Site Loader

Содержание

Как называется единица измерения мощности электрического тока



Мощность электрического тока.

Действие тока характеризуют не только работой A, но и мощностью P. Мощность тока показывает, какую работу совершает ток за единицу времени. Бели за время t была совершена работа А, то мощность тока . Подставляя в это равенство выражение (A = IUt), получаем:

Это выражение можно переписать в разных формах, воспользовавшись законом Ома для участка цепи:

.

В СИ работу выражают в джоулях (Дж), мощность — в ваттах (Вт), а время — в секундах (с). При этом 1 Вт = 1 Дж/с, 1 Дж = 1 Вт · с.

Рассчитаем наибольшую допустимую мощность потребителей электроэнергии, которые могут одновременно работать в квартире. Так как в жилых зданиях сила тока в проводке не должна превышать I = 10 А, то при напряжении U = 220 В соответствующая электрическая мощность оказывается равной:

Одновременное включение в сеть приборов с большей суммарной мощностью приведет к увеличению силы тока, и потому недопустимо.

В быту работу тока (или израсходованную на совершение этой работы электроэнергию) измеряют с помощью специального прибора, называемого электрическим счетчиком (счетчиком электроэнергии). При прохождении тока через этот счетчик внутри его начинает вращаться легкий алюминиевый диск. Скорость его вращения прямо пропорциональна силе тока и на­пряжению. Поэтому по числу оборотов, сделанных им за данное время, можно судить о работе, совершенной током за это время. Работа тока при этом выражается обычно в киловатт-часах (кВт · ч).

1 кВт · ч — это работа, совершаемая электрическим током мощностью 1 кВт в течение 1 ч. Так как 1 кВт = 1000 Вт, а 1 ч = 3600 с, то

1 кВт · ч = 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж.

Источник

Основные электрические величины

Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.

Величина Единица измерения в СИ Название электрической величины
q Кл — кулон заряд
R Ом – ом сопротивление
U В – вольт напряжение
I А – ампер Сила тока (электрический ток)
C Ф – фарад Емкость
L Гн — генри Индуктивность
sigma См — сименс Удельная электрическая проводимость
e0 8,85418781762039*10 -12 Ф/м Электрическая постоянная
φ В – вольт Потенциал точки электрического поля
P Вт – ватт Мощность активная
Q Вар – вольт-ампер-реактивный Мощность реактивная
S Ва – вольт-ампер Мощность полная
f Гц — герц Частота

Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.

Десятичный множитель Произношение Обозначение (русское/международное)
10 -30 куэкто q
10 -27 ронто r
10 -24 иокто и/y
10 -21 зепто з/z
10 -18 атто a
10 -15 фемто ф/f
10 -12 пико п/p
10 -9 нано н/n
10 -6 микро мк/μ
10 -3 милли м/m
10 -2 санти c
10 -1 деци д/d
10 1 дека да/da
10 2 гекто г/h
10 3 кило к/k
10 6 мега M
10 9 гига Г/G
10 12 тера T
10 15 пета П/P
10 18 экза Э/E
10 21 зета З/Z
10 24 йотта И/Y
10 27 ронна R
10 30 куэкка Q

Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.

Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c

В практике встречаются

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).

1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.

В практике встречаются

Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.

1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.

Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:

R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l

где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.

Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.

Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.

Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.

Емкость измеряется в фарадах (1Ф).

1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.

В практике встречаются

Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.

Индуктивность измеряется в генри.

1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.

В практике встречаются

Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.

Электропроводность измеряется в сименсах.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Единица измерения электрической мощности

Электрический ток в любом участке цепи совершает работу ($A$). Рассмотрим произвольный участок цепи к концам которого приложено напряжение $U$. В том случае, если сила тока на нашем участке равна $I$, то за промежуток времени $\Delta t$ по этому участку пройдет заряд величины $\Delta q=I\Delta t$. Следовательно, работа электрического тока на рассматриваемом участке будет равна:

Формула (1) выполняется для произвольного участка цепи, содержащего любые нагрузки, если сила тока постоянна. По определению любая мощность ($P$) — это величина, которая характеризует скорость преобразования энергии или скорость совершения работы:

Если использовать частное определение работы электрического поля (1), то получим определение электрической мощности:

Ватт — единица измерения электрической мощности в Международной системе единиц (СИ)

Исходя из общего определения мощности (1), так как работа измеряется в джоулях, время в секундах, получается $\left(\frac\right)$- единица измерения электрической мощности, как и любой другой мощности:

Единица измерения мощности имеет собственное название: ватт — единица измерения электрической мощности в том числе.2R$ получаем, что мощность в системе СИ имеет единицу измерения ватт.

Задание. Две лампочки имеют мощности: $P_1=40$Вт и $P_2=100$Вт и номинальное напряжение $U_1=U_2=110\ В$. Их соединяют последовательно (рис.1) и подключают к источнику постоянного напряжения, величина которого $U=220\ В$.

Какую мощность будет потреблять при таком соединении каждая из лампочек? Ответ запишите в декаваттах (даВт).

Решение. Исходя из рис.1 мы видим, что лампочки соединены последовательно, значит, силы тока в каждой из них одинаковы, на падение напряжения зависит от сопротивления. Мощности, которые потребляют лампочки, найдем, применяя формулу:

запишем уравнение (2.1) для каждой лампочки:

Сопротивления нитей накаливания ламп определим из номинальных параметров:

Силу тока определим используя закон Ома для участка цепи, учитывая, что лампы соединены последовательно:

Источник

Измерение электрической мощности

Время на чтение:

Электрическая мощность любого прибора — важный показатель, который позволяет определить возможность его работы в сетях абонента. Этот показатель применяется для расчета электрических схем и режима работы электроустановки, для обеспечения надежной работы электросетей. Чем мощность приемников будет большей, тем быстрее они выполнят нужную работу.

Что называется мощностью электрического тока

Мощность электрического тока (EP -electric power), потребляемая электрооборудованием, равна напряжению на нем, умноженному на ток, протекающий через него.

Данная формула показывает, в каких единицах измеряется электрическая мощность — это В⋅А.

Изменение тока

Формулировка верна для сетей постоянного тока (DC — Direct Current), а в сетях переменного тока (AC -Alternating Current) ситуация более сложна для нагрузок, которые являются реактивными. Чтобы рассчитать истинную EP, потребляемую приемником, необходимо учитывать несинусоидальные формы величин, а также углы сдвига тока опережение/запаздывание, вызванных реактивными нагрузками от присутствия в сети индуктивности (L) и конденсаторов ©. В таком случае истинная EP, будет меньше, чем простое произведение: U*I.

Треугольник мощности

Важно! Определение такого показателя потребуется при выборе источников питания AC, проектировании проводки и защите электрических цепей. Это вызвано тем, что, хотя кажущаяся энергия больше, чем истинная потребляемая EP, протекающий через нагрузку ток становится большим. Под него необходимо будет выбрать размеры проводов и устройства защиты оборудования электросети.

Виды электрических мощностей

Существует энергия, генерируемая некоторыми механизмами для создания электромагнитного и электрического поля, которая им необходима для функционирования, — это реактивная составляющая нагрузки. С другой стороны, активная составляющая показывает способность агрегата преобразовать полученную энергию в механическую работу или тепло.

Этот полезный эффект называется активной мощностью и измеряется в кВтч.

Приемники, образованные чистыми резисторами: нагревательные приборы, лампы накаливания и другие, обладают исключительно этим типом нагрузки.

Обратите внимание! Коэффициент мощности относится к активному и кажущемуся энергопотреблению установки. Кажущаяся энергия в свою очередь зависит от активной и реактивной энергии. При одинаковом потреблении активной нагрузки, чем выше потребление реактивной составляющей, тем ниже коэффициент.

Активная мощность

Активная — реальная или истинная мощность (Pa) выполняет фактическую работу в нагрузке и выражается в Вт.

Для однофазной цепи:

Pa = I*U* cosφ = UI PF

  • φ= фазовый угол;
  • PF = cosφ -коэффициент нагрузки.

Pa = 3* U* I* cosφ = 1,732 *U*I* PF

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Pr) присутствует у электродвигателей, трансформаторов и устройств с реактивными сопротивлениями и индуктивностью. Эти устройства, как правило, индуктивные, поглощают энергию из сети, создавая магнитные поля, и возвращают ее, при смене направления синусоиды. При таком обмене энергией возникает дополнительное потребление, которое не способно быть использовано некоторыми приемниками. Этот вид называется реактивной энергией и измеряется в кВАр. Она вызывает перегрузку в линиях, трансформаторах и генераторах.

Для однофазной цепи:

Реактивная мощность

Во многих отношениях реактивную мощность можно рассматривать, как пену на бокале пива. Покупатель платит бармену за полный стакан пива, но выпивает только само пиво, которое всегда меньше.

Основным преимуществом использования распределения электроэнергии переменного тока является то, что уровень напряжения питания можно изменять с помощью трансформаторов, но не все электрооборудование потребляет реактивную мощность, которая занимает часть нагрузки на линиях электропередач.

В то время, как реальная или активная мощность — это энергия, подаваемая для работы двигателя, обогрева дома или освещения электрической лампочки, реактивная мощность обеспечивает важную функцию регулирования напряжения, помогая тем самым эффективно перемещать энергию через энергосистему по линиям электропередач.

Оборудование энергосистемы рассчитано на работу в пределах ± 5% от номинального напряжения. Колебания уровней напряжения приводят к неисправности различных приборов. Высокое напряжение повреждает изоляцию обмоток, в то время как низкое напряжение вызывает плохую работу различного оборудования, например, низкую освещенность шин или перегрев асинхронных двигателей.

Если потребляемая мощность больше, чем потребляемая с помощью передающих линий, ток, потребляемый от линий питания, увеличивается до такого высокого уровня, что вызывает резкое падение напряжения на стороне приемника. Если низкое напряжение будет продолжать падать — это приведет к отключению генераторирующих блоков, перегреву двигателей и выходу из строя другого оборудования.

Чтобы преодолеть это, реактивная мощность должна подаваться на нагрузку путем помещения реактивных катушек индуктивности или реакторов в линии электропередачи. Мощность этих реакторов зависит от количества видимой мощности, которая должна быть подана.

Полная мощность

Полная мощность — это энергия, подаваемая от поставщика в электросеть, для покрытия активной и реактивной составляющих.

Полная мощность

Она рассчитывается по формуле:

Где: S — подача питания в цепь, В⋅А.

Кажущаяся EP будет измеряться в вольт-амперах (В⋅А) — напряжение системы, умноженное на текущий ток. Это комплексное значение, равное векторной сумме активной и реактивной энергии.

Источник

Что является единицей измерения мощности электрического тока



В чем измеряется мощность электрического тока

Понятие мощности является физической величиной. Она представляет собой соотношение работы, производимой в определенный промежуток времени и сам временной промежуток. С помощью работы может быть измерено изменение энергии. Поэтому, мощность показывает, с какой скоростью преобразуется энергия в какой-либо системе.

Все эти понятия в полной мере относятся и к электрической мощности. Здесь учитывается работа (U), затрачиваемая на перемещение 1-го кулона. Электрический ток (I) учитывает число кулонов, перемещенных в течение одной секунды.

Виды электрической мощности

Исходя из зависимости мощности от силы тока и напряжения, следует вывод, что она может получиться от большого тока и малого напряжения и, наоборот, при малом токе и значительном напряжении. Этот эффект применяется при трансформаторных преобразованиях, когда электроэнергия передается на дальние расстояния.

Электрическая мощность может быть активной или реактивной. В первом случае происходит безвозвратное преобразование данной мощности в другой вид энергии. Для ее измерения применяется ватт, представляющий собой произведение вольта и ампера. При реактивной мощности, из-за появления индуктивности, возникает явление самоиндукции. В результате, электрическая энергия частично возвращается в сеть. При этом, значения тока и напряжения смещаются, вызывая общее отрицательное влияние на электросети. Данный вид мощности измеряется в вольт-амперах реактивных, состоящих из произведения рабочего тока и падения напряжения.

Единица измерения мощности

Мощность является одной из основных единиц, применяемых в электротехнике. Основной единицей измерения служит ватт, отражающий работу в течение определенного времени. На производстве и в бытовых условиях, чаще всего, мощность измеряется в киловаттах, каждый из которых содержит 1000 ватт. Для измерения большого количества мощности используются мегаватты. Как правило, они применяются на различных видах электростанций, вырабатывающих электроэнергию.

Мощность потребителей указывается на специальных табличках или в техническом паспорте устройства. Зная заранее величину этого параметра, можно вычислить и другие показатели электрической сети – напряжение и величину потребляемого тока.

Источник

Единица измерения электрической мощности

Электрический ток в любом участке цепи совершает работу ($A$). Рассмотрим произвольный участок цепи к концам которого приложено напряжение $U$. В том случае, если сила тока на нашем участке равна $I$, то за промежуток времени $\Delta t$ по этому участку пройдет заряд величины $\Delta q=I\Delta t$. Следовательно, работа электрического тока на рассматриваемом участке будет равна:

Формула (1) выполняется для произвольного участка цепи, содержащего любые нагрузки, если сила тока постоянна. По определению любая мощность ($P$) — это величина, которая характеризует скорость преобразования энергии или скорость совершения работы:

Если использовать частное определение работы электрического поля (1), то получим определение электрической мощности:

Ватт — единица измерения электрической мощности в Международной системе единиц (СИ)

Исходя из общего определения мощности (1), так как работа измеряется в джоулях, время в секундах, получается $\left(\frac\right)$- единица измерения электрической мощности, как и любой другой мощности:

Единица измерения мощности имеет собственное название: ватт — единица измерения электрической мощности в том числе.2R$ получаем, что мощность в системе СИ имеет единицу измерения ватт.

