измерения мощности определенных предметов, поэтому наравне с кратными в системе Си выделяются и дольные единицы ватта. Наиболее часто используемой из них является микроватт (мкВт — пишется со строчной буквы, чтобы не путать с мегаваттом). Он равен одной миллионной части ватта (10 -6). Обычно данная единица применяется при расчете мощности работы электрокардиографов.
Помимо трех вышеперечисленных, существует еще около двух десятков других кратных и дольных единиц ватта. Однако чаще всего они используются в теоретических расчетах, а не на практике.
Что измеряется в ваттах?
Для четкого понимания, что измеряется в ваттах, стоит вспомнить понятие энергии. Эта физическая величина, единицей которой в системе СИ является джоуль, используется в качестве обобщенной меры эффективности тепловых процессов, движения, взаимодействия тел и других явлений в живой природе и технике. Ватт представляет собой единицу измерения мощности – величины, определяющей скорость потребления или выделения энергии различными объектами, а также ее передачи, преобразования из одной формы в другую. Иными словами, мощность в ваттах равна энергии в джоулях, деленной на промежуток времени в секундах (1 Вт=1 Дж/с).
В зависимости от физической природы процессов, применительно к которым рассматривается понятие мощности, выделяют следующие ее основные виды:
- тепловая – количество теплоты, выделяемой (поглощаемой) в единицу времени;
- механическая – величина работы силы при перемещении тела, отнесенная к временному промежутку, в течение которого она совершалась;
- электрическая, характеризующая скорость совершения работы одноименным полем по перемещению заряженных частиц.
Внесистемной единицей мощности является лошадиная сила. Она хоть и относится к устаревшим и постепенно выводится из обращения, но ввиду сложившейся традиции употребляется применительно к двигателям внутреннего сгорания транспортных средств и хозяйственной техники. 1 метрическая лошадиная сила эквивалентна приблизительно 735 ваттам.
Употребление еще одной внесистемной единицы – киловатт-час – зачастую приводит к путанице и некорректному сравнению различных физических величин
Важно запомнить, что в киловатт-часах (кВт∙ч) измеряется не мощность, а потребляемая или вырабатываемая электрическая энергия
При рассмотрении электрической мощности в цепях переменного тока выделяют следующие ее разновидности:
- Активная – физически определяет скорость выделения энергии в виде теплоты на участке цепи, обладающем сопротивлением. Обозначается эта величина P и измеряется в ваттах.
- Реактивная – представляет собой энергию, обусловленную переменной составляющей электрического и магнитного поля, которой обмениваются генератор и приемник. Ее обозначают Q и выражают не в ваттах, а в вольт-амперах реактивных (ВАр).
- Полная (кажущаяся), измеряемая в вольт-амперах (ВА). Связь между полной, активной и реактивной мощностью в графическом виде представляется треугольником мощностей с катетами P и Q (на картинке).
В заключение приведем несколько фактов о величине мощности, характеризующей некоторые устройства или процессы.
- При ударе молнии максимальное значение скорости выделения энергии составляет приблизительно 1 ТВт = 1∙1012 Вт.
- Мощность печально известного четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС составляла 1000 МВт.
- Приблизительные значения рассматриваемого параметра для передатчика обычного мобильного телефона составляют 1 Вт, конфорок газовой плиты – 1-4 кВт, электрочайника – 1-3 кВт, энергия в секунду, отдаваемая блоком питания компьютера в нагрузку, – 50-1800 Вт.
- Мощность простых лазерных указок с лучом красного цвета – 1-20 мВт.
Как перевести ВА (Вольт-Ампер) в Вт и наоборот?
