Site Loader

Содержание

В чем измеряется мощность: активная, реактивная, полная

Электрические приборы характеризуются многими параметрами, одной из которых является мощность. Об этом многие слышали, но не каждый может точно объяснить, что это такое, в чем измеряется мощность и как ее определить.

Знание мощности помогает сравнивать однотипные устройства, подбирать необходимый источник питания, прогнозировать расход электроэнергии и некоторое другое. В первую очередь, конечно же, необходимо познакомиться с этим термином.

Что такое мощность электрического тока

Под мощностью электрического тока понимают некоторые изменения, связанные с энергией. Например, передача электроэнергии по проводам. В этом случае определяется мощность линии.

Или это может быть преобразование, так электродвигатель может совершать какую-то механическую работу, телефон преобразует электричество в радиоволны, расходует энергию на работу процессора, экрана и тому подобное. Получается, что под мощностью понимают потребление энергии за определенный промежуток времени.

Но есть и обратный процесс. Так генератор, напротив, вырабатывает электроэнергию, отдавая ее потребителю, обладает какой-то мощностью. Аккумулятор может быть как источником энергии, так и потребителем во время заряда. По своей сущности мощность является скалярной величиной и определяется в точечном отрезке времени.

Скалярная – величина, определяемая только числом, без указания направления движения электрического тока.

Кроме того, сам потребитель может менять свою мощность в зависимости от поставленной задачи. На примере съемочной камеры это легче объяснить.

При работе камеры ток потребления один, если делается фотосъемка, то мощность другая, а если применяется вспышка, то мощность уже третья. И каждый раз можно определить потребление энергии с помощью простой формулы.

Формула расчета мощности, тока и напряжения

Сначала следует определить входящие в формулу единицы измерения мощности или определить, что делает электрическую энергию способной выполнять какие-либо действия?

Электрический заряд, из которого состоит ток, должен перемещаться, только в этом случае возможно его проявление, так как по определению электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Поэтому мощность напрямую зависит от количества перемещенной энергии за точку времени в определенной цепи.

Что заставляет заряды перемещаться? Это создаваемая источником питания разность потенциалов. Измеряется она в Вольтах и называется напряжением. Другое, что еще нужно учесть – количество зарядов, проходящих в этот момент через поперечное сечение проводника. Это называется силой тока и измеряется в Амперах. Вот две составляющие, которые необходимы для упрощенной формулы.

Что нужно сделать с этими составляющими? Чтобы проще было понять, будем считать, что напряжение отвечает за скорость передвижения, а ток за количество заряда. Пусть напряжение будет равно 1 единице, а ток начнется с 2 зарядов. В этом случае за единицу времени будет перемещено 2 заряда.

А если напряжение увеличить до 2 единиц? Тогда и зарядов будет перемещено в два раза больше, поскольку скорость перемещения будет увеличена.

Из этого делаем вывод: чтобы узнать мощность (количество перемещенных зарядов), необходимо напряжение умножить на ток. Подставив условные обозначения, получим формулу мощности: P=UI;

  • где P – мощность,
  • U – напряжение,
  • I – сила тока.

Осталось узнать, в чем измеряется электрическая мощность.

Ватт и другие единицы измерения мощности

Впервые понятие ватт было использовано в 1882 году. До этого мощность измерялась в лошадиных силах. В международную систему этот термин был включен в 1960 году. Для обозначения используют букву W в международной системе и Вт, как русский эквивалент.

Понятие мощности используется не только в электротехнике, мощность может быть:

  • механической;
  • тепловой;
  • электромагнитной и так далее.

Если разбираться в чем измеряется мощность тока, то здесь существуют производные от основной единицы. Полный список приводится в таблице.

В быту чаще всего используются Ватты и килоВатты. И здесь может возникнуть путаница. Когда нужно узнать, в чем измеряется мощность, то следует уточнять, о чем идет речь. Дело в том, что есть еще одно измерение – киловатт в час. В чем разница между килоВатт и килоВатт в час?

Первое понятие указывает на мощность прибора, то есть способность прибора преобразовывать электрическую энергию во что-то другое. Например, лампочка мощностью 1 кВт способна за один час потребить энергию равную мощности в 1 кВт.

Лампочка мощностью 100 Вт за 10 часов потребит такую же энергию. А счетчик, который контролирует потребление энергии, за один час учитывает потребление всей энергии, проходящей через него. За этот же час может быть расходовано несколько килоВатт.

Получается, что мощность прибора не зависит от времени работы, а вот потребляемая мощность, напротив, напрямую связана со временем. Поскольку речь пошла о переменном токе, то следует также отметить, что и здесь не все так просто.

В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность

Когда речь идет о постоянном токе, тогда приведенная выше формула применима к вычислению. Она также может быть использована для измерения мгновенного значения мощности в переменном токе, но что касается определения мощности в длительном временно́м значении, то здесь эта формула неприменима. Дело в том, что в переменном токе существует несколько определяемых мощностей:

  • активная;
  • реактивная;
  • полная.

Сразу отметим, что полная мощность включает в себя активную и реактивную мощности. Что представляют собой эти составляющие и в чем измеряется мощность каждой из них?

Реактивная мощность, если не вдаваться в сложности, состоит из мощности нагрузки, в цепи которой включены индуктивности и (или) емкости.

Индуктивностью называются катушки, с сердечником или без. Например, трансформатор, двигатель, дроссель. Под емкостью подразумевают конденсаторы.

Она определяется по формуле Q=U·I·sinφ. Единицей измерения служит ВАр (Вольт-Ампер реактивный) или var. Новая составляющая sinφ определяет сдвиг фазы в градусах или радианах. Что это значит?

При прохождении переменного тока через индуктивность ток начинает опаздывать от меняющегося напряжения. Связано это с электромагнитным полем, возникающим при прохождении через проводник тока. Это поле мешает менять направление. Такой сдвиг называют положительным.

Емкость, напротив, действует в обратном направлении. Конденсатор стремится сравнять разность потенциалов на своих обкладках. Поэтому ток опережает напряжение. Такой сдвиг называют отрицательным.

Активная мощность определяется по формуле P=U·I·cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные составляющие выражены очень слабо. Измеряется в Ваттах (Вт).

Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. Измеряется в Вольт Амперах для СИ, в России используется ВА (Вольт-Ампер).

Мощность бытовых электрических приборов

Мощность служит основной характеристикой прибора, поэтому она указывается на каждом выпускаемой промышленностью электроприборе. Как варьирует эта мощность можно увидеть из таблицы.

Знание, в чем измеряется мощность прибора и что она характеризует, помогает согласовать нагрузку с источником тока, а это, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Единицы измерения мощности

Единицы измерения мощности

Программа КИП и А

Мощность — физическая величина, равная скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. Также мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Международная система единиц (СИ)

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт [Вт],[W], равный одному джоулю [Дж],[J], делённому на секунду.

  1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

  • Вт = Дж / с = кг·м²/с
  • Вт = H·м/с
  • Вт = В·А
  • 1 Мегаватт [МВт] = 1000 кВт
  • 1 Киловатт [кВт] = 1000 Вт
  • 1 Вольт-ампер [В·А] = 1 Вт

Внесистемные единицы

  • 1 Гигакалория в секунду [Гкал/с], [Gcal/s] = 4186.8 МВт
  • 1 Килокалория в секунду [ккал/с], [kcal/s] = 4186.8 Вт
  • 1 Калория в секунду [кал/с], [cal/s] = 4.1868 Вт
  • 1 Гигакалория в час [Гкал/ч], [Gcal/h] = 1.163 МВт
  • 1 Килокалория в час [ккал/ч], [kcal/h] = 1.163 Вт
  • 1 Калория в час [кал/ч], [cal/h] = 0.001163 Вт
  • 1 Котловая лошадинная сила [hp(S)] = 9809.5 Вт
  • 1 Электрическая лошадиная сила [hp(E)] = 746 Вт
  • 1 Гидравлическая лошадиная сила [hp(H)] = 745.7 Вт
  • 1 Механическая лошадиная сила [hp(I)] = 745.69987158227022 Вт
  • 1 Метрическая лошадиная сила [hp(M)] = 735.49875 Вт
  • 1 Килограмм·м/с [кг·м/с] = 9.80665 Вт
  • 1 Джоуль в секунду [Дж·с]= 1 Вт
  • 1 Джоуль в час [Дж·ч] = 0.0002777777777777 Вт
  • 1 Эрг в секунду [эрг·с] = 0.0000001 Вт
  • 1 Метрическая тонна охлаждения [RT] = 3861.15995 Вт

США и Британия

  • 1 Американская тонна охлаждения [USRT] = 3.51686666 кВт
  • 1 Британская термальная единица в секунду [BTU/s] = 1055.06 Вт
  • 1 Британская термальная единица в минуту [BTU/m] = 17.584333 Вт
  • 1 Британская термальная единица в час [BTU/h] = 0.293072224 Вт
  • 1 Фунт на фут в секунду [ft·lbf/s] = 1.35581795 Вт

 

Мощность электричества в чем измеряется. Что такое Ватт? Разница между понятием киловатт и киловатт-час. Единицы измерения тепловой энергии

Вольт (часто обозначается просто V) — это величина напряжения, которое толкает ток по цепи. В Европе ток, снабжающий домашние строения, обычно имеет напряжение в 240 вольт, хотя напряжение может варьировать до 14 вольт выше или ниже этой величины.

Ампер (амп. или А, для сокращения) — это величина, которая используется для измерения силы тока, т.е. количества электрических заряженных частиц, называемых электронами, которые проходят через данную точку цепи каждую секунду. Биллионы электронов необходимы, чтобы получить один ампер. Величина, выраженная в амперах, определяется частично напряжением и частично сопротивлением.

Существует три типа счетчика

Это приводит к тому, что «непиковая скорость» ниже. ночной измеритель скорости: это устройство, предназначенное для электроустановок.

Пример с односкоростным счетчиком
Заявление для частных генераторов.
  • Единый измеритель скорости: скорость равна тем же пиковым и непиковым часам.
  • У этого счетчика обычно есть только один счетчик.
Этот счетчик может использоваться для отображения следующей информации, среди прочего.

Количество электричества из сети, в котором вы использовали количество избыточного электричества, которое вы создали и повторно ввели в сеть. Эта энергия вычитается из вашего счета, и вам платят ту же сумму за это, что и цена, которую вы платите, когда покупаете электроэнергию. Благодаря этой системе кредитования и дебетования ваш поставщик оплачивает вас напрямую и только за разницу между киловатт-часами, которые вы получили, и теми, которые вы создали. Он выполняет двоякую цель: он используется не только для определения результатов вашей установки, но и для определения того, на что вы имеете право.

Ом — величина, служащая для измерения сопротивления. Она названа в честь немецкого физика 19 века Георга Симона Ома, который установил закон, гласящий, что сила тока, проходящего через проводник, обратно пропорциональна сопротивлению. Этот закон можно выразить уравнением: Вольты/Омы = Амперы. Следовательно, если вам известны две из названных величин, вы можете вычислить и третью.

Как работает счетчик электроэнергии?

Большинство домов в Брюсселе оснащены «электромеханической» моделью. Если работает как маленький двигатель: проходя через две катушки, ток превращает постоянный магнит, прикрепленный к колесу. Это приводит к созданию механизма зубчатого счетчика. Чем больше ток проходит через катушки, тем быстрее поворачивается механизм и больше потребляется метр.

Хотя он прочный и долговечный, этот тип счетчика в один прекрасный день будет заменен электронной моделью, которая не включает никаких движущихся частей. Измерьте потребляемую мощность и эксплуатационные расходы любого подключаемого устройства с помощью измерителя мощности редукции.

Ватт (W) — это величина энергии, показывающая, какое количество тока в приборе потребляется в любой момент. Соотношение между вольтами, амперами и ваттами выражено другим уравнением, которое поможет вам сделать любые расчеты. Они вам могут понадобиться для вычислений в данной книге:

Вольты х Амперы = Ватты

Принято пользоваться киловаттом (kW) как единицей энергии для крупных вычислений. Один киловатт равен одной тысяче ваттов.

  • Стоимость — кВтч, умноженная на ваш тариф на электроэнергию.
  • Другое — вольт, ампер, коэффициент мощности и время работы устройства.
Измеритель мощности поможет вам раскрыть ваши самые энергоемкие устройства. Тогда вы можете приступить к сокращению ваших счетов за электроэнергию!

Как использовать измеритель мощности

Вот некоторые энергозависимые и связанные с этим сбережения, идентифицированные с помощью этого измерителя мощности. Этот измеритель мощности измеряет энергопотребление любого устройства, подключенного к стандартной розетке. Он также может измерять группу приборов, подключенных к одной плате питания.

Киловатт-час — это величина для измерения полного количества потребляемой энергии. Например, если вы из расходуете 1 kW энергии за 1 час, это будет отражено на счетчике, и это значение израсходованной электроэнергии будет включено в вашу книгу расчета за электричество.

5 Единицы измерения тепловой энергии

Значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты ) может выводиться измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. тепловая энергия может передаваться потребителю с помощью двух видов теплоносителей: горячая вода или водяной пар.

Измеритель потребляемой мощности — Технические характеристики

Чтение времени выполнения только накапливается, когда потребляемая мощность больше 2 Вт. Эти показания могут быть легко сброшены до перехода к следующему устройству.

Это точный измеритель мощности
Индикатор мощности, изображенный слева, был замечен в крупных магазинах, супермаркетах и ​​онлайн-магазинах. Но это ненадежно точно. Он может пропустить значительные электрические нагрузки, в то время как другие завышены.

Альтернативы для регистрации данных или субзаметки

Хотя этот элемент представляет отличную ценность, это не лучший выбор для каждого приложения мониторинга мощности. Если вы пользуетесь профессиональным инструментом для очень частого использования, мы рекомендуем использовать его. Если вам действительно требуется решение для выставления счетов суб-арендатору, мы рекомендуем один из наших. Если вы хотите захватить потребление энергии всего вашего имущества, вне нашего диапазона.

К этому прилагается инструкция
Насколько точны показания. Какая минимальная потребляемая мощность может измеряться. Самые низкие показания, которые мы видели, предназначены для небольших источников питания.

Тепловая энергия может быть измерена в виде:

теплоты (количество теплоты), которая является характеристикой процесса теплообмена и определяется количеством энергии, получаемым (отдаваемым) телом в процессе теплообмена; в международной системе единиц (СИ) измеряется в джоулях (Дж), устаревшая единица — калория (1 кал = 4,18 Дж)).

Сколько тарифов можно ввести?

Измеряет ли измеритель мощности реальную мощность
Да — измеритель мощности измеряет «реальную мощность» — для чего вам выставлен счет. Мощность измеряется мгновенно в Ваттах и ​​с течением времени в киловатт-часах. Другие недорогие измерители мощности не выполняют измерения точно и не всегда отображают реальную мощность.

Вот как вы вычисляете реальную мощность в ваттах. Вы можете видеть из приведенного выше примера, почему важно правильно это вычисление. Другие измерители мощности иногда не могут сделать это правильно. Есть несколько ключевых терминов, которые каждый менеджер объектов должен понимать.