Задание. Две лампочки имеют мощности: $P_1=40$Вт и $P_2=100$Вт и номинальное напряжение $U_1=U_2=110\ В$. Их соединяют последовательно (рис.1) и подключают к источнику постоянного напряжения, величина которого $U=220\ В$.

Какую мощность будет потреблять при таком соединении каждая из лампочек? Ответ запишите в декаваттах (даВт).

Решение. Исходя из рис.1 мы видим, что лампочки соединены последовательно, значит, силы тока в каждой из них одинаковы, на падение напряжения зависит от сопротивления. Мощности, которые потребляют лампочки, найдем, применяя формулу:

запишем уравнение (2.1) для каждой лампочки:

Сопротивления нитей накаливания ламп определим из номинальных параметров:

Силу тока определим используя закон Ома для участка цепи, учитывая, что лампы соединены последовательно:

Источник

Измерение электрической мощности

Время на чтение:

Электрическая мощность любого прибора — важный показатель, который позволяет определить возможность его работы в сетях абонента. Этот показатель применяется для расчета электрических схем и режима работы электроустановки, для обеспечения надежной работы электросетей. Чем мощность приемников будет большей, тем быстрее они выполнят нужную работу.

Что называется мощностью электрического тока

Мощность электрического тока (EP -electric power), потребляемая электрооборудованием, равна напряжению на нем, умноженному на ток, протекающий через него.

Данная формула показывает, в каких единицах измеряется электрическая мощность — это В⋅А.

Изменение тока

Формулировка верна для сетей постоянного тока (DC — Direct Current), а в сетях переменного тока (AC -Alternating Current) ситуация более сложна для нагрузок, которые являются реактивными. Чтобы рассчитать истинную EP, потребляемую приемником, необходимо учитывать несинусоидальные формы величин, а также углы сдвига тока опережение/запаздывание, вызванных реактивными нагрузками от присутствия в сети индуктивности (L) и конденсаторов ©. В таком случае истинная EP, будет меньше, чем простое произведение: U*I.

Треугольник мощности

Важно! Определение такого показателя потребуется при выборе источников питания AC, проектировании проводки и защите электрических цепей. Это вызвано тем, что, хотя кажущаяся энергия больше, чем истинная потребляемая EP, протекающий через нагрузку ток становится большим. Под него необходимо будет выбрать размеры проводов и устройства защиты оборудования электросети.

Виды электрических мощностей

Существует энергия, генерируемая некоторыми механизмами для создания электромагнитного и электрического поля, которая им необходима для функционирования, — это реактивная составляющая нагрузки. С другой стороны, активная составляющая показывает способность агрегата преобразовать полученную энергию в механическую работу или тепло.

Этот полезный эффект называется активной мощностью и измеряется в кВтч.

Приемники, образованные чистыми резисторами: нагревательные приборы, лампы накаливания и другие, обладают исключительно этим типом нагрузки.

Обратите внимание! Коэффициент мощности относится к активному и кажущемуся энергопотреблению установки. Кажущаяся энергия в свою очередь зависит от активной и реактивной энергии. При одинаковом потреблении активной нагрузки, чем выше потребление реактивной составляющей, тем ниже коэффициент.

Активная мощность

Активная — реальная или истинная мощность (Pa) выполняет фактическую работу в нагрузке и выражается в Вт.

Для однофазной цепи:

Pa = I*U* cosφ = UI PF

  • φ= фазовый угол;
  • PF = cosφ -коэффициент нагрузки.

Pa = 3* U* I* cosφ = 1,732 *U*I* PF

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Pr) присутствует у электродвигателей, трансформаторов и устройств с реактивными сопротивлениями и индуктивностью. Эти устройства, как правило, индуктивные, поглощают энергию из сети, создавая магнитные поля, и возвращают ее, при смене направления синусоиды. При таком обмене энергией возникает дополнительное потребление, которое не способно быть использовано некоторыми приемниками. Этот вид называется реактивной энергией и измеряется в кВАр. Она вызывает перегрузку в линиях, трансформаторах и генераторах.

Для однофазной цепи:

Реактивная мощность

Во многих отношениях реактивную мощность можно рассматривать, как пену на бокале пива. Покупатель платит бармену за полный стакан пива, но выпивает только само пиво, которое всегда меньше.

Основным преимуществом использования распределения электроэнергии переменного тока является то, что уровень напряжения питания можно изменять с помощью трансформаторов, но не все электрооборудование потребляет реактивную мощность, которая занимает часть нагрузки на линиях электропередач.

В то время, как реальная или активная мощность — это энергия, подаваемая для работы двигателя, обогрева дома или освещения электрической лампочки, реактивная мощность обеспечивает важную функцию регулирования напряжения, помогая тем самым эффективно перемещать энергию через энергосистему по линиям электропередач.

Оборудование энергосистемы рассчитано на работу в пределах ± 5% от номинального напряжения. Колебания уровней напряжения приводят к неисправности различных приборов. Высокое напряжение повреждает изоляцию обмоток, в то время как низкое напряжение вызывает плохую работу различного оборудования, например, низкую освещенность шин или перегрев асинхронных двигателей.

Если потребляемая мощность больше, чем потребляемая с помощью передающих линий, ток, потребляемый от линий питания, увеличивается до такого высокого уровня, что вызывает резкое падение напряжения на стороне приемника. Если низкое напряжение будет продолжать падать — это приведет к отключению генераторирующих блоков, перегреву двигателей и выходу из строя другого оборудования.

Чтобы преодолеть это, реактивная мощность должна подаваться на нагрузку путем помещения реактивных катушек индуктивности или реакторов в линии электропередачи. Мощность этих реакторов зависит от количества видимой мощности, которая должна быть подана.

Полная мощность

Полная мощность — это энергия, подаваемая от поставщика в электросеть, для покрытия активной и реактивной составляющих.

Полная мощность

Она рассчитывается по формуле:

Где: S — подача питания в цепь, В⋅А.

Кажущаяся EP будет измеряться в вольт-амперах (В⋅А) — напряжение системы, умноженное на текущий ток. Это комплексное значение, равное векторной сумме активной и реактивной энергии.

Источник

Что такое мощность электрического тока и как ее рассчитать

Мощность электрического тока является величиной, которая характеризует его свойства. Она определяется силой тока и напряжением. Единицей измерения является Ватт, в честь первооткрывателя этой величины. Обозначается она буквами Вт, в английском языке буквой W. В формулах эта характеристика имеет другое условное обозначение – латинская буква Р. Измеряется мощность тока ваттметром. Найти мощности нужно умножив силу тока на напряжение, то есть амперы на вольты получаем Ватты.

В статье будет рассказано подробно, о том, что такое мощность, как ее можно определить, от чего зависит и на что влияет. В качестве дополнения, материал содержит несколько видеоматериалов и один скачиваемый файл с подробным описанием этой характеристики.

Что такое мощность в электричестве

Механическая мощность как физическая величина равна отношению выполненной работы к некоторому промежутку времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, то и мощность допустимо представить как скорость преобразования энергий. Разобрав составляющие механической мощности, рассмотрим из чего складывается электрическая. Напряжение — выполняемая работа по перемещению одного кулона электрического заряда, а ток — количество проходящих кулонов за одну секунду. Произведение напряжения на ток показывает полный объем работы, выполненной за одну секунду.

Мощность электрического тока – количественная мера тока, характеризующая его энергетические свойства. Определяется основными параметрами – силой тока и напряжением. Измеряется мощность электрического тока прибором, который называется Ваттметр. Единица измерения — Ватт (Вт).

Проанализировав полученную формулу, можно заключить, что силовой показатель зависит одинаково от тока и напряжения. То есть, одно и тоже значение возможно получить при низком напряжении и большом тока, или при высоком напряжении и низком токе. Пользуясь зависимостью мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электричество на большие расстояния путем преобразования энергии на понижающих и повышающих трансформаторных подстанциях.

Наука подразделяет электрическую мощность на:

  • активную. Подразумевает преобразование мощности в тепловую, механическую и другие виды энергии. Показатель выражают в Ваттах и вычисляют по формуле U*I;
  • реактивную. Эта величина характеризует электрические нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается как вольт-ампер реактивный и представляет собой произведение напряжения на силу тука и угол сдвига.

Для простоты понимания смысла активной и реактивной мощности, обратимся к нагревательному оборудованию, где электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Как измерить мощность

Знать силовые характеристики бытового оборудования необходимо всегда. Это требуется для расчета сечения проводки, учета расхода электроэнергии или электрификации дома. До начала монтажных работ такую информацию можно получить только путем сложения показателей мощности каждого отдельного устройства, добавив 10% запаса.

Определить потребляемую нагрузку дома поможет счетчик. Прибор показывает сколько киловатт было потрачено за один час работы оборудования. И для того чтобы убедиться в правильности показаний, владелец квартиры может проверить точность устройства с помощью электронных средств измерения. Сюда относится амперметр, вольтметр или мультиметр.

Мощность электрического тока расчет и формулы

Для вычисления мощности тока в ваттах, силу тока в амперах умножаем на напряжение в вольтах. Обозначить мощность электрического тока латинским символом P, то приведенное выше правило можно записать в виде математической формулы P = I × U (1).

Воспользуемся этой формулой на практике. Необходимо вычислить, какая мощность электрического тока требуется для накала нити лампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА. Р= 0,075 А × 4 В = 0,3 Вт Мощность электрического тока можно определить и другим способом. Например, нам известны сила тока и сопротивление цепи, а напряжение величина неизвестная, тогда мы воспользуемся соотношением из закона Ома: U=I × R Подставим правую часть формулы (1) IR вместо напряжения U. P = I× U = I×IR или Р = I2×R.

Рассмотрим пример расчета: какая мощность теряется в реостате сопротивлением в 5 Ом, если через него идет ток, силой 0,5 А. Пользуясь формулой (2), вычислим:. P= I2 × R = 0,52×5 =0,25×5 = 1,25 Вт. Кроме того, мощность электрического тока можно рассчитать если известны напряжение и сопротивление, а сила тока величина неизвестна.

Для этого вместо силы тока I в формулу подставляется отношение U/R и тогда формула приобретает следующий вид: Р = I × U=U2/R (3) Разберем очередной практический пример с использованием этой формулы, при 2,5 вольта падения напряжения на реостате сопротивлением в 5 Ом поглощаемая реостатом мощность будет определяться: Р = U2/R=(2,5)2/5=1,25 Вт; Выводы: Для нахождения мощности необходимо знать любые две из величин, из закона Ома. Мощность электрического тока равна работе тока, производимой в течение времени. P = A/t

Работа электрического тока

Проходя по цепи, ток совершает работу. Как например, водный поток направить течь, на лопасти генератора, то пон будет совершать работу, вращая лопасти. Так же и ток совершает работу, двигаясь по проводнику. И эта работа тем выше, чем больше величина сила тока и напряжения. Работа электрического тока, совершаемая на участке цепи, прямо пропорциональна силе тока, напряжению и времени действия тока. Работа электрического тока обозначается латинским символом A. Так как, произведение I×U есть мощность, то формулу работы электрического тока можно записать: A = P×t

Единицей измерения работы электрического тока, является ватт в секундах или в джоулях. Поэтому, если мы хотим вычислить, какую работу осуществил ток, идя по цепи в течение временного интервала, мы должны умножить мощность на время Рассмотрим практический пример, через реостат с сопротивлением 5 Ом идет ток силой 0,5 А. Нужно вычислить, какую работу совершит ток в течение четырех часов. Работа в течение одной секунды будет: P=I2R = 0,52×5= 0,25×5 =1,25 Вт,

Тогда за 4 часа t=14400 секунд. Следовательно: А = Р×t= 1,25×14 400= 18 000 вт-сек. Ватт-секунда или один джоуль считаетсяя слишком малой велечиной для измерения работы. Поэтому на практике применяют единицу, называемую ватт-час (втч). Один ватт-час это эквивалентно 3 600 Дж. В электротехнике используются и еще большие единицы, гектоваттчас (гвтч) и киловаттчас (квтч): 1 квтч =10 гвтч =1000 втч = 3600000 Дж, 1 гвтч =100 втч = 360 000 Дж, 1 втч = 3 600 Дж.

Как рассчитать сопротивление и мощность

Допустим, требуется подобрать токоограничивающий резистор для блока питания схемы освещения. Нам известно напряжение питания бортовой сети «U», равное 24 вольта и ток потребления «I» в 0,5 ампера, который нельзя превышать. По выражению (9) закона Ома вычислим сопротивление «R». R=24/0,5=48 Ом. На первый взгляд номинал резистора определен. Однако, этого недостаточно. Для надежной работы семы требуется выполнить расчет мощности по току потребления.

Согласно действию закона Джоуля — Ленца активная мощность «Р» прямо пропорционально зависит от тока «I», проходящего через проводник, и приложенного напряжения «U». Эта взаимосвязь описана формулой Р=24х0,5=12 Вт.