е. проводник длиной в l метров и сечением F кв. миллиметров имеет сопротивление ρ • F/l омов Здесь ρ — постоянная, зависящая от материала и температуры проводника — удельное сопротивление; величина l/ρ — называется удельной электропроводностью
В таблицах помещены данные относительного сопротивления различных веществ, от величины которого зависит их пригодность в качестве проводников или изоляторов
Металлы для проводников
Сопротивление в омах на 1 м длины и 1 мм2 сечения; при 20° С
| Алюминий | 0,029 | Ртуть | 0,058 |
| Алюминиевая бронза | 0,13 | Серебро | 0,016 |
| Бронза | 0,17 | Сталь мягкая | 0,1-0,2 |
| Железо | 0,086 | Сталь закаленная | 0,4-0,75 |
| Медь чистая | 0,017 | Свинец | 0,21 |
| Медь обыкновенная | 0,018 | Тантал | 0,12 |
| Никкель | 0,070 | Цинк | 0,06 |
| Платина | 0,107 |
Материалы для сопротивлений
| Графит | 4,0-12,0 | Кокс | 50 |
| Константин | 0,50 | Круппин | 0,85 |
| Манганин | 0,43 | Нейзильбер | 0,16-0,4 |
| Никкелин | 0,40 | Никкель | 0,34 |
| Реотан | 0,45 | Уголь | 60 |
Изолирующие материалы
Сопротивление в мегомах (1 мегом — 1000000 омов) куба в 1 см3
| Кварц плавленный | 5.1012 | Церезин | 5.1012 |
| Парафин | 3.1012 | Эбонит | 1.1012 |
| Прессшпан | 1.105 | Каучук | 1.108 |
| Стекло | 5.107 | Сера | 1.1011 |
| Черное дерево | 4.107 | Слюда белая | 3.1010 |
| Линолеум | 1.107 | Янтарь | 5.1010 |
| Тополь парафинированный | 5.105 | Клен парафинированный | 3.104 |
| Кварц перпендикулярно к оптической оси | 3.1010 | Кварц параллельно к оптической оси | 1.10 |
| Шеллак | 1.1010 | Целлулоид белый | 2.104 |
| Сургуч | 8.109 | Шифер | 1.102 |
| Воск желтый | 2.109 | Фибра красная | 5.102 |
| Фарфор неглазированный | 3.108 |
Жидкие сопротивления
Сопротивление в омах куба в 1 см3 при 15° С
| Серная кислота 5% | 4,80 | Серная кислота 10% | 2,55 |
| Серная кислота 20% | 1,53 | Серная кислота 30% | 1,35 |
| Аммиак 1,6% | 15,22 | Аммиак 8,0% | 9,63 |
| Аммиак 16,2% | 15,82 | Раствор поваренной соли 5% | 14,92 |
| Раствор поваренной соли 10% | 8,27 | Раствор поваренной соли 15% | 6,10 |
| Раствор поваренной соли 20% | 5,11 | Раствор цинкового купороса 5% | 52,4 |
| Раствор цинкового купороса 10% | 31,2 | Раствор цинкового купороса 15% | 24,1 |
| Раствор цинкового купороса 20% | 21,3 | Раствор медного купороса 5% | 52,9 |
| Раствор медного купороса 10% | 31,3 | Раствор медного купороса 15% | 23,8 |
| Раствор сернокислого магния 5% | 83,0 | Раствор сернокислого магния 10% | 23,2 |
| Раствор сернокислого магния 15% | 20,8 | Раствор сернокислого магния 20% | 21,0 |
Сопротивление пробою
Переменный ток напряжением в 20 000 вольт пробивает изолирующий слой следующей толщины, мм:
| Воздух | 34 | Льняное масло | 7,5 |
| Парафин каменноугольный | 2,2 | Трансформаторное масло | 2,0 |
| Вулканизированный каучук | 1,2 | Невулканизированный каучук | 0,85 |
| Церезин | 0,65 | Озокерит | 0,65 |
| Гуттаперча | 0,34 | Парафин | 0,5 |
| Скипидар | 0,5 | Воск | 0,25 |
| Кабельная масса | 0,2 | Масса для заливки муфт | 0,45 |
В процессе проектирования электрическим системам довольно часто необходим очень сложный анализ. Это требуется для того, чтобы можно было легко оперировать огромным количеством величин – вольты, амперы, ватты и др. Одновременно с этим производится расчет соотношения этих величин при конкретной нагрузке на механизм.
В домашней сети напряжение фиксированное, а вот сила тока и мощность разные, хотя это и взаимозаменяемые величины.
В этом случае требуется помощь для точного перевода ватт в амперы при постоянном значении напряжения.
А чтобы это сделать, можно воспользоваться онлайн калькулятором, который расположен на нашем сайте.
Для того, чтобы произвести перевод с помощью онлайн калькулятора, нужно ввести определенные величины в указанные графы.
Но для этого нужно знать, что означают некоторые данные. Например, ампер является величиной измерения силы электрического тока, которая определяется в кулонах.