энтальпии теплоносителя , которая является термодинамическим потенциалом (или функцией состояния) и определяется массой, температурой и давлением теплоносителя, в международной системе единиц (СИ) измеряется в калориях

Энтальпию теплоносителя, используют в качестве меры (количественной характеристики) тепловой энергии. Технологические особенности тепловой энергии предопределяют своеобразие его отпуска и приемки и, как следствие, порядок учета тепловой энергии, который зависит, во-первых, от вида теплоносителя, с помощью которого передается тепловая энергия; во-вторых, от системы теплоснабжения, подразделяющейся на открытые водяные (или паровые) и закрытые.

Вот почему разница между кВт и кВтч необходима для управления вашей энергией. Мы склонны думать, что мы рассчитываем исключительно за то, сколько кВт-часов мы используем, но более 30% счета за электроэнергию для коммерческих и промышленных потребителей энергии определяется потреблением вашего кВт. Знание разницы между вашим кВт и кВтч может помочь вам значительно сэкономить на следующем счете.

Таким образом, это мертвое простое объяснение разницы между кВт и кВтч в том, что касается использования электроэнергии. В мире управления энергией кВт часто называют «спрос» и кВтч как «использование» или «потребление». Обе машины проходят 7-часовой поезд. Как только он попадает на шоссе, скорость Энцо колеблется от 80 до 140 миль в час. Это «требование» водителя надеть ее машину. Если бы это было здание, мы бы сказали, что он использовал в период от 80 до 140 кВт в любой момент.

Измерение тепловой энергии и ее учет не являются тождественными понятиями, поскольку измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем при помощи средств измерения, а учет тепловой энергии — использование результатов измерения.

Киловатт — кратная единица, образованная от «Ватт»

Обозначение мощности электроприборов

Как только Гольф попадает на шоссе, он заканчивается со скоростью 60 миль в час и идет так же медленно, как 45 миль в час. Если бы это было здание, мы бы сказали, что он имеет максимальный спрос, или «максимальный спрос», 60 кВт, а минимальный спрос или «базовый уровень» — 45 кВт.

Единицы измерения для обозначения мощности электроприборов

Таким образом, киловатт является мерой использования энергии в данный момент, а не с течением времени. Когда мы говорим о количестве энергии, которую требует здание, — это электрическая «нагрузка» — мы говорим в киловаттах. Несмотря на то, что обе машины ехали в течение того же количества часов, количество пройденного расстояния было существенно иным.

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

Если вы думаете о расстоянии, охватываемом как использование, вы можете увидеть, как два здания могут работать в течение того же количества времени, но использовать резко разные кВт-ч. В этом примере здание «Энцо» использовало 980 кВт-ч за тот же период времени, когда «здание» гольфа использовало 420 кВт-ч.

Единицы измерения тепловой энергии

Таким образом, киловатт-час является, по сути, мерой общей энергии, которую вы используете в течение определенного периода времени, а не в данный момент. Когда мы говорим о количестве энергии, используемой в течение месяца, мы говорим в киловатт-часах.

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.

Чтобы подвести итог, киловатт является требованием здания или тем, сколько энергии он использует в данный момент. Киловатт-час — это потребление здания, или сколько энергии он использует в течение определенного периода времени. Определение разницы между кВт и кВтч имеет важное значение, но так же понимают, как с ними обращаются по-разному на счет за электроэнергию.

Предположим, вы покупаете лампочку с «100 ваттами», напечатанными на ней. И когда вы платите счет за коммунальные услуги, вы можете видеть, что потребление энергии измеряется в киловатт-часах. Ватт, очевидно, определенная единица измерения, но что такое ватт?

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.

Ватт — это электрический блок для скорости, с которой генерируется или потребляется энергия. Итак, когда вы включаете лампу с 100-ваттной лампой в ней, она потребляет 100 ватт электроэнергии каждую секунду, когда она горит. Важно отметить, что при покупке лампочек эта мощность не равна яркости. Это означает, что 150-ваттная лампочка не обязательно ярче 50-ваттной лампы. Помните, что ватт — это количество потребляемой энергии, тогда как яркость измеряется в люменах.

Весь кредит на соглашение о присвоении ваттов распространяется на обширные исследования ученого 19-го века Джеймса Уотта. Достаточно большое имя в свое время, Джеймс лучше всего помнят за его большой вклад в изобретение парового двигателя. Благодаря его исследованиям Джеймс работал над разработкой другой единицы измерения для «власти», чтобы описать замечательную мощность парового двигателя: мощность.

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: 2305)

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

Ватт придумал термин «лошадиная сила» для измерения механической мощности и помочь объяснить влияние его изобретений на более понятные термины. Фактически, даже сегодня мы используем лошадиные силы для оценки всех видов локомотивов, автомобильных двигателей и других машин и даже вашего пылесоса.

Подключение лошадиных сил к ваттам

Есть интересная связь между мощностью и ваттами. Механическая мощность — это в основном энергия от движущихся машин, таких как автомобильный двигатель, который вращает шины. Ну, электричество можно считать энергией от движущихся электронов, что по сути одно и то же: кинетическая энергия. И хотя механическая мощность, измеренная в лошадиных силах, достаточно легка для воссоздания с мельничной лошадью и некоторым весом, электричество немного сложнее измерить с помощью мельницы.

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.

Вот еще несколько фактов о ватт для вас

С течением времени использование ватт как электрической единицы измерения стало более распространенным явлением. Мы гордимся тем, что являемся вашим экспертом по энергетике, чтобы ответить на все ваши энергетические вопросы — будь то то, что такое ватт.

Вы знаете, с чем нам хотелось бы помочь? Помогая вам контролировать свои расходы на электроэнергию и природный газ. Узнайте больше о своей мощности, чтобы выбрать поставщика и что это может означать для вашего бюджета. Знать, сколько электроэнергии потребляет ваша семья, является важным шагом к экономии электроэнергии. Вы можете найти более подробную информацию о последних расчетах электроэнергии. Если потребление электроэнергии выше, чем в сопоставимых домохозяйствах, самое время заняться оборудованием и его использованием.

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:

Однако даже при среднем годовом потреблении электроэнергии часто существует несколько способов значительно сократить потребление и тем самым сэкономить затраты на электроэнергию. Прежде чем вы входите в дорогостоящие новые покупки или нарушаете семейный спор с забора, потому что зарядное устройство не используется в текущем состоянии, стоит посмотреть более внимательно: какие устройства вносят свой вклад в расчет электроэнергии? Которые часто используются или даже в непрерывной работе, например, в холодильнике?

Измерение энергопотребления на дому: это то, что делают измерительные приборы энергопотребления

В режиме ожидания также могут влиять затраты на электроэнергию в течение года. Но как вы можете измерить энергопотребление отдельных устройств? Существуют многочисленные измерители тока или энергосберегающие мониторы, которые можно использовать, чтобы узнать, сколько электроэнергии потребляет устройство и что вызывает электричество. Чтобы измерить потребление энергии, измеритель потребляемой мощности вставлен между испытываемыми нагрузками и гнездом. На дисплее отображается текущее потребление текущего пользователя в ваттах.

  • 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 и киловатт (Вт, кВт, W, kW) — единицы измерения мощности в системе СИ Используются для обозначения общей физической мощности чего угодно, в том числе и электроприборов. Если на корпусе электроагрегата стоит обозначение в ваттах или киловаттах — это значит, что этот электроагрегат, во время своей работы, развивает указанную мощность. Как правило, в «ваттах» и «киловаттах» указывается мощность электроагрегата, который является источником или потребителем механического, теплового или иного вида энергии. В «ваттах» и «киловаттах» целесообразно обозначать механическую мощность электрогенераторов и электродвигателей, тепловую мощность электронагревательных приборов и агрегатов и т.д. Обозначение в «ваттах» и «киловаттах» производимой или потребляемой физической мощности электроагрегата происходит при условии, что применение понятия электрической мощности будет дезориентировать конечного потребителя. Например, для владельца электронагревателя важно количество полученного тепла, а уже потом — электрические расчёты.

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:

Мощность в каких единицах измеряется


В чем измеряется мощность

Ещё в 18 веке мощность стали считать в лошадиных силах. До сих пор эта физическая величина употребляется для обозначения силы двигателей. Рядом с показателем мощности двигателя внутреннего сгорания в ваттах продолжают писать значение в л.с.

Мощность как физическая величина, формула мощности

Значение, показывающее, как быстро происходят преобразование, трансляция или потребление энергии в какой-либо системе, – мощность. Для характеристик энергетических условий важно, насколько быстро выполняется процесс. Работа, реализуемая в единицу времени, именуется мощностью:

P = А/t,

где:

Можно учитывать отдельно мощность в механике и электрическую мощность.

Чтобы получить ответ на вопрос: в чем измеряется механическая мощность, рассматривают действие силы на движущееся тело. Сила проделывает работу, мощность в таком случае определяется по формуле:

N = F*v,

где:

При вращательном движении эту величину определяют с учётом момента силы и частоты вращения, «об./мин.».

Зависимость между электрическим током и мощностью

Как рассчитать потребление электрической энергии

В электротехнике работой будет U – напряжение, которое перемещает 1 кулон, количество перемещаемых в единицу времени кулонов – это ток (I). Мощность электротока или электрическую мощность P получают, умножив ток на напряжение:

P = U*I.

Это полная работа, выполненная за 1 секунду.  Зависимость здесь прямая. Изменяя ток или напряжение, изменяют мощность, расходуемую устройством.

Одинакового значения Р добиваются, варьируя одну из двух величин.

Определение единицы измерения мощности тока

Единица измерения мощности тока носит имя Джеймса Ватта, шотландского инженера-механика. 1 Вт – это мощность, которую вырабатывает ток 1 А при разности потенциалов 1 В.

К примеру, источник при напряжении 3,5 В создаёт в цепи ток 0,2 А, тогда мощность тока получится:

P = U*I = 3,5*0,2 = 0,7 Вт.

Внимание! В механике мощность принято изображать буквой N, в электротехнике – буквой P. В чем измеряется n и P? Независимо от обозначения, это одна величина, и измеряется она в ваттах «Вт».

Ватт и другие единицы измерения мощности

Говоря о том, в чем измеряется мощность, необходимо знать, о чём идёт речь. Ватт – это величина, соответствующая 1 Дж/с. Она принята в Международной Системе Единиц. В каких единицах ещё измеряется мощность?  Раздел науки астрофизика работает с единицей под названием эрг/с. Эрг – очень маленькая величина, равная 10-7 Вт.

Ещё одна, поныне распространённая, единица из этого ряда – «лошадиная сила».  В 1789 году Джеймс Ватт подсчитал, что груз весом 75 кг из шахты может вытащить одна лошадь и сделать это со скоростью 1 м/с. Исходя из подсчёта такой трудоёмкости, мощность двигателей допускается измерить этой величиной в соотношении:

1 л.с. = 0,74 кВт.

Интересно. Американцы и англичане считают, что 1 л.с. = 745.7 Вт, а русские – 735.5 Вт. Спорить, кто прав, а кто нет, не имеет смысла, так как мера эта внесистемная и не должна быть использована. Международная организация законодательной метрологии рекомендует изъять её из обращения.

В России при расчёте полиса КАСКО или ОСАГО используют эти данные силового агрегата автомобиля.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

В электротехнике работу рассматривают как некоторое количество энергии, отдаваемое источником питания на действие электроприбора в период времени. Поэтому электрическая мощность есть величина, описывающая быстроту трансформации или передачи электроэнергии. Её формула для постоянного тока выглядит так:

P = U*I,

где:

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А.

Для некоторых случаев, пользуясь формулой закона Ома, мощность можно вычислить, подставив значение сопротивления:

P = I*2*R, где:

  • I – сила тока, А;
  • R – сопротивление, Ом.

В случае расчётов мощности цепей переменного тока придётся столкнуться с тремя видами:

  • активная её формула: P = U*I*cos ϕ, где – коэффициент угла сдвига фаз;
  • реактивная рассчитывается: Q = U*I*sin ϕ ;
  • полная представлена в виде: S = √P2 + Q2, гдe P – aктивная, а Q2 – реактивная.

Расчёты для однофазной и трёхфазной цепей переменного тока выполняются по разным формулам.

Важно! Потребители электроэнергии на предприятиях в большинстве асинхронные двигатели, трансформаторы и другие индуктивные приёмники. При работе они используют реактивную мощность, а та, протекая по линиям электропередач, приводит ЛЭП к дополнительной нагрузке. Чтобы повысить качество энергии, используют компенсацию реактивной энергии в виде конденсаторных установок.

Приборы для измерения электрической мощности

Провести измерения мощности позволяет ваттметр. У него две обмотки. Одна включается в цепь последовательно, как амперметр, вторая параллельно, как вольтметр. В установках электроэнергетики ваттметры определяют значения в киловатт-час «кВт*час». В измерениях нуждается не только электрическая, а также лазерная энергия. Приборы, способные измерять этот показатель, изготавливаются как стационарного, так и переносного исполнения. С их помощью оценивают уровень  лазерных излучений оборудования, применяющего этот вид энергии. Один из портативных измерителей – LP1, японского производителя. LP1 разрешает напрямую определять значения силы светового излучения, к примеру, в визуальном пятне оптических устройств проигрывателей DVD.

Прибор для измерения электрической мощности

Мощность в бытовых электрических приборах

Для нагрева металла нити накаливания лампочки, увеличения температуры рабочей поверхности утюга или иного бытового прибора, тратится определённое количество электроэнергии. Её величину, отбираемую нагрузкой за час, считают потребляемой мощностью этого аппарата.

Внимание! Если на лампочке написано «40 W, 230 V», это значит, что за 1 час она потребляет из сети переменного тока 40 Вт. Зная количество лампочек и параметры, подсчитывают, сколько энергии тратится на освещение комнат в месяц.

Как перевести ватты

Так как ватт – величина маленькая, в быту оперируют киловаттами, пользуются системой перевода величин:

  • 1 Вт = 0,001 кВт;
  • 10 Вт = 0,01 кВт;
  • 100 Вт = 0,1 кВт;
  • 1000 Вт = 1 кВт.

Мощность некоторых электрических приборов, Вт

Средние значения потребления электроэнергии бытовых устройств:

  • плиты – 110006000 Вт;
  • холодильники – 150-600 Вт;
  • стиральные машины – 1000-3000 Вт;
  • пылесосы – 1300-4000 Вт;
  • электрочайники – 2000-3000 Вт.
Электрические параметры, указанные на бытовом приборе

Параметры каждого бытового прибора указываются в паспорте, а также обозначаются на корпусе. Там определены точные значения для информации потребителя.

Видео

Мощность (физика) — это… Что такое Мощность (физика)?