Проведенный расчет мощности резистора по току его потребления показывает, что в выбираемой схеме надо использовать сопротивление величиной 48 Ом и 12 Вт. Резистор меньшей мощности не выдержит приложенных нагрузок, будет греться и со временем сгорит. Этим примером показана зависимость того, как на мощность потребителя влияют ток нагрузки и напряжение в сети.

Мощность тока

Разобравшись с понятием механической мощности, перейдём к рассмотрению электрической мощности (мощность электрического тока). Как Вы должны знать U — это работа, выполняемая при перемещении одного кулона, а ток I — количество кулонов, проходящих за 1 сек. Поэтому произведение тока на напряжение показывает полную работу, выполненную за 1 сек, то есть электрическую мощность или мощность электрического тока.

Активная электрическая мощность (это мощность, которая безвозвратно преобразуется в другие виды энергии — тепловую, световую, механическую и т.д.) имеет свою единицу измерения — Вт (Ватт). Она равна произведению 1 вольта на 1 ампер. В быту и на производстве мощность удобней измерять в кВт (киловаттах, 1 кВт = 1000 Вт). На электростанциях уже используются более крупные единицы — мВт (мегаватты, 1 мВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт).

Реактивная электрическая мощность — это величина, которая характеризует такой вид электрической нагрузки, что создаются в устройствах (электрооборудовании) колебаниями энергии (индуктивного и емкостного характера) электромагнитного поля. Для обычного переменного тока она равна произведению рабочего тока I и падению напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = U*I*sin(угла). Реактивная мощность имеет свою единицу измерения под названием ВАр (вольт-ампер реактивный). Обозначается буквой «Q».

Простым языком активную и реактивную электрическую мощность на примере можно выразить так: у нас имеется электротехническое устройство, которое имеет нагревательные тэны и электродвигатель. Тэны, как правило, сделаны из материала с высоким сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали тэна, электрическая энергия полностью преобразуется в тепло. Такой пример характерен активной электрической мощности.

Электродвигатель этого устройства внутри имеет медную обмотку. Она представляет собой индуктивность. А как мы знаем, индуктивность обладает эффектом самоиндукции, а это способствует частичному возврату электроэнергии обратно в сеть. Эта энергия имеет некоторое смещение в значениях тока и напряжения, что вызывает негативное влияние на электросеть (дополнительно перегружая её).

Похожими способностями обладает и ёмкость (конденсаторы). Она способна накапливать заряд и отдавать его обратно. Разница ёмкости от индуктивности заключается в противоположном смещении значений тока и напряжения относительно друг друга. Такая энергия ёмкости и индуктивности (смещённая по фазе относительно значения питающей электросети) и будет, по сути, являться реактивной электрической мощностью.

Более подробно о свойствах реактивной мощности мы поговорим в соответствующей статье, а в завершении этой темы хотелось сказать о взаимном влиянии индуктивности и ёмкости. Поскольку и индуктивность, и ёмкость обладают способностью к сдвигу фазы, но при этом каждая из них делает это с противоположным эффектом, то такое свойство используют для компенсации реактивной мощности (повышение эффективности электроснабжения). На этом и завершу тему, электрическая мощность, мощность электрического тока.

Источник

9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ – В помощь студентам БНТУ – курсовые, рефераты, лабораторные !

9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

К измерению мощности в практической радиотехнике прибегают во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более коротких длин волн Из­мерять уровни мощности приходится в очень широких пределах—от 10-18 до 108 Вт.

В последние годы при измерениях наряду с абсолютными (ватт, милливатт и т.д.) широко используют относительные (логарифмические) единицы мощности (децибелы).Отметим, что относительные единицы измерения имеют ряд существенных преимуществ и применяются для оценки мощности источников радиотехнических сигналов, степени их усиления или ослабления, чувствительности приемных устройств, погрешностей измерений и прочее.

Новые возможности в решении задач измерения мощности открыли достижения в области физики, микроэлектроники и особенно цифровой техники, позволившие авто­матизировать измерительную процедуру и проводить ее в интерактивном режиме

 

9.1. Общие сведения

Как физическая величина, электрическая мощность определяется работой со­вершаемой источником электромагнитного поля в единицу времени. Размерность электрической мощности записывается следующим образом: джоуль/сек = ватт.

Измерение мощности в различных частотных диапазонах имеет определен­ные особенности Измерители электрической мощности промышленной час­тоты наряду со счетчиками энергии являются основой действующей системы учета потребления электрической энергии в народном хозяйстве Измерение мощности на постоянном токе ,а также в диапазоне звуковых и высоких частот имеет ограниченное значение, поскольку на частотах до нескольких де­сятков мегагерц часто удобнее измерять напряжения, токи и фазовые сдвиги, а мощность определять расчетным путем. На частотах свыше 300 МГц вследствие волнового характера процессов значения напряжения и токов те­ряют однозначность и результаты измерений начинают зависеть от места подключения прибора. Вместе с тем поток мощности через любое попереч­ное сечение линии передачи всегда остается неизменным. По этой причине основным параметром, характеризующим режим работы устройства СВЧ, становится мощность.

Активная (поглощаемая электрической цепью) мощность однофазного переменного тока определяетcя как

                                          P = UIcosφ ,                            (9.1)

Где U,I – средкие квадратические значения напряжения и тока; φ  — сдвиг фазы между  мгновенными значениями напряжения и тока.

Если нагрузка Rн  в электрической цепи чисто активная (φ = 0), то мощность переменного  тока

P = UI = I2 Rн = U2 / Rн  ,            (9.2)

 

Для сигнала произвольной формы, имеющего периодическую структуру, электрическую мощность  можно оценить с помощью ряда Фурье:

P = U0 I0 + U1 I1cosφ1 + U2 I2cosφ2 + … + Un Incosφn ,     (9.3)

где U0, I0 – постоянные составляющие; Un,In — средние квадратические значения гармоник  напряжения и тока; φn  — фазовый сдвиг между гармони-ками напряжения Un  и тока In.

Электрическую  мощность переменного тока можно измерять непосредст-венно с помощью  специальных приборов — ваттметров, или косвенно путем измерения  величин, входящих в приведенные соотношения. Принцип действия ваттметров  основан на реализации операции умножения. Применяют устройства  прямого и косвенного перемножения. Примерами устройств прямого перемножения являются измерительные механизмы ваттметров электродинамической  системы. Прямое перемножение напряжения и тока можно обеспечить  с помощью преобразователей Холла, или специальных схем на полевых  транзисторах и т. д.

В устройствах  косвенного перемножения произведение величин находят в результате  использования таких математических операций, как сложение (вычитание), возведение в степень, логарифмирование, интегрирование и пр.Для этих целей служат аналоговые интегральные перемножители. Современные ваттметры  на частоты 1… 10 МГц строятся на основе интегральных перемножителей  с использованием термопреобразователей.

Измерение мощности в электрических цепях постоянного и переменного токов: способы и формулы

На чтение 9 мин. Просмотров 5.1k. Опубликовано

Очень часто при проектировании электрических схем радиолюбители сталкиваются с проблемой измерения мощности, которую потребляют радиокомпоненты. Специалисты в метрологической сфере рекомендуют два метода, позволяющих вычислить и грамотно рассчитать ее значение. В этом случае нужно разобрать подробнее физический смысл величины, а также ее составляющих, от которых она зависит.

Общие сведения

При проектировании устройств нужно уметь правильно рассчитывать мощность электроэнергии электрооборудованием. Это необходимо, прежде всего, для долговечной работы устройства. Если изделие работает на износ, то оно способно выйти из строя сразу или в течение некоторого времени.

Такой вариант считается недопустимым, поскольку существуют виды техники, которые должны работать без отказов (аппарат искусственного дыхания, контроль уровня метана в шахте и так далее), так как от этого зависит человеческая жизнь. К основным характеристикам электрической энергии относятся следующие: мощность, сила тока, напряжение (разность потенциалов) и электропроводимость (сопротивление) материалов.

Мощность потребителя

Мощность не следует путать с электрической энергией. Единицей измерения первой является ватт (Вт), название которой произошло от фамилии известного физика Джеймса Уатта. Физическим смыслом 1 Вт является расход электрической энергии за единицу времени, равной 1 секунде (1 Вт = расход 1 джоуля за 1 секунду). Существуют производные единицы измерения: милливатт (1 мВт = 0,001 Вт), киловатт (1 кВт = 1000 Вт), мегаватт (1 МВт = 1000 кВт = 1000000 Вт), гигаватт (1 ГВт = 1000 МВт = 1000000 кВт = 1000000000 Вт) и так далее. Для измерения электрической энергии применяются специальные счетчики, а ее единицей измерения является Вт*ч.

Ватт можно связать с некоторыми физическими величинами: 1 Вт = 1 Дж/с = (1 кг * sqr (м)) / (c * sqr (c)) = 1 Н * м / с = 746 л. с. Последнее числовое значение называется электрической лошадиной силой. Ваттметр — измеритель электрической мощности. Однако ее величину можно определить и другим способом. Для этого следует разобрать физические величины, от которых она зависит.

Сила тока

Количество электрического заряда, который проходит через токопроводящий материал за единицу времени, называется силой электрического тока. Сокращенно величину называют силой тока или током. Она обозначается литерами «I» или «i» и имеет направление (векторная величина). Измеряется ток в амперах (А). Существуют также производные единицы, образованные при помощи приставок: 1 мА = 0,001 А, 1 кА = 1000 А и так далее. Измерить его значение можно амперметром. Для этого его нужно подключать последовательно в электрическую цепь.(18) электронов.

Ток в научной интерпретации классифицируется на постоянный и переменный. Первый вид не изменяет своего направления за единицу времени, но его амплитудные значения могут изменяться. Направление и амплитуда переменного тока изменяется по определенному закону (синусоидальный и несинусоидальный). Основным параметром считается его частота. Определяется тип переменного тока с помощью осциллографа.

Электрическое напряжение

Из курса физики известно, что каждое вещество состоит из атомов, которые обладают нейтральным зарядом. Они состоят из субатомных частиц. К ним относятся следующие: протоны, электроны и нейтроны. Первые имеют положительный заряд, вторые — отрицательный, а третьи — не заряжены вообще.

Суммарный заряд протонов компенсирует заряд всех электронов. Однако под действием внешних сил это равенство нарушается, и электрон «вырывается» из атома, который уже обладает положительным зарядом. Он притягивает электрон с соседнего атома, и процесс повторяется до тех пор, пока энергия не будет минимальной (меньше энергии «вырывания» электрона).

При межатомном взаимодействии образуется электромагнитное поле с отрицательной или положительной составляющими. Разность между двумя точками противоположных по знаку составляющих называется электрическим напряжением. Работа электромагнитного поля по перемещению точечного электрического заряда из точки А в точку В называется разностью потенциалов. Физический смысл напряжения (U): разность потенциалов в 1 В между двумя точечными зарядами в 1 Кл, на перемещение которых тратится энергия электромагнитного поля, равная 1 Дж.

Единицей измерения является вольт (В). Определить значение разности потенциалов можно с помощью вольтметра, который подключается параллельно. Производными единицами измерения считаются следующие: 1 мВ = 0,001 В, 1 кВ = 1000 В, 1 МВ = 1000 кВ = 1000000 В и так далее.

Сопротивление электрической цепи

Электропроводимость материала зависит от нескольких факторов: электронной конфигурации, типа вещества, геометрических параметров и температуры. Сведения об электронной конфигурации вещества можно получить из периодической таблицы Д. И. Менделеева. Согласно этой информации вещества бывают:

  1. Проводниками.
  2. Полупроводниками.
  3. Диэлектриками.

К первой группе следует отнести все металлы, электролиты (растворы, проводящие ток) и ионизированные газы. Носителями электрического заряда в металлах являются электроны. В растворах их роль выполняют ионы, которые бывают положительными (анионы) и отрицательными (катионы). Свободными носителями заряженных частиц в газах считаются свободные электроны и положительно заряженные ионы.

Полупроводники проводят электричество только при определенных условиях. Например, при воздействии на него внешних сил. Под их действием кулоновские связи электрона с ядром уменьшаются. При этом отрицательно заряженная частица «вырывается». На ее месте образуется «дырка», обладающая положительным зарядом. Она притягивает соседний электрон, вырывая его с атома. В результате этого осуществляется движение электронов и дырок. Изоляторы или диэлектрики вообще не проводят электричество. К ним относятся материалы без свободных носителей заряда, а также инертные газы.

В проводниках при повышении температурных показателей происходит рост величины сопротивления. При этом происходит разрушение и искажение кристаллической решетки. Заряженные частицы сталкиваются (взаимодействуют) с атомами и другими частицами материала. В результате их движение замедляется, но потом снова возобновляется под действием электромагнитного поля. Процесс этого «взаимодействия» называется электрической проводимостью вещества. Однако в полупроводниках при повышении температуры эта величина уменьшается. К геометрии материалов следует отнести следующие: длину и площадь поперечного сечения.

Сопротивление измеряется в Омах (Ом) при помощи омметра, который подсоединяется параллельно к участку цепи или радиодетали. Существуют производные единицы измерения: 1 кОм = 1000 Ом, 1 МОм = 1000 кОм = 1000000 Ом.

Методы измерения

Мощность можно определить двумя способами: косвенным и прямым. В первом случае это делается при помощи амперметра и вольтметра, а также осциллографа. Измеряются значения напряжения и тока, а затем по формулам вычисляется мощность. Этот способ имеет один недостаток: величина мощности получается с некоторой погрешностью.

При использовании прямого метода используется специальный прибор-измеритель. Он называется ваттметром и показывает мгновенное значение мощности. У каждого из способов есть свои достоинства и недостатки. Какой из методов наиболее оптимален, определяет сам радиолюбитель. Если проектируется какое-либо изделие, которое отличается надежностью, то следует применять прямой метод. В других случаях рекомендуется воспользоваться косвенным методом.

Косвенный способ

Мощность в цепях постоянного и переменного токов определяется различными способами. Для каждого случая существуют свои законы и формулы. Однако мощность можно не рассчитывать, поскольку она указана на электрооборудовании. Расчет применяется только при проектировании устройств.

Для цепей постоянного тока нужно воспользоваться формулой: P = U * I. Ее можно вывести из закона Ома для участка или полной цепи. Если рассматривается полная цепь, то формула принимает другой вид с учетом ЭДС (е): P = e * I. Основные соотношения для расчета:

  1. Для участка электрической цепи: P = I * I * R = U * U / R.
  2. Для полной цепи, в которой подключен электродвигатель или выполняется зарядка аккумулятора (потребление): P = I * e = I * e — sqr (I) * Rвн = I * (e — (I * Rвн)).
  3. В цепи присутствует генератор или гальванический элемент (отдача): P = I * (e + (I * Rвн)).

Эти соотношения невозможно применять для цепей переменного тока, поскольку он подчиняется другим физическим законам. При измерении мощности в цепях переменного тока следует учитывать ее составляющие (активная, реактивная и полная). Если в цепи присутствует только резистор, то мощность считается активной. При наличии емкости или индуктивности — реактивной. Полная — сумма активной и реактивной составляющих.

Для вычисления первого типа физической величины применяется формула такого вида: Ра = I * U * cos (a). Значения тока и напряжения являются среднеквадратичными, а cos (a) — косинус угла между ними. Для определения реактивной мощности нужно воспользоваться следующей формулой: Qр = I * U * sin (a). Если нагрузка в цепи является индуктивной, то значение будет больше 0. В противном случае — меньше 0. Полная мощность Р определяется по следующему соотношению: P = Pa + Qp.

Прямое определение величины

Для определения значения мощности в цепях переменного и постоянного тока применяются ваттметры. В них используются электродинамические или ферроидальные механизмы. Приборы с электродинамическим механизмом выпускаются в виде переносных приборов. Они обладают высоким классом точности. Измерители мощности рекомендуется применять при выполнении точных расчетов для цепей постоянного и переменного тока с частотой до 5 кГц.

Ферродинамические приборы изготавливаются в виде электронных узлов, которые вставляются в измерительные стенды или щитовые. Основное их назначение — контроль приблизительных параметров потребления мощности электрооборудованием. Они обладают низким классом точности и применяются для измерения значений мощности переменного тока. При постоянном токе погрешность увеличивается, поскольку это обусловлено искажением петли гистерезиса ферромагнитных сердечников.

По диапазону частот приборы можно разделить на две группы: низкочастотные и радиочастотные. Ваттметры низких частот применяются в сетях промышленного питания переменного тока. Радиочастотный тип рекомендуется применять для точных измерений при проектировании различной техники. Они делятся на две категории по мощности:

  1. Проходящие.
  2. Поглощающие.

Первый вид подключается в разрыв линии, а второй — в ее конец в качестве нагрузки согласования. Кроме того, приборы для измерения мощности бывают аналоговыми и цифровыми.

При измерении мощности на высоких частотах применяются электронные и термоэлектронные ваттметры. Главным узлом считается микроконтроллер и преобразователь активной мощности. Последний преобразовывает переменный ток в постоянный. После этого происходит перемножение в микроконтроллере силы тока и напряжения. Результатом является сигнал на выходе, который зависит от I и U.

Ваттметр состоит из двух катушек. Первая из них подключается последовательно в цепь нагрузки, а другая (подвижная с резистором) — параллельно. В цифровых моделях роль катушек выполняют датчики тока и напряжения. Прибор имеет две пары зажимов. Одна пара применяется для последовательной цепи, а другая — для параллельной. Для правильного включения ваттметра выполняется обозначение * одной из двух пар зажимов.

Таким образом, для измерения мощности электрического тока применяются два метода. Первый из них является косвенным, а второй — прямым. Последний рекомендуется применять при проектировании сложной техники.

Ватт (единица измерения) — это… Что такое Ватт (единица измерения)?

Ватт (единица измерения)
О типе морских побережий см. Ватты

Ватт (обозначение: Вт, W) — в системе СИ единица измерения мощности.

Различают механическую, тепловую и электрическую мощность:

  • в механике 1 ватт равен мощности, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.
  • 1 ватт мощности теплового потока эквивалентен механической мощности в 1 ватт.
  • 1 ватт активной электрической мощности также эквивалентен механической мощности в 1 ватт и определяется как сила постоянного электрического тока в 1 ампер при напряжении 1 вольт.

Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

С другими единицами СИ ватт связан следующими соотношениями:

Вт = Дж / с = кг·м²/с
3

Перевод в некоторые другие единицы измерения мощности:

1 Вт = 107 эрг/с ≈ 0,102 кгс·м/с ≈ 1,36×10−3л. с.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

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 йоттаватт ИВт YW 10−24 Вт йоктоватт иВт yW
     применять не рекомендуется

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Ватсон-Бенворт, Чарльз, 2-й маркиз Рокингам
  • Ватт, единица работоспособности

Полезное


Смотреть что такое «Ватт (единица измерения)» в других словарях:

  • Ватт, единица работоспособности — О типе морских побережий см. Ватты Ватт (обозначение: Вт, W)  в системе СИ единица измерения мощности. Различают механическую, тепловую и электрическую мощность: в механике 1 ватт равен мощности, при которой за 1 секунду времени совершается… …   Википедия

  • Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S)  единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению …   Википедия

  • Вольт (единица измерения) — Вольт (обозначение: В (рус.), V (лат.)) единица измерения электрического напряжения в системе СИ. Вольт равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт. Единица названа в честь… …   Википедия

  • Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv)  единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт  это количество энергии, поглощённое килограммом… …   Википедия

  • Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq)  единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… …   Википедия

  • Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… …   Википедия

  • Сименс (единица измерения)

    — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S)  единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… …   Википедия

  • Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T)  единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… …   Википедия

  • Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa)  единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… …   Википедия

  • Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy)  единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… …   Википедия

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения


Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

  1. U — мощность.
  2. I — сила потока.
  3. φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига.

В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений.

С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны.

Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями.

От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

  1. U — среднеквадратичная мощность.
  2. I — среднеквадратичная сила потока.
  3. φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение.

При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак.

Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии.

Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам.

Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках.

Эта особенность применяется для координации уровня нагрузки в магистрали в электротехнике.

С помощью современных преобразователей производится компенсация реактивной нагрузки во избежание перегрузок и для увеличения коэффициента мощности электроустановок. Приборы более точно оценивают размер энергии, которая поступает в обратном направлении от индуктора к источнику переменного тока.

Полная нагрузка

Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов.

Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где:

  1. S — параметр полной нагрузки (В/а).
  2. U — расчетная нагрузка в генераторе.
  3. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением.

Параметр темпа преобразований зависит от характеристик применяемого тока, а не от свойств фактически использованной нагрузки. По этой причине полная мощность распределительных электрощитов и трансформаторных агрегатов измеряется в вольт-амперах, а значение ватт к ней не применяется.

Работа в различных условиях

Модуль комплексного показателя интенсивности передвижения равняется показателю полной нагрузки. Действительная составляющая часть приравнивается к активной силе, а мнимая считается реактивным видом. Имеет место положительный или отрицательный знак, что зависит от интенсивности загруженности цепи. Комплексная мощность должна соответствовать сопряженному электрическому сопротивлению. Положительная нагрузка характеризуется соотношением Р > 0, а знак минус проявляется в случае Р

Измерение мощностных характеристик переменного потока электронов проводится при пропускании равного по значению тока по фазным проводникам. Показатели силы течения заряженных частиц с применением нулевого проводника имеют ничтожную размерность.

Равномерная или симметричная фазовая нагрузка в трехфазной магистрали зависит от величины протекающих токов. Неравномерная или несимметричная нагрузка зависит от прохождения потока по нейтральным или нулевым кабелям.

Общий мощностной уровень находится суммированием.

Если присутствует фазовый сдвиг между напряжением и силой тока, то он совпадает с углом смещения между векторными радиусами показателей электротока.

В условиях переменного напряжения совпадение векторных радиусов тока и вольтажа отмечается только при отсутствии в цепи конденсаторов и катушек индукции. Установка индукторов не мешает совпадению фазных значений.

При этом происходит векторное вращение равной интенсивности. График смещения внутреннего угла остается постоянным.

Если в магистрали происходит сдвиг напряжения и переменного тока, то мощностные показатели представляются значением с отрицательным знаком, так как калькулятор перемножает положительные и отрицательные величины.

Продолжительность периодов зависит от уровня смещения фаз. При этом длительность отрицательных нагрузок определяет характеристики сдвига. При расчетах используются показатели сопротивления, которые знакомы из физического закона Ома.

Коэффициент скорости преобразования

Мощностной коэффициент является показателем потребления тока при присутствии реактивного компонента и искажающей нагрузки. Значение коэффициента отличается от понятия косинуса сдвигаемого угла. Второе понятие характеризуется смещением протекающего переменного тока, напряжения и используется только при синусоидальном токе и силе равного значения.

Коэффициент равняется отношению расходуемой нагрузки к ее полному значению. При этом работа совершается за счет активного вида преобразования. При синусоидальном токе и вольтаже полная нагрузка находится в виде суммы реактивной и активной форм.

Активная нагрузка приравнивается к усредненному произведению силы тока и напряжения и не может быть выше произведения аналогичных среднеквадратических размерностей.

Мощностной коэффициент показывается в диапазоне от 0 до 1 или ставится в процентах от 0 до 100.

При математическом расчете числовой множитель интерпретируется в качестве косинуса угла между токовыми векторами и направлением приложения вольтажа.

Поэтому при синусоидальных характеристиках размерность коэффициента может совпадать с косинусом угла.

Если применяется только синусоидальный вольтаж, а ток используется несинусоидальный с нагрузкой без реактивного компонента, то числовой переходник равняется части нагрузки при первых искажениях потребительского тока.

Если реактивный элемент присутствует в нагрузке, то, помимо мощностного коэффициента, указывается характер работы (емкостно-активный или индуктивно-активный). Коэффициент в этих случаях отличается и является отстающим или опережающим значением.

Практическое применение и коррекция

Если к розетке с синусоидальным напряжением 50 Гц и 230 В подсоединить нагрузку с опережением или отставанием тока от напряжения на какую-то угловую величину, то на активной внутренней катушке будет создаваться увеличенная мощность. Это значит, что при работе в таких условиях выделяется много тепла, и электростанция отводит его в увеличенном количестве, по сравнению с применением активной нагрузки.

Коэффициенты полезного действия и мощности отличаются друг от друга. Мощностной показатель не влияет на потребление приемника, подключенного к сети, но изменяет энергетические потери в подводных проводах и местах выработки энергии или ее преобразования. В доме электросчетчик не реагирует на проявление мощности, так как оплачивается только та энергия, за счет которой работают приборы.

КПД влияет на потребляемую активную нагрузку. Например, энергосберегающая лампа потребляет в полтора раза больше электричества, чем аналогичный прибор накаливания. Это говорит о высоком коэффициенте полезного действия у первой лампы. Но показатель нагрузки может быть низким и высоким в обоих вариантах.

Коррекция заключается в приведении потребления прибора с низким мощностным коэффициентом к стандартным показателям при питании от силовой цепи переменного тока.

Технически это осуществляется применением действенной схемы на входном устройстве, которая помогает равномерно использовать фазную мощность и исключает перегрузку нулевого провода.

При этом снижаются всплески потребительского тока на верхушке синусоиды питающего вольтажа.

Реактивная нагрузка корректируется при включении в магистраль элемента с обратным действием. Например, в двигателе переменного тока для компенсации действия ставится конденсатор параллельно питающей линии.

Применяется система активного или пассивного корректора при изменении используемого тока во время колебательного периода подпитывающего напряжения для преобразования коэффициента. Простым примером является последовательное подключение дросселя.

При этом конечные приборы потребляют ток непропорционально гармоничным искажениям. Катушка сглаживает волновые импульсы.

Источник: https://nauka.club/fizika/moshchnost-peremennogo-toka.html

Мощность тока: единица измерения электрической величины, формулы для ее определения

Из-за прямой зависимости мощности от напряжения в сети и токовой нагрузки следует, что эта величина может появляться как от взаимодействия большого тока с малым напряжением, так и в результате возникновения значительного напряжения с малым током. Такой принцип применим для превращения в трансформаторах и при передаче электроэнергии на огромные расстояния.

Существует формула для расчета этого показателя. Она имеет вид P = A / t = I * U, где:

  • Р является показателем токовой мощности, измеряется в ваттах;
  • А — токовая работа на цепном участке, исчисляется джоулями;
  • t выступает временным промежутком, на протяжении которого совершалась токовая работа, определяется в секундах;
  • U является электронапряжением участка цепи, исчисляется Вольтами;
  • I — токовая сила, исчисляется в амперах.

Электрическая мощность может иметь активные и реактивные показатели. В первом случае происходит преобразование мощностной силы в иную энергию. Ее измеряют в ваттах, так как она способствует преобразованию вольта и ампера.

Реактивный показатель мощности способствует возникновению самоиндукционного явления. Такое преобразование частично возвращает энергетические потоки обратно в сеть, из-за чего происходит смещение токовых значений и напряжения с отрицательным воздействием на электросеть.

Определение активного и реактивного показателя

Активная мощностная сила вычисляется путем определения общего значения однофазной цепи в синусоидальном токе за нужный временной промежуток. Формула расчета представлена в виде выражения Р = U * I * cos φ, где:

  • U и I выступают в качестве среднеквадратичного токового значения и напряжения;
  • cos φ является углом межфазного сдвига между этими двумя величинами.

Аналогичным показателем активной мощностной силы считается величина мощности прохождения, которая рассчитывается путем разницы между ее падением и отражением.

Реактивный показатель измеряется в вольт-амперах. Он является величиной, применяемой для определения электротехнических нагрузок, создаваемых электромагнитными полями внутри цепи переменного тока.

Единица измерения мощности электрического тока вычисляется умножением среднеквадратичного значения напряжения в сети U на переменный ток I и угол фазного синуса между этими величинами.

Формула расчета выглядит следующим образом: Q = U * I * sin.

Если токовая нагрузка меньше напряжения, тогда фазное смещение носит положительное значение, если наоборот — отрицательное.

Величина измерения

Основной электротехнической единицей является мощность. Для того чтобы определить, в чем измеряется мощность электрического тока, нужно изучить основные характеристики этой величины. По законам физики ее измеряют в ваттах.

В условиях производства и в быту величина переводится в киловатты. Вычисления крупных мощностных масштабов требуют перевода в мегаватты. Такой подход практикуется на электростанциях для получения электрической энергии. Работа исчисляется в джоулях.

Величина определяется следующими соотношениями:

  • 1 Джоуль равен 1 Ватту, умноженному на 1 секунду;
  • 1 кДж = 1000 Дж;
  • 1Мдж = 1000000 Дж;
  • 1 ватт/час = 1 киловатт/час;
  • 1 кВт * ч = 1000 Вт * 3600 с = 3600000 Дж.

Потребительская мощностная сила обозначается на самом электроприборе или в паспорте к нему. Определив этот параметр, можно получить значения таких показателей, как напряжение и электрический ток.

Используемые показатели указывают, в чем измеряется электрическая мощность, они могут выступать в виде ваттметров и варметров. Реактивная сила показателя мощности определяется фазометром, вольтметром и амперметром.

Государственным эталоном того, в чем измеряется мощность тока, считается частотный диапазон от 40 до 2500 Гц.

Примеры вычислений

Для расчета тока чайника при электромощности 2 КВт используется формула I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 А. Для запитывания прибора в электросеть не используется длина разъема в 6 А. Приведенный пример применим только тогда, когда полностью совпадает фазное и токовое напряжение. По такой формуле рассчитывается показатель всех бытовых приборов.

Если цепь является индуктивной или имеет большую емкость, то рассчитывать мощностную единицу тока необходимо, используя другие подходы. К примеру, мощность в двигателе с переменным током определяется с помощью формулы Р = I * U * cos.

При подключении прибора к трехфазной сети, где напряжение будет составлять 380 В, для определения показателя суммируются мощности каждой фазы в отдельности.

В качестве примера можно рассмотреть котел из трех фаз мощностной вместимостью 3 кВт, каждая из которых потребляет 1 кВт. Ток на фазе рассчитывается по формуле I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 А.

На любом приборе обозначается показатель электромощности. Передача большого мощностного объема, применяемая в производстве, осуществляется по линиям с высоким напряжением. Энергия преобразовывается с помощью подстанций в электроток и подается для использования в электросети.

Благодаря несложным расчетам определяется мощностная величина. Зная ее значение, можно сделать правильный подбор напряжения для полноценной работы приборов бытового и промышленного предназначения. Такой подход поможет избежать перегорания электроприборов и обезопасить электросети от перепадов напряжения.

Источник: https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/tok/opredelenie-edinicy-izmereniya-moschnosti-toka.html

Электрическая мощность: формула, единицы измерения :

У каждого современного прибора есть электрическая мощность. Ее цифровое значение указывается производителем на корпусе фена либо электрического чайника, на крышке кухонного комбайна.

Единицы измерения

Расчет электрической мощности позволяет определять стоимость электрической энергии, потребляемой разными приборами за определённый промежуток времени. Ватты и киловатты в избыточном количестве приводят к выходу из строя проводов, деформации контактов.

Зависимость между электрическим током и мощностью, потребляемой приборами

Электрическая мощность представляет собой работу, которая совершается за промежуток времени. Включенный в розетку прибор совершает работу, измеряемую в ваттах (Вт). На корпусе указывается количество энергии, которое будет потреблено прибором за определенный промежуток времени, то есть дается потребляемая электрическая мощность.

Потребляемая мощность

Она расходуется на то, чтобы в проводнике происходило перемещение электронов. В случае одного электрона, имеющего единичный заряд, она сопоставима с величиной напряжения сети.

Полная энергия, которая необходима для перемещения всех электронов, будет определяться как произведение напряжения на число электронов, находящихся в цепи при работе электрического прибора.

Ниже представлена формула электрической мощности:

  • Р=(U*Q)/t.
  • Учитывая, что число электронов, протекающих за промежуток времени через поперечное сечение проводника, представляет собой электрический ток, можно представить его в выражение для искомой величины. Формула электрической мощности будет выглядеть:
  • Р=I*U.

В реальности приходится вычислять не саму мощность, а величину тока, зная напряжение сети и номинальную мощность. Определив ток, который потребляется определенным прибором, можно соотнести номинал розетки и автоматического выключателя.

Примеры расчетов

  1. Для чайника, электрическая мощность которого рассчитана на два киловатта, потребляемый ток определяется по формуле:
  2. I=P/U=(2*1000)/220=9А
  3. Чтобы подключать такой прибор в обычную электрическую сеть, разъем, рассчитанный на 6 ампер, явно не подойдет.

Приведенные выше зависимости между мощностью и электрическим током уместны только при полном совпадении по фазе значений напряжения и тока. Практически для всех бытовых электрических приборов подходит формула электрической мощности.

Исключительные ситуации

  • В том случае, если в цепи присутствует большая емкость либо индуктивность, используемые формулы будут недостоверными, ими нельзя пользоваться для проведения математических расчетов. Например, электрическая мощность для двигателя переменного тока будет определяться следующим образом:
  • Р=I*U*cosφ.
  • cosφ – это коэффициент мощности, который для электрических двигателей составляет 0,6-0,8 единиц.
  • Определяя параметры прибора в трехфазной сети с напряжением 380 В, необходимо суммировать мощность из отдельных величин для каждой фазы.

Пример расчета

Например, в случае трехфазного котла, рассчитанного на мощность в 3 кВт, в каждой фазе потребляется по 1 кВт. Рассчитаем величину фазного тока по формуле:

I=P/U_ф =(1*1000)/220=4,5А.

Для современного человека характерно постоянное применение на производстве и в быту электричества. Он использует приборы, которые потребляют электрический ток, применяет такие устройства, которые его производят. Работая с такими источниками, важно учитывать те максимальные возможности, которые предполагаются в технических характеристиках.

Такая физическая величина, как электрическая мощность, является одним из основных показателей любого прибора, функционирующего при протекании через него потока электронов. Для транспортировки либо передачи электрических мощностей в большом объеме, необходимой в производственных условиях, применяются высоковольтные линии электрических передач.

Преобразование энергии выполняется на мощных трансформаторных подстанциях. Трехфазное преобразование характерно для промышленных и бытовых приборов разной сферы применения. Например, благодаря такому преобразованию, функционируют лампы накаливания разного номинала.

В теоретической электротехнике существует такое понятие, как мгновенная электрическая мощность. Связана такая величина с протеканием через определенную поверхность за незначительный временной промежуток единичного элементарного заряда. Происходит совершение работы этим зарядом, который и связан с понятием мгновенной мощности.

Выполняя несложные математические вычисления, можно определить величину мощности.

Зная данную величину, можно подбирать напряжение для полноценного функционирования разнообразных бытовых и промышленных приборов.

В таком случае можно избежать рисков, связанных с перегоранием дорогостоящих электрических приборов, а также с необходимостью периодически менять в квартире либо офисе электрическую проводку.

Источник: https://www.syl.ru/article/270810/new_elektricheskaya-moschnost-formula-edinitsyi-izmereniya

Урок 1.2 Основные параметры и единицы измерения

Основные параметры и единицы измерения введены для того, чтобы  качественно и количественно оценить характеристики  источников и потребителей электроэнергии.

Электрический ток обозначается буквой I и измеряется в Амперах (А). Распространены и более мелкие единицы измерения миллиамперы (мА), микроамперы (мкА).

1 А = 1000 мА

1мА = 1000 мкА

Величина, характеризующая количество зарядов в определенной точке называется потенциалом. Разность потенциалов называется напряжением, обозначается буквой U и измеряется в Вольтах (В).

  • Распространены и другие единицы измерения напряжения:
  • киловольты (кВ), милливольты (мВ), микровольты (мкВ).
  • 1 кВ = 1000 В
  • 1 В = 1000 мВ
  • 1 мВ = 1000 мкВ.

Для переменного тока введен параметр частота. Эта величина показывает, как часто меняется направление тока в единицу времени. Обозначается буквой f и измеряется в Гц. Широко применяются килогерцы (кГц), мегагерцы (мГц), гигагерцы (ГГц).

  1. 1 ГГц = 1000 мГц
  2. 1 мГц = 1000 кГц
  3. 1 кГц = 1000 Гц

Величина обратная частоте называется периодом. Обозначается буквой «Т». Измеряется, как и время в секундах (сек), миллисекундах (мс), микросекундах (мкс).

f (Гц) =1/Т(сек)

Величина равная произведению тока на напряжение называется мощностью. Обозначается буквой Р, ( P = I × U). Единица измерения Ватт. Применяются также микроватт (мкВт), милливатт (мВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт).

  • 1 МВт = 1000 кВт
  • 1 кВт = 1000 Вт
  • 1 Вт = 1000 мВт,
  • 1 мВт = 1000 мкВт

В цепи переменного тока при определении мощности необходимо учитывать сдвиг фазы. Об этом будет рассказано позже.

Электрические цепи это все элементы, которые участвуют в прохождении электрического тока. Элементы которые проводят ток называются проводниками, которые не проводят – диэлектриками .

Идеальных проводников нет. При прохождении электрического тока они оказывают току сопротивление. Сопротивление обозначается буквой «R» . Единицей измерения сопротивления является Ом. Есть еще мегаом (мОм), килоом (кОм).

  1. 1 мОм = 1000 кОм
  2. 1 кОм = 1000 Ом.
  3. Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этой цепи и обратно пропорциональна сопротивлению всех элементов цепи.
  4.    
  5. закон Ома,   это основной закон электротехники

Источник: https://radiomasterinfo.org.ua/urok-1-2-osnovnye-parametry-i-edinitsy-izmereniya/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.

    Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Вопрос 2. Электрический ток (определение, сила тока, единицы измерения, направление тока, плотность тока), работа и мощность тока

Электрический ток— направленное движение электрических зарядов под действием электрического поля. Для того чтобы шёл ток, нужна замкнутая цепь, которая состоит из источников электрической энергии, приёмников электроэнергии и соединительных проводов.

За направление тока принимают направление движения положительного заряда. Поэтому во внешней цепи ток направлен от зажима “+” к зажиму “–”, внутри источника — наоборот.

Сила тока— количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника за 1 секунду.

  • Плотность тока:
  • Работа и мощность тока
  • При прохождении тока проводник нагревается и совершается работа:
  • —работатока

—мощностьтока

  1. Электрическую энергию получают путём преобразования химической, механической и других видов энергии.
  2. Устройство, которое даёт в цепь энергию, называется источником.
  3. Источник тока— источник, ток которого не зависит от сопротивления нагрузки.
  4. Источниками тока являются электронные лампы, транзисторы.
  5. Схемное изображение источника тока:

На практике источник тока можно получить, если к источнику напряжения подключить очень большое внутренне сопротивление.

Можно при расчётах преобразовать источник напряжения в эквивалентный источник тока, если ток источника тока рассчитать по формуле

и внутренне сопротивление источника напряжения, включенное последовательно, включить к источнику тока параллельно.

Схема с источником напряжения:

Схема с эквивалентным источником тока:

  1. Вопрос 4. Классификация электрических сигналов (простые и сложные, периодические и непериодические, детерминированные и случайные). Способы представления сигналов (математическая модель, временная, спектральная и векторная диаграммы).

Классификация электрических сигналов:

  1. Периодические и непериодические

Периодические сигналыповторяются через определённый промежуток времени.

Непериодические сигналыпоявляются один раз и больше не повторяются.

  1. Детерминированные и случайные

  • Детерминированные сигналы— сигналы, которые можно описать с помощью функции времени.
  • Случайные сигналы— сигналы, мгновенные значения которых заранее не может быть предсказано.
  • Простые сигналы— сигналы, токи и напряжения которых имеют одну частоту (синусоида).
  • Сложные сигналы— сигналы, которые состоят из суммы токов и напряжений нескольких частот.
  1. Вопрос 5. Основные параметры детерминированных периодических сигналов (период, угловая и циклическая частота, амплитуда, размах, мгновенное и действующее значения, скважность). Примеры периодических сигналов различной формы.

Основные параметры детерминированных периодических сигналов:

  1. Мгновенное значение— значение переменной в любой момент времени:

  1. Максимальное (амплитудное) значение— наибольшее из мгновенных значений:

  1. Размах сигнала— разность между максимальным и минимальным значениями сигнала:

  1. Действующее значение переменного тока— такой постоянный ток, который за время равное периоду, выделяет сопротивлението же количество тепла, что и переменный ток:

Все приборы показывают действующие значения. Для гармонического сигнала максимальные и действующие значения связаны формулой:

  1. Период— наименьший промежуток времени, через который значения переменной повторяются:

  1. Циклическая частота— количество колебаний переменной за 1 с:

Примеры периодических сигналов разной формы:

  1. Сигнал, не изменяющийся во времени (постоянное напряжение или ток)

Изменяется по закону косинуса или синуса

  1. Сигнал пилообразной формы

  1. Сигнал прямоугольной формы

— длительность импульса

Скважность:

Скважность— отношение периода к длительности импульса.

  1. Ток на выходе однополупериодного выпрямителя

  1. Ток на выходе двухполупериодного выпрямителя

  1. Вопрос 6. Двухполюсники и четырехполюсники, коэффициент передачи четырехполюсника по напряжению, току, мощности. Логарифмические единицы измерения коэффициента передачи. Понятие о воздействие и отклике.

Двухполюсник— участок цепи, который имеет 2 зажима:

Четырёхполюсник— участок цепи, который имеет 2 входных и 2 выходных зажима:

Коэффициент передачи по напряжению— отношение напряжения на выходе к напряжению на входе четырёхполюсника:

Коэффициент передачи по току — отношение тока на выходе к току на входе четырёхполюсника:

Коэффициент передачи по мощности— отношение мощности на выходе к мощности на входе четырёхполюсника:

Источник: https://studfile.net/preview/5240042/page:2/

Единицы измерения электрических величин

Иногда в электрических или электронных схемах и системах необходимо использовать кратные или дольные значения стандартных единиц, когда измеряемые величины очень велики или очень малы.

В следующей таблице приведен список некоторых стандартных электрических единиц измерения, используемых в электрических формулах.

Стандартные электрические единицы

Электрический  параметр Измерительный  блок Символ Описание
Напряжение Вольт U или E Единица электрического потенциала  U = I × R
Ток Ампер I или i Единица электрического тока  I = U ÷ R
Сопротивление Ом R или Ω Единица сопротивления постоянного тока R = U ÷ I
Проводимость Сименс G или ℧ Взаимное сопротивление  G = 1 ÷ R
Емкость Фарад С Единица емкости  C = Q ÷ U
Заряд Кулон Q Единица электрического заряда  Q = C × U
Самоиндукция Генри L или H Единица индуктивности  L  = -L (di / dt)
Мощность Вт W Единица мощности  P = U × I   или   2  × R
Полное сопротивление Ом Z Единица сопротивления переменного тока  2  = R 2  + X 2
Частота Герц Гц Единица частоты  ƒ = 1 ÷ T

Кратные и дольные значения

Существует огромный диапазон значений, встречающихся в электрической и электронной технике, между максимальным значением и минимальным значением стандартной отдельно взятой единицы измерения.

 Например, сопротивление может быть ниже 0,01 Ом или выше, чем 1 000 000 Ом. Используя кратные и дольные значения  мы можем избежать написания большого количества нулей до или после десятичной запятой.

 В приведенной ниже таблице перечислены приставки для кратных и дольных единиц.

Десятичный множитель Приставка Обозначение Пример
русская международная русское международное
101 дека deca да da дал — декалитр
102 гекто hecto г h гПа — гектопаскаль
103 кило kilo к k кН — килоньютон
106 мега mega М M МПа — мегапаскаль
109 гига giga Г G ГГц — гигагерц
1012 тера tera Т T ТВ — теравольт
1015 пета peta П P Пфлопс — петафлопс
1018 экса exa Э E Эм — эксаметр
1021 зетта zetta З Z ЗэВ — зеттаэлектронвольт
1024 иотта yotta И Y Иг — иоттаграмм
10-1 деци deci д d дм — дециметр
10−2 санти centi с c см — сантиметр
10−3 милли milli м m мА — миллиампер
10−6 микро micro мк µ мкф — микрофарад
10−9 нано nano н n нм — нанометр
10−12 пико pico п p пФ — пикофарад
10−15 фемто femto ф f фс — фемтосекунда
10−18 атто atto а a ас — аттосекунда
10−21 зепто zepto з z зКл — зептокулон
10−24 иокто yocto и y иг — иоктограмм

Таким образом, чтобы отображать единицы или кратность единиц для сопротивления, тока или напряжения, мы использовали бы в качестве примера:

  • 1 кВ = 1 киловольт- что равно 1000 вольт.
  • 1 мА = 1 миллиампер,что равно одной тысячной (1/1000) ампера.
  • 47 кОм = 47 килоом- что равно 47000 Ом.
  • 100uF = 100 микрофарад,что равно 100 миллионной (100/1 000 000) фарада.
  • 1 кВт = 1 киловатт, что равно 1000 Вт.
  • 1MHz = 1 мегагерц,что равно миллиону Герц.

Для преобразования из одного префикса в другой необходимо либо умножить, либо разделить на разницу между двумя значениями. Например, для того чтобы преобразовать   МГц в кГц, необходимо значение в кГц умножить на 1000, т.е. 1МГц = 1000кГц.

Точно так же, если нам нужно было преобразовать килогерцы в мегагерцы, нам нужно было бы делить на тысячу. Гораздо проще и быстрее будет перемещать десятичную точку влево или вправо в зависимости от того, нужно ли умножать или делить.

Как и «стандартные» электрические единицы измерения, упомянутые выше, другие единицы также используются в электротехнике для обозначения других значений и величин, таких как:

  • Втч (Ваттчас) количество электрической энергии, потребляемой приемником в течение определенного периода времени. Например, лампочка потребляет сто ватт электроэнергии в течение одного часа. Он обычно используется в виде: Втч(ватт-часов), кВтч (киловатт-час), который составляет 1000 ватт-часов или МВт-ч (мегаватт-час), что составляет 1 000 000 ватт-часов.
  • дБ — децибел – одна десятая единицы измерения Белл (символ Б) и используется для представления усиления как по напряжению, так и по току. Это логарифмическая единица, выраженная в дБ и, обычно, используется для представления отношения входного сигнала к выходному и используется, как правило, в разного рода усилителях.

Например, отношение дБ входного напряжения (Uin) к выходному напряжению (Uout) выражается как 20log 10 (Uout/Uin). Значение в дБ может быть положительным (20 дБ), представляющим коэффициент усиления или отрицательный (-20 дБ), представляющий потерю с единицей, т.е. при Вход = выход, получаем 0 дБ.

  • θ —  фазовый угол — это разность в градусах между формой сигнала напряжения и формой волны, имеющей такое же периодическое время. Это разность во времени или сдвиг во времени и в зависимости от элемента схемы может иметь «ведущее» или «отстающее» значение. Фазовый угол формы волны измеряется в градусах или радианах.
  • ω —  угловая частота – это величина, которая в основном используется в цепях переменного тока для представления скорости изменения фаз и равная 2πƒ. Измеряется в радианах в секунду, рад/с. Один цикл (оборот) составляет 360 градусов или 2π, поэтому половина оборота задается как 180 градусов или π рад.

В следующем учебном пособии по теории схем постоянного тока мы рассмотрим законы Кирхгофа, которые вместе с законом Ома позволяют рассчитать различные напряжения и токи, циркулирующие внутри сложной цепи.

Источник: https://cooliq.ru/14-edinitsy-izmereniya-elektricheskikh-velichin

Электрические единицы измерения силы тока, напряжения, сопротивления, мощности.

Наиболее значимые и используемые параметры, повсеместно применяемых в сфере электрики и электроники, являются четыре базовых величины — сила тока, напряжение, электрическая мощность и сопротивление. Именно они обуславливают главные процессы, происходящие внутри электрических схем. Их связь между собой тесно переплетена в определённую зависимость между собой. Фундаментальным законом их взаимоотношений является закон Ома, который формулируется следующим образом: сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна величине напряжения в этой цепи, и обратно пропорционально электрическому сопротивлению. Мощность же равна произведению силы тока на напряжение. Давайте с вами разберём электрические единицы измерения тока, напряжения, сопротивления и мощности.

Единицей измерения силы электрического тока является «Ампер» (названная в честь своего первооткрывателя). Обозначается буквой «А». Она равна отношению количества электрического заряда «Q», который прошёл за определённое время «t» через сечение проводника (поперечное), к величине данного промежутка времени. Или один Ампер (А) = одному кулону (Q) делённому на одну секунду (t). Для проведения измерений силы электрического тока используют устройство «Амперметр». Помимо основной единицы «Ампер» на практике применяют «миллиампер = 0,001 А» и «микроампер = 0,000001 А».

Единицей измерения напряжения является «Вольт». Напряжение обозначается буквой «В или V». Электрическое напряжение, возникающее между некоторыми точками «а» и «б» электроцепи либо же электрического поля — это основная физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, что совершается при перемещении одного пробного заряда (электрического) из точки «а» в точку «б», к величине имеющегося пробного заряда. Для измерения напряжения применяется устройство под названием «вольтметр». В определённом смысле, простым языком, напряжение можно описать, как силу стремления заряженных частиц притянуться либо отталкиваться друг от друга.

Электрической единицей измерения сопротивления является «Ом». Обозначается данная физическая величина также «R либо r». Электрическое сопротивление — это физическая величина, обуславливающая свойства того или иного проводника мешать прохождению тока (электрического), которая равная отношению электрического напряжения на концах данного проводника к имеющейся силе тока, текущему по нему. Обратной величиной электрическому сопротивлению является проводимость — способность проводника беспрепятственно пропускать электрические заряды внутри себя. Прибором для измерения сопротивления служит «омметр».

Электрической единицей измерения мощности является «Ватт». Она обозначается так — «P». Мощность (электрическая) — это физическая величина, обуславливающая скорость передачи либо же преобразования электроэнергии. Её также можно выразить как — отношение работы электрического поля, которая совершается при перемещении пробного заряда (электрического) из точки «а» в точку «б», к величине этого пробного заряда. Иными словами говоря — мощность, это совершаемая работа в единицу времени. Прибором для измерения электрической мощности является «ваттметр». Следует учитывать, что даже электрическая мощность имеет несколько разновидностей. К примеру: мощность активная, реактивная, мгновенная, постоянная и т.д.

P.S. Электрические величины, как впрочем и любые другие, позволяют измерять те или иные характеристики, относящиеся к сфере электрических процессов и явлений. Ведь именно вполне определённая и конкретная мера даёт возможность совершать точные вычисления, а это позволяет создавать сложные системы и устройства.

Условия электроэнергии | BrightRidge

Переменный ток (AC) Электрический ток, меняющий направление на регулярные промежутки времени.
А Измерение силы тока через проводник.
Атом Наименьшая единица материи. Все в мире состоит из различных комбинаций атомов.
Аккумулятор Один или группа подключенных электрических элементов, вырабатывающих постоянный электрический ток (DC).
Затемнение Полная потеря электроэнергии в распределителе.
Пониженное напряжение Временное снижение напряжения, подаваемого распределителем электроэнергии.
Емкость Способность компонента накапливать электрический заряд.
Плата Электроэнергия, произведенная из-за избытка или недостатка электронов в объекте.
Контур Путь, по которому проходит электрический ток.
Проводник Вещество или материал, через которые проходят электроны или электрический ток.
Текущая Движение или поток электричества через проводник.
Постоянный ток (DC) Электрический ток течет только в одном направлении
Распределительные линии Воздушные или подземные линии электропередач, по которым электричество проходит через города и районы к вашему дому или офису.
Электроэнергия Поток электронов.
Электрон Отрицательно заряженная частица, вращающаяся вокруг ядра атома. Поток электронов производит электричество.
Энергетика Умение делать работу. Энергия = Мощность x Время
Система энергоменеджмента Система, предназначенная для обеспечения безопасности и надежности электрической сети.
Деление Расщепление ядра атома с выделением тепловой энергии.
Предохранитель Устройство электробезопасности, состоящее из проволоки или ленты из легкоплавкого металла, которая плавится и прерывает цепь, когда ток превышает установленную силу тока.
Генератор Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.
Геотермальная энергия Тепловая энергия, которая хранится под поверхностью земли.
Земля Электрическое соединение с землей.

Сетка

Схема расположения подстанций и линий электропередачи энергосистемы.

Гидроэнергетика

Электроэнергия, вырабатываемая проточной водой, вращающей турбину.

Изолятор Любой материал, не пропускающий электричество.
Киловатт (кВт) Блок измерения электрической энергии. (спрос)
Киловатт-час (кВтч) Один киловатт электроэнергии, произведенной или использованной за один час. (энергия)
Молния Вспышка света, вызванная атмосферным электрическим разрядом между двумя облаками или между облаком и землей.
Грозовой разрядник Устройство, используемое для защиты электрического компонента от перенапряжения.
Нагрузка Электрическое устройство или устройства, использующие электроэнергию.
Магнит Объект, окруженный магнитным полем, способным притягивать железо или сталь.
Магнитное поле Идентифицированная сила, которая существует вокруг магнита или электрического поля.
Мегаватт Один миллион ватт.
Счетчик Инструмент, регистрирующий количество чего-либо, проходящего через него, например, электричества.
Двигатель Устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.

Нейтрон

Базовая частица в ядре атома, имеющая нейтральный электрический заряд.

Атомная энергетика

Энергия, получаемая при расщеплении атомов в ядерном реакторе.

Ядро

Центр атома, содержащий как протоны, так и нейтроны.

Ом Единица измерения электрического сопротивления материала.
Мощность Энергия, используемая для выполнения работы, измеряется в ваттах.
Коэффициент мощности Неэффективное использование электроэнергии; отношение ватт к вольт-амперам.
Протон Основная частица в ядре атома, имеющая положительный заряд.
Радио Электрическое устройство, способное отправлять или получать сообщения с помощью электромагнитных волн в воздухе.
Сопротивление Сопротивление прохождению электричества через материал.
Системы SCADA Диспетчерский контроль и сбор данных. Компьютерная система, используемая для удаленного мониторинга и управления оборудованием подстанции.
Розетка Отверстие, в которое что-то входит, например, розетка.
Солнечная энергия Энергия, производимая солнечным светом или теплом.
Шип Кратковременное повышение напряжения, продолжающееся только половину цикла.
Статическое электричество Электрический заряд, возникающий из-за трения между двумя разнородными материалами.
Подстанция Электрооборудование, на котором трансформаторы понижают высокое напряжение передачи для распределения потребителям.
Скачок Кратковременное повышение напряжения.
Переключатель Электрический компонент, используемый для соединения, разрыва или изменения соединений в электрической цепи.
Тепловой От, использования, производства или вызванного теплом.
Термография Метод, используемый для обнаружения и измерения тепла, излучаемого различными объектами, такими как электрическая распределительная панель. Этот прием можно запечатлеть фотографически.
Трансформатор Электрическое устройство, повышающее или понижающее напряжение и ток электричества.
Турбогенератор Большой вентилятор (ы), подключенный к генератору. Эта турбина (вентилятор) приводится в движение силой воды, пара или горячих выхлопных газов, которые вращают турбину.
Вольт Единица измерения силы, используемая для выработки электрического тока.
Ватт Блок измерения электроэнергии.
Ветряная турбина Машина, которая использует энергию ветра и передает движение электрогенератору.

Энергия и мощность — разница и сравнение

Различные формы власти и энергии

Есть разные формы энергии. К ним относятся кинетические, потенциальные, тепловые, гравитационные, электромагнитные, звуковые, световые и упругие.Форма энергии зависит от системы координат и может быть преобразована в другие формы. Например, потенциальная энергия зависит от положения объекта, тогда как кинетическая энергия — это энергия, необходимая для ускорения объекта до определенной скорости и т. Д.

Различными формами энергии могут быть электрическая энергия, то есть скорость, с которой электрическая энергия передается цепью, человеческая сила и оптическая сила.

Преобразование энергии

Для преобразования одной формы энергии в другую можно использовать различные устройства.Например, батарея преобразует химическую энергию в электрическую, химический взрыв преобразует химическую энергию в кинетическую и тепловую энергию и так далее. Власть не может быть преобразована или преобразована.

Измерение энергии по сравнению с мощностью

Хотя невозможно напрямую измерить энергию, проделанную работу можно определить и измерить. Методы включают использование калориметра, который измеряет тепло, поглощаемое или выделяемое в химических реакциях или физических изменениях, термометра, который измеряет температуру, или болометра, который используется для измерения интенсивности излучения.Вырабатываемая энергия может храниться, а энергия — нет.

Поскольку мощность — это энергия в единицу времени, теоретически ее можно вычислить после измерения энергии, используемой в секунду. При расчете реальной потребляемой мощности электрического устройства важно измерить приложенное напряжение и потребляемый ток с учетом мощности, рассеиваемой в цепи.

Разница в единицах

Энергия обычно измеряется в Джоулях, другие единицы включают эрг и калории.Мощность измеряется в ваттах, то есть в джоулях в секунду или эрг в секунду. Машины обычно описываются по номинальной мощности, чем выше число, тем мощнее машина.

Базовые единицы СИ и производные единицы СИ

Уравнение

Мощность — это энергия в единицу времени. Как скорость изменения проделанной работы или энергии подсистемы, мощность равна:

где P, — мощность, Вт, — работа и т, — время.

Список литературы

кВт Механическая сила против кВт электрической мощности — знайте управляющие уравнения и единицы измерения

Единица измерения механической и электрической мощности — кВт (наиболее популярная).Однако для расчета мощности в машиностроении и электротехнике используются разные формулы и единицы.

Определения мощности

Мощность — это скорость выполненной работы или выполненной работы за единицу времени или энергии, преобразованной за единицу времени. Теперь, хотя основная концепция остается той же, выражение мощности отличается в электротехнике и машиностроении, потому что выражение проделанной работы или преобразования энергии различается в этих двух дисциплинах.

Механическая мощность

  • Механическая мощность (P) обычно выражается как выполненная работа (Вт) (если выражается в фут-фунтах) , деленная на время (t) (если выражено в секундах) .

P = Вт / т Фут-фунт / сек. …………… ..Уравнение.1

Теперь, когда выполненная работа (W) равна силе (F) (если выражено в фунтах), умножено на пройденное расстояние (d) (если выражено в фут / сек ).

W = F * d Фут-фунт ………………… Уравнение 2

Итак, уравнение 1 превращается в

P = (F * d) / t

= F * (d / t)

= F * V фут-фунт / сек ……………… Ур.3

As, d / t равно скорости (V).

  • Мощность в гидравлических системах выражается через давление (Pr) (если выражено в фунтах / квадратный фут) и объемный расход (Q) (если выражено в кубических футах / сек. ) , как показано ниже:

P = Pr * Q Фут-фунт / сек ……………… Уравнение 4

  • В механических системах вращения мощность выражается крутящим моментом (Т) (если выражено в фунт-фут) и угловая скорость (V) ( , если выражено в RPS) , как показано ниже:

P = T * V фут-фунт / сек ……………….Уравнение 5

Электрическая мощность

  • Электрическая мощность (P) выражается через ток (I) _ (_ в А) и напряжение (В) вольт) , как показано ниже :

P = VI Вт …………… Уравнение 6

  • Некоторые другие формы уравнения (уравнение 6) также используются в промышленности, как показано ниже:

P = I 2 R Вт …………… Ур.7

V заменяется на I * R в приведенном выше уравнении. Где резистор R (в Ом).

  • Другая форма уравнения (уравнение 6):

P = V 2 ** / R ** _Watts_ ** …………… ..Eqn.8 **

I is здесь заменено на V / R.

Итак, в чем разница?

  • Механическая мощность измеряется скоростью выполнения работы. С другой стороны, электрическая мощность измеряется скоростью преобразования электрической энергии.
  • Что касается выработки электроэнергии, механическая энергия вырабатывается механическим оборудованием, таким как поршневые цилиндры, турбины и т. Д., А электрическая энергия вырабатывается генераторами переменного тока.

Единицы мощности

  • В методе СИ единицей выполненной работы является Джоулей , поэтому Джоулей в секунду или Вт — это единица измерения мощности в системе СИ. Киловатты (103) и мегаватты (106) используются для выражения мощности в более высокой степени.
  • В системах CGS единица работы — эрг, , таким образом, эрг в секунду — это единица измерения мощности в этой системе.
  • В методе FPS мощность выражается в фут-фунтах в секунду , поскольку единицей работы, выполняемой в FPS, является фут-фунт.
  • Мощность в лошадиных силах — еще одно широко используемое устройство в промышленности. Одна лошадиных сил Мощность равна 550 фут-фунтам в секунду и приблизительно равна 746 Вт.

Несмотря на то, что все блоки могут использоваться независимо от механической или электрической мощности, нормальная отраслевая практика такова: мощность в лошадиных силах используется для двигателей и моторов.Мощность электрических нагревателей, лампочек или болтеров выражается в киловаттах.

Заключение

Концепция мощности одинакова как для механических, так и для электротехнических приложений. Блок кВт — это как электрическая, так и механическая силовая установка. Хотя основные концепции остаются прежними, форма управляющих уравнений в случае механической мощности отличается от формы электрической энергии. Более того, в самом машиностроении для расчета мощности гидравлических, тепловых и вращательных систем используются различные уравнения.

Амперы, ватты и вольт: руководство по измерению мощности

Опубликовано 17 мая, 2019 автором Oozle Media


В октябре 2018 года мы написали статью на тему Хэллоуина о предотвращении перебоев в подаче электроэнергии. Мы обсудили несколько общих вещей, в том числе то, как узнать измерения мощности. В этой статье мы повторим сказанное, а также расширим его.

Во-первых, давайте определим наши термины

Согласно Google, вот технические определения для ампер, вольт и ватт:

Ампер: единица электрического тока, равная одному кулону в секунду.

Вольт: единица электродвижущей силы в системе СИ, разность потенциалов, которая будет управлять одним ампером тока против сопротивления в один ом.

Вт: единица мощности в системе СИ, эквивалентная одному джоулю в секунду, соответствующая мощности в электрической цепи, в которой разность потенциалов составляет один вольт, а сила тока — один ампер.

Чтобы определить их более простым и аналогичным образом, пользователь Reddit Gsnow творчески объясняет разницу между этими измерениями мощности следующим образом:

«Думайте об этом, как о потоке воды.

Вольт = давление воды

А = объем движущейся воды

Если у вас высокое давление, но низкая громкость (высокое напряжение, низкая сила тока), это похоже на ирригатор дантиста.

Если у вас большой объем, но низкое давление (высокая сила тока, но низкое напряжение), это как если бы ваш подвал затопил стены или стоки.

Если у вас большая громкость и высокое давление (большая сила тока и высокое напряжение), это похоже на то, как пожарный шланг попадает вам в грудь с расстояния 3 фута и уносит обратно через всю комнату.

Вт — это мера того, сколько силы создается, другими словами, насколько велик эффект, который производит поток воды (электрический поток) ».

Расчет измерений мощности

Рейтинг усилителя

Ваш автоматический выключатель может выдерживать только определенную силу тока. Он имеет определенную номинальную силу тока, которая позволяет вашему автоматическому выключателю работать и обеспечивает ваш дом электричеством. Если этот предел будет превышен, ваш выключатель отключится, чтобы предотвратить повреждение проводки и бытовой техники в вашем доме.

Как узнать силу тока в доме

Это довольно просто. Все, что вам нужно сделать, это подойти к выключателю и проверить рукоятку. Большинство бытовых цепей имеют ток 15-20 ампер, и чем новее ваш дом, тем выше будет сила тока. Зная свою силу тока, вы можете узнать, сколько устройств вы можете поддерживать с ее помощью.

Какую силу тока используют ваши устройства?

Во-первых, убедитесь, что вы знаете, сколько ампер выдерживает ваша схема. Затем проверьте этикетку вашего устройства или руководство пользователя, чтобы узнать, сколько ватт и вольт будет использовать устройство.Разделите количество ватт на количество вольт, и вы получите максимальное количество ампер, которое потребуется от вашей схемы. Возможно, вам стоит отслеживать, сколько ампер потребляет каждое устройство. Таким образом, вы можете отслеживать, сколько энергии вы потребляете. Если вы в конечном итоге превысите свой лимит, вы отключите цепь.

Выходное напряжение

Напряжение — это мощность, которая поступает из ваших розеток, и ее измерение называется вольтами.Одна розетка обычно может выдавать до 120 вольт.

Какие бывают типы токов напряжения?

Постоянный ток (DC): Электричество течет в одном направлении. Это тип тока, который будет использовать большая часть вашей цифровой электроники.

Переменный ток (AC): Электричество периодически меняет направление своего потока. Большинство домов подключено к сети переменного тока, и поэтому ваш дом, скорее всего, тоже построен для этого.

Сколько вольт выходит из моей розетки?

Опять же, убедитесь, что вы знаете номер силы тока вашей цепи.Затем проверьте устройство, которое вы подключаете к розетке, чтобы узнать, сколько ватт оно потребляет. Все, что вам нужно сделать после этого, — это разделить полученное количество ватт на значение силы тока вашей цепи. Полученное число — это количество вольт, выходящих из вашей розетки для поддержки вашего устройства.

Ватт Измерения

Выше мы обсуждали значения ампер и вольт, но есть еще один вопрос — ватты. Ватт — это единица измерения электроэнергии или единицы мощности.

Как можно рассчитать количество ватт, которое может выдержать ваша схема?

Все, что вам нужно знать, это две вещи.Как обсуждалось в предыдущих расчетах, вам нужно знать силу тока вашей цепи. Вам также необходимо знать, сколько вольт может выдавать ваша розетка. Затем умножьте силу тока на количество вольт. Это максимальное количество ватт, которое ваша схема может поддерживать одновременно. Если вы превысите это количество, вполне возможно, что произойдет электрический взрыв.

Обратитесь в службу поддержки JP Electrical

Если ваш автоматический выключатель когда-либо сработает или у вас возникнут другие проблемы с электричеством в вашем доме, позвоните нам.Мы предоставляем различные бытовые и коммерческие услуги и особенно хорошо разбираемся в электромонтажных работах, освещении и панелях. Также можем предоставить генераторы!

Позвоните в JP Electrical сегодня!

Категории: Электротехническое обслуживание

Калькулятор электроэнергии

Воспользуйтесь калькулятором ниже, чтобы оценить потребление электроэнергии и стоимость на основе требований к питанию и интенсивности использования бытовой техники.Количество времени и мощности, которые использует каждое устройство, значительно различается в зависимости от домохозяйства, поэтому для достижения наилучших результатов настройте использование каждого устройства так, чтобы оно наиболее точно отражало ваше личное использование.


Единиц электроэнергии:

Ватт (Вт) — одна из самых распространенных единиц электрической мощности для приборов. Другие распространенные единицы мощности включают киловатты (кВт), британские тепловые единицы (BTU), лошадиные силы (л.с.) и тонны.

Ватты, киловатты и киловатт-часы:

Вт (Вт) — это единица мощности, используемая для количественной оценки скорости передачи энергии.Он определяется как 1 джоуль в секунду. Киловатт — это количество ватт. Один киловатт (кВт) равен 1000 ватт. И ватты, и киловатты — это единицы мощности в системе СИ и являются наиболее распространенными единицами используемой мощности. Киловатт-часы (кВтч) — это единица измерения энергии. Один киловатт-час равен энергии, используемой для поддержания одного киловатта мощности в течение одного часа. Обычно, говоря о стоимости электроэнергии, мы говорим об энергии. Энергия (E) и мощность (P) связаны друг с другом во времени (t):

P = E / t

E = Pt

Электроэнергия чаще всего измеряется и оплачивается в зависимости от количества использованных киловатт-часов.Причина, по которой киловатт-часы обычно используются для измерения энергии, а не ватт-часов, связана просто с масштабом: количество энергии, которое типичное домашнее хозяйство в Соединенных Штатах использует в год, составляет порядка миллионов ватт, поэтому легче говорить о киловатт-часах.

БТЕ и БТЕ / ч

Британские тепловые единицы (БТЕ) ​​- это единица измерения тепла, используемая как часть имперских и американских единиц измерения. Он определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 градус по Фаренгейту.Тепло — это тип энергии, поэтому БТЕ можно напрямую сравнить с другими измерениями энергии, такими как джоули (единица измерения энергии в системе СИ), калории (метрическая единица) и киловатт-часы (кВтч).

1 БТЕ = 0,2931 ватт-час

1 БТЕ = 0,0002931 кВтч

1 кВтч ≈ 3412 БТЕ

БТЕ / ч, БТЕ в час — это единица мощности, которая представляет скорость передачи энергии в БТЕ в час. БТЕ / ч часто сокращается до БТЕ, чтобы обозначить мощность бытовых приборов. Например, для переменного тока с маркировкой 12 000 БТЕ фактически требуется мощность 12 000 БТЕ в час.

1 БТЕ / ч = 0,2931 Вт

Мощность:

Лошадиная сила (л.с.) — это единица мощности, которая чаще всего используется для обозначения выходной мощности двигателей или моторов. Есть несколько различных определений лошадиных сил. Два из них — это механические и метрические лошадиные силы.

1 единица механической мощности = 745,7 Вт

1 единица метрических лошадиных сил = 735,5 Вт

Термин «лошадиные силы» был разработан Джеймсом Ваттом, который сравнил мощность паровых машин с мощностью тягловой лошади, исходя из того, сколько раз лошадь могла повернуть мельничное колесо за час.

Тонна:

Есть много разных определений тонны, связанных с измерением веса. В контексте мощности «тонна» относится к тонне холода. Тонна охлаждения определяется как скорость теплопередачи, необходимая для плавления 2000 фунтов (1 короткая тонна) чистого льда при 0 ° C за 24 часа. Он используется в основном в Соединенных Штатах, чтобы описать, насколько хорошо холодильники и кондиционеры отводят тепло.

1 тонна ≈ 3517 Вт

1 тонна ≈ 12000 БТЕ / ч

Количество энергии, потребляемой бытовыми приборами:

Ниже приведена таблица, в которой показаны расчетные потребности в энергии для различных устройств (эти значения могут значительно различаться в зависимости от устройства).Важно отметить, что требования, перечисленные на упаковке устройства, обычно отражают максимальные потребности устройства в энергии. Типичное использование устройства, вероятно, приводит к гораздо меньшему потреблению энергии, чем заявлено, поэтому его нельзя рассчитать напрямую как потребляемая мощность × время.

Тостер
Бытовая техника Расчетная мощность (Вт)
Бытовая техника:
Кондиционер (HVAC) 2500-10000
Кондиционер (оконный блок) 1500-50007
Обогреватель (домашний) 5000-20000
Обогреватель (переносной) 750-2000
Увлажнитель 25-350
Осушитель воздуха 9000-70007 200000 Вентилятор (потолочный, стол) 15-200
Лампочка (LED) 3-25
Лампочка (накаливания) 15-200
Водонагреватель электрический 3000- 6600
Кухонная техника:
Холодильник 500-1000
Электрическая плита / духовка 2000-5 000
Электрическая плита / плита 750-5000
Микроволновая печь 750-1500
Посудомоечная машина 1200-2000
Кофеварка 60010-1200
750-1500
Электрочайник 1000-2000
Электроплита 160-1500
Прочие приборы:
004 Зарядное устройство для электромобиля
Телевидение 25-500
Стиральная машина 400-1500
Сушилка для белья 1800-5000
Утюг 750-2000
750-2000
Настольный компьютер 100-250
Комп. uter 35-150
Зарядное устройство для смартфона 5-25
Водяной насос / мотор 750-2000

Советы по экономии энергии:

Ниже приведены несколько советов по экономии энергии и снижению счетов за электричество.Не все из них всегда возможны, но реализация даже нескольких из них может привести к экономии.

  1. Следите за своей энергией, используя привычки. Многие из нас могут не задумываться о том, как мы используем энергию. Сознательное отслеживание некоторых ваших энергетических привычек в течение определенного периода времени может помочь вам понять, как вы используете свое электричество. Такие изменения, как выключение света или неиспользуемых приборов, использование постоянного вентилятора вместо кондиционера, когда это возможно, надевание большего количества одежды и использование меньшего количества тепла, сушка рук или стирка меньшего количества белья / посуды и многое другое, может существенно повлиять на ваши сбережения.
  2. Замените старые лампы накаливания, особенно лампы накаливания, на более эффективные светодиодные лампы. Для обычной лампы накаливания требуется 75 Вт, а для светодиода — всего 9 Вт. В краткосрочной перспективе светодиоды стоят дороже, но если у вас есть возможность заменить любые имеющиеся у вас лампы накаливания, это приведет к значительной экономии в будущем.
  3. Если возможно, установите программируемый термостат. Большая часть затрат на энергию обычно связана с нагревом / охлаждением. Программирование термостата для регулировки температуры в соответствии с вашими потребностями может привести к значительной экономии.Также необязательно покупать умный термостат. Если у вас есть доступ к термостату, вы можете выработать привычку вручную регулировать термостат в соответствии с вашими потребностями в течение дня.
  4. При покупке бытовой техники обращайте внимание на энергоэффективность. Покупка бытовой техники с учетом энергоэффективности может привести к значительной экономии. Учитывайте это в стоимости устройства в долгосрочной перспективе, а не только в первоначальной стоимости покупки устройства.
  5. Проверьте свои окна.Потери тепла через окна — обычное дело, особенно в более холодных регионах. Если возможно, замените окна более энергоэффективными, что приведет к меньшим потерям тепла. Точно так же, если вы живете в более жарком климате, ищите окна, которые могут отражать больше света и уменьшать количество тепла, проникающего через ваши окна. Используйте занавески, жалюзи или что-нибудь, что может препятствовать попаданию солнечного света в более яркие периоды дня, чтобы сэкономить на расходах на охлаждение.
  6. Изолируйте свой дом как можно лучше.Окна, двери, вентиляционные отверстия, чердак, стены, полы, подвал и подполья вашего дома, если они не будут хорошо изолированы, могут привести к более высоким счетам за отопление и охлаждение.

МВт по сравнению с МВтч: знаете ли вы свои электрические блоки?

МВт по сравнению с МВтч: знаете ли вы свои электрические блоки?

сотрудниками Enerdynamics

Большинство дискуссий в электроэнергетике требует свободного владения электрическими единицами. Будь то разговор о электростанциях, потребительском спросе, новых технологиях, вопросах регулирования или рыночных ценах, отраслевые инсайдеры будут предполагать, что вы разбираетесь в единицах измерения.Но многие в электроэнергетике не так хорошо знакомы с устройствами, как им нужны или хотят быть. Ниже приводится краткое руководство для тех, кто хочет получить базовое представление о ключевых электрических устройствах.

Электрические единицы включают единицы потребления или мощности и единицы энергии или использования. Чтобы узнать, что это за единицы и как они связаны, продолжайте читать ниже или посмотрите следующее видео:


Единицы спроса и мощности

Требование отражает мгновенный объем работы, необходимой для выполнения желаемой функции (такой как создание света или физической силы, питание микрочипа и т. Д.). Точно так же мощность отражает мгновенную способность обеспечивать энергию, необходимую для работы (например, способность генератора обеспечивать электричество, способность передачи для передачи электричества и т. Д.). Спрос и мощность обычно измеряются в следующих единицах:

Вт = ватт
кВт = киловатт
МВт = мегаватт
ГВт = гигаватт

Для преобразования между ними вы можете использовать следующее:

1 кВт = 1000 Вт
1 МВт = 1000 кВт
1 ГВт = 1000 МВт

Единицы энергии / использования

Энергия или использование отражает спрос или мощность, умноженные на количество времени, в течение которого спрос или мощность используются.Например, 15-ваттная лампочка, используемая в течение 2 часов, создает 15 ватт на 2 часа = 30 ватт-часов использования. Энергия и потребление обычно измеряются в следующих единицах:

Втч = ватт-час
кВтч = киловатт-час
МВтч = мегаватт-час
ГВтч = гигаватт-час

Преобразование единиц:

1 кВтч = 1000 Втч
1 МВтч = 1000 кВтч
1 ГВтч = 1000 МВтч

Чтобы дать вам представление о размере единиц, вот некоторые типичные значения для спроса, мощности и использования в электроэнергетике:

Итак, вот оно.Теперь вы знакомы с наиболее распространенными агрегатами, используемыми в электроэнергетике!

—————————

Эта статья была адаптирована из базы данных Energy Knowledgebase от Enerdynamics, которая представляет собой онлайн-ресурс с простыми и понятными объяснениями важных терминов и концепций. Он доступен на портале электронного обучения Enerdynamics. Для получения дополнительной информации напишите нам по адресу [email protected] или позвоните по телефону 866.765.5432 x700.

Вернуться к Energy Insider

Единицы, производные от SI | Электротехника и вычислительная техника

Home »Канадская метрическая ассоциация» Единицы измерения на основе SI

Единицы, производные от SI

Физическая величина Имя Символ Выражается в базовых единицах СИ
частота Гц Гц с -1
сила ньютон Н м кг с -2
давление, напряжение паскаль Па Н · м -2 = м -1 кг · с -2
энергия, работа, тепло джоуль Дж Н м = м 2 кг с -2
мощность, лучистый поток Вт Вт Дж с-1 = м 2 кг с -3
электрический заряд кулон C A s
электрический потенциал, электродвижущая сила вольт В Дж C-1 = m 2 кг с -3 A -1
электрическое сопротивление Ом Ом В A -1 = м 2 кг с -3 A -2
электрическая проводимость siemens S Ом -1 = m -2 кг -1 с 3 A 2
электрическая емкость фарад F C V -1 = m -2 кг -1 с 4 A 2
плотность магнитного потока тесла T В · м -2 = кг · с -2 A -1
магнитный поток weber Wb В с = м 2 кг с -2 A -1
индуктивность генри H В A -1 с = м 2 кг с -2 A -2
световой поток люмен лм кд sr
освещенность люкс люкс кд ср м -2
радиоактивная активность беккерель бк с -1
поглощенная доза излучения серый Гр Дж кг -1 = м 2 с -2
эквивалент дозы излучения зиверт Зв Дж кг -1 = м 2 с -2
плоский угол рад рад 1 м м -1
телесный угол стерадиан sr 1 м 2 м -2
площадь кв.м A м 2
объем кубический метр V м 3
скорость, скорость метра в секунду v м / с
ускорение метр в секунду в квадрате a м / с 2
волновое число обратный счетчик σ м –1
плотность, массовая плотность килограмм на кубический метр ρ кг / м 3
поверхностная плотность килограмм на квадратный метр ρ A кг / м 2
удельный объем кубических метров на килограмм v м 3 / кг
плотность тока ампер на квадратный метр j А / м 2
Напряженность магнитного поля ампер на метр H А / м
концентрация моль на кубический метр c моль / м 3
массовая концентрация килограмм на кубический метр ρ, γ кг / м 3
яркость кандел на квадратный метр L v кд / м 2
показатель преломления один n 1
относительная проницаемость одна µ r 1
.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *