Мощность переменного тока

В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для большинства простых практических расчётов не слишком полезна непосредственно. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности , удобно обратиться к теории комплексных чисел . Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой частью, полная мощность — модулем, а угол (сдвиг фаз) — аргументом.{2}\cdot g} . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S {\displaystyle S} активная связана соотношением P = S ⋅ cos ⁡ φ {\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi } .

.

Вар определяется как реактивная мощность цепи с синусоидальным переменным током при действующих значениях напряжения 1 В и тока 1 А, если сдвиг фазы между током и напряжением π 2 {\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} .

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U {\displaystyle U} и тока I {\displaystyle I} , умноженному на синус угла сдвига фаз φ {\displaystyle \varphi } между ними: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ {\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi } (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным).{2}}}} .

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin ⁡ φ {\displaystyle \sin \varphi } для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до −90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = U I sin ⁡ φ {\displaystyle Q=UI\sin \varphi } , реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор , являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности .

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии, возвращаемой от индуктивной и ёмкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Полная мощность

Единица измерения в СИ — ватт. Кроме того, используется внесистемная единица вольт-ампер (русское обозначение: В·А ; международное: V·A ). В Российской Федерации эта единица допущена к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения «электротехника» .{2}}},} где P {\displaystyle P} — активная мощность, Q {\displaystyle Q} — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0 {\displaystyle Q>0} , а при ёмкостной Q ).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: S ⟶ = P ⟶ + Q ⟶ . {\displaystyle {\stackrel {\longrightarrow }{S}}={\stackrel {\longrightarrow }{P}}+{\stackrel {\longrightarrow }{Q}}.}

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода , кабели , распределительные щиты , трансформаторы , линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому полная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Комплексная мощность

Мощность, аналогично импедансу , можно записать в комплексном виде:

Модуль комплексной мощности | S ˙ | {\displaystyle \left|{\dot {S}}\right|} равен полной мощности S {\displaystyle S} . Действительная часть R e (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Re} ({\dot {S}})} равна активной мощности P {\displaystyle P} , а мнимая I m (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Im} ({\dot {S}})} — реактивной мощности Q {\displaystyle Q} 15…200

В чем измеряется мощность?

Мощность — это количество работы в единицу времени. т.е. измеряется в джоулях в секунду. В международной системе измерения эту единицу принято называть Ватт (Watt), сокращенно Вт. Ну и производные от не кВт, мВт и т.д.

Мощность двигателей до сих пор принято измерять в лошадиных силах, хотя и quot;традиционнаяquot; мощность обязательно указывается в оф.документах

Мощность в физике в системе единиц СИ измеряется в ваттах (Вт), по фамилии автора Watt. Самая общая формула для вычисления мощности N такая: N = A/t, где А какая работа была совершена (выполнена) и t время, в течение которого эта работа совершалась. Иными словами можно отсюда дать определение, что такое мощность. Это работа, совершаемая за единицу времени. Работа выражается в джоулях (Дж), а время в секундах (с). Конкретная формула для вычисления мощности зависит от того, из какого раздела физики задана задача. Например, мощность электрического тока вычисляется по формуле N = UI, где U напряжение (в вольтах В), I ток (в амперах А).

Одну из физических величин называют мощность

На уроках физики о ней постоянно говорят, в учебниках пишут

Ватт — вот в чем измеряется мощность

Это нужно запомнить и выучить — знания эти еще могут пригодиться.

Ну и нужно согласиться с тем, что мощность разная бывает.

Мощность измеряется в Ватах в системе си.(Вт). У энергетиков более принято измерять мощность в киловатах (кВт), или мегаватах (МВт). Вт это джоуль/секунда. То есть мощность иными словами это работа или энергия в единицу времени.

Мощность — физическая величина. Существуют разные виды мощности — мощность в механике, электрическая мощность.

В единицах системы СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю,деленному на секунду.Также существует единица измерения — лошадиная сила.

Единицы мощности: 1 ватт,1 киловатт,мегаватт,1 килограмм-сила-метр в секунду,1 эрг,1 лошадиная сила.

Я могу сказать, только по бытовым домашним приборам. Мощность, к примеру, бытовых приборов (фены,утюги и т.п.) измеряется в Вт. Ватт по-русски обозначается Вт и им измеряют мощность в Международной системе единиц.

Если в данном случае имеется в виду физическая величина, которая в общем равна отношению работы, которая была выполнена за какое-то конкретное время к этому самому промежутку времени, тогда измеряется она в ваттах, обозначение в международной системе — quot;Wquot;, в русской — quot;Втquot;. Названа кстати единица измерения в честь Джеймса Уатта (Ватта), который в свое время изобрел паровую машину.

Смотря мощность чего. Мощность электрического двигателя измеряется в ваттах, киловаттах.

Мощность двигателя транспортного средства измеряется в лошадиных силах.

Работа измеряется в джоулях и килоджоулях.

Мощность — это физическая величина. И она равна работе, которая была выполнена за определенный период времени. Как следствие, формула определения мощности (в физике она обозначается буквой латинской буквой N) выглядит таким вот образом:

где А — это выполненная работа (единица измерения этой работы Джоуль), а t — это время, за которое и была выполнена данная работа (измерения времени в секундах).

Значит, что Ватт — это Джоуль/секунда.

Мощность бывает разная активная, реактивная, полная это я говорю про электрическую активная измеряется в варах, реактивная в ваттах, а полная в киловольт амперах, также есть мощность двигателя она измеряется в лошадиных силах.

Измерение мощности. Определение единицы измерения мощности тока В чем заключается мощность на

Здравствуйте! Для вычисления физической величины, называемой мощностью, пользуются формулой, где физическую величину — работу делят на время, за которое эта работа производилась.

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

Чаще всего мощность применяется, в таких разделах физики и науки, как механика, электродинамика и электротехника. В каждом случае, мощность имеет свою формулу для вычисления. Для переменного и постоянного тока она тоже различна. Для измерения мощности используют ваттметры.

Теперь вы знаете, что мощность измеряется в ваттах. По-английски ватт — watt, международное обозначение — W, русское сокращение — Вт. Это важно запомнить, потому что во всех бытовых приборах есть такой параметр.

Мощность — скалярная величина, она не вектор, в отличие от силы, которая может иметь направление. В механике, общий вид формулы мощности можно записать так:

P=F*s/t, где F=А*s,

Из формул видно, как мы вместо А подставляем силу F умноженную на путь s. В итоге мощность в механике, можно записать, как силу умноженную на скорость. К примеру, автомобиль имея определенную мощность, вынужден снижать скорость при движении в гору, так как это требует большей силы.

Средняя мощность человека принята за 70-80 Вт. Мощность автомобилей, самолетов, кораблей, ракет и промышленных установок , часто, измеряют в лошадиных сил ах. Лошадиные силы применяли еще задолго до внедрения ватт. Одна лошадиная сила равна 745,7Вт. Причем в России принято что л. с. равна 735,5 Вт.

Если вас вдруг случайно спросят через 20 лет в интервью среди прохожих о мощности, а вы запомнили, что мощность — это отношение работы А, совершенной в единицу времени t. Если сможете так сказать, приятно удивите толпу. Ведь в этом определении, главное запомнить, что делитель здесь работа А, а делимое время t. В итоге, имея работу и время, и разделив первое на второе, мы получим долгожданную мощность.

При выборе в магазинах, важно обращать внимание на мощность прибора. Чем мощнее чайник, тем быстрее он погреет воду. Мощность кондиционера определяет, какой величины пространство он сможет охлаждать без экстремальной нагрузки на двигатель. Чем больше мощность электроприбора, тем больше тока он потребляет, тем больше электроэнергии потратит, тем больше будет плата за электричество.

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Иногда даже ее так и измеряют в вольт-амперах, записывая, как В*А. В вольт-амперах меряют полную мощность, а чтобы вычислить активную мощность нужно полную мощность умножить на коэффициент полезного действия(КПД) прибора, тогда получим активную мощность в ваттах.

Часто такие приборы, как кондиционер, холодильник, утюг работают циклически, включаясь и отключаясь от термостата, и их средняя мощность за общее время работы может быть небольшой.

В цепях переменного тока , помимо понятия мгновенной мощности, совпадающей с общефизической, существуют активная, реактивная и полная мощности. Полная мощность равна сумме активной и реактивной мощностей.

Для измерения мощности используют электронные приборы — Ваттметры. Единица измерения Ватт, получила свое название в честь изобретателя усовершенствованной паровой машины, которая произвела революцию среди энергетических установок того времени. Благодаря этому изобретению развитие индустриального общества ускорилось, появились поезда, пароходы, заводы, использующие силу паровой машины для передвижения и производства изделий.

Все мы много раз сталкивались с понятием мощности. Например, разные автомобили характеризуются разной мощностью двигателя. Также, электроприборы могут иметь различную мощность , даже если они имеют одинаковое предназначение.

Мощность — это физическая величина , характеризующая скорость работы.

Соответственно, механическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость механической работы:

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Давайте вернемся к формуле для мощности: Формула, по которой вычисляется работа, нам известна: Поэтому мы можем преобразовать выражение для мощности:

Тогда в формуле у нас образуется отношение модуля перемещения к промежутку времени. Это, как вы знаете, скорость:

Только обратите внимание, что в получившейся формуле мы используем модуль скорости, поскольку на время мы поделили не само перемещение, а его модуль. Итак, мощность равна произведению модуля силы, модуля скорости и косинуса угла между их направлениями.

Это вполне логично: скажем, мощность поршня можно повысить за счет увеличения силы его действия. Прикладывая бо́льшую силу, он будет совершать больше работы за то же время, то есть увеличит мощность. Но даже если оставить силу постоянной, и заставить поршень двигаться быстрее, он, несомненно, увеличит работу, совершаемую в единицу времени. Следовательно, увеличится мощность.

Примеры решения задач.

Задача 1. Мощность мотоцикла равна 80 л.с. Двигаясь по горизонтальному участку, мотоциклист развивает скорость равную 150 км\ч. При этом, двигатель работает на 75% от своей максимальной мощности. Определите силу трения, действующую на мотоцикл.

Задача 2. Истребитель, под действием постоянной силы тяги, направленной под углом 45° к горизонту, разгоняется от 150 м/с до 570 м/с. При этом, вертикальная и горизонтальная скорость истребителя увеличиваются на одинаковое значение в каждый момент времени. Масса истребителя равна 20 т. Если истребитель разгонялся в течение одной минуты, то какова мощность его двигателя?

Если вам нужно единицы измерения мощности привести в одну систему, вам пригодится наш перевод мощности – конвертер онлайн. А ниже вы сможете почитать, в чем измеряется мощность.

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается. И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д. ), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная “полезная” мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в (Вт ).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с , однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная “вредная” мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах (Вт ), а в вольт-амперах реактивных (Вар ).

Рассчитывается по формуле:

Q = U⋅I⋅sinφ ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной (емкостной и индуктивной ) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле (в течение половины полупериода ), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток. Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ (читается косинус фи )– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 (если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100% ). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

S = U⋅I

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА ).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.

Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром . Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Мощностью называется физическая величина, которая показывает, насколько движется энергия внутри электрической цепи конкретного оборудования. Что она собой представляет, в каких единицах выражается, в чем измеряется мощность, какие есть для этого приборы? Об этом и другом далее.

Мощностью называется скалярный вид физической величины, который равен скорости изменения с преобразованием, передачей или потреблением системной энергии. Согласно более узкому понятию, это показатель, который равен отношению затраченного времени на работы к самому периоду, который тратится на работу. Обозначается в механике символом N. В электротехнической науке используется буква P. Нередко можно увидеть также символ W, от слова ватт.

Мощность

Различается полезная, полная и номинальная в машинном двигателе. Полезная это сила двигателя, за исключением затрат, которые потрачены на работу всех остальных систем. Полная — указанная сила без вычетов, а номинальная — указанная и гарантированная заводом.

Дополнительная информация! Стоит отметить, что также есть мощность звука и взрывного звука. В первом случае это скалярная величина, связанная со звуковыми волнами и звуковой энергией, которая также измеряется в ваттах, а вторая связана с энерговыделением тротиловых разложений.

Основное понятие в учебном пособии

В чем измеряется

Устаревшей измерительной единицей считается лошадиная сила. Отвечая четко на вопрос, в чем измеряется механическая мощность, стоит отметить, что согласно современным международным показателям, единица мощности это ватт. Стоит отметить, что ватт — производная единица, которая связана с другими. Она равна Джоулю в секунду или килограмму, умноженному на метр в квадрате, поделенный на секунду. Также ватт это вольт, умноженный на ампер.

Важно отметить, что ватт делиться на мега, кило и вольт ампер.

Формулы для измерения

Мощность — величина, которая непосредственным образом связана с другими показателями. Так, она прямым образом связана со временем, силой, скоростью, вектором силы и скоростью, модулем силы и скорости, моментом силы и частотой вращения. Нередко в формулах при вычислении электрической мощностной разновидности задействуется также число Пи, показатель сопротивления, мгновенный ток с напряжением на конкретном участке электрической сети, активная, полная и реактивная сила. Непосредственным участником в вычислении является амплитуда с угловой скоростью и начальной силой тока с напряжением.

Электрическая

Электрической мощностью называется величина, которая показывает, с какой скоростью или преобразованием двигается электрическая энергия. Для изучения мгновенной электрической мощностной характеристики на определенном участке цепи, необходимо знать значение тока и напряжения мгновенного тока и перемножить данные значения.

Чтобы понять, сколько составляет активный, полный, реактивный или мгновенный реактивный мощностный показатель, нужно знать точные цифры амплитуды тока, амплитуды напряжения, угла тока с напряжением, а также угловую скорость и время, поскольку все существующие физические формулы сводятся к этим параметрам. Также в формулах задействуется синус, косинус угла и значение 1/2.

Понятие электрической мощности

Гидравлическая

Гидравлическим мощностным показателем в гидромашине или гидроцилиндре называется произведение машинного перепада давления на жидкостный расход. Как правило, это основная формулировка, взятая из единственной существующей формулы для вычисления.

Обратите внимание! Больше алгебраических и инженерных правил можно найти в прикладной науке о движениях жидкостей и газов, а именно в гидравлике.

Постоянного и переменного тока

Что касается мощности постоянного с переменным током, то чаще всего их причисляют к электрической разновидности. Конкретного понятия для двух разновидностей нет, однако их можно вычислить, исходя из имеющихся алгебраических установок. Так, мощностью постоянного тока является произведение силы тока и постоянного напряжения или же удвоенное значение силы тока на электрическое сопротивление, которое, в свою очередь, вычисляется делением двойного напряжения на обычное сопротивление.

Что касается переменного тока, это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.

Чтобы измерить эти показатели, можно воспользоваться как указанными выше приборами, так и фазометром. Этот прибор служит, чтобы вычислить реактивную разновидность по государственному эталону.

Понятие переменной мощности тока

В целом, мощность — это величина, основное предназначение которой показывать силу работы конкретного прибора и во многих случаях скорость деятельности, взаимодействуя с ним. Она бывает механической, электрической, гидравлической и для постоянного с переменным током. Измеряется по международной системе в ваттах и киловаттах. Приборами для ее вычисления выступает вольтметр, ваттметр. Основные формулы для самостоятельного расчета перечислены выше.

Мощность является физическим показателем. Она определяет работу, производимую во временном отрезке и помогающую измерять энергетическое изменение. Благодаря единице измерения мощности тока легко определяется скоростное энергетическое течение энергии в любом пространственном промежутке.

Расчет и виды

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.

Благодаря мощностной активности электроэнергия превращается в другие энергетические виды: тепловую и электромагнитную энергии. Любая электросеть с током синусоидального или несинусоидального направления определяет активность цепного участка суммированием мощностей каждого отдельного цепного промежутка. Электромощность трехфазного цепного участка определяется суммой каждой фазной мощности.

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:

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.

Из письма клиента:
Подскажите, ради Бога, почему мощность ИБП указывается в Вольт-Амперах, а не в привычных для всех киловаттах. Это сильно напрягает. Ведь все уже давно привыкли к киловаттам. Да и мощность всех приборов в основном указана в кВт.
Алексей. 21 июнь 2007

В технических характеристиках любого ИБП указаны полная мощность [кВА] и активная мощность [кВт] – они характеризуют нагрузочную способность ИБП. Пример, см. фотографии ниже:

Мощность не всех приборов указана в Вт, например:

• Мощность трансформаторов указывается в ВА:
  http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (трансформаторы ТП: см приложение)
  http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ: см приложение)
• Мощность конденсаторов указывается в Варах:
  http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39: см приложение)
  http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК: см приложение)
• Примеры других нагрузок — см. приложения ниже.

Мощностные характеристики нагрузки можно точно задать одним единственным параметром (активная мощность в Вт) только для случая постоянного тока, так как в цепи постоянного тока существует единственный тип сопротивления – активное сопротивление.

Мощностные характеристики нагрузки для случая переменного тока невозможно точно задать одним единственным параметром, так как в цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому только два параметра: активная мощность и реактивная мощность точно характеризуют нагрузку.

Принцип действия активного и реактивного сопротивлений совершенно различный. Активное сопротивление – необратимо преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, световую и т.д.) – примеры: лампа накаливания, электронагреватель (параграф 39, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Реактивное сопротивление – попеременно накапливает энергию затем выдаёт её обратно в сеть – примеры: конденсатор, катушка индуктивности (параграф 40,41, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Дальше в любом учебнике по электротехнике Вы можете прочитать, что активная мощность (рассеиваемая на активном сопротивлении) измеряется в ваттах, а реактивная мощность (циркулирующая через реактивное сопротивление) измеряется в варах; так же для характеристики мощности нагрузки используют ещё два параметра: полную мощность и коэффициент мощности. Все эти 4 параметра:

1. Активная мощность: обозначение P , единица измерения: Ватт
2. Реактивная мощность: обозначение Q , единица измерения: ВАр (Вольт Ампер реактивный)
3. Полная мощность: обозначение S , единица измерения: ВА (Вольт Ампер)
4. Коэффициент мощности: обозначение k или cosФ , единица измерения: безразмерная величина

Эти параметры связаны соотношениями: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

Также cosФ называется коэффициентом мощности (Power Factor – PF )

Поэтому в электротехнике для характеристики мощности задаются любые два из этих параметров так как остальные могут быть найдены из этих двух.

Например, электромоторы, лампы (разрядные) — в тех. данных указаны P[кВт] и cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (двигатели АИР: см. приложение)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (лампы ДРЛ: см. приложение)
(примеры технических данных разных нагрузок см. приложение ниже)

То же самое и с источниками питания. Их мощность (нагрузочная способность) характеризуется одним параметром для источников питания постоянного тока – активная мощность (Вт), и двумя параметрами для ист. питания переменного тока. Обычно этими двумя параметрами являются полная мощность (ВА) и активная (Вт). См. например параметры ДГУ и ИБП.

Большинство офисной и бытовой техники, активные (реактивное сопротивление отсутствует или мало), поэтому их мощность указывается в Ваттах. В этом случае при расчёте нагрузки используется значение мощности ИБП в Ваттах. Если нагрузкой являются компьютеры с блоками питания (БП) без коррекции входного коэффициента мощности (APFC), лазерный принтер, холодильник, кондиционер, электромотор (например погружной насос или мотор в составе станка), люминисцентные балластные лампы и др. – при расчёте используются все вых. данные ибп: кВА, кВт, перегрузочные характеристики и др.

См. учебники по электротехнике, например:

1. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

2. Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

3. Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

Так же см. AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance http://en.wikipedia.org
(перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Приложение

Пример 1: мощность трансформаторов и автотрансформаторов указывается в ВА (Вольт·Амперах)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ)

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (ЛАТР / лабораторные автотрансформаторы TDGC2)

Пример 2: мощность конденсаторов указывается в Варах (Вольт·Амперах реактивных)

http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39)

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК)

Пример 3: технические данные электромоторов содержат активную мощность (кВт) и cosФ

Для таких нагрузок как электромоторы, лампы (разрядные), компьютерные блоки питания, комбинированные нагрузки и др. — в технических данных указаны P [кВт] и cosФ (активная мощность и коэффициент мощности) или S [кВА] и cosФ (полная мощность и коэффициент мощности) .

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(комбинированная нагрузка – станок плазменной резки стали / Inverter Plasma cutter LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (блок питания ПК)

Дополнение 1

Если нагрузка имеет высокий коэффициент мощности (0.8 … 1.0), то её свойства приближаются к активной нагрузке. Такая нагрузка является идеальной как для сетевой линии, так и для источников электроэнергии, т.к. не порождает реактивных токов и мощностей в системе.

Поэтому во многих странах приняты стандарты нормирующие коэффициент мощности оборудования.

Дополнение 2

Оборудование однонагрузочное (например, БП ПК) и многосоставное комбинированное (например, фрезерный промышленный станок, имеющий в составе несколько моторов, ПК, освещение и др.) имеют низкие коэффициенты мощности (менее 0.8) внутренних агрегатов (например, выпрямитель БП ПК или электромотор имеют коэффициент мощности 0.6 .. 0.8). Поэтому в настоящее время большинство оборудования имеет входной блок корректора коэффициента мощности. В этом случае входной коэффициент мощности равен 0.9 … 1.0, что соответствует нормативным стандартам.

Дополнение 3. Важное замечание относительно коэффициента мощности ИБП и стабилизаторов напряжения

Нагрузочная способность ИБП и ДГУ нормирована на стандартную промышленную нагрузку (коэффициент мощности 0.8 с индуктивным характером). Например, ИБП 100 кВА / 80 кВт. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 80 кВт, или смешанную (активно-реактивную) нагрузку максимальной мощности 100 кВА с индуктивным коэффициентом мощности 0.8.

В стабилизаторах напряжения дело обстоит иначе. Для стабилизатора коэффициент мощности нагрузки безразличен. Например, стабилизатор напряжения 100 кВА. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 100 кВт, или любую другую (чисто активную, чисто реактивную, смешанную) мощностью 100 кВА или 100 кВАр с любым коэффициентом мощности емкостного или индуктивного характера. Обратите внимание, что это справедливо для линейной нагрузки (без высших гармоник тока). При больших гармонических искажениях тока нагрузки (высокий КНИ) выходная мощность стабилизатора снижается.

Дополнение 4

Наглядные примеры чистой активной и чистой реактивных нагрузок:

• К сети переменного тока 220 VAC подключена лампа накаливания 100 Вт – везде в цепи есть ток проводимости (через проводники проводов и вольфрамовый волосок лампы). Характеристики нагрузки (лампы): мощность S=P~=100 ВА=100 Вт, PF=1 => вся электрическая мощность активная, а значит она целиком поглащается в лампе и превращается в мощность тепла и света.
• К сети переменного тока 220 VAC подключен неполярный конденсатор 7 мкФ – в цепи проводов есть ток проводимости, внутри конденсатора идёт ток смещения (через диэлектрик). Характеристики нагрузки (конденсатора): мощность S=Q~=100 ВА=100 ВАр, PF=0 => вся электрическая мощность реактивная, а значит она постоянно циркулирует от источника к нагрузке и обратно, опять к нагрузке и т.д.

Дополнение 5

Для обозначения преобладающего реактивного сопротивления (индуктивного либо ёмкостного) коэффициенту мощности приписывается знак:

+ (плюс) – если суммарное реактивное сопротивление является индуктивным (пример: PF=+0.5). Фаза тока отстаёт от фазы напряжения на угол Ф.

— (минус) – если суммарное реактивное сопротивление является ёмкостным (пример: PF=-0,5). Фаза тока опережает фазу напряжения на угол Ф.

Дополнение 6

Дополнительные вопросы

Вопрос 1:
Почему во всех учебниках электротехники при расчете цепей переменного тока используют мнимые числа / величины (например, реактивная мощность, реактивное сопротивление и др.), которые не существуют в реальности?

Ответ:
Да, все отдельные величины в окружающем мире – действительные. В том числе температура, реактивное сопротивление, и т.д. Использование мнимых (комплексных) чисел – это только математический приём, облегчающий вычисления. В результате вычисления получается обязательно действительное число. Пример: реактивная мощность нагрузки (конденсатора) 20кВАр – это реальный поток энергии, то есть реальные Ватты, циркулирующие в цепи источник–нагрузка. Но что бы отличить эти Ватты от Ваттов, безвозвратно поглащаемых нагрузкой, эти «циркулирующие Ватты» решили называть Вольт·Амперами реактивными .

Замечание:
Раньше в физике использовались только одиночные величины и при расчете все математические величины соответствовали реальным величинам окружающего мира. Например, расстояние равно скорость умножить на время (S=v*t). Затем с развитием физики, то есть по мере изучения более сложных объектов (свет, волны, переменный электрический ток, атом, космос и др.) появилось такое большое количество физических величин, что рассчитывать каждую в отдельности стало невозможно. Это проблема не только ручного вычисления, но и проблема составления программ для ЭВМ. Для решения данное задачи близкие одиночные величины стали объединять в более сложные (включающие 2 и более одиночных величин), подчиняющиеся известным в математике законам преобразования. Так появились скалярные (одиночные) величины (температура и др.), векторные и комплексные сдвоенные (импеданс и др.), векторные строенные (вектор магнитного поля и др.), и более сложные величины – матрицы и тензоры (тензор диэлектрической проницаемости, тензор Риччи и др.). Для упрощения рассчетов в электротехнике используются следующие мнимые (комплексные) сдвоенные величины:

1. Полное сопротивление (импеданс) Z=R+iX
2. Полная мощность S=P+iQ
3. Диэлектрическая проницаемость e=e»+ie»
4. Магнитная проницаемость m=m»+im»
5. и др.

Вопрос 2:

На странице http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power показаны S P Q Ф на комплексной, то есть мнимой / несуществующей плоскости. Какое отношение это все имеет к реальности?

Ответ:
Проводить расчеты с реальными синусоидами сложно, поэтому для упрощения вычислений используют векторное (комплексное) представление как на рис. выше. Но это не значит, что показанные на рисунке S P Q не имеют отношения к реальности. Реальные величины S P Q могут быть представлены в обычном виде, на основе измерений синусоидальных сигналов осциллографом. Величины S P Q Ф I U в цепи переменного тока «источник-нагрузка» зависят от нагрузки. Ниже показан пример реальных синусоидальных сигналов S P Q и Ф для случая нагрузки состоящей из последовательно соединённых активного и реактивного (индуктивного) сопротивлений.

Вопрос 3:
Обычными токовыми клещами и мультиметром измерен ток нагрузки 10 A, и напряжение на нагрузке 225 В. Перемножаем и получаем мощность нагрузки в Вт: 10 A · 225В = 2250 Вт.

Ответ:
Вы получили (рассчитали) полную мощность нагрузки 2250 ВА. Поэтому ваш ответ будет справедлив только, если ваша нагрузка чисто активная, тогда действительно Вольт·Ампер равен Ватту. Для всех других типов нагрузок (например электромотор) – нет. Для измерения всех характеристик любой произвольной нагрузки необходимо использовать анализатор сети, например APPA137:

См. дополнительную литературу, например:

Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance
http://en.wikipedia.org (перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Теория и расчёт трансформаторов малой мощности Ю.Н.Стародубцев / РадиоСофт Москва 2005 г. / rev d25d5r4feb2013

Единицы измерения энергии, мощности и их правильное использование. Ватт

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 мегаватт-час [МВт·ч] = 1000 киловатт-час [кВт·ч]

Исходная величина

Преобразованная величина

джоуль гигаджоуль мегаджоуль килоджоуль миллиджоуль микроджоуль наноджоуль аттоджоуль мегаэлектронвольт килоэлектронвольт электрон-вольт эрг гигаватт-час мегаватт-час киловатт-час киловатт-секунда ватт-час ватт-секунда ньютон-метр лошадиная сила-час лошадиная сила (метрич.)-час международная килокалория термохимическая килокалория международная калория термохимическая калория большая (пищевая) кал. брит. терм. единица (межд., IT) брит. терм. единица терм. мега BTU (межд., IT) тонна-час (холодопроизводительность) эквивалент тонны нефти эквивалент барреля нефти (США) гигатонна мегатонна ТНТ килотонна ТНТ тонна ТНТ дина-сантиметр грамм-сила-метр· грамм-сила-сантиметр килограмм-сила-сантиметр килограмм-сила-метр килопонд-метр фунт-сила-фут фунт-сила-дюйм унция-сила-дюйм футо-фунт дюймо-фунт дюймо-унция паундаль-фут терм терм (ЕЭС) терм (США) энергия Хартри эквивалент гигатонны нефти эквивалент мегатонны нефти эквивалент килобарреля нефти эквивалент миллиарда баррелей нефти килограмм тринитротолуола Планковская энергия килограмм обратный метр герц гигагерц терагерц кельвин aтомная единица массы

Общие сведения

Энергия — физическая величина, имеющая большое значение в химии, физике, и биологии. Без нее жизнь на земле и движение невозможны. В физике энергия является мерой взаимодействия материи, в результате которого выполняется работа или происходит переход одних видов энергии в другие. В системе СИ энергия измеряется в джоулях. Один джоуль равен энергии, расходуемой при перемещении тела на один метр силой в один ньютон.

Энергия в физике

Кинетическая и потенциальная энергия

Кинетическая энергия тела массой m , движущегося со скоростью v равна работе, выполняемой силой, чтобы придать телу скорость v . Работа здесь определяется как мера действия силы, которая перемещает тело на расстояние s . Другими словами, это энергия движущегося тела. Если же тело находится в состоянии покоя, то энергия такого тела называется потенциальной энергией. Это энергия, необходимая, чтобы поддерживать тело в этом состоянии.

Например, когда теннисный мяч в полете ударяется об ракетку, он на мгновение останавливается. Это происходит потому, что силы отталкивания и земного притяжения заставляют мяч застыть в воздухе. В этот момент у мяча есть потенциальная, но нет кинетической энергии. Когда мяч отскакивает от ракетки и улетает, у него, наоборот, появляется кинетическая энергия. У движущегося тела есть и потенциальная и кинетическая энергия, и один вид энергии преобразуется в другой. Если, к примеру, подбросить вверх камень, он начнет замедлять скорость во время полета. По мере этого замедления, кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. Это преобразование происходит до тех пор, пока запас кинетической энергии не иссякнет. В этот момент камень остановится и потенциальная энергия достигнет максимальной величины. После этого он начнет падать вниз с ускорением, и преобразование энергии произойдет в обратном порядке. Кинетическая энергия достигнет максимума, при столкновении камня с Землей.

Закон сохранения энергии гласит, что суммарная энергия в замкнутой системе сохраняется. Энергия камня в предыдущем примере переходит из одной формы в другую, и поэтому, несмотря на то, что количество потенциальной и кинетической энергии меняется в течение полета и падения, общая сумма этих двух энергий остается постоянной.

Производство энергии

Люди давно научились использовать энергию для решения трудоемких задач с помощью техники. Потенциальная и кинетическая энергия используется для совершения работы, например, для перемещения предметов. Например, энергия течения речной воды издавна используется для получения муки на водяных мельницах. Чем больше людей использует технику, например автомобили и компьютеры, в повседневной жизни, тем сильнее возрастает потребность в энергии. Сегодня большая часть энергии вырабатывается из невозобновляемых источников. То есть, энергию получают из топлива, добытого из недр Земли, и оно быстро используется, но не возобновляется с такой же быстротой. Такое топливо — это, например уголь, нефть и уран, который используется на атомных электростанциях. В последние годы правительства многих стран, а также многие международные организации, например, ООН, считают приоритетным изучение возможностей получения возобновляемой энергии из неистощимых источников с помощью новых технологий. Многие научные исследования направлены на получение таких видов энергии с наименьшими затратами. В настоящее время для получения возобновляемой энергии используются такие источники как солнце, ветер и волны.

Энергия для использования в быту и на производстве обычно преобразуется в электрическую при помощи батарей и генераторов. Первые в истории электростанции вырабатывали электроэнергию, сжигая уголь, или используя энергию воды в реках. Позже для получения энергии научились использовать нефть, газ, солнце и ветер. Некоторые большие предприятия содержат свои электростанции на территории предприятия, но большая часть энергии производится не там, где ее будут использовать, а на электростанциях. Поэтому главная задача энергетиков — преобразовать произведенную энергию в форму, позволяющую легко доставить энергию потребителю. Это особенно важно, когда используются дорогие или опасные технологии производства энергии, требующие постоянного наблюдения специалистами, такие как гидро- и атомная энергетика. Именно поэтому для бытового и промышленного использования выбрали электроэнергию, так как ее легко передавать с малыми потерями на большие расстояния по линиям электропередач.

Электроэнергию преобразуют из механической, тепловой и других видов энергии. Для этого вода, пар, нагретый газ или воздух приводят в движение турбины, которые вращают генераторы, где и происходит преобразование механической энергии в электрическую. Пар получают, нагревая воду с помощью тепла, получаемого при ядерных реакциях или при сжигании ископаемого топлива. Ископаемое топливо добывают из недр Земли. Это газ, нефть, уголь и другие горючие материалы, образованные под землей. Так как их количество ограничено, они относятся к невозобновляемым видам топлива. Возобновляемые энергетические источники — это солнце, ветер, биомасса, энергия океана, и геотермальная энергия.

В отдаленных районах, где нет линий электропередач, или где из-за экономических или политических проблем регулярно отключают электроэнергию, используют портативные генераторы и солнечные батареи. Генераторы, работающие на ископаемом топливе, особенно часто используют как в быту, так и в организациях, где совершенно необходима электроэнергия, например, в больницах. Обычно генераторы работают на поршневых двигателях, в которых энергия топлива преобразуется в механическую. Также популярны устройства бесперебойного питания с мощными батареями, которые заряжаются когда подается электроэнергия, а отдают энергию во время отключений.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Мощность выражают не только в ваттах, но и в производных единицах: микро- и милливаттах, киловаттах, мегаваттах. Обозначения «мВт » и «МВт» неравнозначны: первая обозначает милливатт, а вторая – мегаватт.

Инструкция

1. Если в обозначении «МВт» первая буква заглавная, условие задачи состоит в том, дабы перевести киловатты в мегаватты. Один киловатт равен одной тысяче ватт, а один мегаватт – миллиону ватт, а значит, тысяче киловатт. Таким образом, дабы перевести мощность, выраженную в киловаттах, в мегаватты, поделите желанную величину на 1000, скажем:15 кВт=(15 /1000) МВт=0,015 МВт.

2. Если в обозначении «мВт » первая буква заглавная, условие задачи состоит в том, дабы перевести киловатты в милливатты.7. Именно в таком виде в отношении значения мощности либо иной величины комфортно осуществлять вычисления при помощи научного калькулятора, тот, что, в различие от обыкновенного, приспособлен для работы с таким представлением чисел.

5. Если вы решаете задачу, где правда бы часть величин (напряжение, ток, сопротивление, мощность и др.) выражены во внесистемных единицах, сначала переведите все данные в систему СИ (в частности, мощность переведите в ватты), после этого решите задачу, и лишь позже этого переведите итог в комфортные единицы. Если этого не сделать заблаговременно, определение порядка итога и единиц, в которых он выражен, гораздо усложняется.

При измерениях либо расчетах физических величин применяются соответствующие единицы измерения. Дабы не ошибиться, при решении задач либо в утилитарных вычислениях все значения традиционно приводят в цельную систему измерений. Когда необходимо перевести ватты в киловатты либо часы в минуты, то вопросов обыкновенно не появляется. Но когда требуется перевести киловатт часы в киловатты, нужна добавочная информация.

Вам понадобится

Инструкция

1. Если надобно перевести в киловатты показания электросчетчика, которые, как знаменито, измеряются в киловатт-часах, скорее каждого, ничего переводить не придется. Легко перепишите цифры с табло счетчика. Дело в том, что в быту киловатт-часы дюже зачастую называют примитивно киловаттами. Не пытайтесь объяснить пожилым людям, что они заблуждаются. Легко отнеситесь к бытовым киловаттам как к сокращенному названию киловатт-часов.

2. На практике переводить киловатт часы в киловатты доводится в тех случаях, когда необходимо замерить мощность электроприбора, а нужных измерительных приборов нет. Дабы узнать потребляемую мощность электрического прибора, запишите показания электросчетчика. После этого отключите все электроприборы, в том числе и холодильник. Подключите к электросети тестируемое устройство и включите его. Засеките время включения и через час отключите электроприбор (включите холодильник). Запишите новые показания электросчетчика и отнимите от них бывшие показания. Полученная разность будет единовременно числом киловатт часов (числом электроэнергии, потребленной прибором) и числом киловатт – мощностью устройства (в киловаттах).

3. Если в киловатты требуется киловатт часы не за час, а за произвольный отрезок времени, воспользуйтесь дальнейшей формулой:Ккв = Кквч / Кч, где Ккв – число киловатт, Кквч – число киловатт-часов, Кч – число часов (время, в течение которого производились измерения).

4. Пускай, скажем, нужно определить среднюю мощность всех электроприборов в квартире в течение суток. Для этого примитивно запишите показания счетчика и время, в которое эти показания снимались. После этого ровно через сутки вновь снимите показания электросчетчика. Разность этих показаний будет равняться числу киловатт-часов. Для того дабы перевести эти киловатт часы в киловатты, поделите это число на 24 (число часов в сутках) и получите среднесуточную мощность энергопотребления.

Видео по теме

В амперах измеряют силу электрического тока, в ваттах — электрическую, тепловую и механическую мощность. Ампер и ватт в электротехнике связаны между собой определенными формулами, впрочем от того что в них измеряют различные физические величины, примитивно перевести амперы в кВт не получится. Но дозволено одни единицы выразить через другие. Разберемся, как соотносятся ток и мощность в электрической сети разного вида.

Вам понадобится

• – тестер;
• – токоизмерительные клещи;
• – справочник по электротехнике;
• – калькулятор.

Инструкция

1. Измерьте тестером напряжение сети, к которой подключен электроприбор.

2. Измерьте с подмогой токоизмерительных клещей величину тока.

3. Напряжение сети – постоянноеУмножьте величину тока (амперы) на значение напряжения сети (вольты). Полученное произведение — мощность в ваттах. Для перевода в киловатты надобно поделить это число на 1000.

4. Напряжение сети — переменное однофазноеУмножьте значение напряжения сети на величину тока и косинус угла фи (показатель мощности). Полученное произведение – потребляемая энергичная мощность в ваттах. Для перевода этого числа в киловатты поделите его на 1000.

5. Косинус угла между полной и энергичной мощностью в треугольнике мощностей равен отношению энергичной мощности к полной. Угол фи напротив называют сдвигом фаз между напряжением и током – сдвиг появляется при наличии в цепи индуктивности. Косинус фи равен единице при чисто энергичной нагрузке (электрические нагреватели, лампы накаливания) и около 0,85 — при смешанной нагрузке. Чем поменьше реактивная составляющая полной мощности, тем поменьше потери, следственно показатель мощности различно тяготятся повысить.

6. Напряжение сети — переменное трехфазноеПеремножьте величину напряжения и тока одной из фаз. Умножьте полученное значение на показатель мощности. Подобно рассчитывается мощность 2-х других фаз. После этого, все три фазные мощности складываются. Полученная сумма и будет значение мощности электроустановки, подключенной к трехфазной сети. При симметричной нагрузке по каждым трем фазам энергичная мощность равна произведению, фазного тока, фазного напряжения и показателя мощности, помноженному на три.

Видео по теме

Полезный совет
На многих электроприборах значения потребляемой мощности либо тока теснее указаны в инструкции, на корпусе либо упаковке. Зная мощность дозволено перевести амперы в киловатты, а дозволено исполнить обратные действия – то есть по знаменитым величинам мощности и напряжения вычислить значение потребляемого тока. Есть негласное правило для сети переменного тока, дозволяющее получить примерный итог при подсчете сечений проводов и выборе пуско-регулирующей аппаратуры: величина мощности равна половинному значению тока.

Выбирая в магазине фен, блендер или пылесос, можно заметить, что на его лицевой панели всегда указаны цифры с латинской литерой W. Причем, по утверждению продавцов, чем выше ее значение — тем лучше и быстрее будет выполнять свои прямые функции данный электроприбор. Справедливо ли такое утверждение? Возможно, это очередной рекламный трюк? Как расшифровывается W, и что это за величина? Давайте узнаем ответы на все эти вопросы.

Определение

Вышеупомянутая буква — это латинское сокращение от хорошо знакомой всем с уроков физики величины — ватт (watt). Согласно нормативам международной системы СИ, Вт (W) является единицей измерения мощности.

Если вернуться к вопросу с характеристиками бытовых электроприборов, то, чем выше число ватт в любом из них, тем он мощнее.

К примеру, на витрине лежат два блендера с одинаковой стоимостью: один из них — популярной фирмы в 250 W (Вт), другой — менее известного производителя, зато с мощностью в 350 W (Вт).

Эти цифры означают, что второй будет измельчать или взбивать продукты быстрее первого на протяжении одного и того же промежутка времени. Поэтому, если покупателю в первую очередь важна скорость выполнения процесса, стоит выбрать второй вариант. Если быстрота не играет ключевой роли, можно приобрести первый, как более надежный и, возможно, долговечный.

Кто придумал использовать ватты

Как ни странно это звучит сегодня, но до появления ватт единицей измерения мощности практически во всем мире были лошадиные силы (л.с., на английском — hb), реже использовалась фут-фунт-сила в секунду.

Названы ватты были в честь человека, который придумал и внедрил эту единицу — шотландского инженера и изобретателя Джеймса Ватта (James Watt). Из-за этого данный термин в сокращении пишется с заглавной буквы W (Вт). Это же правило касается любой единицы в системе СИ, названной фамилией ученого.

Название, как и сама единица измерения, впервые было официально рассмотрено в 1882 г. в Великобритании. После этого чуть менее ста лет понадобилось ваттам, чтобы быть принятыми во всем мире и стать одной из единиц Международной системы СИ (это произошло в 1960).

Формулы для нахождения мощности

С уроков физики многие помнят разнообразные задачки, в которых нужно было высчитать мощность тока. Как тогда, так и сегодня используется для поиска ватт формула: N = A/t.

Расшифровывалась она следующим образом: А — это количество работы, разделенное на время (t), на протяжении которого она была выполнена. А если еще вспомнить, что работа измеряется в Джоулях, а время — в секундах, получается, что 1 Вт — это 1Дж/1с.

Рассмотренную формулу можно немного видоизменить. Для этого стоит вспомнить простейшую схему для нахождения работы: A = F х S. Согласно ей получается, что работа (А) равна производной совершающей ее силы (F) на путь, пройденный объектом под воздействием данной силы (S). Теперь для нахождения мощности (ватт) формулу первую совмещаем со второй. Получается: N = F х S /t.

Дольные единицы ватт

Разобравшись с вопросом «Ватты (Вт) — это что такое?», стоит узнать какие дольные единицы можно образовывать исходя из имеющихся данных.

При изготовлении измерительных приборов для медицинских целей, а также важных лабораторных исследований, необходимо, чтобы они обладали невероятной точностью и чувствительностью. Ведь от этого зависит не просто результат, а иногда жизнь человека. Столь «чутким» аппаратам, как правило, нужна небольшая мощность — в десятки раз меньше ватта. Чтобы не мучиться со степенями и нолями, для ее определения используются дольные единицы ватта: дВт (дециватты — 10 -1), сВт (сантиватты — 10 -2), мВт (милливатты — 10 -3), мкВт (микроватты — 10 -6), нВт (нановатты -10 -9) и еще несколько более мелких, вплоть до 10 -24 — иВт (иоктоватты).

С большинством вышеперечисленных дольных единиц обычный человек не сталкивается в быту. Как правило, с ними работают только ученые-исследователи. Также данные величины фигурируют в различных теоретических расчетах.

Ватты, киловатты и мегаватты

Разобравшись с дольными, стоит рассмотреть и кратные единицы ватт. Как раз с ними каждый человек сталкивается довольно часто, разогревая воду в электрочайнике, заряжая мобильный телефон или выполняя другие ежедневные «ритуалы».

Всего на сегодняшний день учеными выделено около десятка таких единиц, однако широко известны из них всего две — киловатты (кВт — kW) и мегаватты (MW, МВт — в данном случае ставится заглавная литера «м», чтобы не путать эту единицу с милливаттами — мВт).

Один киловатт равен тысяче ватт (10 3 Вт), а один мегаватт — миллиону ватт (10 6 Вт).

Как и в случае с дольными единицами, и среди кратных есть особые, которые применяются только на узкопрофильных предприятиях. Так, на электростанциях иногда используются ГВт (гигаватты — 10 9) и ТВт (тераватты — 10 12).

Кроме указанных выше, выделяются петаватты (ПВт — 10 15), эксаватты (ЭВт — 10 18), зеттаватты (ЗВт — 10 21) и иоттаватты (ИВт — 10 24). Как и особо малые дольные единицы, большие кратные используются в основном при теоретических расчетах.

Ватт и ватт-час: в чем отличие?

Если на электроприборах мощность отображается литерой W (Вт), то при взгляде на обычный бытовой электросчетчик можно увидеть несколько другое сокращение: kW⋅h (кВт⋅ч). Оно расшифровывается как «киловатт-час».

Помимо них выделяются и ватт-часы (Вт⋅ч — W⋅h). Стоит обратить внимание, что по международным и отечественным стандартам подобные единицы в сокращенном виде записываются всегда только с точкой, а в полном варианте — через тире.

Ватт-часы и киловатт-часы являются отличными единицами от Вт и кВт. Разница состоит в том, что с их помощью измеряется не мощность передаваемой электроэнергии, а сама она непосредственно. То есть, киловатт-часы показывают, какое именно ее количество было произведено (передано или использовано) за единицу времени (в данном случае за один час).

Киловатт — кратная единица, образованная от «Ватт»

Ватт

Ватт (Вт, W) — системная единица измерения мощности.
Ватт — универсальная производная единица в системе СИ, имеющая специальное наименование и обозначение. Как единица измерения мощности, «Ватт» был признан в 1889г. Тогда же эта единица и была названа в честь Джеймса Уатта (Ватта).

Джеймс Ватт — человек, который придумал и сделал универсальную паровую машину

Как производная единица системы СИ, «Ватт» был включён в неё в 1960г.
С тех пор, в Ваттах измеряется мощность всего подряд.

В системе СИ, в Ваттах, допускается измерять любую мощность — механическую, тепловую, электрическую и т.д. Также допускается образование кратных и дольных единиц от исходной единицы (Ватт). Для этого рекомендовано использовать набор стандартных префиксов системы СИ, вида — кило, мега, гига и т.д.

Единицы измерения мощности, кратные ватт:

• 1 ватт
• 1000 ватт = 1 киловатт
• 1000 000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт
• 1000 000 000 ватт = 1000 мегаватт = 1000 000 киловатт = 1гигаватт
• и т.д.

Киловатт-час

В системе СИ нет такой единицы измерения.
Киловатт-час (кВт⋅ч, kW⋅h) — это внесистемная единица, которая выведена исключительно для учёта использованной или произведённой электроэнергии. В киловатт-часах учитывается количество потреблённой или произведённой электроэнергии.

Использование «киловатт-час», как единицы измерения, на территории России регламентирует ГОСТ 8.417-2002, в котором однозначно указано наименование, обозначение и область применения для «киловатт-час».

Скачать ГОСТ 8.417-2002 (cкачиваний: 2996)

Выдержка из ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин», п.6 Единицы, не входящие в СИ (фрагмент таблицы 5).

Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ

Для чего нужен киловатт-час

ГОСТ 8.417-2002 рекомендует использовать «киловатт-час», как основную единицу измерения для учёта количества использованной электроэнергии. Потому что «киловатт-час» — это наиболее удобная и практичная форма, позволяющая получать наиболее приемлемые результаты.

При этом, ГОСТ 8.417-2002 абсолютно не возражает против использования кратных единиц, образованных от «киловатт-час» в тех случаях, когда это уместно и необходимо. Например, при лабораторных работах или при учёте выработанной электроэнергии на электростанциях.

Образованные кратные единицы от «киловатт-час» выглядят, соответственно:

• 1 киловатт-час = 1000 ватт-час,
• 1 мегаватт-час = 1000 киловатт-час,
• и т.д.

Как правильно писать киловатт-час⋅

Правописание термина «киловатт-час» по ГОСТ 8.417-2002:

• полное наименование нужно писать через дефис:
  ватт-час, киловатт-час
• краткое обозначение нужно писать через точку:
  Вт⋅ч, кВт⋅ч, kW⋅h

Прим. Некоторые браузеры неверно интерпретируют HTML-код страницы и вместо точки (⋅) отображают знак вопроса (?) или иной кракозябр.

Аналоги ГОСТ 8.417-2002

Большинство национальных технических стандартов нынешних постсоветских стран увязаны со стандартами бывшего Союза, поэтому в метрологии любой страны постсоветского пространства можно найти аналог российского ГОСТ 8.417-2002, либо ссылку на него, либо его переработанный вариант.

Обозначение мощности электроприборов

Общепринятая практика — обозначать мощность электроприборов на их корпусе.
Возможно следующее обозначение мощности электрооборудования:

• в ваттах и киловаттах (Вт, кВт, W, kW)
  (обозначение механической или тепловой мощности электроприбора)
• в ватт-часах и киловатт-часах (Вт⋅ч, кВт⋅ч, W⋅h, kW⋅h)
  (обозначение потребляемой электрической мощности электроприбора)
• в вольт-амперах и киловольт-амперах (VA, кVA)
  (обозначение полной электрической мощности электроприбора)

Единицы измерения для обозначения мощности электроприборов

ватт-час и киловатт-час (Вт ⋅ч, кВт ⋅ч, W ⋅h, kW ⋅h) — внесистемные единицы измерения потребляемой электрической энергии (потребляемой мощности). Потребляемая мощность — это количество электроэнергии, расходуемое электрооборудованием за единицу времени своей работы. Чаще всего, «ватт-часы» и «киловатт-часы» применяются для обозначения потребляемой мощности бытовой электротехники, по которой её собственно и выбирают.

вольт-ампер и киловольт-ампер (ВА, кВА, VA, кVA) — Единицы измерения электрической мощности в системе СИ, эквивалентные ватт (Вт) и киловатт (кВт). Используются в качестве единиц измерения величины полной мощности переменного тока. Вольт-амперы и киловольт-амперы применяются при электротехнических расчётах в тех случаях, когда важно знать и оперировать именно электрическими понятиями. В этих единицах измерения можно обозначать электрическую мощность любого электроприбора переменного тока. Такое обозначение будет наиболее соответствовать требованиям электротехники, с точки зрения которой — все электроприборы переменного тока имеют активную и реактивную составляющие, поэтому общая электрическая мощность такого прибора должна определяться суммой её частей. Как правило, в «вольт-амперах» и кратным им единицам измеряют и обозначают мощность трансформаторов, дросселей и других, чисто электрических преобразователей.

Выбор единиц измерения в каждом случае происходит индивидуально, на усмотрение производителя. Поэтому, можно встретить бытовые микроволновки от разных производителей, мощность которых указана в киловаттах (кВт, kW), в киловатт-часах (кВт⋅ч, kW⋅h) или в вольт-амперах (ВА, VA). И первое, и второе, и третье — не будет ошибкой. В первом случае производитель указал тепловую мощность (как нагревательного агрегата), во втором — потребляемую электрическую мощность (как электропотребителя), в третьем — полную электрическую мощность (как электроприбора).

Поскольку бытовое электрооборудование достаточно маломощное, чтобы учитывать законы научной электротехники, то на бытовом уровне, все три цифры — практически совпадают

Учитывая вышеизложенное можно ответить на главный вопрос статьи

Киловатт и киловатт-час | Какая разница?

• Самая большая разница заключается в том, что киловатт — это единица измерения мощности, а киловатт-час — это единица измерения электроэнергии. Путаница и неразбериха возникает на бытовом уровне, где понятия киловатт и киловатт-час отождествляются с измерением производимой и потребляемой мощности бытового электроприбора.
• На уровне бытового прибора-электропреобразователя — разница только в разделении понятий выдаваемой и потребляемой энергии. В киловаттах измеряется выдаваемая тепловая или механическая мощность электроагрегата. В киловатт-часах измеряется потребляемая электрическая мощность электроагрегата. Для бытового электроприбора цифры вырабатываемой (механической или тепловой) и потребляемой (электрической) энергии практически совпадают. Поэтому, в быту нет никакой разницы, в каких понятиях выражать и в каких единицах измерять мощность электроприборов.
• Связывание единиц измерения киловатт и киловатт-час применимо только для случаев прямого и обратного преобразования электрической энергии в механическую, тепловую и т.д.
• Совершенно недопустимо применять единицу измерения «киловатт-час» в случае отсутствия процесса преобразования электроэнергии. Например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность дровяного отопительного котла, но можно измерять потребляемую мощность электрического отопительного котла. Или, например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность бензинового двигателя, но можно измерять потребляемую мощность электромотора
• В случае прямого или обратного преобразования электрической энергии в механическую или тепловую, увязать киловатт-час с другими единицами измерения энергии можно при помощи онлайн-калькулятора сайта tehnopost.kiev.ua:

Ватт — это физическая величина, с которой каждому приходится сталкиваться ежедневно, даже не зная об этом. Что же ею измеряется, когда она возникла и по какой формуле ее можно найти? Давайте найдем ответы на все эти вопросы.

Что такое ватт

Прежде всего, стоит узнать определение данного термина. Итак, ватт — единица используемая в Международной системе СИ.

Она может быть трех видов:

• Механическая.
• Электрическая.
• Тепловая.

История появления

Впервые ватты стали использовать как величину для измерения мощности в Великобритании в 1882 г. До этого в ходу были лошадиные силы, причем в отдельных странах их понимание отличалось.

Изобретателем этой единицы измерения (ватт) стал «отец» промышленной революции — Джеймс Ватт (встречается вариант написания Уатт). В честь него, кстати, она и была названа. По этой причине, как и джоуль (назван фамилией британского ученого Джеймса Прескотта Джоуля), так и ватт, в сокращенном виде всегда пишется с большой буквы — Вт (по-английски W).

Начиная с 1960 г. ватт — единица измерения мощности, применяемая во всем мире. Ведь именно тогда он был признан

Формула мощности

Разобравшись с определением и историей появления ватта, стоит узнать его формулу. Выглядит она таким образом: N = А/t. И расшифровывается это как работа, разделенная на время.

Иногда для того, чтобы узнать количество ватт, формулу мощности используют несколько другую: N = F х V. В данном примере искомая величина вычисляется не при помощи работы и времени, а с использованием данных силы и скорости.

Фактически вторая формула — это своеобразная адаптация классической. Просто взято во внимание, что работа равна производной силы на расстояние (А = F х S), а скорость — частное от деления расстояния на время (V = S/t). Если поставить все эти данные: получается такой пример: N = F х S/t = F х V.

Ватты, вольты и амперы

Помимо рассмотренной в предыдущем пункте формулы для поиска изучаемой физической величины, есть и другая. Она демонстрирует взаимосвязь мощности (ватты), и силы тока (амперы).

Однако, прежде чем ознакомиться с ней, стоит узнать немного больше об этих единицах измерения.

Вольт (В, по-английски V) — это единица измерения электрического напряжения. В формулах обозначается латинской литерой U.

Ампер (А, по-английски тоже А) — величина характеризующая силу электрического тока, обозначается буквой І.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

Кратко рассмотрев особенности всех этих величин, получаем данную формулу.

Выглядит она таким образом: Р = U х І. В ней Р — мощность (ватты), U — напряжение (вольты), І — сила тока (амперы).

При необходимости данную формулу можно моделировать, если мощность уже известна, но нужно найти силу тока (І = Р / U) или напряжение (U = Р/ І).

При современном развитии технологий, для того чтобы узнать, сколько ватт содержится в определенном количестве ампер, можно просто найти в интернете специализированную программу расчета мощности и ввести в нее имеющиеся данные. Сделать это несложно, в строке любого поисковика нужно искать фразу «калькулятор перевода ватт в амперы», и система выдаст адреса нужных сайтов.

Дольные единицы Вт

Помимо практического применения, рассматриваемые единицы часто используются для произведения многочисленных теоретических расчетов. Однако, если мощность крайне мала, записывать ватты с помощью десятичных дробей с многочисленными нулями довольно непрактично. Для облегчения этой задачи учеными были введены дольные единицы Вт. Обычно они записываются в виде степеней с минусом.

На сегодняшний день их выделено целый десяток, однако на практике многие из них не используются.

К примеру, первые две дольных единицы ватта: дВт (дециватт, равен 10 -1 Вт) и сВт (сантиватт, равен 10 -2 Вт) не рекомендуются к применению. Зато милливатт (мВт, равен 10 -3), микроватт (мкВт равен 10 -6) и нановатт (нВт равен 10 -9 Вт) — одни из самых используемых. Причем не только в расчетах, но и при изготовлении различных измерительных приборов.

К примеру, в таких медицинских аппаратах, как электрокардиограф и электроэнцефалограф, единицами измерения являются микроватты (мкВт).

Помимо перечисленных выше, есть еще пять дольных единиц: пиковатт (10 -12), фемтоватт (10 -15), аттоватт (10 -18), зептоватт (10 -21) и иоктоватт (10 -24). Однако все они применяются в редких случаях, и то лишь в теоретических расчетах.

Кратные единицы Вт

Сама по себе рассматриваемая единица относительно невелика. К примеру, чтобы постирать один килограмм белья за один час в автоматической стиральной машинке класса А++, понадобится электроэнергии. Однако, если учесть, что в среднем одновременно стирается около 3,5 килограмм вещей, значит, расходуется 525 Вт. И это лишь одна стирка, а сколько их происходит за месяц или год? Немало, как и количества расходуемых ватт. Чтобы облегчить их запись, на основе Вт выделяются десять кратных единиц, записываемых в виде степеней.

Как и в случае с дольными величинами, первые две из них (декаватт — 10 1 и гектоватт — 10 2) не принято использоваться, так что они существует лишь «де-юре».

Стоит отметить, что при записи сокращений кратных единиц часто первые буквы — заглавные. Это делается для того, чтобы не путать мегаватты (МВт — 10 6) с микроваттами (мВт) и другие похожие величины.

Наиболее употребляемым является хорошо известный всем — киловатт (кВт). Он равен тысяче ватт (10 3). Второй по популярности — вышеупомянутый мегаватт. Данная единица чаще всего используется в сфере электроэнергетики. Реже в ней применяются такие величины, как гигаватты (ГВт — 10 9) и тераватты (ТВт — 10 12). К примеру, за один год в среднем человечество потребляет около 1,9 ТВт электроэнергии.

Оставшиеся четыре величины — петаватты (ПВт — 10 15), эксаватты (ЭВт — 10 18), зеттаватты (ЗВт — 10 21) и иоттаватты (ИВт 10 24) — очень редко используются, в основном при проведении теоретических расчетов. К примеру, согласно одному из них, предполагается, что полная мощность излучаемой Солнцем энергии равна 382,8 ИВт.

Несмотря на множество кратных и дольных единиц ватта, осуществлять с ними математические действия несложно. Проще всего переводить все в ватты и далее совершать действия со степенями.

Еще один простой способ, как узнать ватты (количество при использовании больших или малых, связанных с ними величин) — найти в интернете онлайн-калькулятор. Кстати, с его помощью можно переводить Вт даже в лошадиные силы.

Ватты и ватт-часы

Разобравшись с тем, что за единица измерения ватт (а также узнав кратные и дольные ее величины и формулы нахождения), стоит уделить время рассмотрению такого близкого понятия, как ватт-часы (Вт⋅ч). Хотя названия у Вт и Вт⋅ч очень похожи, они обозначают немного разные понятия.

Вторая единица используется для измерения энергии, произведенной за определенный временной промежуток (один час).

Чтобы более понятна была разница, стоит рассмотреть работу обыкновенного электрочайника, с мощностью в 2200 Вт. Для приготовления компотов на зиму хозяйка практически непрерывно нагревала с его помощью воду на протяжении одного часа. За этот время прибор использовал 2200 Вт⋅ч. Если бы женщина взяла более слабый чайник в 1100 Вт, он бы вскипятил такое же количество жидкости за два часа и все равно бы использовал все те же 2200 Вт⋅ч.

Вся поставляемая потребителям электроэнергия измеряется не в ваттах, а именно в ватт-часах (чаще в киловатт-часах, тоже соотношения, один к тысячи). Для подтверждения этого можно просто подойти к любому домовому счетчику. Независимо от страны и фирмы-производителя, возле цифр (демонстрирующих количество используемого электричества) будет стоять пометка «киловатт-час» (кВт⋅ч). Она может быть также на английском: kilowatt-hour (kW⋅h).

При этом мощность любой синтезирующей ее электростанции измеряется в обычных ваттах (киловаттах и мегаваттах).

Мощность — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Мо́щность — физическая величина, выражающая количество передаваемой или преобразуемой (в том числе вырабатываемой, поглощаемой, рассеиваемой и т. д.) энергии за единицу времени.

Также мощностью могут называться иные величины имеющие имеющие одинаковую размерность: полная, неактивная мощность.

Мгновенная мощность выражается как производная энергии по времени:

Единицы измерения мощности[править]

Механическая мощность[править]

Механическая мощность выражает количество механической работы, совершаемое за единицу времени. Её составляют мощности поступательного и вращательного движения. Мощность поступательного движения выражается скалярным произведением векторов силы на скорость , либо произведению их асболютных значений и косинуса угла между ними :

Мощность вращательного движения выражается как скалярное произведение векторов момента силы на угловую скорость , либо произведению их асболютных значений и косинуса угла между ними :

Положительный знак мощности в этих случаях определяет, что работа совершается источником механического воздействия, а отрицательный знак — что работа совершается против источника воздействия. Данные формулы можно получить дифференцированием формулы для механической работы.

Тепловая мощность[править]

Тепловая мощность выражает количество теплоты производимое, передаваемое и поглощаемое в единицу времени.

В теплотехнике помимо общеупотребимых единиц (ватт, эрг-секунда и т. п.) употребляются специальные теплотехнические единицы: британская тепловая единица в час, килокалория в час, и т. п.

Электрическая мощность[править]

Мощность, поглощаемая или производимая участком электрической цепи выражается как произведения напряжения между концами участка и силы тока, проходящей через этот участок :

При этом если положительное направление соответствует вытекающему из «положительного» конца току, то положительный знак мощности соответствует отдаче электрической энергии, а отрицательный — поглощению. Под «положительным» концом подразумевается тот большему потенциалу которого соответствует положительное напряжение.

В электрических цепях напряжение и ток не являются независимыми величинами, а связаны вольт-амперной характеристикой. Таким образом мощность цепи можно определять, зная одну из величин — напряжение или ток и зависимость тока от напряжения в этой цепи:

В пассивных линейных цепях эта зависимость определяется законом ома , где — сопротивление цепи, и в таком случае мощность принимает вид:

Мгновенная мощность в цепях переменного тока является также переменной величиной.

Активная мощность

действительная мощность потребляемая нагрузкой.

Реактивная мощность

величина размерности мощности, создающая дополнительную нагрузку на сети электропитания, но не потребляемая. Для измерения неактивной мощности используют единицу вар, равную по величине ватту. Различают следующие её разновидности:

неактивная мощность

суммарная составляющая реактивных мощностей, обозначается ;

мощность сдвига

реактивная мощность, вызванная разностью фаз напряжения и тока, обозначается ;

мощность искажения

реактивная мощность, вызванная несинусоидальностью напряжения или тока, обозначается .

Полная мощность

величина, равная произведению действующего значения напряжения на действующее значение силы тока. Единица измерения — вольт-ампер (по величине равна ватту). Обозначается .

Полная, активная и реактивная мощности связаны равенством:

.

ед. Электрической энергии | Electrical4U

единица электрической мощности — это ватт, и, следовательно, единица электрической энергии — ватт-секунда, поскольку энергия является продуктом мощности и времени. Ватт-секунды называются джоулями. Один джоуль означает работу, необходимую для передачи тока в один ампер за одну секунду из одной точки в другую с разностью потенциалов в один вольт. Таким образом, электрическая энергия в один джоуль равна произведению одного вольта, одного ампера и одной секунды.

Джоуль, равный одному ватт-секунде, является очень маленькой единицей энергии, и очень трудно измерить практически потребляемую электрическую энергию этим устройством.

Коммерческая единица электрической энергии

Для решения этой проблемы измерения практически потребляемой электроэнергии используется коммерческая единица электрической энергии . Коммерческая единица электрической энергии — это большая единица электрической энергии. Это ватт-час.

Еще одна более крупная единица электроэнергии — киловатт-часы или кВтч.Это равно 1000 X один ватт-час.

Связь между единицей электрической энергии и единицей механической энергии

Основное определение единицы механической энергии — это количество работы, которое необходимо выполнить, чтобы переместить тело на один метр с силой в один ньютон. Эта единица механической энергии — джоуль. Опять же, один джоуль электрической энергии равен одному ватту-секунде. Теперь мы можем написать:

Связь между единицей электрической энергии и единицей тепловой энергии

Тепло — это еще одна форма энергии, которая широко используется в технике.Единица тепловой энергии — калория, британская тепловая единица и тепловая единица по шкале Цельсия. Одна калория тепловой энергии — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма воды до одного градуса по Цельсию.

Практически калория — это очень малая единица тепла, поэтому мы часто используем вместо нее килокалорию. Одна килокалория — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг воды до 1 ^o C.

Британская тепловая единица — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды до 1 ^o. F.

Единица тепла по Цельсию — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды до 1 ^o C.

Механическая работа, которую необходимо выполнить для повышения температуры одного грамма воды до одного градуса по Цельсию. составляет 4,18 джоулей. Можно сказать, что одна калория эквивалентна 4,18 джоуля.

Эквивалент электрической энергии теплового блока по Цельсию

Эквивалент электроэнергии британского теплового блока

Электропитание | Энциклопедия.com

Требования к источникам питания

Батареи в качестве источников питания

Вставные блоки питания

Регулировка напряжения источника питания

Цепи регулирования напряжения

Источники питания и взаимодействие нагрузки

Снижение пульсаций

Минимизация эффектов изменения линейного напряжения

Лабораторные источники питания

Простые трансформаторные источники питания

Импульсные источники питания

Важность источников питания

Ресурсы

Электропитание — это устройство, которое обеспечивает энергию, необходимую для электрического или электронного оборудования.Часто электричество напрямую доступно только из источника с несоответствующими электрическими характеристиками — например, переменного тока (AC) вместо постоянного тока (DC), — и для изменения мощности необходим источник питания в соответствии с требованиями оборудования. Поскольку цифровые устройства, которых так много, работают от довольно низкого напряжения постоянного тока, в то время как мощность обычно доступна в виде довольно высокого напряжения переменного тока, источники питания обычно преобразуют переменный ток в постоянный, повышая и понижая напряжение по мере необходимости. Они также необходимы для кондиционирования питания и тока от батарей к чувствительным устройствам.Например, фонарик не содержит источника питания, а цифровой фотоаппарат есть. Источники питания часто обеспечивают защиту от сбоев источника питания, которые могут повредить оборудование. Они также могут обеспечивать изоляцию от потенциально опасного электрического шума, который обычно встречается в коммерческих линиях электропередач.

Источником питания может быть простая батарея или более сложная, чем поддерживаемое ею оборудование. Соответствующий источник питания является неотъемлемой частью каждого рабочего набора электрических или электронных схем.

Батареи можно было бы использовать для питания почти всего электронного оборудования, если бы не высокая стоимость вырабатываемой ими энергии по сравнению с коммерческими линиями электропередач. Источники питания когда-то назывались вытяжными батареями, подходящее название, потому что они позволяли использовать менее дорогую энергию от коммерческой линии электропередач там, где она доступна. Батареи по-прежнему являются подходящим и экономичным выбором для портативного оборудования со скромными потребностями в энергии.

В аккумуляторах, которые питают электронное оборудование, используются два основных типа химических элементов.Первичные элементы обычно не подлежат перезарядке. Их следует выбросить после того, как их запас энергии будет исчерпан. С другой стороны, вторичные элементы являются перезаряжаемыми. Свинцово-кислотный вторичный элемент, используемый в автомобильном аккумуляторе, можно перезаряжать много раз, прежде чем он выйдет из строя. Никель-кадмиевые батареи основаны на вторичных элементах.

Электроснабжение домов и предприятий по коммерческим линиям электропередачи осуществляется от переменного тока. Однако электронное оборудование почти всегда требует питания постоянного тока (DC).Источники питания обычно меняют переменный ток на постоянный с помощью процесса, называемого выпрямлением. Полупроводниковые диоды, пропускающие ток только в одном направлении, используются для блокировки тока в линии электропередач при изменении полярности. Конденсаторы накапливают энергию для использования, когда диоды не проводят, обеспечивая при необходимости постоянный ток относительно постоянного напряжения.

Из-за плохого регулирования напряжения в электросети свет в доме гаснет при каждом включении холодильника. Точно так же, если изменение тока от источника питания вызывает изменение напряжения, источник питания плохо регулирует напряжение.Большинство электронного оборудования будет работать лучше всего, когда оно будет питаться от источника почти постоянного напряжения. Неопределенное напряжение питания может привести к плохой работе схемы.

Анализ характеристик типичного источника питания упрощается за счет моделирования его как источника постоянного напряжения, включенного последовательно с внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление используется для объяснения изменений напряжения на клеммах при изменении тока в цепи. Чем ниже внутреннее сопротивление данного источника питания, тем больший ток он может выдать при поддержании почти постоянного напряжения на клеммах.Идеальный источник питания для цепей, требующих постоянного напряжения с изменяющимся током нагрузки, должен иметь внутреннее сопротивление, близкое к нулю. Блок питания с очень низким внутренним сопротивлением иногда называют «жестким» блоком питания.

Неадекватный источник питания почти всегда снижает производительность электронного оборудования. Например, усилители звука могут издавать искаженный звук, если напряжение питания падает с каждым громким звуковым импульсом. Было время, когда изображение на телевизорах уменьшалось, если напряжение в сети переменного тока упало ниже минимального значения.Эти проблемы менее значительны сейчас, когда регулирование напряжения включено в большинство источников питания.

Есть два подхода, которые можно использовать для улучшения регулирования напряжения источника питания. Поможет простой блок питания, который намного больше, чем требуется для среднего спроса на оборудование. Блок питания большего размера должен иметь более низкое эффективное внутреннее сопротивление, хотя это не является абсолютным правилом. При более низком внутреннем сопротивлении изменения подаваемого тока менее значительны, а регулирование напряжения улучшается по сравнению с источником питания, работающим с максимальной мощностью.

Для некоторых источников питания требуется более высокое внутреннее сопротивление. Для мощных радиолокационных передатчиков требуется источник питания с высоким внутренним сопротивлением, чтобы выходной сигнал мог закорачиваться каждый раз, когда радар передает импульс сигнала, не повреждая схемы. Телевизионные приемники искусственно увеличивают сопротивление источника питания очень высокого напряжения для кинескопа, намеренно добавляя сопротивление. Это ограничивает ток, который будет подаваться, если техник случайно коснется высокого напряжения, которое в противном случае могло бы вызвать смертельный удар электрическим током.

Источники питания с регулируемым напряжением имеют схему, контролирующую их выходное напряжение. Если это напряжение изменяется из-за изменений внешнего тока или из-за сдвигов напряжения в линии питания, схема регулятора выполняет почти мгновенную компенсационную настройку.

При проектировании источников питания с регулируемым напряжением используются два общих подхода. В менее распространенной схеме шунтирующий стабилизатор подключается параллельно к выходным клеммам источника питания и поддерживает постоянное напряжение за счет потери тока внешней цепи, называемой нагрузкой, не требующейся.Ток, подаваемый нерегулируемой частью источника питания, всегда постоянен. Шунтирующий регулятор почти не отводит ток, когда внешняя нагрузка требует сильного тока. Если внешняя нагрузка уменьшается, ток шунтирующего регулятора увеличивается. Недостаток шунтирующего регулирования заключается в том, что оно рассеивает всю мощность, на которую рассчитан источник, независимо от того, требуется ли энергия для внешней цепи.

Более распространенная конструкция последовательного регулятора напряжения зависит от переменного сопротивления, создаваемого транзистором, включенным последовательно с током внешней цепи.Падение напряжения на транзисторе регулируется автоматически для поддержания постоянного выходного напряжения. Выходное напряжение источника питания непрерывно измеряется по сравнению с точным эталоном, а характеристики транзистора регулируются автоматически для поддержания постоянного выходного сигнала.

Блок питания с адекватным регулированием напряжения часто улучшает характеристики электронного устройства, которое он питает, настолько, что регулирование напряжения является очень распространенной особенностью всех, кроме простейших конструкций.Обычно используются корпусные интегральные схемы, простые трехконтактные устройства, которые содержат последовательный транзистор и большую часть вспомогательных схем регулятора. Эти «готовые» микросхемы позволили очень легко включить в источник питания возможность регулирования напряжения.

Когда один источник питания обслуживает несколько независимых внешних цепей, изменения в потребляемом токе, налагаемые одной цепью, могут вызвать изменения напряжения, которые влияют на работу других цепей. Эти взаимодействия представляют собой нежелательную передачу сигналов через общий источник питания, вызывающую нестабильность.Регуляторы напряжения могут предотвратить эту проблему, уменьшив внутреннее сопротивление общего источника питания.

Когда переменный ток преобразуется в постоянный, небольшие колебания напряжения на частоте питания трудно полностью сгладить или отфильтровать. В случае источников питания, работающих от сети с частотой 60 Гц, результатом является низкочастотное изменение на выходе источника питания, называемое пульсационным напряжением. Пульсации напряжения на выходе источника питания будут добавляться к сигналам, обрабатываемым электронными схемами, особенно в схемах с низким напряжением сигнала.Пульсации можно свести к минимуму, используя более сложную схему фильтра, но их можно уменьшить более эффективно с помощью активного регулирования напряжения. Регулятор напряжения может реагировать достаточно быстро, чтобы отменить нежелательные изменения напряжения.

Напряжение в линии питания обычно беспорядочно колеблется по разным причинам. Специальный трансформатор, регулирующий напряжение, может улучшить стабильность напряжения первичного источника питания. Действие этого трансформатора основано на обмотке катушки, которая включает в себя конденсатор, который настраивает индуктивность трансформатора в резонанс на частоте линии электропередачи.Когда линейное напряжение слишком высокое, циркулирующий ток в резонансной обмотке трансформатора имеет тенденцию насыщать магнитный сердечник трансформатора, снижая его эффективность и вызывая падение напряжения. Когда напряжение в сети слишком низкое, как в жаркий летний день, когда кондиционеры нагружают возможности генераторов и линий электропередач, циркулирующий ток снижается, повышая эффективность трансформатора. Регулировка напряжения, достигаемая этими трансформаторами, может быть полезной, даже если она не идеальна.Один из первых брендов телевизоров включал резонансные трансформаторы для предотвращения изменений размера изображения, сопровождающих нормальные сдвиги напряжения в сети.

Резонансные силовые трансформаторы тратят впустую энергию, что является серьезным недостатком, и они не будут работать хорошо, если не будут сильно нагружены. Регулирующий трансформатор рассеивает почти полную номинальную мощность даже без нагрузки. Они также имеют тенденцию искажать форму волны переменного тока, добавляя гармоники к своему выходу, что может представлять проблему при питании чувствительного оборудования.

Источники питания с регулируемым напряжением — необходимое оборудование в научно-технических лабораториях.Они обеспечивают регулируемый, регулируемый источник электроэнергии для разрабатываемых испытательных схем.

Лабораторные источники питания обычно имеют два программируемых режима: выход постоянного напряжения в выбранном диапазоне тока нагрузки и выход постоянного тока в широком диапазоне напряжений. Точка перехода, при которой действие переключается с постоянного напряжения на действие с постоянным током, выбирается пользователем. Например, может быть желательно ограничить ток в тестовой цепи, чтобы избежать повреждения в случае возникновения скрытой неисправности цепи.Если схема требует тока меньше выбранного значения, схема регулирования будет удерживать выходное напряжение на выбранном значении. Если, однако, схема требует больше, чем выбранный максимальный ток, схема регулятора снизит напряжение на клеммах до любого значения, которое будет поддерживать выбранный максимальный ток через нагрузку. Цепи с питанием никогда не будут позволять пропускать ток, превышающий выбранный предел постоянного тока.

Переменный ток требуется для большинства линий электропередачи, поскольку переменный ток позволяет изменять отношение напряжения к току с помощью трансформаторов.Трансформаторы используются в источниках питания, когда необходимо увеличить или уменьшить напряжение. Выход переменного тока этих трансформаторов обычно должен быть преобразован в постоянный ток. Результирующий пульсирующий постоянный ток фильтруется для создания почти чистого постоянного тока.

Относительно новая разработка в технологии источников питания, импульсный источник питания, становится все более популярной. Импульсные блоки питания легкие и очень эффективные. Почти все персональные компьютеры питаются от импульсных источников питания.

Импульсный источник питания получил свое название от использования транзисторных ключей, которые быстро переключаются на проводимость и отключаются. Ток проходит сначала в одном направлении, а затем в другом, проходя через трансформатор. Пульсации выпрямленного коммутационного сигнала имеют гораздо более высокие частоты, чем частота линии электропередачи, поэтому содержание пульсаций можно легко минимизировать с помощью небольших фильтрующих конденсаторов. Регулировка напряжения может быть достигнута путем изменения частоты переключения. Изменения частоты переключения изменяют КПД трансформатора источника питания в достаточной степени, чтобы стабилизировать выходное напряжение.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Переменный ток — Электрический ток, который течет сначала в одном направлении, затем в другом; сокращенно AC.

Постоянный ток (DC) — Электрический ток, который всегда течет в одном направлении.

Фильтр — Электрическая схема предназначена для сглаживания колебаний напряжения.

Гармоника — Целое число, кратное основной частоте.

Гц — Сокращенное обозначение в системе СИ для Герц, единицы частоты (1 Гц = один цикл в секунду).

Внутреннее сопротивление — Фиктивное сопротивление, предлагаемое для объяснения колебаний напряжения.

Моделирование — Анализ сложного устройства с помощью более простой аналогии.

Ом — Единица электрического сопротивления, равная 1 Вольт на Ампер.

Параллельно — Параллельное электрическое соединение.

Выпрямление — Преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC) путем блокировки обратного потока заряда.

Пульсация — Повторяющееся изменение напряжения из-за недостаточной фильтрации.

Импульсные источники питания обычно не повреждаются при внезапных коротких замыканиях. Действие переключения прекращается почти сразу, защищая питание и нагрузку цепи. Говорят, что импульсный источник питания остановился, когда чрезмерный ток прерывает его действие.

Импульсные блоки питания имеют малый вес, поскольку их компоненты более эффективны на более высоких частотах. Трансформаторам требуется гораздо меньше железа в сердечниках на более высоких частотах.

Импульсные источники питания имеют незначительную пульсацию на слышимых частотах. Изменения в выходной мощности импульсного источника питания неслышны по сравнению с гудением, которое является обычным для источников питания, работающих при частоте сети переменного тока 60 Гц.

Источники питания — не самая привлекательная часть современной техники, но без них электронные продукты, которыми мы окружены, не могли бы функционировать.

См. Также Электричество; Электроника.

КНИГИ

Ленк, Рон. Практическое проектирование источников питания . Нью-Йорк: Wiley / IEEE, 2005.

Марк, Раймонд А. Демистификация импульсных источников питания . Оксфорд, Великобритания: Newnes, 2005.

Дональд Бити

Определение: Электроэнергия | Информация об открытой энергии

Количество энергии, производимой в секунду; скорость передачи электроэнергии; обычно выражается в мегаваттах (МВт). ^[1]

Определение Википедии

Электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.В системе СИ единица мощности — ватт, один джоуль в секунду. Электроэнергия обычно вырабатывается электрическими генераторами, но также может поставляться из таких источников, как электрические батареи. Электроэнергетика обычно снабжает ее предприятиями и жилыми домами (как бытовую электроэнергию) через электрическую сеть. Электроэнергия может доставляться на большие расстояния по линиям электропередачи и использоваться для таких приложений, как движение, свет или тепло с высокой эффективностью. Электроэнергия — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.В системе СИ единица мощности — ватт, один джоуль в секунду. Электроэнергия обычно вырабатывается электрическими генераторами, но также может поставляться из таких источников, как электрические батареи. Электроэнергетика обычно снабжает ее предприятиями и жилыми домами (как бытовую электроэнергию) через электрическую сеть. Для выработки электроэнергии необходимо создать или отремонтировать систему энергоснабжения. Система подачи электроэнергии описывает все процессы, связанные с обеспечением доступности электроэнергии в зданиях.В частности, он включает в себя проводку и электроснабжение всего дома или здания. В системе подачи энергии существуют различные схемы подачи энергии. Схема подачи питания включает в себя розетки, розетки питания и USB-розетки в зданиях для легкого доступа к источнику питания. Электроэнергия может доставляться на большие расстояния по линиям электропередачи и использоваться для таких приложений, как движение, свет или тепло с высокой эффективностью. Электроэнергия — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.В системе СИ единица мощности — ватт, один джоуль в секунду. Электроэнергия обычно вырабатывается электрическими генераторами, но также может поставляться из таких источников, как электрические батареи. Электроэнергетика обычно снабжает ее предприятиями и жилыми домами (как бытовую электроэнергию) через электрическую сеть. Электроэнергия может доставляться на большие расстояния по линиям электропередачи и использоваться для таких приложений, как движение, свет или тепло с высокой эффективностью. == Определение == привет

Reegle Определение

Нет определения reegle

Связанные термины

Электрический ток, Электричество, Энергия, энергия, мощность, производство электроэнергии

Список литературы

1. ↑ http: // 205.254.135.24 / инструменты / глоссарий / index.cfm? Id = E

Электропитание — Требования к источникам питания, Вставные блоки питания, Регулировка напряжения источника питания, Схемы регулирования напряжения — Батареи в качестве источников питания, Источники питания и взаимодействие нагрузки, Простые блоки питания трансформатора

2 минуты чтения

Требования к источникам питания, подключаемым источникам питания, регулированию напряжения источника питания, схемам регулирования напряжения Батареи в качестве источников питания, Источники питания и взаимодействие нагрузки, Простые трансформаторные источники питания

Источник электропитания — это устройство, которое обеспечивает энергией , необходимой электрическому или электронному оборудованию для выполнения своих функций.Часто эта энергия исходит от источника с несоответствующими электрическими характеристиками, и для изменения мощности в соответствии с требованиями оборудования требуется источник питания. Источники питания обычно преобразуют переменный ток в постоянный, повышают или понижают напряжение по мере необходимости и доставляют электрическую энергию с более постоянным напряжением, чем обеспечивает исходный источник. Источники питания часто обеспечивают защиту от сбоев источника питания, которые могут повредить оборудование. Они также могут обеспечивать изоляцию от электрических помех, которые обычно встречаются в коммерческих линиях электропередач.

Источником электропитания может быть простая батарея или более сложная, чем оборудование, которое она поддерживает. Соответствующий источник питания является неотъемлемой частью каждого рабочего набора электрических или электронных схем.

В аккумуляторах, которые питают электронное оборудование, используются два основных типа химических элементов. Первичные элементы обычно не подлежат перезарядке. Их следует выбросить после того, как их запас энергии будет исчерпан. С другой стороны, вторичные элементы являются перезаряжаемыми.Свинцово-кислотный вторичный элемент, используемый в автомобильном аккумуляторе, можно перезаряжать много раз, прежде чем он выйдет из строя. Никель-кадмиевые батареи основаны на вторичных элементах.

Когда один источник питания обслуживает несколько независимых внешних цепей, изменения в потребляемом токе, налагаемые одной цепью, могут вызвать изменения напряжения, которые влияют на работу других цепей. Эти взаимодействия представляют собой нежелательную передачу сигналов через общий источник питания, вызывающую нестабильность. Регуляторы напряжения могут предотвратить эту проблему, уменьшив внутреннее сопротивление общего источника питания.

Переменный ток требуется для большинства линий электропередачи, поскольку переменный ток позволяет изменять соотношение напряжения к току с помощью трансформаторов. Трансформаторы используются в источниках питания, когда необходимо увеличить или уменьшить напряжение. Выход переменного тока этих трансформаторов обычно должен быть преобразован в постоянный ток. Результирующий пульсирующий постоянный ток фильтруется для создания почти чистого постоянного тока.

Источники питания — не самая привлекательная часть современной техники, но без них многие электронные продукты, которые мы считаем само собой разумеющимися, были бы невозможны.

Ресурсы

Книги

Кэннон, Дон Л. Понимание твердотельной электроники. 5 изд. Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: подразделение SAMS издательской компании Prentice Hall Publishing Company, 1991.

Джанколи, Дуглас К. Физика: принципы с приложениями. 3-е изд. Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall, 1991.

Дополнительные темы

Science Encyclopedia Science & Philosophy: Диспрозий — Электрофорез — теория электрофоретики

единиц энергии | Основы энергетики

Джеймс Прескотт Джоуль (1818 — 1889) был британским физиком-самоучкой.
и пивовар, чья работа в середине девятнадцатого века способствовала созданию энергетической концепции.Международная единица энергии медведей
его имя:

1 Джоуль [Дж] = 1 Ватт-секунда [Ws] = 1 В A s = 1 Н · м = 1 кг · м ² с ⁻² .

Чтобы поднять 100-граммовое яблоко на 1 метр, требуется около 1 Дж. Единицы энергии могут предшествовать
различными факторами, в том числе следующими:

кило (k = 10 ³ ), мега (M = 10 ⁶ ), гиг (G = 10 ⁹ ), тера (T = 10 ¹² ), пета (P = 10 ¹⁵ ),
Exa (E = 10 ¹⁸ ).

Таким образом, килоджоуль (кДж) равен 1000 джоулей, а мегаджоуль (МДж) равен 1 000 000 джоулей.

Связанной единицей является ватт, который представляет собой единицу мощности (энергии в единицу времени). Блоки питания могут быть преобразованы в единицы энергии путем умножения на секунды [s], часы [h] или годы [yr].

Например, 1 кВтч [киловатт-час] = 3,6 МДж [мегаджоуль]. На 1 кВт · ч может потребоваться около 10 литров воды. нагреваться от 20 ºC до точки кипения.

Помимо «Système International d’Unités (SI)».«Тонна угольного эквивалента» (tce) часто используется в энергетическом бизнесе. 1 т у.т. равняется 8,141 МВтч. Это означает, что при сжигании 1 кг угля получается столько же тепла как электрическое отопление в течение одного часа из расчета 8,141 кВт.

Больше единиц энергии

1 кал _IT = 4,1868 Дж, калорийность по международной таблице
1 кал _th = 4,184 Дж, термохимическая калория
1 кал ₁₅ ≈ 4.1855 Дж, калорий для нагрева с 14,5 ° C до 15,5 ° C
1 эрг = 10 ⁻⁷ Дж, единица cgs [сантиметр-грамм-секунда]
1 эВ ≈ 1.60218 × 10 ⁻¹⁹ Дж, электрон-вольт
1 Eh ≈ 4.35975 × 10 ⁻¹⁸ Дж, Хартри, единица атомной энергии
1 Btu = 1055,06 Дж, британская тепловая единица согласно ISO, для нагрева 1 фунта воды с 63 ° F до 64 ° F
1 tce = 29,3076 × 10 ⁹ Дж, тонна угольного эквивалента, 7000 ккал _IT
1 toe = 41.868 × 10 ⁹ Дж, т нефтяного эквивалента, 10000 ккал _IT

Калории и / или килокалории [кал и / или ккал] исторически часто использовались для измерения тепла (энергии). и до сих пор иногда используются. Для нагрева грамма воды на 1 ºC требуется 1 кал. Различные определения часто являются результатом несовместимых начальных температур нагрева.

Таблица умножения единиц

Символ	Экспоненциальная	Префикс	Кол. Акций
к	10 3	кг	тыс.
M	10 6	мега	миллионов
G	10 9	гига	миллиардов
Т	10 12	тера	трлн
п.	10 15	пета	квадриллион
E	10 18	exa	квинтиллион

Единица Мегаграмма не используется, так как есть специальный
наименование на миллион грамм, одна тонна (т): 1 т = 1000 кг.

Умножение единиц мощности на единицы времени

Когда ватт умножается на единицу времени, единица энергии образуется следующим образом: 1 Вт = 1 Дж.
Чаще используется киловатт-час: 1 кВтч = 3600 кВт = 3,6 МДж.
Помимо секунды [s] и часа [h], также используются день [d] и год [yr],
с 1 годом = 365,2425 d = 31,556,952 с.
Так, например, энергия одного мегаватт-года может быть записана как 1 МВт · год = 31.557952 TJ (тераджоуль).
Годовое потребление 1 тнэ / год соответствует суточному потреблению около 31,56 кВтч / день.
Годовое потребление 1 ГДж / год соответствует дневному потреблению около 0,7605 кВтч / день.

Преобразование единиц энергии

Преобразование единиц, указанное на этой странице, можно выполнить с помощью калькулятора. В Интернете также можно найти калькуляторы преобразования, такие как Международное энергетическое агентство, преобразование единиц.org и в Страница Роберта Фогта.

Что такое электроэнергия? Типы электроэнергии и единицы измерения

Что такое электроэнергия и как рассчитать ее различные типы с помощью единиц измерения

Электричество является одной из основных потребностей в наше время, и мы не можем представить нашу жизнь без нее. В любой форме, такой как накопленный постоянный ток в батареях или сеть переменного тока от полюсов электросети, в обоих случаях мы используем его для питания нашего повседневного оборудования, а наша промышленность использует его для запуска машин для производства товаров и предложения услуг.Количество потребляемой нами электроэнергии измеряется на основе электрической мощности.

Что такое электроэнергия?

На каждом используемом нами электрическом оборудовании или устройстве указаны определенные номинальные мощности. Это означает, что он потребляет определенную номинальную мощность и преобразует эту электрическую мощность для правильного использования. Например, мобильный телефон использует энергию аккумулятора для питания своего дисплея (преобразование его в свет), динамиков (для генерации звука) и его процессоров (для логических операций) и т. Д.То же, что и машины, которые потребляют электроэнергию и вырабатывают механическую энергию, а нагреватель вырабатывает тепловую энергию.

Обычно , определение мощности — это скорость переданной энергии или энергия, переданная за единицу времени.

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

Электрическая энергия — это энергия, запасенная в заряде Q под действием напряжения V (разности потенциалов).Следовательно, электрическая мощность;

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

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

P = VI

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

Единица мощности

Поскольку электрическая мощность — это поток энергии в единицу времени, а единицей энергии является джоуль.

Электрическая мощность = Джоули / Секунда = Дж / с

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

Ватт, Вт = Джоуль / секунду

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

Мощность может варьироваться от маленьких до очень больших цифр, что упрощается с помощью префиксов, таких как милливатт мВт, киловатт кВт, мегаватт МВт и т. Д.

Расчет электроэнергии

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

P = IV

По закону Ома; V = IR

P = I ² R

или P = V ² / R

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

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

P = IV = 1,2 x 12 = 14,4 Вт

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

или P = V ² / R = (12) ² /10 = 14,4 Вт

Производитель и потребитель

Производитель — это электрическая единица, которая генерирует или поставляет электрическую мощность в цепь. Согласно закону сохранения энергии, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена.Производители преобразуют другие формы энергии в электрическую энергию, такие как батареи, которые преобразуют химическую энергию из химических веществ внутри них, водяные турбины преобразуют кинетическую энергию воды, ветряные турбины преобразуют энергию ветра, солнечные панели преобразуют солнечное излучение. Все эти устройства являются производителями электроэнергии и предлагают электроэнергию в различных средах и условиях.

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

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

Типы электроэнергии

Электроэнергия может быть разделена на два типа в зависимости от характера электрического тока.Два типа электрических токов — это постоянный ток (DC) и переменный ток (AC).

Таким образом, типы электроэнергии — это постоянный и переменный ток, описанные ниже.

Питание постоянного тока

Питание постоянного тока обеспечивается источником постоянного тока, например аккумулятором и фотоэлектрическим элементом. Постоянный ток однонаправленный и постоянный. Поэтому его расчет очень прост. Он равен произведению напряжения и тока.

P = V I

Где V — напряжение на компоненте, а I — ток, проходящий через него

Питание переменного тока

Переменный ток — это непрерывно изменяющийся ток между максимальным и минимальным пиковыми значениями.Мощность, обеспечиваемая таким током, называется электрической мощностью переменного тока. Ток периодически меняет свое направление, что дает представление о частоте и фазе сигнала тока и напряжения.

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

Полная мощность

это полная мощность, подаваемая источником в схему. Как следует из названия, это мощность, которая, кажется, рассеивается внутри цепи. Он обозначается S , & он обозначается;

S = V _rms I _rms

Где

V _rms = RMS (среднеквадратичное) напряжение = V _{пиковое} / √2

I _rms = RMS (среднеквадратичное значение) Ток = I _пик / √2

Кажущаяся мощность — это комбинация активной мощности и реактивной мощности, поэтому она измеряется в вольт-амперах или ВА .

Активная или реальная мощность

Активная мощность или активная мощность — это количество мощности, рассеиваемой внутри общего сопротивления цепи. Это мощность, которая на самом деле находится в цепи. Он обозначается P и обозначается;

P = V _rms I _rms cosϕ

Где

• V _rms = RMS (среднеквадратичное значение) напряжение = V _{пиковое} / √2
• I _rms = RMS (среднеквадратичное значение) Квадрат) Ток = I _пик / √2
• ϕ = фазовый угол или разность фаз между напряжением и током

Измеряется в Вт .

Реактивная мощность

Реактивная мощность — это мощность, которая рассеивается в реактивном сопротивлении цепи. Он тратится впустую внутри проводки цепей в виде тепла и никогда не используется должным образом. Он обозначается Q и обозначается;

Q = V _rms I _rms sinϕ

Где

• V _rms = RMS (среднеквадратичное значение) напряжение = V _{пиковое} / √2
• I _rms = RMS (среднеквадратичное значение) Квадрат) Ток = I _пик / √2
• ϕ = фазовый угол или разность фаз между напряжением и током

Поскольку эта мощность тратится впустую и не используется схемой, она предназначена для полного уменьшения использовать всю мощность источника.Он измеряется в вольтах-амперах, реактивном режиме или коротко известен как VAR .

Связь между полной, активной и реактивной мощностью

Поскольку полная мощность представляет собой комбинацию активной и реактивной мощности, они связаны друг с другом. Связь может быть объяснена с помощью следующего уравнения;

S ² = P ² + Q ²

Где

• S = Полная мощность
• P = Реальная или активная мощность
• Q = Реактивная мощность

Если фазовый сдвиг или фаза дана разница между током и напряжением ϕ, тогда мы также можем рассчитать активную и реактивную мощность, используя;

P = S cos ϕ

Q = S sin ϕ

Коэффициент мощности

Отношение активной или реальной мощности (мощности, которая фактически рассеивается в цепи) к полной мощности (полной мощности подается в цепь) известен как коэффициент мощности.

Коэффициент мощности = P / S

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

Коэффициент мощности = cosϕ

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

Если коэффициент мощности максимальный

Коэффициент мощности = Cosϕ = 1

Это означает, что разность фаз ϕ = 0 °, т.е. напряжение и ток синфазны.Это возможно только в том случае, если полное реактивное сопротивление цепи равно нулю. В этом случае активная мощность P равна полной мощности S , т.е. вся мощность, подаваемая в схему, используется ею. По отношению;

P = S cos ϕ

P = S (1)

P = S

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

Если мощность Коэффициент минимальный

Коэффициент мощности = Cosϕ = 0

Это означает, что разность фаз ϕ = 90 ° i.е. осциллограммы напряжения и тока разнесены на 90 °. Схема имеет чистое реактивное сопротивление и в ней нет сопротивления. Следовательно, вся мощность, подаваемая в схему, будет тратиться впустую внутри проводки и никогда не будет использоваться должным образом. В таком случае активная мощность или фактически используемая мощность равна нулю и рассчитывается по соотношению

P = S cos ϕ

P = S (0)

P = 0

Следовательно, низкий коэффициент мощности избегать в любых условиях, так как это может снизить эффективность системы и тратить энергию.

Похожие сообщения:

Вспомогательная силовая установка — обзор

12.3.2 Вспомогательная силовая установка для воздушных и водных транспортных средств

Обычная ВСУ в самолете представляет собой небольшую газотурбинную систему, которая обеспечивает пневматическую и электрическую энергию для различных операций, таких как запуск главные двигатели, освещение и кондиционер. SOFC-APU может решить проблемы обычных авиационных APU, включая низкий КПД (20% на суше и 40% в воздухе) и высокий уровень шума и загрязнения.Для дальних путешествий целевая мощность по выработке электроэнергии составляет от 400 до 977 кВт [73].

Из-за высокой стоимости разработка авиационного ТОТЭ-ВСУ была ограничена моделированием, которое показало, что система ТОТЭ-ГТ (рис. 12.2A) может быть подходящей конфигурацией [55,74–78]. Одно из имитационных исследований показало, что система ТОТЭ – ГТ может достичь общего теплового КПД 62%. Модель также показала, что высокая температура на входе в турбину и низкий коэффициент давления могут привести к высокому тепловому КПД.

В другом исследовании моделирования система ТОТЭ – ГТ (рис. 12.12) была спроектирована для выработки полезной электрической мощности 440 кВт для дальнемагистрального самолета вместимостью 300 пассажиров [76]. Считалось, что операции на уровне моря и крейсерском уровне (12 500 м) учитывают изменения температуры и давления окружающей среды. Масса системы ТОТЭ-ГТ была значительно выше на уровне моря, чем на крейсерском уровне (1912 кг против 1396 кг), потому что для удовлетворения более высоких требований к мощности на уровне моря требовалось более крупное ТОТЭ, поскольку турбина не могла так сильно расширять газ. под давлением окружающей среды.Система, предназначенная для работы на уровне моря, также имела значительно более низкий тепловой КПД, чем на крейсерском уровне (42% против 73%), поскольку предварительно сжатый воздух из системы экологического контроля можно было использовать на крейсерском уровне.

Рисунок 12.12. Система твердооксидный топливный элемент – газовая турбина как вспомогательная силовая установка самолета [76].

В другом исследовании с использованием моделирования были исследованы две конфигурации системы ТОТЭ – ГТ (рис. 12.13) в виде ВСУ 300-местного дальнемагистрального самолета [78]. Как и в вышеупомянутом исследовании, целевая потребность в электроэнергии составляла 440 кВт.При аналогичных рабочих условиях конфигурация 1 привела к несколько более высокому КПД цикла, чем конфигурация 2 (58% против 54%), поскольку рабочая температура ТОТЭ в конфигурации 1 была выше, чем в конфигурации 2 (944 ° C против 832 ° C), и производительность ТОТЭ увеличивалась с увеличением температуры. Более высокая рабочая температура ТОТЭ в конфигурации 1 была результатом усиленного нагрева топлива паром с низким массовым расходом (рис. 12.13A). Анализ чувствительности (рис. 12.14) показывает, что высокий общий коэффициент теплопередачи и низкий расход воздуха могут привести к высокой эффективности цикла.

Рисунок 12.13. Системы твердооксидный топливный элемент – газовая турбина в качестве вспомогательной силовой установки самолета: (А) конфигурация 1; (B) конфигурация 2 [78].

Рисунок 12.14. Влияние расхода воздуха и общего коэффициента теплопередачи (UA) на КПД цикла [78].

Хотя был запущен один прототип, разработка SOFC-APU для морских применений в значительной степени основана на моделировании [79–82]. В одном исследовании с использованием моделирования изучалась система трех поколений ТОТЭ – ГТ, в которой выходная мощность блока ТОТЭ – ГТ составляла 250 кВт [79].Три-генерация, также известная как комбинированное нагревание, охлаждение и мощность, представляет собой интегрированную энергетическую систему, в которой выхлопные газы обеспечивают нагрев, а осушитель обеспечивает охлаждение. Результаты моделирования показывают, что система SOFC – GT с адсорбционным охладителем двойного действия, осушающим колесом, системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) (рис. 12.15) имела самый высокий общий КПД системы (68%) среди различных конфигураций. Эта система может производить на 25–47% больше электроэнергии, чем система ТОТЭ – ГТ только с отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха.Это улучшение производительности связано с абсорбционным охладителем, который может использовать отходящее тепло от системы SOFC – GT. Кроме того, при использовании абсорбционного чиллера двойного действия достигается большее охлаждение, и, следовательно, система отопления, вентиляции и кондиционирования использует меньше электроэнергии для охлаждения.

Рисунок 12.15. Твердооксидный топливный элемент — абсорбционный охладитель газовой турбины, осушающее колесо, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха [79].

В другом исследовании моделирования система ТОТЭ на дизельном топливе была разработана для обеспечения 120 кВт вспомогательной энергии для морского надводного корабля [80].При целевой выходной электрической мощности 120 кВт полезный КПД системы ТОТЭ на дизельном топливе был значительно выше, чем у судового дизельного двигателя (55% против 25%). Расход CO ₂ системы ТОТЭ был меньше половины работы судового дизельного двигателя (423 г CO ₂ / кВт · ч против 890 гCO ₂ / кВт · ч). Кроме того, система ТОТЭ была значительно легче судового дизельного двигателя (520 кг против 3400 кг) и производила гораздо меньше шума (50 дБ против 100 дБ).

Одним из важных достижений в области SOFC-APU является прототип мощностью 50 кВт, разработанный компанией Sunfire GmbH в рамках проекта SchiffsIntegration BrennstoffZelle (SchiBZ) [81–83].Первоначальное моделирование предполагает, что система ТОТЭ (рис. 12.16) имеет преимущества перед другими системами ТЭ с точки зрения инвестиционных затрат и эффективности системы [81]. Более поздние эксперименты продемонстрировали надежность аналогичной системы ТОТЭ солнечного огня с меньшей выходной мощностью (3,8 кВт), поскольку снижение напряжения за 1000 часов работы было незначительным [83]. Прототип мощностью 50 кВт был установлен на испытательном судне Reederei Braren, чтобы обеспечить 25% -50% бортовой мощности [82].

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт

Рубрики

• Прост
• Радио
• Разное
• Своими руками
• Советы
• Схем
• Схемы
• Транзист
• Транзисторы
• Электрон
• Электроника