Предыстория
Лошадиная сила
(русское обозначение: л. с.; английское: ; немецкое: ; французское: ) — внесистемная единица мощности.
В мире существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила». В России, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная точно 735,49875 ваттам.
В настоящее время в России формально лошадиная сила выведена из употребления, однако до сих пор применяется для расчёта транспортного налога и ОСАГО. В России и во многих других странах она всё ещё очень широко распространена в среде, где используются двигатели внутреннего сгорания (автомобили, мотоциклы, тракторная техника, мотокосы и триммеры).
Соотношения
| Название | Формула | Мощность в ваттах |
|---|---|---|
| Метрическая лошадиная сила | ≡ 75 кгс·м/с | = 735,49875 Вт (точно) |
| Механическая лошадиная сила Индикаторная лошадиная сила |
≡ 33 000 фут·lbf/мин ≡ 550 фут·lbf/с |
= 745,69987158227022 Вт |
| Электрическая лошадиная сила | = 746 Вт | |
| Котловая лошадиная сила | ≡ 33 475 BTU/ч | = 9809,5 Вт |
Мощность двигателя
Для мощностей автомобильных двигателей есть не только разные единицы измерения, но и разные способы измерения, дающие разные результаты. Стандартный способ измерения мощности, принятый в Европе, использует киловатты. Если же мощность дана в лошадиных силах, то способы измерения в разных странах могут отличаться (даже если используются одни и те же лошадиные силы).
В США и Японии используют свои стандарты определения лошадиных сил двигателя, но они уже давно практически полностью унифицированы с другими. И в Америке, и в Японии существуют два вида показателей:
Ватт
(русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом.
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.
Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Вт | декаватт | даВт | daW | 10−1 Вт | дециватт | дВт | dW |
| 102 Вт | гектоватт | гВт | hW | 10−2 Вт | сантиватт | сВт | cW |
| 103 Вт | киловатт | кВт | kW | 10−3 Вт | милливатт | мВт | mW |
| 106 Вт | мегаватт | МВт | MW | 10−6 Вт | микроватт | мкВт | µW |
| 109 Вт | гигаватт | ГВт | GW | 10−9 Вт | нановатт | нВт | nW |
| 1012 Вт | тераватт | ТВт | TW | 10−12 Вт | пиковатт | пВт | pW |
| 1015 Вт | петаватт | ПВт | PW | 10−15 Вт | фемтоватт | фВт | fW |
| 1018 Вт | эксаватт | ЭВт | EW | 10−18 Вт | аттоватт | аВт | aW |
| 1021 Вт | зеттаватт | ЗВт | ZW | 10−21 Вт | зептоватт | зВт | zW |
| 1024 Вт | иоттаватт | ИВт | YW | 10−24 Вт | иоктоватт | иВт | yW |
Статья из популярной энциклопедии.
Видео
Международной системой измерения единиц (СИ) для измерения мощности предусмотрена единица, которая называется Ватт. Своим названием эта единица обязана шотландско-ирландскому механику-изобретателю Джеймсу Уатту, создавшему универсальную паровую машину.
В качестве единицы измерения мощности Ватт начал использоваться с 1882 года. До этого для большинства расчетов применялись лошадиные силы, которые были введены Джеймсом Уаттом.
С точки зрения физики мощность представляет собой скорость расхода энергии.
Для измерения мощности очень часто используется единица киловатт
(кВт). Точно также, как и для других физических величин, приставка «кило», кратная тысяче, предусматривает умножение значения физической величина на одну тысячу.
Таким образом, в одном киловатте тысяча ватт
(1 кВт = 1000 Вт) – для переведения киловатт в ватты нужно значение мощности умножить на тысячу – перенести знак запятой вправо на три цифры в значении мощности в киловаттах.
Небольшой пример, сколько ватт в киловатте:
- 1.25 кВт = 1250 Вт;
- 0.1 кВт = 100 Вт;
- 2.097 кВт = 2097 Вт;
- 0.0001кВт = 0.1 Вт;
- 10.5 кВт = 10500 Вт.
Иногда мощность, выраженную в ваттах, необходимо перевести в киловатты. Это делается также очень просто. Нам известно, что ватт – это одна тысячная киловатта, поэтому для перевода в ватты значение мощности в киловаттах следует разделить на тысячу.
Другими словами, знак запятой в значении мощности нужно перенести влево на три цифры.
Например:
- 1599 Вт = 1.599 кВт;
- 4 Вт = 0,004 кВт;
- 10 Вт = 0,01 кВт;
- 67000 Вт = 67 кВт;
- 0.1 Вт = 0,0001 кВт.
Существует такое понятие, как киловатт-час. Эта системная единица применяется для измерения совсем другой физической величины. В киловаттах измеряется мощность – мера количества энергии, потребляемого электроприбором в единицу времени. Другими словами мощность – это энергия, разделенная на время.
В киловатт-часах (ватт-часах) измеряется количество работы, выполняемой прибором за один час. Для того, чтобы понять, как зависят между собой эти две величины, можно рассмотреть на работе любого электроприбора. Возьмем обычный телевизор, потребляемая мощность которого составляет 250 Вт.
Допустим, вы посмотрели телепередачу длительностью ровно один час. В течение этого времени телевизор израсходовал 250 Вт * 1 час = 250 Вт*ч или 0.25 кВт*ч электрической энергии. Если же телевизор проработает четыре часа, то в течение этого времени он потребит 1000 Вт*ч (1 кВт*ч) (250 Ватт х 4 часа).
Нетрудно догадаться, что обычная стоваттная лампочка потребит 1 кВт*ч электрической энергии в течение 10 часов.
Как перевести киловатты в лошадиные силы?
В 1784 году английским изобретателем – механиком Джеймсом Уаттом был построен универсальный паровой двигатель. Чтобы оценить его мощность, автор изобретения воспользовался термином «лошадиная сила».
Согласно одной из легенд, Ватт наблюдал, как лошади работают на угольной копи, вытаскивая корзины с углем через систему блоков. С точки зрения физики, лошади развивали определенную мощность.
Ватт определил, что одна лошадь в течение одной минуты в среднем поднимала 150 килограммов угля с 30-метровой глубины. Изобретатель принял мощность, необходимой для выполнения такой работы, равной одной «лошадиной силе» (hp – horse power).
Позже возникло целое семейство самых различных лошадиных сил. Но с 1960 года на смену «лошадиной силе» пришла другая единица мощности, на сегодняшний день практически ее заменившая.
Характеристика ватт-часов
В бытовой сфере часто используется очень похожая на ватт по названию единица измерения — ватт-час. Но между обычными ваттами и ватт-часами существует большая разница. Не стоит одну единицу принимать за другую. Их невозможно и переводить друг в друга. Ватт-час — это единица, с помощью которой измеряется количество выработанной или потребленной энергии, а не скорость ее потребления.
Чтобы можно было понять разницу между ваттом и ватт-часом, можно рассмотреть пример использования обычного телевизора мощностью в Вт, равной 250:
- Если в доме больше ничего не будет включено, то через 60 минут показания счетчика увеличатся на 250 ватт-часов (0,25 киловатт-часов).
- Если при таких же условиях телевизор будет работать три часа подряд, то на счетчике набежит уже 750 ватт-часов (0,75 киловатт-часов). Очевидно, телевизор потребляет 250 Вт в час. Количество используемой им энергии, измеряемое в ватт-часах, зависит от времени работы.
Расчёт стоимости потребляемой энергии
Говоря о мощности, нельзя не вспомнить о расчёте стоимости электрической энергии, потребляемой в квартире. Каким образом можно проверить, сколько энергии будет использоваться за определённое время? Чтобы выполнить расчёт Ватт, израсходованных за 1 месяц, а также стоимость потраченной энергии, нужно знать:
- Какие электрические приборы используются в доме и в течение какого времени;
- Потребляемую мощность каждого из этих электроприборов;
- Стоимость 1 кВт/ч.
https://youtube.com/watch?v=7ZOXnl2rdM4
Допустим, необходимо рассчитать, во сколько обойдётся использование пылесоса в течение 1 часа 1 раз в неделю. Мощность пылесоса указывается на этикетке, расположенной сзади или снизу. Предположим, что этот бытовой прибор потребляет 1,2 кВт. Это означает, что 1200 Вт будет использовано при эксплуатации устройства в течение часа. Как правило, изготовители сообщают максимальное значение, часто превышающее среднее значение мощности. В месяц пылесос работает всего 4 часа. В месяц для работы устройства необходимо:
1,2 кВт х 4 = 4,8 кВт.
Теперь, чтобы понять, сколько это будет стоить, остаётся домножить полученное значение на стоимость 1 кВт/ч. Цена на электроэнергию может изменяться для разных городов и времени использования. Для примера рассмотрим актуальную на 31.12.2017 стоимость одного киловатт-часа для Санкт-Петербурга при использовании тарифа, дифференцированного по 2 зонам (день и ночь), в дневное время. Тарифная ставка составит 4,55 рубля за 1 кВт/ч.
Расчёт будет иметь вид:
4,8 кВт х 4,55 = 21,84 р.
На первый взгляд, сумма выглядит совсем небольшой, однако стоит помнить, что пылесос — это далеко не единственный электроприбор, используемый в доме. Для того чтобы получить полное представление о количестве и стоимости энергии за месяц, существует 2 метода:
- Расчёт вручную: для каждого устройства, использующего энергию, расписывается потребляемая в месяц мощность по примеру, указанному выше. Позволяет примерно определить, сколько энергии будет использовано за месяц.
- Использование ваттметра: подключение измерительного устройства между электроприбором и сетью. При помощи такого способа можно получить более точное значение, к тому же многие модели могут показать мощность сразу в киловатт-часах.
Основные потребители энергии в быту
В наше время даже люди с достатком задумываются об снижении энергозатрат – вместо обычных ламп накаливания в домах все чаще можно увидеть светодиодные и экономные лампочки
Выбирая бытовую технику, стоит обращать внимание на их экономичность. Практически в каждом доме есть утюг, электрочайник, телевизор, холодильник и т.п
Холодильник обычно работает 24 часа в сутки, норма его потребления – 0,8-1,4 кВт, в зависимости от размеров и температуры в помещении. Суточное потребление электроэнергии телевизором – 2,5 кВт, а компьютера 13,6 киловатт. Электрочайник за 20 минут работы израсходует 1 кВт энергии. А сколько энергии расходуется в вашем доме?
Мощность переменного тока
В таких цепях применять формулы для мгновенных величин нельзя, так как итоговое значение будет изменяться от минимума до максимума с частотой сети. В стандартной однофазной сети 220 V поддерживается синусоидальная форма сигнала 50 Гц.
Однако допустимо использование рассмотренных выше простых соотношений (P = U * I и других) при подключении нагрузки с резистивными характеристиками:
- ТЭНов стиральных машин;
- нагревательных спиралей инфракрасных излучателей;
- лампочек с вольфрамовой нитью накаливания.
С помощью этого выражения выясняют, какая мощность будет выделяться в нагрузке.
Активная мощность
Ситуация меняется радикальным образом, если включается мощный электродвигатель или конденсатор. Подобные нагрузки формируют колебательный контур, который обменивается энергией с источником питания. Полезные функции в данном случае выполняются только активной компонентой (Pакт). Ее вычисляют следующим образом:
- U * I – постоянный ток (переменный при резистивной нагрузке);
- U * I * cos ϕ – для ~220V, одна фаза;
- U * √3 * cos ϕ = U * 1,7321 * cos ϕ – три фазы, U * √3 * ~380V.
Реактивная мощность
Этот параметр, несмотря на отсутствие полезной работы, следует учитывать для корректной оценки важных параметров сети. Дело в том, что проводники нагреваются при пропускании тока в любом направлении. Циклические энергетические воздействия при достаточно большой интенсивности:
- разрушают жилы и защитные оболочки кабелей;
- провоцируют короткое замыкание;
- повреждают обмотки электроприводов и трансформаторы.
Реактивная составляющая определяется формулой:
Pреакт = U * I * sin ϕ.
Она принимает отрицательное (положительное) значение при подключении нагрузки с емкостными (индукционными) характеристиками, соответственно.
В чем измеряется мощность тока для подобных ситуаций, понятно из определения. Так как речь идет об изменении параметров электрического (магнитного) поля, итоговый результат обозначают вольт-амперами реактивными (единица измерения сокр. – вар).
Полная мощность
Если рассматриваемые величины выразить векторами, образуется треугольник. Длина сторон будет соответствовать потреблению энергии определенной составляющей. Угол между полной (Pполн) и активной мощностью (ϕ) используется в расчетах для вычислений. Общая формула:
Pполн = √((Pакт)2 + (Pреакт)2).
Комплексная мощность
Потребление энергии можно выразить при необходимости комплексными величинами. Используют базовые соотношения. Вместо сопротивления применяют импеданс.