Мощность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Эффективная мощность, мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине непосредственно или через силовую передачу. Различают полезную, полную и номинальную Э. м. двигателя. Полезной называют Э. м. двигателя за вычетом затрат мощности на приведение в действие вспомогательных агрегатов или механизмов, необходимых для его работы, но имеющих отдельный привод (не от двигателя непосредственно). Полная Э. м. — мощность двигателя без вычета указанных затрат. Номинальная Э. м., или просто номинальная мощность, — Э. м., гарантированная заводом-изготовителем для определённых условий работы. В зависимости от типа и назначения двигателя устанавливаются Э. м., регламентируемые стандартами или техническими условиями (например, наибольшая мощность судового реверсивного двигателя при определённой частоте вращения коленчатого вала в случае заднего хода судна — так называемая мощность заднего хода, наибольшая мощность авиационного двигателя при минимальном удельном расходе топлива — так называемая крейсерская мощность и т. п.). Э. м. зависит от форсирования (интенсификации) рабочего процесса, размеров и механического кпд двигателя.[1]

— средняя мощность
— мгновенная мощность

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Единицы измерения

В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.
1 ватт 1 10-3 10-6 0,102 107 1,36·10-3
1 киловатт 103 1 10-3 102 1010 1,36
1 мегаватт 106 103 1 102·103 1013 1,36·103
1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81·10-3 9,81·10-6 1 9,81·107 1,33·10-2
1 эрг в секунду 10-7 10-10 10-13 1,02·10-8 1 1,36·10-10
1 лошадиная сила[2] 735,5 735,5·10-3 735,5·10-6 75 7,355·109 1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

F — сила, v — скорость, α — угол между вектором скорости и силы.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент,  — угловая скорость,  — число пи, n — частота вращения (об/мин).

Электрическая мощность

Основная статья: Электрическая мощность

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

S=P+jQ

S — Полная мощность, ВА

P — Активная мощность, Вт

Q — Реактивная мощность, ВАр

Приборы для измерения мощности

  • Ваттметр
  • Варметр
  • Фазометр

Примечания

  1. ↑ Большая Советская энциклопедия
  2. ↑ «метрическая лошадиная сила»

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Единицы измерения мощности

Программа КИП и А

Мощность — физическая величина, равная скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. Также мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Международная система единиц (СИ)

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт [Вт],[W], равный одному джоулю [Дж],[J], делённому на секунду.   1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

  • Вт = Дж / с = кг·м²/с
  • Вт = H·м/с
  • Вт = В·А
  • 1 Мегаватт [МВт] = 1000 кВт
  • 1 Киловатт [кВт] = 1000 Вт
  • 1 Вольт-ампер [В·А] = 1 Вт

Внесистемные единицы

  • 1 Гигакалория в секунду [Гкал/с], [Gcal/s] = 4186.8 МВт
  • 1 Килокалория в секунду [ккал/с], [kcal/s] = 4186.8 Вт
  • 1 Калория в секунду [кал/с], [cal/s] = 4.1868 Вт
  • 1 Гигакалория в час [Гкал/ч], [Gcal/h] = 1.163 МВт
  • 1 Килокалория в час [ккал/ч], [kcal/h] = 1.163 Вт
  • 1 Калория в час [кал/ч], [cal/h] = 0.001163 Вт
  • 1 Котловая лошадинная сила [hp(S)] = 9809.5 Вт
  • 1 Электрическая лошадиная сила [hp(E)] = 746 Вт
  • 1 Гидравлическая лошадиная сила [hp(H)] = 745.7 Вт
  • 1 Механическая лошадиная сила [hp(I)] = 745.69987158227022 Вт
  • 1 Метрическая лошадиная сила [hp(M)] = 735.49875 Вт
  • 1 Килограмм·м/с [кг·м/с] = 9.80665 Вт
  • 1 Джоуль в секунду [Дж·с]= 1 Вт
  • 1 Джоуль в час [Дж·ч] = 0.0002777777777777 Вт
  • 1 Эрг в секунду [эрг·с] = 0.0000001 Вт
  • 1 Метрическая тонна охлаждения [RT] = 3861.15995 Вт

США и Британия

  • 1 Американская тонна охлаждения [USRT] = 3.51686666 кВт
  • 1 Британская термальная единица в секунду [BTU/s] = 1055.06 Вт
  • 1 Британская термальная единица в минуту [BTU/m] = 17.584333 Вт
  • 1 Британская термальная единица в час [BTU/h] = 0.293072224 Вт
  • 1 Фунт на фут в секунду [ft·lbf/s] = 1.35581795 Вт

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

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.

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:

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

Потребительская мощностная сила обозначается на самом электроприборе или в паспорте к нему. Определив этот параметр, можно получить значения таких показателей, как напряжение и электрический ток. Используемые показатели указывают, в чем измеряется электрическая мощность, они могут выступать в виде ваттметров и варметров. Реактивная сила показателя мощности определяется фазометром, вольтметром и амперметром. Государственным эталоном того, в чем измеряется мощность тока, считается частотный диапазон от 40 до 2500 Гц.

Примеры вычислений

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

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

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

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

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

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



расчет мощности в ваттах, в чем измеряется, формула

Любой бытовой прибор работает при помощи электроэнергии. Электричество может поступать из электросети через розетку, от батарейки или аккумулятора. При этом важной характеристикой техники становится его мощность. Как определить потребляемую мощность электроприбора и рассчитать ее?

Что это такое

Мощность — это физическая величина, которая равна скорости передачи или потребления энергии системой. Второе значение — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена.

Большая часть бытовых приборов работает от электросети

Потребляемая бытовым прибором мощность — это количество электроэнергии, которая необходимо прибору для функционирования. Если устройство статично (неподвижно, например, телефон, лампа, плита), энергия преобразуется в тепло или свет, если устройство двигается (например, двигатель), ток преобразуется в механическую энергию.

Правильное определение мощности необходимо при планировании электросети, количества разветвлений и розеток (нужны ли дополнительные розетки, можно ли запитать несколько приборов от одной), при выборе защитных автоматов, при определении затрат на электричество (сколько тока будут потреблять все приборы).

Излишек приборов, подключенных к одной розетке, может привести к пожару.

В чем измеряется потребляемая мощность

Количество потраченного тока измеряется в Ваттах (Вт) или Вольт-Амперах (ВА). Измерение в Вольт-Амперах часто встречается у зарубежных производителей, в Ваттах — у российских.

Важно! Часто указывают не Ватты (Вт) или Вольт-Амперы (ВА), а килоВатты (кВт) и килоВольт-Амперы (кВА) — тысяча Ватт и тысяча Вольт-Ампер.

Многие считают, что Вт и ВА — это равные величины, но это не так. В Ваттах измеряется активная мощность (количество потребляемой энергии, обозначается буквой «Р»), в Вольт-Амперах — полная (сумма активной и пассивной мощностей, обозначается «S»). То есть эти величины не равны, приравнивать Ватты к Вальт-Амперам нельзя.

Необходимы значения могут быть указаны прямо на технике

Для перевода необходимо воспользоваться формулой:

Р = S*коэффициент мощности.

Если коэффициент неизвестен, его принимают за 0,8 (0,8-0,95 — хорошее значение, 0,65-0,8 — удовлетворительное).

При подсчете также можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Если использовать формулу не получится, можно приблизительно приравнять: 1 кВА = 0,7 кВт.

Особенности определения мощности сети

Вообще электрическая сеть сконструирована так, чтобы для ее эксплуатации не требовались специальные знания. Достаточно соблюдать некоторые правила, главной из которых — не допустить перегрузки.

Важно! Несоблюдение правил пользования электросетью может привести к отказу в работе и даже к пожару.

Важно отметить, что технические характеристики розетки и бытового прибора различаются между собой:

  • В розетках максимально допустимый переменный ток измеряется в Амперах: в старом жилом фонде России он равен 6 А, в Европе — 10 или 16 А;
  • Мощность подключаемых приборов измеряется в Ваттах.
Информация на электроприборе может быть обозначена по-разному

Как высчитать мощность электричества? Для вычисления потребуется формула:

Р = U*I, где:

P — мощность,

U — напряжение в Вольтах,

I — сила тока в Амперах.

Напряжение исправной розетки составляет 220-230 Вольт, силу тока можно измерить мультиметром.

Для определения силы тока в розетке стоит использовать мультиметр

Как узнать мощность прибора

Сделать это можно несколькими способами:

  • Посмотреть в техническом паспорте или на специальной наклейке (шильдике) на устройстве. Последний обычно располагается на задней стенке или основании.
  • Посмотреть по модели прибора характеристики в интернете.
  • При помощи счетчика электроэнергии. Необходимо выключить все прочие потребители тока, замерить показатель, затем включить нужное устройство и подождать 15 минут. Затем вновь замерить показатель и полученную разницу умножить на 4. В итоге получится потребление тока за час.
При помощи счетчика можно измерять примерную мощность
  • При помощи закона Ома: P = U2 /R, где U — напряжение в 230 В, а R — сопротивление, которое необходимо измерить тестером.
  • Ваттметром: это измеритель, который представляет собой «переходник» между розеткой и прибором. При включении на индикаторе появится точное значение.

Производитель обычно указывает максимальную мощность — больше этого значения оборудование потреблять не будет. В обычном состоянии устройству требуется меньше энергии, при расчете стоит брать максимальное значение.

При самостоятельном определении получится среднее число — столько в среднем потребляет техника. Это число стоит немного увеличить, чтобы остался небольшой запас.

При определении при помощи ваттметра цифра получается крайне точной — столько тока в конкретный момент потребляет прибор. Значение также стоит немного увеличить.

Ваттметр позволяет точно определить количество электричества

Потребляемая мощность техники — это важная величина, которая показывает, сколько электроэнергии потребляется. Эта величина необходима для правильной и безопасной эксплуатации электросети: при несовпадении мощности прибора и розетки возможно короткое замыкание или пожар.

Отличие «киловатт» от «киловатт-час»

Отличие «киловатт» от «киловатт-час»

«киловатт» и «киловатт-час» – схожие в названии две большие разницы. «киловатт» – кратная «ватт», системная единица измерения мощности. «киловатт-час» – внесистемная единица учёта потребленной или произведенной электрической энергии. В ватт и киловатт выражается величина мощности электрического устройства, в киловатт-час – считываются показания электросчетчика.

«ватт» и «киловатт»

«ватт» (Вт, W) – производная системная единица измерения мощности, связанная с основными единицами системы СИ:

  • Вт = Дж/с;
  • Вт = H•м/с;
  • Вт = В•А.

«1 ватт» определяется мощностью устройства, совершающего работу величиной в 1 джоуль за 1 секунду времени. Как единица измерения мощности, ватт принят в 1882г., включён в систему СИ в 1960г. и назван в честь Джеймса Уатта (Ватта) – создателя универсальной паровой машины. В системе СИ «ватт-ами» обозначают величину механической, тепловой, электрической и любой другой мощности. Образование кратных и дольных единиц от ватт производится применением набора стандартных префиксов системы СИ – кило, мега, гига …

  • 1 ватт
  • 1000 ватт = 1 киловатт
  • 1000 000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт
  • 1000 000 000 ватт = 1000 мегаватт = 1000 000 киловатт = 1гигаватт
  • «киловатт» – кратная «ватт» единица измерения мощности

«киловатт-час»

Киловатт-час (кВт•ч, kW•h) – внесистемная единица учёта количества потребленной или произведённой электрической энергии. Использование «киловатт-час» на территории России регламентирует переработанный советский ГОСТ 8.417, однозначно определяющий наименование, обозначение и область применения «киловатт-час».

Скачать ГОСТ 8.417-2002.pdf [510.78 Kb] (cкачиваний: 3400)

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

  • Наименование величины: Энергия
  • Наименование единицы: киловатт-час
  • Обозначение: kW•h (кВт•ч)
  • Соотношение с единицей СИ: 3,6×106 Дж
  • Область применения: Для счётчиков электрической энергии

ГОСТ 8.417-2002 рекомендует использовать «киловатт-час», как основную единицу измерения для учёта количества использованной электроэнергии. Потому как, «киловатт-час» – наиболее простая, удобная и практичная форма, позволяющая получать максимально приемлемые человекопонятные результаты. ГОСТ 8.417-2002 абсолютно не возражает против использования на потребительском и узко-профессиональном уровне кратных и дольных единиц, образованных от «киловатт-час»:

  • 1 киловатт-час = 1000 ватт-час
  • 1 мегаватт-час = 1000 киловатт-час

Большинство национальных технических стандартов постсоветских стран увязаны со стандартами бывшего Советского Союза. В метрологии постсоветского пространства существуют аналоги российского ГОСТ 8.417 или ссылки на него.

Обозначение бытовой электротехники

Общепринятая практика – обозначать электрические характеристики устройств на их корпусе. Выбор единиц измерения происходит индивидуально, на усмотрение производителя. Учитывая особенности производимой электротехники, возможны (и не есть ошибкой) следующие варианты обозначения:

  • в ваттах и киловаттах (Вт, кВт, W, kW), для простоты пользовательского понимания – указывается полезная выдаваемая мощность электромоторов, электрообогревателей и иных устройств, преобразующих электрическую энергию в механическую, тепловую, световую … … в случае определяющей важности электроприбора по выдаваемому полезному световому, механическому или тепловому воздействию … … на потребительском уровне.
  • в ватт-часах и киловатт-часах (Вт•ч, кВт•ч, W•h, kW•h) указывают потребляемое электроприбором количество электрической энергии за единицу времени – 1час (60 мин), согласно ГОСТ 8.417. Для маломощной бытовой электротехники постоянного включения (холодильники) ныне принято указывать годовое потребление электричества, опять таки – удобоваримая пользовательская форма понимания физической величины.
  • в вольт-амперах и киловольт-амперах (VA, кVA )
    – обозначение полной потребляемрй электрической мощности электроприбора

Единицы измерения для обозначения мощности электроприборов

ватт и киловатт (Вт, кВт, W, kW)
— единицы измерения мощности в системе СИ
Используются для обозначения общей физической мощности чего угодно, в том числе и электроприборов. Если на корпусе электроагрегата стоит обозначение в ваттах или киловаттах – это значит, что этот электроагрегат, во время своей работы, развивает указанную мощность. Как правило, в «ваттах» и «киловаттах» указывается мощность электроагрегата, который является источником или потребителем механического, теплового или иного вида энергии. В «ваттах» и «киловаттах» целесообразно обозначать механическую мощность электрогенераторов и электродвигателей, тепловую мощность электронагревательных приборов и агрегатов и т.д. Обозначение в «ваттах» и «киловаттах» производимой или потребляемой физической мощности электроагрегата происходит при условии, что применение понятия электрической мощности будет дезориентировать конечного потребителя. Например, для владельца электронагревателя важно количество полученного тепла, а уже потом – электрические расчёты.
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.

Встречаются 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.

Разница «киловатт и киловатт-час»

  • Киловатт — единица ИЗМЕРЕНИЯ мощности, киловатт-час – единица УЧЕТА потребления электроэнергии. На бытовом уровне понятия киловатт и киловатт-час отождествляются с измерением производимой и потребляемой мощности электроприборов.
  • На уровне бытового прибора-электропреобразователя:
    — 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.
  • Связывание единиц измерения киловатт и киловатт-час применимо для случаев прямого и обратного преобразования электрической энергии в механическую, тепловую и т.д.
  • Недопустимо применять единицу измерения «киловатт-час» при отсутствии процесса преобразования электроэнергии.
  • Не правильно измерять «киловатт-час» производимую тепловую мощность дровяного отопительного котла, но, допустимо – потребляемую мощность электрического отопительного котла.
  • Принципиально, в «киловатт-час» не измеряют 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:
    Перевести киловатт-часы =>
    в Джоули, калории и кратные им единицы

Разница в обозначении мощности механических и тепловых электроприборов

Для механических электроприборов (электродвигателей) указывают номинальную (рабочую) механическую мощность в ваттах или киловаттах, которую максимально может выдавать электромотор при своей нормальной работе. Реальная потребляемая электрическая мощность электромотора будет отличаться от указанной, в зависимости от его механической нагрузки. Например, при холстом ходе электродвигатель потребляет электричества, примерно 30% от номинальной мощности, а при максимальной нагрузке 101%…103% от номинала.

Для тепловых электроприборов (плиты, печки, обогреватели) указывают максимальную тепловую мощность, которую может выдать тепловой (нагревающий) элемент. Реальная потребляемая электрическая мощность электронагревателя будет отличаться от указанной, в зависимости от положения регулятора мощности.

Обозначение:
Вт•ч, кВт•ч, kW•h
Упрощенное обозначение:
Вт*ч, кВт*ч, kW*h

Реактивной мощности измерение

Спасибо за интерес, проявленный к нашей Компании

Реактивной мощности измерение

Отправить другу

Измерение реактивной мощности осуществляется с помощью специального прибора варметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда приборов вольтметра, амперметра, фазометра.

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудование изменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:

Q = UIsin φ

Единица измерения реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (вар).. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падение напряжения. В электра установках специального назначения (индукционные печи) реактивная мощность значительно больше активной. Это приводит к увеличению реактивной составляющей тока и вызывает перегрузку источников электроснабжения. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Чтобы правильно определить необходимое значение мощности установки компенсации реактивной мощности надо произвести измерения в электросети.

Применение современных электрических измерительных приборов на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии в сети.

Анализатор качества энергии и параметров сети потребителей является универсальной измерительной системой, предназначенной для измерения, хранения в памяти и контроля электрических параметров в электросетях с низким и средним напряжением. Измерение осуществляется в однофазных и трёхфазных сетях. Одним из главных достоинств анализатора качества энергии и параметров сети потребителей являются высокая точность измерений, компактные размеры и возможность измерения гармоник тока и напряжения в сети. Один анализатор качества энергии и параметров сети потребителей совмещает в себе 13 различных измерительных приборов: амперметр, вольтметр, ваттметр, измерители реактивной и полной мощности, коэффициента мощности cos φ, частотомер, анализатор гармоник тока и напряжения, счётчики активной, реактивной и полной потребляемой электроэнергии. Трёхфазная электронная измерительная система прибора измеряет и оцифровывает действующие значения напряжения и тока в трёхфазной сети с частотой 50/60 Гц. Прибор производит 2 измерения в течение секунды. Из полученных значений микропроцессором высчитываются электрические параметры. Максимальные, минимальные значения параметров и программные данные сохраняются в памяти. Выбранные измеряемые значения, а также данные о перебоях в сети записываются в буферную память с указанием даты и времени. После чего данную информацию можно просмотреть и проанализировать на мониторе компьютера или распечатать на принтере.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Возврат к списку


Измерение электроэнергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Электроэнергия измеряется в ваттах и ​​киловаттах

Электроэнергия измеряется в единицах мощности, называемых ваттами, в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины. Ватт — это единица измерения электрической мощности, равная одному амперу при давлении в один вольт.

Один ватт — это небольшая мощность. Некоторым устройствам для работы требуется всего несколько ватт, а другим устройствам требуется большее количество.Энергопотребление небольших устройств обычно измеряется в ваттах, а потребляемая мощность более крупных устройств — в киловаттах (кВт) или 1000 Вт.

Мощность производства электроэнергии часто измеряется в единицах, кратных киловаттам, например мегаваттам (МВт) и гигаваттам (ГВт). Один МВт равен 1000 кВт (или 1000000 Вт), а один ГВт равен 1000 МВт (или 1000000000 Вт).

Использование электроэнергии с течением времени измеряется в ватт-часах

Ватт-час (Втч) равен энергии одного ватта, постоянно подаваемой в электрическую цепь или отбираемой из нее в течение одного часа.Количество электроэнергии, производимой электростанцией или потребляемой потребителем электроэнергии, обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч). Один кВтч — это один киловатт, который вырабатывается или потребляется в течение одного часа. Например, если вы используете лампочку мощностью 40 Вт (0,04 кВт) в течение пяти часов, вы израсходовали 200 Втч или 0,2 кВтч электроэнергии.

Коммунальные предприятия измеряют и контролируют потребление электроэнергии с помощью счетчиков

Электроэнергетические компании измеряют потребление электроэнергии своими потребителями с помощью счетчиков, которые обычно располагаются за пределами собственности потребителя, где линия электропередачи входит в собственность.Раньше все счетчики электроэнергии были механическими устройствами, которые служащему коммунального предприятия приходилось снимать вручную. Со временем стали доступны автоматизированные считывающие устройства. Эти счетчики периодически сообщают коммунальным предприятиям об использовании электроэнергии механическими счетчиками с помощью электронного сигнала. В настоящее время многие коммунальные предприятия используют электронные интеллектуальные счетчики , которые обеспечивают беспроводной доступ к данным об энергопотреблении счетчика для измерения потребления электроэнергии в режиме реального времени. Некоторые интеллектуальные счетчики могут даже измерять потребление электроэнергии отдельными устройствами и позволяют коммунальному предприятию или клиенту удаленно контролировать использование электроэнергии.

Счетчик электроэнергии механический

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Умный счетчик электроэнергии

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 8 января 2020 г.

Как измеряются мощность и энергия?

Энергия против мощности

Если вы не поставщик коммунальных услуг или физик, вам, вероятно, не приходилось спрашивать себя, в чем разница между энергией и мощностью? Хотя различия могут показаться незначительными, их знание поможет вам лучше понять свой счет за электроэнергию.Давайте пройдемся по определениям энергии и мощности, чтобы лучше понять, о чем мы говорим.

Что такое энергия?

Энергия — это способность выполнять работу или, другими словами, создавать изменения с помощью физических или химических процессов и ресурсов. Когда дело доходит до энергии в вашем доме, проделанная работа приводит к питанию ваших электрических устройств (например, лампочек, телевизора) и тепла от ваших газовых приборов (например, печи, водонагревателя).

Существует много различных типов энергии, включая химическую, тепловую, ядерную, электрическую и гравитационную, которые делятся на две основные категории энергии: потенциальную и кинетическую.Типы энергии, протекающей через ваш дом, в основном химическая, тепловая и электрическая. Химическая и тепловая энергия являются потенциальной и кинетической соответственно, а электрическая энергия — это понемногу и того, и другого. Давайте подробнее рассмотрим эти разные типы энергии.

Потенциальная и кинетическая энергия

Существует два основных типа энергии: потенциальная и кинетическая. .

Потенциальная энергия — это запасенная энергия. Это возможность чего-то работать или создавать изменения. Химическая энергия , энергия, удерживающая молекулярные связи вместе, является примером потенциальной энергии. Когда связи разрываются, эта химическая энергия высвобождается.

Кинетическая энергия — это движение. Это может быть что угодно, от движения атомов и волн до движущегося автомобиля или тела. Тепловая энергия , которая создает тепло за счет быстрого движения частиц воздуха, является примером кинетической энергии.

Энергия может преобразовываться из одного типа в другой, и природный газ является прекрасным примером.При добыче природный газ полон химической энергии. Химическая энергия удерживает вместе молекулярные связи в метане, этане и других типах соединений природного газа, из которых состоит природный газ, который вы получаете дома.

Когда источник тепла — скажем, запальное пламя в вашей домашней печи — нагревает газ, он разрывает эти молекулярные связи. Когда связи разрываются, химическая энергия преобразуется в тепловую энергию , которая течет по всему дому, сохраняя в нем тепло и уют.

Электроэнергетика

Когда дело доходит до электричества, которое вы используете в своем доме, в игру вступает электрическая энергия . Электрическая энергия может быть потенциальной или кинетической в зависимости от ее состояния. Электрическая потенциальная энергия накапливается, когда атомы в ваших электрических проводах накапливают заряд. Как только вы активируете электрический прибор или, например, включаете свет, эта потенциальная электрическая энергия преобразуется в кинетическую, когда заряженные атомы перемещаются по электрическому проводу.Помните, кинетическая энергия — это движение!

Что такое мощность?

Вместо того, чтобы быть полностью отделенным от энергии объектом, сила на самом деле зависит от энергии. По своей сути, мощность — это поток энергии во времени ; когда мы измеряем мощность, мы измеряем скорость, с которой прибор потребляет энергию. Если энергия — это то, сколько работы выполняется, то сила — это то, как быстро эта работа выполняется. Поскольку при этом учитывается скорость, мощность измеряется в таких единицах, как ватты (джоули в секунду), которые включают время в качестве фактора.

Что касается вашего счета за коммунальные услуги, вы, вероятно, увидите мощность, описывающую использование вами электроэнергии, а не использование природного газа. Что касается электричества, мощность связана с напряжением , или давлением, которое заставляет электроны двигаться и создавать устойчивый заряд. Электроэнергия — это напряжение, умноженное на объем движущейся электроники, известное как ток. Чем выше напряжение, тем больше у вас электроэнергии.

В чем измеряется энергия?

Итак, мы знаем, что энергия отражает работу — как потенциальную, так и физическую.Но в какой единице измеряется энергия, которая может учесть оба этих аспекта? джоулей измеряют энергию. У нас есть целое руководство, которое поможет вам лучше понять, что такое джоуль, но мы быстро разберем его здесь.

Основной единицей измерения электроэнергии является мощность, которая представляет собой норму потребления энергии. Если ватт (мощность) составляет один джоуль в секунду, то джоуль электрической энергии равен одному ватт-секунду. В следующем разделе мы более подробно рассмотрим, в чем измеряется мощность.

Что касается природного газа, вы можете использовать джоули для измерения количества тепловой энергии, необходимой вашей духовке для выпечки торта или печи для обогрева вашего дома.Но для приборов, работающих на природном газе, вы, скорее всего, увидите рейтинг BTU (британская тепловая единица), а не рейтинг в джоулях. Для простоты преобразования одна БТЕ равна 1055 джоулей. Если ваша печь имеет рейтинг БТЕ 100 000 БТЕ / час, она потребляет 105 500 000 джоулей энергии в час.

Джоуль энергии относительно невелик, поэтому ваш поставщик коммунальных услуг, вероятно, измеряет потребление природного газа в гигаджоулях (ГДж). Один ГДж равен одному миллиарду джоулей; для контекста, требуется около 100 гигаджоулей, чтобы отапливать новый дом среднего размера в Канаде в течение одного года.

В чем измеряется мощность?

Поскольку мощность зависит от энергии, в основе этого измерения также лежат единицы измерения энергии, в частности, джоуль.

Мощность измеряется в Вт ; ватт равен джоуль в секунду . Что это значит в реальном мире? Возвращаясь к нашему примеру включения света, ватты измеряют количество энергии, которое ваша лампочка использует за каждую секунду включения света. Итак, если у вас есть лампочка мощностью 60 Вт, она потребляет 10 джоулей энергии на каждую секунду включения.

Один ватт — очень маленькая единица мощности. Поэтому для измерения энергопотребления более крупных машин и приборов (например, вашей электрической плиты или всей системы домашнего освещения) мощность обычно измеряется в киловаттах (кВт) — 1000 ватт.

Когда ваш поставщик электроэнергии измеряет ваше потребление электроэнергии, он должен знать количество киловатт, потребленных за определенный период. Вот тут-то и пригодится киловатт-часов (кВтч) , и это, вероятно, то, что вы уже видели в счетах за электроэнергию.Отличить кВт от кВтч просто: киловатт — это единица мощности, а киловатт-часы — это энергия, потребляемая этой выходной мощностью.

Счет за электроэнергию

Чтобы понять ваш счет за электроэнергию, вам просто нужно умножить ежемесячное потребление электроэнергии и природного газа на ставку, взимаемую вашим поставщиком коммунальных услуг. Энергетические компании обычно взимают плату за электроэнергию из расчета за киловатт-час, а за природный газ — из расчета за ГДж.

Допустим, у вас есть беговая дорожка на 600 ватт, которую вы используете два часа в день.Чтобы узнать, сколько вы платите за тренировку на беговой дорожке каждый месяц, начните с:

  1. Преобразование ватт в киловатты (кВт).

    600 Вт 1000 Вт = 0,6 кВт

  2. Умножение киловатт на ежедневное использование

    0,6 кВт X 2 часа = 1,2 кВтч

  3. Умножение ежедневного использования на 30 дней (один месяц)

    1,2 кВтч X 30 дней = 36 кВтч / месяц

Наконец, умножьте свое ежемесячное потребление на регулируемый тариф на электроэнергию.Если, например, ваш поставщик электроэнергии взимает 0,08 доллара за киловатт-час, вы должны будете заплатить 2,88 доллара (0,08 доллара х 36 кВтч / месяц) за электроэнергию за использование беговой дорожки в месяц.

Для расчета затрат на природный газ возьмем печь на 100 000 БТЕ / час и предположим, что вы используете ее в течение 150 часов в месяц. Во-первых, нам нужно выяснить, сколько ГДж энергии вы используете для отопления дома:

  1. Умножьте рейтинг в БТЕ на часы использования.

    100000 БТЕ / час X 150 часов = 15000000 БТЕ

  2. Перевести БТЕ в джоули.

    15 000 000 БТЕ X 1055 джоулей / БТЕ = 15 825 000 000 джоулей

  1. Перевести джоули в гигаджоули.

    15 825 000 000 джоулей 1 миллиард джоулей = 15,825 ГДж

Последний шаг к определению стоимости отопления дома — умножение ГДж на регулируемую норму природного газа. В этом примере мы скажем, что это 2,25 доллара за ГДж, что означает, что вы должны заплатить за электроэнергию около 35,60 доллара за месяц.

Дополнительные элементы в вашем счете за электроэнергию

Теперь, когда вы знаете единицы измерения, отражающие мощность и энергопотребление вашего домохозяйства, ваш ежемесячный счет за электроэнергию должен показаться немного более простым.Но также может быть несколько дополнительных позиций, требующих определения:

  • Передача или доставка Стоимость отражает стоимость перемещения электроэнергии или природного газа от источника через систему передачи, провода для электричества и трубопроводов для природного газа, включая содержание линий электропередач, опор и трубопроводов.
  • Распределение Расходы учитывают процесс доставки электричества и природного газа в ваш дом или на предприятие от системы передачи, включая содержание линий электропередач, опросы электроэнергии и распределительные трубопроводы.
  • Наездники — это корректировки, необходимые передающим или распределительным предприятием, рассмотренные и утвержденные Комиссией по коммунальным предприятиям Альберты.
  • Федеральный налог на выбросы углерода — это сбор, установленный федеральным правительством за выбросы парниковых газов, связанные с потреблением вами природного газа.
  • Административные сборы покрывают расходы на обслуживание клиентов, когда мы вам нужны, а также расходы на расчет и доставку вашего счета.

Как ваш провайдер регулируемого электроснабжения провинции Альберта, мы всегда готовы помочь вам понять ваше энергопотребление и потребление энергии, а также помочь разоблачить ваш счет за коммунальные услуги. Для получения дополнительной информации об услугах энергоснабжения Альберты позвоните нам по телефону 1-866-420-3174.

Что такое анализ мощности и измерения мощности

В этой статье мы рассмотрим, что такое анализ мощности и какие инструменты используются для его выполнения. В этой статье вы:

  • См. , что такое электрическая мощность на самом деле
  • Узнайте , зачем нам нужен анализ мощности и как он рассчитывается
  • Изучите , как выполняется анализ мощности и что такое анализатор мощности.

Готовы начать? Пошли!

Что такое анализ мощности?

Мощность — это скорость выполнения работы, то есть количество энергии, потребляемой в единицу времени. Мощность электрической системы — это умножение напряжения на ток, интегрированное и затем разделенное на периодическое время. Периодическое время (равное частоте) должно быть известно, чтобы рассчитать мощность электрической системы. «Анализ мощности» — это просто метод проверки и изучения мощности, обычно с использованием анализатора мощности.

Что такое анализатор мощности?

Анализатор мощности — это прибор, который измеряет и количественно определяет скорость потока мощности в электрических системах. Поток мощности выражается в джоулях в секунду (Дж / с) или киловатт-час (кВт / ч). Электрическая мощность — это скорость передачи электрической энергии в электрической системе между двумя точками в единицу времени.

Анализатор мощности SIRIUS XHS с 4-мя высоковольтными и 3-мя низковольтными усилителями для подключения датчика тока

Что такое электроэнергия

Вы можете посмотреть на электрическую цепь, но вы не можете увидеть, присутствует ли напряжение или течет ли ток.Вы не должны протягивать руку, чтобы узнать, потому что это чрезвычайно опасно и, возможно, даже смертельно. Поэтому мы должны использовать правильный инструмент для измерения электричества.

Итак, как мы можем визуализировать электричество, движущееся по цепи? Что ж, мы можем видеть движение воды, поэтому давайте воспользуемся этим в качестве аналогии, чтобы объяснить, как работают электрические цепи. Хорошо известно, что если вода должна вытекать из трубы, вода должна иметь силу или «давление», толкающее ее, будь то сила тяжести или механический насос.

Электрическая схема в сравнении с водяным насосом

По нашей аналогии:

  • Напряжение — это давление, при котором вода проходит через трубу. Чем выше давление, тем быстрее будет течь вода. Измеряется в вольтах (В).
  • Ток — это доступный объем воды, в который может втекать вода. Чем больше объем, тем больше воды может течь. Это измеряется в амперах (A).
  • Сопротивление — это уменьшение объема внутри трубы, которое ограничивает поток воды.Измеряется в омах (R или Ω).

Если ток движется только в одном направлении, это очень похоже на воду, текущую по трубе или шлангу. В нашей аналогии это DC (постоянный ток). Однако если ток движется вперед и назад, то он аналогичен переменному току (переменному току).

Электропитание переменного тока — это то, что мы используем для транспортировки электроэнергии на большие расстояния, например, от электростанции в наши дома и на предприятия.

Питание постоянного тока используется для современной электроники, а также для аккумуляторов.

Офисный компьютер, на котором вы, возможно, читаете это, например, подключается к источнику переменного тока, но внутри него есть типовой трансформатор, известный как импульсный источник питания (SMPS), который преобразует переменный ток в постоянный ток и преобразует постоянное напряжение в желаемый уровень. Если вы используете ноутбук, SMPS, скорее всего, находится во внешнем «кирпичике», который соединяет розетку переменного тока на стене и систему питания постоянного тока внутри ноутбука. Если вы читаете это на телефоне или планшете, это также устройство постоянного тока, которое использует внешний SMPS для зарядки своей внутренней батареи.

Количественная оценка электроэнергии

В физике электроэнергия — это скорость выполнения работы. Это эквивалентно количеству энергии, потребляемой в единицу времени. Единица измерения мощности — джоуль в секунду (Дж / с), также известный как ватт (Вт).

Что такое электрическая мощность

Электрическая мощность — это скорость передачи электрической энергии в электрической системе между двумя точками в единицу времени. Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена.Его можно просто преобразовать из одного вида энергии в другой или передать .

Поскольку не существует идеальной электрической системы, всегда будут некоторые потери при передаче энергии. Самая распространенная форма потерь в электрической системе — это тепло. Если цепь физически нагрета, это означает, что часть энергии, которую она переносит, преобразуется в тепло и, следовательно, не может использоваться для полезной работы.

Это снижает эффективность всей электрической системы.Неслучайно механические системы также выделяют тепло — не кладите руку на зажженную лампу накаливания, иначе вы напрямую испытаете преобразование энергии в тепло. Электроэнергия — это просто расширение основной физики мощности в целом.

Условно электрическая мощность выражается в киловатт (кВт) .

Как рассчитать электрическую мощность?

Количество мощности в цепи рассчитывается путем умножения Напряжение (В) на Ток (А) , что дает Вт (Вт) , используя следующее уравнение:

\ [P (t) = I (t) \ cdot V (t) \]

Это основное уравнение можно преобразовать с помощью закона Ома, который гласит, что ток, протекающий через линейное сопротивление, прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению электрической цепи при постоянной температуре.T u (t) \ cdot i (t) \; dt \]

Где:

  • P — мощность в ваттах (Вт)
  • i — ток в амперах (А)
  • u — напряжение в вольтах (В)
  • T — периодическое время в секундах (с)

Изобразим это уравнение на графике:


Уравнение для расчета мощности, отображаемое на декартовой плоскости, показывающее напряжение и ток, а также полученную кривую мощности после интегрирования.

Глядя на кривизну форм сигналов в визуализации, мы можем видеть, что мощность в системе переменного тока не просто умножение напряжения на ток, как в системе постоянного тока. Он определяется средним по времени мгновенной мощностью за один цикл. Это означает, что мы должны знать частоту, чтобы рассчитать мощность электрической системы.

Общие сведения об измерении мощности

В основном, в электрических системах переменного тока (AC) есть три типа мощности, которые необходимо измерить.Это:

  1. Активная мощность (P)
  2. Реактивная мощность (Q)
  3. Полная мощность (S)

Чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между ними, мы можем использовать удобный инструмент, известный как треугольник власти, основанный на теореме Пифагора:

Треугольник мощности, иллюстрирующий соотношение между активной, реактивной и полной мощностью, включая угол фи и коэффициент мощности, также известный как косинус фи (косинус фи)

Давайте подробнее рассмотрим эти термины и то, что они на самом деле означают:

Что такое активная мощность (P)

Активная мощность (P), также известная как «активная мощность» или «активная мощность», — это полезная мощность, которая используется в цепи переменного тока.

Что такое реактивная мощность (Q)

Реактивная мощность (Q) не используется, но передается между источником, таким как электростанция, и нагрузкой, в основном она используется для передачи активной мощности через электрическую систему.

Какая полная мощность (S)

Полная мощность (S) — это векторная сумма активной и реактивной мощности в системе переменного тока.

Какой коэффициент мощности (PF)

Коэффициент мощности (PF) — это соотношение между активной и полной мощностью, которое может принимать значения от 1 до -1.

Коэффициент мощности — это показатель количества активной мощности, присутствующей в линии передачи, по сравнению с полной мощностью, которая объединяет активную и реактивную мощность. Другими словами, это фактор, на который полезная мощность в линии передачи меньше теоретически возможной максимальной мощности. Уменьшение теоретически идеального коэффициента мощности вызвано несогласованием по фазе напряжения и тока.

Коэффициент мощности часто обозначается как «косинус фи», «косинус фи» или «косинус».”

Реактивная мощность может быть положительной или отрицательной, на что указывает положительный или отрицательный знак угла фи (𝜑). Это говорит нам, опережает ли ток напряжение, или он отстает от напряжения в линии передачи.

Когда значение реактивной мощности составляет положительное значение , оно отстает, указывая на индуктивную нагрузку, потребляющую реактивную мощность.

Если значение реактивной мощности равно отрицательному значению , оно является опережающим, что указывает на емкостную нагрузку, которая передает реактивную мощность.

Чисто омические нагрузки, как и традиционные лампы накаливания, имеют коэффициент мощности, очень близкий к 1. Это означает, что напряжение и ток синфазны, поэтому в линии передачи присутствует очень небольшая реактивная мощность.

При положительном коэффициенте мощности, чем ближе они к нулю, тем больше разность фаз между напряжением и током и тем больше реактивной мощности присутствует в линии передачи. Это похоже на отрицательный коэффициент мощности, только в противоположном направлении: при PF = -1 разность фаз между напряжением и током составляет 180 °.

Мощность против энергии — в чем разница?

Термины «электрическая энергия» и «электроэнергия» не взаимозаменяемы, потому что это не одно и то же. Используя приведенную ранее аналогию с водой, легко проиллюстрировать эту разницу:

Мощность означает емкость , а энергия представляет доставку за определенный период .

Мощность — это, по сути, скорость потока воды в шланге, основанная на ее давлении и объеме.Электрическая мощность измеряется в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) и мегаваттах (МВт).

Энергия — это количество воды, которое проходит через шланг за определенный период времени. Поэтому счет за электроэнергию будет указан в киловаттах — часов (кВтч).

Почему мы измеряем мощность?

По словам всемирно известного консультанта по вопросам управления Питера Друкера: « Если вы не можете измерить это, вы не можете управлять им» .

Измерение напряжения и тока — это только начальный шаг к анализу электрической системы, и его легко можно сделать с помощью любого анализатора мощности или измерителя мощности, представленных на рынке.

Но для того, чтобы что-то успешно управлять, нужно как можно больше информации. Именно для этого и предназначен анализатор мощности. Анализаторы мощности позволяют пользователю выполнять комплексный анализ любой электрической системы с помощью всего лишь нескольких операций.

По мере того, как электричество и мощность становятся все более и более важными, критически важно, чтобы их можно было измерять и регулировать в соответствии с самыми высокими стандартами, чтобы обеспечить бесперебойное снабжение и чтобы оборудование, которое работает с ними, было надежным, безопасным и эффективным.Анализаторы мощности имеют решающее значение для проведения точных и всесторонних измерений, от самого производства энергии до фазы передачи, которая доставляет ее в наши дома и на предприятия.

Измерение мощности с максимально возможным уровнем точности важно по разным причинам:

  • На НИОКР с целью повышения производительности продуктов и услуг
  • Для повышения энергоэффективности
  • Снижение затрат и времени
  • Соответствие национальным и международным стандартам
  • Обеспечение безопасности продукции и операторов

Для чего нужны анализаторы мощности?

Анализаторы мощности

проводят широкий спектр испытаний и измерений электрических компонентов, цепей и систем.Некоторые из наиболее часто выполняемых анализов включают:

Анализ потока нагрузки используется для определения компонентов энергосистемы, которые включают величину напряжения, величину тока, фазовый угол phi системы, активную мощность, реактивную мощность, полную мощность и коэффициент мощности в установившемся режиме. операция.

Кроме того, для нелинейных нагрузок необходимо измерить и проанализировать реактивную мощность искажения, а также реактивную мощность гармоник. Теоретически напряжение и ток имеют идеальную синусоидальную волну 50 Гц в Европе (и 60 Гц в основном в Северной и Южной Америке).Это так, если к сети подключены только чисто омические линейные нагрузки (например, лампы накаливания, электрические нагреватели, электродвигатели переменного тока и т. Д.).

Треугольник мощности, показанный ранее, справедлив только для омических нагрузок, но в настоящее время к сети подключается все больше и больше нелинейных нагрузок, а также нелинейных производственных единиц. Это ввело новое измерение в треугольник мощности, а именно искажение и реактивную мощность гармоник. Эти явления рассматриваются в отдельной статье «Что такое качество электроэнергии» [* СКОРО].

Давайте посмотрим на новый треугольник власти:

Новый треугольник мощности иллюстрирует взаимосвязь между активной, реактивной и полной мощностью, включая новое измерение искажения и реактивной мощности гармоник

В приведенном ниже примере линейное напряжение подает мощность переменного тока в систему, а переключающий выпрямитель преобразует ее в мощность постоянного тока, необходимую для светодиода. Взгляните на принципиальную схему измерительной установки:

Принципиальная схема испытательной установки для измерения мощности светодиодов с измерениями напряжения и тока как переменного, так и постоянного тока с помощью модуля питания от Dewesoft

В настоящее время появляется все больше нелинейных нагрузок (балластные блоки, выпрямители, инверторы, персональные компьютеры и т. Д.).), подключенных к сети, а также единиц нелинейной генерации (ветровая, солнечная и другие формы производства энергии). Следовательно, формы сигналов напряжения и тока искажены и не являются идеальными синусоидальными формами сигналов. Следовательно, гармонический анализ необходим для определения влияния этих нелинейных нагрузок на ток и напряжение в электрической системе.

Анализ короткого замыкания выполняется для получения информации обо всех возможных сценариях работы электрической системы и для определения способности отдельных компонентов системы влиять на силу тока в цепи или выдерживать ее.

Анализ координации используется для поддержки разработки защиты от сверхтоков. Он принимает во внимание характеристики защитного устройства, включая его размеры и настройки, чтобы установить идеальный рабочий диапазон.

Анализаторы мощности Dewesoft

Анализаторы мощности Dewesoft — это не только самые маленькие анализаторы мощности в мире, но и самые мощные. Гибкая аппаратная платформа в сочетании с мощным программным обеспечением дает уникальные возможности тестирования для любых видов электрических измерений .Анализатор мощности Dewesoft может рассчитать более 100 параметров мощности , таких как P, Q, S, PF, cos phi и многие другие.

Он также предлагает несколько функций других инструментов:

  • Возможность записи необработанных данных
  • Осциллограф
  • Анализ БПФ
  • Гармоники
  • и т. Д.

Все эти расчеты можно производить в режиме онлайн, в режиме реального времени, в процессе постобработки или в обоих случаях.

Анализатор мощности Dewesoft сочетает в себе несколько инструментов и функций в одном устройстве — анализатор мощности, анализатор БПФ, регистратор данных RAW, осциллограф, анализатор гармоник, регистратор температуры, регистратор вибрации и многое другое.

Анализаторы мощности Dewesoft R8 могут быть оснащены до 64 высокоскоростных аналоговых входов ( до 1 Мвыб / с при 16 бит и полоса пропускания 2 МГц на канал ) для измерения напряжения и тока в одном корпусе.

Анализатор мощности Dewesoft R8DB может быть сконфигурирован с 64 каналами, которые можно выбрать в соответствии с измерительным приложением для универсального измерительного устройства

Входы полностью изолированы как со стороны датчика (канал на землю), так и между каналами, и даже изолированное возбуждение датчика.Настоящая гальваническая развязка означает на меньше шума, , избегание контура заземления , и , превосходное качество сигнала .

Высокое напряжение можно напрямую измерить с помощью наших высоковольтных входов с 1600 В постоянного тока / CAT II 1000 В / CAT III 600 В защиты . Ток можно измерить с помощью высокоточных датчиков тока, таких как преобразователи тока с нулевым потоком, токовые клещи переменного / постоянного тока, катушки Роговского и шунты.

Dewesoft предлагает широкий выбор преобразователей тока и датчиков тока для любого диапазона и точности измерения тока

И хотя это в основном анализатор мощности, он также может измерять различные дополнительные типы сигналов, включая акселерометры, тензодатчики, датчики силы и нагрузки, термопары, RTD, счетчики и энкодеры, GPS, CAN BUS, XCP, FlexRay и даже видео.Все каналы синхронизированы между собой.

Типичный экран измерения трехфазного дельта с помощью программного обеспечения для анализа мощности DewesoftX

SIRIUS XHS — анализатор мощности нового поколения

Анализатор мощности SIRIUS XHS — последняя версия линейки продуктов SIRIUS. Это высокоскоростная система сбора данных, способная записывать со скоростью 15 Мвыб / с / канал и до полосы пропускания 5 МГц на всех аналоговых входах.

Показан новый SIRIUS XHS с четырьмя усилителями высокого напряжения и четырьмя усилителями низкого напряжения

Он оснащен совершенно новой технологией HybridADC , которая обеспечивает широкополосную запись переходных процессов и очень высокодинамичный сбор данных без псевдонимов.Фильтрация без псевдонимов позволяет регистрировать сигналы с динамическим диапазоном до 160 дБ. Высокая изоляция между каналами и землей предотвращает повреждение систем из-за чрезмерного напряжения и позволяет избежать контуров заземления.

Новая технология HybridADC в анализаторе мощности SIRIUS XHS

В большинстве систем питания SIRIUS XHS оснащен четырьмя усилителями высокого напряжения (HV) и четырьмя усилителями низкого напряжения (LV):

  • SIRIUS XHS HV : Высоковольтный аналоговый вход высокого напряжения CAT II 1000 В .Этот усилитель может напрямую измерять пиковое напряжение в диапазоне от 20 В до 2000 В с полосой пропускания 5 МГц и точностью 0,03%. Этот усилитель идеально подходит для прямого подключения сигналов высокого напряжения. Разъемы этого усилителя всегда представляют собой изолированные безопасные банановые гнезда (красный / черный).
  • SIRIUS XHS LV : Сильно изолированный аналоговый вход низкого напряжения . Этот усилитель может измерять диапазоны от 0,05 В до 100 В с полосой пропускания 5 МГц, точностью 0,03% и возбуждением для выбранных датчиков (требуется разъем DSUB9 для возбуждения датчика).Этот усилитель идеально подходит для прямого подключения низковольтных сигналов и датчиков тока. Разъемы этого усилителя доступны в DSUB9 или BNC. Обратите внимание, что разъем DSUB9 также предлагает возбуждение датчика, а также TEDS для настройки интеллектуального датчика.

При использовании разъема DSUB9 усилитель также поддерживает адаптеры интеллектуального интерфейса серии DSI, что позволяет подключать различные типы датчиков к каждому каналу низкого напряжения. К ним относятся:

  • DSI-ACC для акселерометров и микрофонов IEPE
  • DSI-CHG для акселерометров зарядного типа
  • DSI-RTD для датчиков температуры RTD
  • DSI-TH для термопар (J, K, T и т. Д.)
  • DSI-LVDT для датчиков перемещения / расстояния LVDT

Когда какая-либо модель DSI подключена к каналу LV, программа сбора данных Dewesoft X автоматически обнаруживает ее (используя стандарт датчика TEDS) и настраивает для нее этот канал, устанавливая соответствующий тип входа, усиление, диапазон и масштабирование. Пользователь может выполнить дополнительные настройки и сохранить их в базе данных бортовых датчиков.

Уровень шума, подавление синфазного сигнала, дрейф усиления и смещения обоих усилителей при более низкой полосе пропускания сопоставимы со стандартной линейкой приборов DualCoreADC SIRIUS.

Эти усилители идеально подходят для измерений электромобильности, где высочайшая точность, такая как анализ мощности, является абсолютной необходимостью.

Анализатор мощности со встроенным анализатором БПФ

Обычные анализаторы мощности используют обнаружение нулевой точки для определения периодического времени. Это означает, что они оценивают, когда напряжение или ток пересекает эту ось x, и используют это значение для вычисления периодического времени.

Dewesoft, с другой стороны, использует специальный алгоритм БПФ (быстрое преобразование Фурье) для определения периодического времени (частоты).

На основе этого заранее определенного периода времени анализ напряжения и тока с помощью БПФ может быть выполнен для определенного количества периодов (обычно 10, если базовая частота системы составляет 50 Гц) и с выбираемой частотой дискретизации. Анализ БПФ дает амплитуду напряжения, тока и cos phi для каждой гармоники.

Силовой модуль Dewesoft имеет встроенный анализатор БПФ в дополнение к другим типам визуальных дисплеев.

Многофазные анализаторы мощности

В силовом модуле Dewesoft X есть несколько предустановленных системных конфигураций, доступных на выбор.Самые распространенные из них:

  • Постоянный ток,
  • 1 фаза
  • 2-фазный — используется, например, со специальными типами двигателей
  • 3-фазная звезда
  • 3-фазный треугольник
  • Конфигурация
  • Aron и V — это в основном конфигурации звезды и треугольника, но для измерения только двух токов вместо трех. Обычно это делается для экономии места или сокращения затрат.

Специальные конфигурации, такие как измерение 6-, 7-, 9- или 12-фазного двигателя, могут выполняться с несколькими однофазными или 3-фазными системами и суммированием значений мощности в библиотеке Math.Это означает, что мощность может быть измерена в нескольких точках полностью синхронно.

В математической библиотеке силовые модули могут быть дополнительно уточнены, например, КПД может быть рассчитан автоматически. Это также очень полезно при измерении многофазных двигателей (от 6 до 12 фаз).

Силовой модуль Dewesoft можно настроить для одно-, двух- и трехфазных систем. Их можно комбинировать для создания 6, 7, 9 или даже 12-фазных систем

Инженеры могут просто выбрать одну или несколько систем, которые они измеряют, из этого списка:

  • 1-фазный
  • 2 фазы
  • 3-фазная звезда
  • 3-фазный треугольник
  • 3 фазы Aron
  • 3 фазы V
  • 3-х фазный 2-х метровый

Кроме того, доступен широкий диапазон других вариантов, включая частоту линии, единицы вывода, источник частоты (канал, который необходимо оценить для определения точной частоты), фазу и многое другое.

Благодаря модульной конструкции измерительных устройств Dewesoft пользователь никогда не ограничивается только измерением значений мощности. Системы Dewesoft DAQ могут подключаться практически ко всем датчикам в мире , что означает, что инженер может также измерять температуру, силу, вибрацию, звук, GPS, видео, скорость, число оборотов в минуту, крутящий момент и т. Д.

Схема подключения анализатора мощности Dewesoft для проверки инвертора и электродвигателей

Инженеры, выполняющие тестов на электрических или гибридных транспортных средствах , могут также захотеть измерить скорость автомобиля, температуру аккумулятора, данные шины CAN, положение GPS и даже нанести точное местоположение на испытательный трек.

Вместо использования двух, трех или даже более разных измерительных приборов, Dewesoft предлагает одновременную регистрацию всех измерений в одном приборе. Это дает несколько ключевых преимуществ:

  • Нет необходимости объединять данные вручную после измерения.
  • Данные полностью синхронизированы до одной выборки.
  • Все данные можно просмотреть на одном экране и записать в один файл данных.
  • Настройка и использование только одной системы сбора данных и программного обеспечения позволяет сэкономить время на подготовку к тесту.

Анализатор мощности Dewesoft объяснил вживую на выставке Battery Show Expo

База данных датчиков

повышает точность измерения тока и напряжения

Следует отметить, что каждый усилитель, датчик тока и напряжения имеет некоторую неточность или нелинейность. Однако с помощью анализаторов мощности Dewesoft эти ошибки можно измерить заранее и внести в базу данных датчиков XML. Программа Dewesoft X применяет поправочные коэффициенты в режиме реального времени , что приводит к более точным показаниям и результатам.

База данных аналоговых датчиков Dewesoft

Встроенная база данных датчиков также исключает ошибки, вызванные ошибками ручного ввода данных. Выбор датчика из списка вместо того, чтобы вводить параметры вручную, не только экономит время, но и предотвращает типографические ошибки, которые могут привести к неправильному масштабированию или выбору усиления.

Внутри базы данных датчиков масштабирование можно настроить с помощью формул y = mx + b, справочных таблиц, полиномов и даже кривых преобразования.Для большинства датчиков это нужно сделать только один раз. Инженеры могут добавлять, редактировать и удалять датчики, а также обновлять информацию о калибровке в любое время, включая сроки выполнения клиентских лицензий и т. Д.

Единицы измерения базы данных датчиков основаны на семи международных единицах СИ, определяющих константы:

.
  • Длина — метр (м)
  • Время — секунды
  • Количество вещества — моль (моль)
  • Электрический ток — Ампер (А)
  • Температура — кельвин (К)
  • Сила света — кандела (кд)
  • Масса — килограмм (кг)

Таким образом, хотя они являются метрическими по своей сути, например, м / с2, в этом случае пользователь может выбрать G или g.Таким образом, устройства вывода могут быть удобны для всех пользователей во всем мире.

Программное обеспечение

Dewesoft также включает базы данных датчиков для датчиков счетчика / энкодера / датчика частоты вращения.

Измерение тока с помощью Dewesoft

Измерение тока обычно делится на две основные группы:

« Direct » — это когда провод должен быть отключен, а датчик включен последовательно с цепью. Этот метод работает без дополнительных схем.

Наиболее распространенным устройством измерения постоянного тока является шунтирующий резистор, который затем подключается последовательно со схемой.Шунтирующий резистор имеет очень низкое сопротивление, которое очень точно определено производителем. Шунтирующий резистор работает по принципу, согласно которому при прохождении тока через резистор будет очень небольшое падение напряжения, которое мы можем измерить и преобразовать в ток по закону Ома.


Типовое устройство для измерения тока шунта

Мы можем измерить это падение и применить закон Ома для расчета тока.


Графическое представление закона Ома

Кроме того, важным фактором является точность резистора, так как это напрямую влияет на точность самого измерения.

Dewesoft DSIi-10A Токовый шунт

Dewesoft предлагает несколько токовых шунтов компактного размера, каждый из которых имеет внутри свой собственный нагрузочный резистор, предназначенный для измерения различных диапазонов тока. Эти шунты были спроектированы таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на саму цепь.

Адаптеры

DSI можно подключить практически ко всем устройствам сбора данных Dewesoft. Изолированные аналоговые входы усилителей Dewesoft являются решающим фактором в обеспечении точных измерений, поскольку шунт подключается непосредственно к измеряемой цепи, а изоляция между цепью и измерительной системой всегда важна.Изолированные входы означают, что вы можете разместить свой шунт на стороне низкого или высокого уровня цепи и не беспокоиться о контуре заземления или синфазных ошибках измерения .

Снова принимая во внимание закон Ома и взаимосвязанный характер напряжения, тока и сопротивления, становится абсолютно ясно, что система сбора данных должна иметь возможность выполнять очень точное измерение напряжения и сопротивления, чтобы производить точное измерение тока.

« Indirect » — это когда датчик тока не контактирует напрямую с цепью.Вместо этого он измеряет магнитное поле, которое индуцируется при протекании тока через проводник, а затем преобразует его в показания тока (электрические заряды создают электрические поля).

Преимуществом косвенного измерения тока является гальваническая изоляция датчика от проводника и тот факт, что саму цепь не нужно нарушать или отключать. Он также позволяет измерять очень высокие токи.

Dewesoft поддерживает почти все преобразователи тока, доступные сегодня на рынке.Некоторые преобразователи тока могут получать питание непосредственно от измерительного устройства, а для некоторых преобразователей тока требуется внешний источник питания, поскольку измерительное устройство не может передать необходимую им мощность возбуждения.

У Dewesoft есть решение для этого: SIRIUS PWR-MCTS2 представляет собой блок питания для питания этих преобразователей тока напрямую от приборов Dewesoft без каких-либо внешних источников питания сторонних производителей. SIRIUS PWR-MCTS2 предлагается в совместимом модульном шасси SIRIUS или SIRIUS XHS или непосредственно в стоечном шасси на базе SIRIUS, таком как система сбора данных R2DB, R3, R4 или R8.

SIRIUS R8 с несколькими измерительными срезами, включая совместимый со стойкой SIRIUS-PWR-MCTS2, а также модульное шасси SIRIUS-PWR-MCTS2 и SIRIUS 4xHV 4XLV

SIRIUS XHS-PWR для тестирования гибридных автомобилей и электромобилей

Еще одна инновация — это новый SIRIUS XHS-PWR, совершенно новый продукт от Dewesoft, разработанный специально для рынка электромобилей. Он оснащен запатентованным преобразователем тока DC-CT, который позволяет проводить очень точные измерения тока даже в самых сложных условиях, таких как очень высокие пики тока, а также тестирование тока утечки.

SIRIUS XHS-PWR со встроенным преобразователем тока DC-CT

Этот новый прибор идеально подходит для измерения электромобильности, где высочайшая точность, такая как анализ мощности, является абсолютной необходимостью. В преобразователе тока используется запатентованная технология DC-CT® , основанная на датчике потока Platiše. Он предлагает диапазоны 100A, 500A и 1000A, упакованные в очень маленькое шасси, полосу пропускания 1 МГц, устойчивость к внешним магнитным полям, низкие смещения и превосходную линейность.

Типичный тест мощности в автомобиле, показывающий дополнительные входы, такие как шина CAN, видеокамера и положение GPS в реальном времени, наложенное на карту

Усилители также могут измерять пиковое напряжение 2000 В (CAT II 1000 В) с полосой пропускания до 5 МГц

SIRIUS XHS-PWR

Этот прибор имеет два входа:

Эти входы подключаются непосредственно к силовой линии автомобиля, обеспечивая максимальное удобство, пропускную способность и точность тестирования электронной мобильности.Он предлагает степень защиты IP65, что позволяет использовать его в суровых условиях и во время жестких поездок.

Таблица сравнения преобразователя тока DC-CT с датчиками тока других типов:

Тип Изолированный Диапазон Пропускная способность Линейность Точность Темп. дрифт Расход
DC-CT постоянного / переменного тока Есть Высокая Высокая Отлично Очень высокий Очень низкий Средний
Магнитный клапан постоянного / переменного тока Есть Высокая Высокая Отлично Отлично Низкий Высокая
Холл постоянного / переменного тока Есть Высокая Средний Средний Средний Высокая Низкое Среднее
Шунт постоянного / переменного тока Средний Средний Хорошо Высокая Средний Высокая
Rogowsky AC Есть Высокая Высокая Хорошо Средний Низкий Низкий
CT AC Есть Высокая Средний Средний Средний Низкий Низкий

Совместимые трансформаторы тока

Ниже приведена таблица, в которой дается краткий обзор имеющихся преобразователей тока и характеристик этих преобразователей, а также того, для каких приложений они лучше всего подходят.

Обзор преобразователей тока и областей их применения

Недвижимость Приложения
Тип AC DC Диапазон Точность Пропускная способность Плюсы Минусы Анализатор мощности Электронная мобильность Мониторинг сети
Токовые клещи с сердечником ДА НЕТ 5 кА 0,5 — 4% 10 кГц дешевые Тяжелый
Негибкий
Низкая пропускная способность
НЕТ НЕТ ДА
Дешевая катушка Роговского ДА НЕТ 10 кА 1% 20 кГц Прочный
Гибкий
Линейный
Без магнитного воздействия
Выдерживает перегрузку
Нет измерения постоянного тока
Ошибки высокого положения
НЕТ НЕТ ДА
Катушка Good Rogowsky ДА НЕТ 50 кА 0,3% до 20 МГц Прочный
Гибкий
Линейный
Без магнитного воздействия
Выдерживает перегрузку
Нет измерения постоянного тока
Ошибки высокого положения
ЧАСТИЧНО ЧАСТИЧНО ДА
Токовые клещи постоянного / переменного тока с компенсацией Холла ДА ДА 300 А 1,5% 100 кГц Измерение переменного / постоянного тока
Высокая точность
Широкая полоса пропускания
Зажим может открываться
Низкий диапазон измерения ДА ДА ДА
Токоизмерительные клещи для постоянного / переменного тока ДА ДА 700 А 0,3% 500 кГц Измерение переменного / постоянного тока
Высокая точность
Широкая полоса пропускания
Зажим может открываться
Требуется внешний источник питания ДА ДА ДА
Преобразователь тока нулевого потока ДА ДА 2000 А 0,002% до 300 кГц Измерение переменного / постоянного тока
Высокая точность
Высокая полоса пропускания
Низкая фазовая ошибка
Низкое смещение
Не открывается
Требуется внешний источник питания
ДА ДА ДА

Dewesoft разрабатывает и производит всемирно известное оборудование для измерения и сбора данных для широкого спектра отраслей и приложений.С начала 2000-х годов основное внимание уделялось анализу мощности и анализу качества электроэнергии.

Тогда мы еще не знали, что автомобили станут электрическими такими быстрыми темпами, как сегодня. И это всего лишь одно приложение, в котором необходимы портативные высокопроизводительные анализаторы мощности и анализаторы качества электроэнергии.

Дополнительная информация

Продукты и решения

Статьи и база знаний

Примеры из практики и заметки по применению

Как измеряется электроэнергия

Вы когда-нибудь спрашивали себя, в чем измеряется энергия? Основной способ измерения потребления электроэнергии — это единица измерения «ватт-час».

Освещение и обычные бытовые приборы, такие как кондиционеры, компьютеры и тостеры, являются изделиями, для работы которых требуется электричество.

Ватт (Вт) — это мера этой электрической мощности, и каждый из этих бытовых товаров должен иметь маркировку в ваттах, отражающую их использование. Большинство распространенных бытовых приборов, принадлежащих потребителям, имеют значок соответствия, который используется для обозначения количества электроэнергии, необходимой конкретному продукту для правильной работы.

Для сравнения: электрическая лампочка может иметь мощность 40 Вт, средний тостер — 600 Вт, а кондиционер — мощность 4000 Вт. Умножение ватта — или единицы необходимой энергии — на продолжительность его использования, дает общее количество потребляемой электроэнергии.

Стандартным показателем потребления электроэнергии является количество ватт, израсходованных за один час, которое также известно как ватт-час. Это означает, что если лампочка на 40 ватт включена на один час, она будет использовать 40 ватт-часов электроэнергии.

Когда люди получают счет за электроэнергию, в нем регистрируется количество киловатт-часов (кВтч), потребленных домохозяйством в течение этого периода. Киловатт-час составляет 1000 ватт-часов, что означает, что использование кондиционера мощностью 4000 Вт в течение одного часа потребляет 4 кВт-ч электроэнергии.

Это общее потребление используется для расчета стоимости счета за электроэнергию, который доставляется потребителям ежеквартально или каждые три месяца.


Как измеряется электричество

Киловатт-час (кВтч) — это количество электроэнергии, произведенной или потребленной за один час.

В Австралии типичное ежедневное потребление энергии в обычном домашнем хозяйстве составляет около 17 000 ватт-часов. Чтобы рассчитать это из ватт в киловатт-час, это будет примерно 17 киловатт-часов.

Ватт (Вт)


= 1 Вт

40 Вт
Лампочка мощностью 40 Вт потребляет 40 Вт электроэнергии.

Киловатт (кВт)


= 1000 Вт

2 кВт
Типичная солнечная панель, используемая австралийским домом, может производить до 2 кВт электроэнергии.

Мегаватт (МВт)


= 1 миллион ватт

30 МВт
Ветряная электростанция Cullerin Range к северу от Канберры, недавно проданная Origin Energy, способна производить 30 МВт электроэнергии.

ГВт (ГВт)


= 1000 миллионов ватт

3 GW
Origin’s Eraring Power Station — крупнейшая электростанция Австралии, ее общая мощность составляет около 3 ГВт,


Чтобы сравнить потребление энергии в вашем доме с другими аналогичными домохозяйствами в вашем районе, посетите Energy Made Easy.


Список литературы
  1. http://www.aer.gov.au/system/files/ Руководство по контрольным показателям потребления электроэнергии в счетах бытовых потребителей — декабрь 2014_0.PDF

Energy and Power Units: основы

[pagebreak: Energy and Power Units: The Basics]

Если вы изучаете зеленые технологии, особенно возобновляемые источники энергии, вы не можете не столкнуться с такими утверждениями:

  • 26-ваттная КЛЛ производит свет, эквивалентный Лампа накаливания мощностью 100 Вт.
  • Энергетическая ценность галлона этанола варьируется от 75 700 БТЕ до 84 000 БТЕ.
  • Toyota Prius Hybrid Synergy Drive включает в себя 67-сильный электродвигатель.

Но что такое ватты, БТЕ и лошадиные силы? Что они измеряют и как они относятся к возобновляемой энергии? Например, сколько ватт вырабатывает ветряная турбина и сколько домов будет на эту мощность? Сколько БТЕ требуется для обогрева среднего дома и сколько для этого требуется природного газа?

Прежде чем вы сможете ответить на такие вопросы, вы должны овладеть некоторыми основными понятиями и словарным запасом:

  • Что такое энергия и мощность и как они соотносятся друг с другом?
  • Какие стандартные единицы энергии и мощности используют ученые?
  • Какие традиционные единицы измерения используются в промышленности и как они соотносятся со стандартными единицами измерения?
  • Как различные блоки применимы к таким приложениям, как освещение, отопление и транспорт?

Этот отчет представляет собой краткий обзор энергии, мощности и единиц, используемых для их измерения.Но не волнуйтесь; это не физика в старших классах снова и снова. Это больше похоже на курс Берлитца по энергетической речи — достаточно, чтобы вы могли прочитать меню и, возможно, подслушать местных жителей.

Вот список содержания:

Боб Беллман — внештатный писатель по технологиям и консультант по маркетингу.

[pagebreak: SI: Международная система единиц]

На протяжении веков ученые шли разными путями, исследуя энергию и мощь. Таким образом, каждый вид энергии — электрическая, механическая, химическая, тепловая и ядерная — приобрел свою собственную систему измерения, и каждая отрасль, связанная с энергетикой, разработала свою собственную терминологию.Автосалоны говорят о лошадиных силах. Подрядчики HVAC устанавливают тонны и БТЕ. Электроэнергетика поставляет киловатт-часы. Ученые относятся к ньютонам и джоулям.

В 1960 году Международная система единиц (СИ) была получена из метрической системы, чтобы обеспечить стандартный словарь для всего физического. СИ построена на семи основных единицах (см. Таблицу 1), из которых могут быть выведены все другие физические величины. В таблице 2 перечислены некоторые стандартные производные единицы. Например, ньютон (производная единица силы) определяется как один килограмм (базовая единица массы), ускоренный со скоростью один метр (базовая единица длины) в секунду (базовая единица времени) в квадрате.В таблице 3 перечислены некоторые стандартные префиксы, используемые для обозначения кратных и дробных единиц. Например, мегаватт (МВт) равен миллиону (10 6 ) ватт; Милливатт (мВт) составляет одну тысячную (10 -3 ) ватта.

Отрасли, связанные с энергетикой, начинают использовать терминологию СИ, но традиционные термины по-прежнему доминируют. Многие автомобильные компании теперь указывают мощность двигателя в киловаттах, но в скобках после номинальной мощности: 187 л.с. (140 кВт). Начиная с краткого руководства по энергии, мощности и силе, в следующих нескольких разделах рассматриваются единицы, наиболее часто используемые в приложениях для возобновляемых источников энергии.

Таблица 1: Базовые единицы СИ

Таблица 2: Некоторые производные единицы СИ

Таблица 3: Некоторые множители СИ

[разрыв страницы: Энергия 101: Джоули, Ватты и Ньютоны]

Проще говоря, энергия — это емкость для выполнения работы ( W ) — все, от запуска автомобиля до обогрева дома и освещения комнаты. Многие формы работы предполагают преобразование энергии. Лампочка преобразует электрическую энергию в тепловую и световую. Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию в тепловую и механическую.Динамо-машина превращает механическую энергию в тепловую и электрическую.

Решения в области возобновляемых источников энергии используют источники энергии, которые не будут исчерпаны этими преобразованиями, и снижают потребление энергии, делая преобразования более эффективными. Фотоэлектрические (PV) панели вырабатывают электричество из солнечного света вместо сжигания невозобновляемых ископаемых видов топлива. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания, поскольку они преобразуют больше электричества в свет и меньше — в тепло.

Поскольку энергия и работа — две стороны одной медали, они измеряются в одних и тех же единицах. Единица измерения энергии / работы в системе СИ — джоулей и (Дж), названная в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля (1818 — 1889). Джоуль открыл связь между теплотой и механической работой, что привело к развитию законов термодинамики.

Один джоуль равен работе, совершаемой силой в один ньютон, перемещающей объект на один метр (Дж = Н · м). Это примерно столько энергии, сколько требуется, чтобы поднять маленькое яблоко на один метр против силы тяжести Земли.Один джоуль также равен энергии, необходимой для перемещения электрического заряда в один кулон через разность электрических потенциалов в один вольт (J = C · V).

Мощность (P) — это скорость передачи или преобразования энергии. Таким образом, мощность равна работе, разделенной на время (P = Вт / т). Единица мощности в системе СИ — ватт и (Вт) в честь шотландского изобретателя Джеймса Ватта (1736-1819). Усовершенствования Ватта в паровой машине помогли запустить промышленную революцию. По иронии судьбы, сам Ватт ввел термин «лошадиные силы», чтобы охарактеризовать преимущества своего парового двигателя.

Один ватт равен одному джоулю в секунду (Вт = Дж / с). Человек, поднимающийся по лестнице, работает с мощностью около 200 Вт. В электрических приложениях один ватт равен одному вольту, умноженному на один ампер (Вт = В · А). Лампы накаливания используют электрическую энергию мощностью от 40 до 150 Вт.

Force редко упоминается в разговорах о возобновляемых источниках энергии, за исключением ненаучного смысла: «Высокая цена на бензин заставляет меня ходить на работу пешком». Тем не менее, сила — важное понятие. Физики выделили четыре фундаментальных силы или взаимодействия: электромагнитная сила действует между электрическими зарядами, гравитационная сила действует между массами, а сильные и слабые силы удерживают вместе атомные ядра.Толчок и притяжение этих сил проявляются как энергия. Например, электромагнитная сила тянет электроны через проводник, создавая электрический ток. Гравитация тянет воду через турбины на гидроэлектростанции.

Единица силы в системе СИ — ньютон (Н) в честь английского физика сэра Исаака Ньютона (1643 — 1727). Многие считают, что Ньютон как личность оказал наибольшее влияние на историю науки, опередив даже Альберта Эйнштейна. Единица измерения Ньютон — это сила, которая ускоряет массу в один килограмм со скоростью один метр в секунду в квадрате (N = кг · м / с 2 ).Сила земного притяжения на человека весом 70 кг (154 фунта) составляет около 686 ньютонов.

[pagebreak: Механическая энергия: фут-фунты и лошадиные силы]

Из всех форм энергии, механическую энергию, вероятно, легче всего понять — просто попробуйте поднять тяжелый чемодан. Таким образом, традиционной единицей механической энергии является фут-фунт (фут-фунт), количество работы, необходимое для перемещения объекта весом один фунт на расстояние в один фут. Один фут-фунт равен примерно 1,36 Дж. Метрическая аналогия фут-фунта — ньютон-метр (Н · м).Один ньютон-метр равен одному джоуля.

Вероятно, наиболее знакомая единица механической мощности — лошадиных сил и (л.с.), задуманная Джеймсом Ваттом в 1782 году, чтобы выставить свой паровой двигатель среди конкурентов. Ватт определил, что «идеальная» шахтная пони может поднять ведро с углем весом 33 000 фунтов на один фут за одну минуту, и соответственно определил механическую мощность в лошадиных силах.

Хотя 33000 фут-фунт / мин звучит много, мощность в лошадиных силах — относительно небольшая единица, равная примерно 746 Вт. Тостер-печь потребляет около 1000 Вт (1.3 л.с.), а на мощной газонокосилке только для раскрутки лезвия требуется не менее 5 л.с. Четырехцилиндровый двигатель седана Honda Accord 2007 года выпуска развивает мощность 166 л.с. 12-цилиндровый двигатель нового Rolls-Royce Phantom выдает 453 л.с.

Greentech-компании решают проблемы механической энергии по нескольким направлениям. Биотопливо, гибридные бензиновые / электрические двигатели, подключаемые гибриды и другие технологии сокращают количество парниковых газов, образующихся при создании механической энергии. Они также помогают отучить автомобили и другую технику от ископаемого топлива.В гибридном двигателе Toyota Prius используется меньше бензина, чем в обычном двигателе, поскольку его мощность внутреннего сгорания составляет всего 76 л.с.

Исследование материалов способствует дальнейшему снижению затрат на механическую энергию. Помните, работа равна весу, умноженному на расстояние. До 50 процентов Boeing 787 Dreamliner сделано из легких композитных материалов. Это, наряду с повышенным КПД двигателя, позволяет 787 использовать на 20 процентов меньше топлива, чем другие самолеты аналогичного размера.

[pagebreak: Электрическая энергия: вольты, амперы и киловатты]

Электрическая энергия менее интуитивна, чем механическая энергия, потому что она действует незаметно.Ближайшим аналогом подъема тяжелого чемодана является сила, которую вы чувствуете, когда играете с магнитами.

Электрическая энергия основана на притяжении и отталкивании заряженных частиц, т. Е. На электромагнитной силе. Сила зарядов и расстояние между частицами вместе создают разность электрических потенциалов или напряжение. В электрических приложениях напряжение тянет электроны через проводник, чтобы создать ток, в отличие от силы тяжести, тянущей молекулы воды по трубе.

Стандартная единица электрического заряда — кулон (Кл). Шарль-Огюстен де Кулон (1736–1806) был французским физиком, открывшим связь между электрическими зарядами, расстоянием и силой. Кулон — это количество заряда, переносимое током в один ампер за одну секунду (C = A · s), и это удивительно большая единица. Сила отталкивания между двумя зарядами +1 кулон, находящимися на расстоянии одного метра друг от друга, составляет 9 x 10 9 Н, или более миллиона тонн! Таким образом, заряд чаще всего измеряется в микро- или нанокулонах.

Стандартная единица измерения электрического потенциала — вольт и (В) в честь графа Алессандро Вольта (1745 — 1827), известного разработкой электрических батарей. Вольт эквивалентен одному джоулю энергии на кулон заряда (V = Дж / Кл). Бытовая электрическая сеть в США обычно составляет 110 В, хотя 220 В может использоваться для тяжелой бытовой техники. Обычный аккумулятор фонарика выдает 1,5 В, а мощность молнии может составлять около 100 МВ. Линии дальней связи работают от 110 до 1200 кВ.

Стандартная единица измерения электрического тока — ампер, (А) или ампер. Французский физик Андре-Мари Ампер (1775–1836) был одним из главных первооткрывателей электромагнетизма. Один ампер равен перемещению одного кулона заряда в секунду (A = C / s). Большинство бытовых цепей потребляют менее 15 А.

Большая часть электроэнергии вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива. Фотоэлектрические, ветряные турбины и другие технологии предлагают чистые возобновляемые альтернативы, но им предстоит пройти долгий путь, чтобы заменить существующие электростанции.В 2006 году электростанции, работающие на ископаемом топливе, в США произвели 2874 миллиарда кВтч, а атомные станции — 787 миллиардов кВтч. Все вместе взятые возобновляемые источники энергии произвели 385 миллиардов киловатт-часов, что составляет менее 10 процентов от общего производства в США.

Отчасти проблема заключается в масштабе. Крупная установка, работающая на нефти, газе или угле, вырабатывает от 2 до 3 ГВт на полную мощность. Большинство концентрирующих солнечных установок вырабатывают десятки мегаватт, в то время как современная ветряная турбина вырабатывает около 3 МВт. Предлагаемый проект Cape Wind требует 130 турбин, чтобы обеспечить всего три четверти электроэнергии Кейп-Код.Типичная домашняя фотоэлектрическая система, подключенная к электросети, вырабатывает менее 6 кВт.

С другой стороны, доступно множество возобновляемых источников энергии, если мы просто сможем понять, как их использовать. Количество энергии солнечного света, падающего на один квадратный метр поверхности Земли, составляет примерно один кВт в секунду или 3600 кВт в час. Холодильники и тостеры потребляют от 1,0 до 1,5 кВт каждая. Лампы накаливания потребляют от 40 до 150 Вт, а КЛЛ излучают такое же количество света мощностью от 10 до 40 Вт.S. home потребляет около 1 000 кВт / ч в месяц, малая часть солнечной энергии, которая попадает на его крышу.

[pagebreak: Тепловая энергия: БТЕ, калории и тонны]

Тепловая энергия — это содержание энергии в системе, связанное с повышением или понижением температуры объекта. Тепло — это поток тепловой энергии между двумя объектами, вызванный разницей в температуре. Возьмите чашку горячего кофе в холодный день, и вы ощутите действие тепловой энергии.

Британская тепловая единица (БТЕ или БТЕ) обычно используется для описания содержания энергии в топливе и мощности систем отопления и охлаждения.Одна БТЕ — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на один градус Фаренгейта. Существует несколько различных определений BTU, основанных на начальной температуре воды, но в целом одна BTU равна примерно 1055 Дж, примерно 780 фут-фунтам и примерно 0,3 ватт-часам.

При сгорании химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию или тепло. Выход топочного мазута № 2 составляет около 138 000 БТЕ на галлон. Сжигание фунта угля дает около 15 000 БТЕ; сжигание кубического фута природного газа, около 1000 БТЕ.Для обогрева дома площадью 2 000 квадратных футов в Новой Англии требуется примерно 95 000 БТЕ / ч.

Одной из проблем, с которыми сталкиваются сторонники биотоплива, является более низкое энергосодержание этанола по сравнению с бензином. Галлон бензина содержит около 115 000 БТЕ, а галлон этанола — около 80 000 БТЕ. Таким образом, при сжигании этанола образуется меньше механической энергии, чем при сжигании бензина, и автомобили проезжают меньше миль на галлон. С топливом E10 (10 процентов этанола, 90 процентов бензина) сокращение пробега незначительно.С E85 (85 процентов этанола, 15 процентов бензина) водители видят сокращение пробега как минимум на 15 процентов. Некоторые автопроизводители устанавливают топливные баки большего размера, поэтому ассортимент их автомобилей с гибким топливом аналогичен бензиновым.

К другим единицам тепловой энергии относятся калорийность, терм и квадратик. small или грамм калорий. (cal) — это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на один градус Цельсия. большой или килограмм калорий (ккал) — это энергия, необходимая для повышения температуры одного килограмма воды на 1 ° C.Как и БТЕ, калорийность имеет разные значения в зависимости от начальной температуры воды. В среднем одна кал составляет около 4,18 Дж, а одна ккал — около 4,18 кДж или почти 4 БТЕ. Пищевые калории основаны на килограммах калорий.

therm (thm) равняется 100 000 БТЕ и приблизительно равно количеству энергии, выделяемой при сжигании 100 кубических футов природного газа.

quad равен квадриллиону (1015) БТЕ и используется при обсуждении энергетического бюджета целых стран.В 1950 году США потребили 34,6 квадрата энергии. К 1970 году общее потребление выросло до 67,8 квадратов; к 1990 г. — 84,7 четверных; а к 2006 г. — 99,9 четверных. Количество возобновляемых источников энергии — гидроэнергии и биомассы — в 1950 году составляло 8,6 процента. К 2006 году потребление возобновляемых источников энергии — гидроэнергии, биомассы, геотермальной, солнечной и ветровой энергии — упало до 6,9 процента от общего объема.

Тепловая мощность измеряется в БТЕ в час (БТЕ / ч), часто сокращенно просто БТЕ. Большинство номинальных значений нагрева и охлаждения в БТЕ — действительно БТЕ / ч.Один ватт равен примерно 3,41 БТЕ / ч. Одна лошадиная сила составляет более 2500 БТЕ / ч.

Мощность охлаждения часто оценивается в тонн . Одна тонна охлаждения — это количество энергии, необходимое для растопления одной тонны льда за 24 часа и равное 12000 БТЕ / ч. Типичная домашняя центральная система кондиционирования воздуха рассчитана на мощность от 4 до 5 тонн (от 48 000 до 60 000 БТЕ / ч). Комнатные кондиционеры работают от 5000 до 15000 БТЕ / ч.

В настоящее время Министерство энергетики США вводит в действие стандарт сезонного рейтинга энергоэффективности (SEER) 13 для новых центральных кондиционеров в жилых домах.SEER определяется как общая мощность охлаждения в БТЕ, деленная на общую потребляемую энергию в ватт-часах (SEER = БТЕ / Вт · ч). Повышая стандарт SEER с 10 до 13, Министерство энергетики ожидает, что США сэкономят 4,2 квадрата энергии в период с 2006 по 2030 год с параллельным сокращением выбросов парниковых газов.

[разрыв страницы: Сравнение единиц измерения и коэффициенты преобразования]

Из-за своего разнообразного наследия блоки энергии и мощности сильно различаются по размеру. На Рисунке 1 показаны энергетические единицы, а на Рисунке 2 — силовые агрегаты.Обратите внимание, что вертикальный масштаб на обоих графиках логарифмический; каждая горизонтальная линия представляет собой десятикратное увеличение по сравнению с линией ниже.

Рисунок 1: Сравнение единиц энергии

Рисунок 2: Сравнение единиц мощности

В таблицах 4 и 5 перечислены коэффициенты преобразования между выбранными единицами энергии и мощности.

Таблица 4: Выбранные единицы измерения энергии и коэффициенты преобразования

Таблица 5: Выбранные единицы мощности и коэффициенты преобразования

Измерение мощности | КСБ

Измерение электрической мощности — это метод измерения мощности в цепи, которая выражается в ваттах.В центробежных насосах электрическая мощность измеряется электрическими и механико-электрическими методами.

Измерение электрической мощности для:
  • Постоянный ток: напряжение (В) и ток (I), измеренные с помощью вольтметров и амперметров
  • Однофазный переменный ток: эффективная мощность (P eff ), измеренная с помощью ваттметра
  • Трехфазный ток: два значения мощности (Peff1 и Peff2), измеренные с помощью двух ваттметров (метод двойного ваттметра), общая электрическая мощность рассчитана как
    P eff = P eff1 + P eff2 . См. Рис.1 Измерение мощности

Рис.1 Измерение мощности: метод двойного ваттметра (конфигурация Aron; потребитель, например, двигатель)

Эти функции измерения часто можно объединить в одном (электронном) измерительном приборе с легко читаемым дисплеем. Этот метод двойного ваттметра всегда можно применить, даже при недоступном нейтральном проводе, фазовом дисбалансе или колебаниях мощности. Если нейтральный провод доступен (двигатель с конфигурацией звезды) и фазы сбалансированы, можно измерить единичное значение мощности (P eff1 ), чтобы определить общую электрическую мощность по формуле P eff = 3 ∙ P eff1. .
См. Рис. 2 Измерение мощности.

Рис.2 Измерение мощности: упрощенное измерение с доступной или искусственной нейтралью

Для определения выходной мощности необходимо знать КПД двигателя (η M ) и, возможно, зубчатой ​​передачи.
Чтобы исключить неопределенности в эффективности двигателя и редуктора, в частности, для частотно-регулируемых приводов, в трансмиссии перед насосом устанавливается прибор для измерения крутящего момента и скорости, особенно во время испытаний в испытательном стенде.

Приборы для измерения потребляемой мощности насоса во время испытаний в испытательной лаборатории:
  • Измеритель крутящего момента ступичного типа, см. Рис. 3 Измерение мощности

Рис.3 Измерение мощности: измеритель крутящего момента ступичного типа

  • Дисковый измеритель крутящего момента, см. Рис. 4 Измерение мощности

Рис.4 Измерение мощности: дисковый измеритель крутящего момента

Эти приборы устанавливаются между двигателем и насосом или между шестерней и насосом как часть муфты или как отдельный прибор.Скорость вращения обычно также поддерживается и измеряется.

Для передачи сигналов доступны различные системы, большинство из которых электронные. Основная задача этой технологии — надежная передача измерительного сигнала от вращающейся системы к стационарной и подача питания на измерительные элементы. Первоначально для этой цели использовались контактные кольца. Однако они очень подвержены сбоям, поэтому в прецизионных системах их заменили бесконтактными передающими устройствами.Последние передают и отображают измерительные сигналы в виде амплитудной или частотной модуляции, в зависимости от системы.

Измерение мощности | Схемы измерения переменного тока

Измерение мощности в цепях переменного тока может быть немного сложнее, чем в цепях постоянного тока, по той простой причине, что сдвиг фазы усложняет задачу, не считая умножения напряжения на значения тока, полученные с помощью счетчиков.

Что необходимо, так это прибор, способный определять произведение (произведение) мгновенных значений напряжения и тока .К счастью, обычный электродинамометр с неподвижной и подвижной катушкой отлично справляется с этой задачей.

Трехфазное измерение мощности может быть выполнено с использованием двух движений динамометра с общим валом, соединяющим две движущиеся катушки вместе, так что одна стрелка регистрирует мощность на шкале движения измерителя. Это, очевидно, делает механизм движения довольно дорогим и сложным, но это работоспособное решение.

Эффект Холла

Оригинальный метод создания электронного измерителя мощности (который генерирует электрический сигнал, представляющий мощность в системе, а не просто перемещает указатель), основан на эффекте Холла.

Эффект Холла — это необычный эффект, впервые замеченный Э.Х. Холлом в 1879 году, когда напряжение генерируется по ширине проводника с током, находящегося в перпендикулярном магнитном поле:

Эффект Холла: Напряжение пропорционально току и силе перпендикулярного магнитного поля.

Напряжение, генерируемое по ширине плоского прямоугольного проводника, прямо пропорционально величине проходящего через него тока и напряженности магнитного поля.

Математически это произведение (умножение) этих двух переменных. Величина «напряжения Холла», создаваемого для любого заданного набора условий, также зависит от типа материала, используемого для плоского прямоугольного проводника.

Было обнаружено, что специально подготовленные «полупроводниковые» материалы производят большее напряжение Холла, чем металлы, поэтому современные устройства на эффекте Холла изготавливаются из них.

Тогда имеет смысл построить устройство с датчиком на эффекте Холла, в котором ток через проводник проталкивается переменным напряжением от внешней цепи, а магнитное поле создается парой катушек с проводом, возбуждаемых ток цепи питания переменного тока, напряжение Холла будет прямо пропорционально кратному току цепи и напряжению.

Не имея массы для перемещения (в отличие от электромеханического механизма), это устройство способно обеспечить мгновенное измерение мощности :

Датчик мощности на эффекте Холла измеряет мгновенную мощность.

Выходное напряжение устройства на эффекте Холла будет не только отображением мгновенной мощности в любой момент времени, но и сигналом постоянного тока! Это связано с тем, что полярность напряжения Холла зависит как от , так и от полярности магнитного поля и направления тока через проводник.

Если и направление тока, и полярность магнитного поля поменяются местами — как это происходит при полупериоде питания переменного тока — полярность выходного напряжения останется прежней.

Если напряжение и ток в силовой цепи не совпадают по фазе на 90 ° (нулевой коэффициент мощности, что означает, что нет активной мощности , подаваемой на нагрузку), чередующиеся пики тока устройства Холла и магнитного поля никогда не будут совпадать друг с другом. : когда один находится на пике, другой будет равен нулю.

В эти моменты времени выходное напряжение Холла также будет равно нулю, являясь произведением (умножением) тока и напряженности магнитного поля.

Между этими моментами времени выходное напряжение Холла будет одинаково колебаться между положительным и отрицательным значениями, генерируя сигнал, соответствующий мгновенному поглощению и высвобождению мощности через реактивную нагрузку.

Чистое выходное напряжение постоянного тока будет нулевым, что указывает на нулевую истинную мощность в цепи.

Любой сдвиг фаз между напряжением и током в силовой цепи менее 90 ° приведет к выходному напряжению Холла, которое колеблется между положительным и отрицательным значениями, но затрачивает больше времени на положительное, чем на отрицательное значение.Следовательно, будет чистое выходное напряжение постоянного тока.

Сформированное через схему фильтра нижних частот, это чистое постоянное напряжение может быть отделено от смешанного с ним переменного тока, а конечный выходной сигнал регистрируется чувствительным датчиком постоянного тока.

Часто бывает полезно иметь счетчик для суммирования потребления энергии за период времени, а не мгновенно. Выходной сигнал такого счетчика может быть установлен в джоулях или общей потребляемой энергии, поскольку мощность является мерой выполняемой работы за единиц времени.

Или, что более часто, мощность счетчика может быть установлена ​​в ватт-часах.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *