Qu'est-ce que le pouvoir dans la définition de la physique. Comment la puissance est-elle mesurée ?

Si vous avez besoin de regrouper des unités de puissance dans un seul système, vous aurez besoin de notre conversion de puissance – convertisseur en ligne. Et ci-dessous, vous pouvez lire comment la puissance est mesurée.

La puissance est une grandeur physique égale au rapport du travail effectué sur une certaine période de temps à cette période de temps.

Comment la puissance est-elle mesurée ?

Les unités de puissance connues de tous les écoliers et acceptées dans la communauté internationale sont les watts. Nommé en l'honneur du scientifique J. Watt. Ils sont désignés par le latin W ou vt.

1 Watt est une unité de puissance qui produit 1 joule de travail par seconde. Un watt est égal à la puissance d'un courant dont l'intensité est de 1 ampère et la tension est de 1 volt. En technologie, les mégawatts et les kilowatts sont généralement utilisés. 1 kilowatt équivaut à 1000 watts.
La puissance est également mesurée en ergs par seconde. 1 erg par seconde. Égal à 10 puissance moins la septième puissance du watt. En conséquence, 1 watt équivaut à 10 puissance erg/sec.

Et l'unité de mesure de la puissance est considérée comme la « puissance » non système. Il a été mis en circulation au XVIIIe siècle et continue d'être utilisé dans l'industrie automobile. Il est désigné comme suit :

L.S. (en russe),
HP (en anglais).
PS (en allemand),
CV (en français).

Lors de la conversion de puissance, n'oubliez pas qu'il existe une confusion incroyable sur RuNet lors de la conversion de puissance en watts. En Russie, dans les pays de la CEI et dans certains autres pays, 1 ch. équivaut à 735,5 watts. En Angleterre et en Amérique, 1 ch équivaut à 745,7 watts.

Bonjour! Pour calculer une grandeur physique appelée puissance, ils utilisent la formule où la grandeur physique – le travail – est divisée par le temps pendant lequel ce travail a été effectué.

Elle ressemble à ça :

P, W, N=A/t, (W=J/s).

Selon les manuels et les sections de physique, la puissance dans la formule peut être désignée par les lettres P, W ou N.

Le plus souvent, l’énergie est utilisée dans des branches de la physique et des sciences telles que la mécanique, l’électrodynamique et l’électrotechnique. Dans chaque cas, le pouvoir a sa propre formule de calcul. C’est également différent pour le courant alternatif et continu. Les wattmètres sont utilisés pour mesurer la puissance.

Vous savez désormais que la puissance se mesure en watts. En anglais, watt est watt, la désignation internationale est W, l'abréviation russe est W. Il est important de s'en souvenir, car tous les appareils électroménagers disposent de ce paramètre.

La puissance est une quantité scalaire, ce n’est pas un vecteur, contrairement à la force, qui peut avoir une direction. En mécanique, la forme générale de la formule de puissance peut s’écrire comme suit :

P=F*s/t, où F=A*s,

À partir des formules, vous pouvez voir comment au lieu de A nous substituons la force F multipliée par le chemin s. En conséquence, la puissance en mécanique peut être écrite comme la force multipliée par la vitesse. Par exemple, une voiture ayant une certaine puissance est obligée de réduire sa vitesse lorsqu'elle monte une côte, car cela nécessite plus de force.

La puissance humaine moyenne est estimée entre 70 et 80 W. La puissance des voitures, des avions, des navires, des fusées et des installations industrielles se mesure souvent en chevaux-vapeur. La puissance était utilisée bien avant l’introduction des watts. Une puissance équivaut à 745,7 W. De plus, en Russie, il est admis que l. Avec. égal à 735,5 W.

Si, vingt ans plus tard, on vous pose par hasard une question sur le pouvoir lors d'un entretien entre passants, et que vous vous souvenez que le pouvoir est le rapport du travail A effectué par unité de temps t. Si vous pouvez le dire, surprenez agréablement la foule. En effet, dans cette définition, la principale chose à retenir est que le diviseur est ici le travail A, et le diviseur est le temps t. En conséquence, en ayant du travail et du temps, et en divisant le premier par le second, nous obtenons la puissance tant attendue.

Lors du choix en magasin, il est important de faire attention à la puissance de l'appareil. Plus la bouilloire est puissante, plus elle chauffera l’eau rapidement. La puissance du climatiseur détermine la taille de l’espace qu’il peut refroidir sans imposer une charge extrême au moteur. Plus la puissance d'un appareil électrique est grande, plus plus actuel il consomme, plus il dépense d'électricité, plus il paiera d'électricité.

En général, la puissance électrique est déterminée par la formule :

où I est le courant, U est la tension

Parfois, il est même mesuré en voltampères, écrit V*A. La puissance totale est mesurée en voltampères, et pour calculer la puissance active, vous devez multiplier la puissance totale par le coefficient de performance (efficacité) de l'appareil, nous obtenons alors la puissance active en watts.

Souvent, les appareils tels qu'un climatiseur, un réfrigérateur ou un fer à repasser fonctionnent de manière cyclique, s'allumant et s'éteignant à partir du thermostat, et leur puissance moyenne sur la durée totale de fonctionnement peut être faible.

Enchaîné courant alternatif, outre la notion de puissance instantanée, qui coïncide avec la puissance physique générale, il existe des puissances actives, réactives et totales. La puissance apparente est égale à la somme des puissances active et réactive.

Pour mesurer la puissance, des appareils électroniques sont utilisés - des wattmètres. L'unité de mesure, Watt, doit son nom à l'inventeur de la machine à vapeur améliorée, qui a révolutionné les centrales électriques de l'époque. Grâce à cette invention, le développement de la société industrielle s'est accéléré, des trains, des bateaux à vapeur et des usines sont apparus qui utilisaient la puissance de la machine à vapeur pour le mouvement et la production de produits.

Nous avons tous rencontré à plusieurs reprises le concept de pouvoir. Par exemple, différentes voitures sont caractérisées puissance différente moteur. De plus, les appareils électriques peuvent avoir des niveaux de puissance différents, même s’ils ont le même objectif.

La puissance est une grandeur physique qui caractérise la vitesse du travail.

Respectivement, la puissance mécanique est une grandeur physique qui caractérise la vitesse du travail mécanique :

Autrement dit, le pouvoir est un travail par unité de temps.

La puissance dans le système SI est mesurée en watts : [ N] = [W].

1 W correspond à 1 J de travail effectué en 1 s.

Il existe d'autres unités de mesure de puissance, telles que la puissance :

C'est en chevaux-vapeur que la puissance d'un moteur de voiture est le plus souvent mesurée.

Revenons à la formule du pouvoir : On connaît la formule par laquelle le travail est calculé : Nous pouvons donc réorganiser l’expression de la puissance :

Ensuite, dans la formule, nous formons le rapport entre le module de déplacement et la période de temps. Voici, comme vous le savez, la vitesse :

Notez simplement que dans la formule résultante, nous utilisons le module de vitesse, puisque nous n'avons pas divisé le mouvement lui-même, mais son module par le temps. Donc, la puissance est égale au produit du module de force, du module de vitesse et du cosinus de l'angle entre leurs directions.

C'est tout à fait logique : par exemple, la puissance du piston peut être augmentée en augmentant la force de son action. En appliquant une plus grande force, il fera plus de travail en même temps, cela augmentera la puissance. Mais même si nous laissons la force constante et faisons bouger le piston plus rapidement, cela augmentera sans aucun doute le travail effectué par unité de temps. La puissance va donc augmenter.

Exemples de résolution de problèmes.

Tache 1. La puissance de la moto est de 80 ch. En se déplaçant sur une section horizontale, un motocycliste atteint une vitesse de 150 km/h. Dans le même temps, le moteur fonctionne à 75 % de sa puissance maximale. Déterminez la force de friction agissant sur la moto.

Tâche 2. Le chasseur, sous l'influence d'une force de poussée constante dirigée selon un angle de 45° par rapport à l'horizon, accélère de 150 m/s à 570 m/s. Dans le même temps, la vitesse verticale et horizontale du combattant augmente du même montant à chaque instant. La masse du chasseur est de 20 tonnes. Si le chasseur accélère pendant une minute, quelle est alors la puissance de son moteur ?

Nous rencontrons tous des appareils électriques tous les jours ; il semble que sans eux, notre vie s'arrête. Et chacun d'eux a notice technique puissance indiquée. Aujourd'hui, nous allons comprendre de quoi il s'agit, découvrir les types et les méthodes de calcul.

Les appareils électriques connectés au réseau électrique fonctionnent dans un circuit à courant alternatif, nous considérerons donc la puissance dans ces conditions. Cependant, donnons d’abord une définition générale du concept.

La puissance est une quantité physique qui reflète le taux de conversion ou de transmission de l'énergie électrique.

Dans un sens plus étroit, ils disent que la puissance électrique est le rapport entre le travail effectué sur une certaine période de temps et cette période de temps.

Paraphraser cette définition De manière moins scientifique, il s'avère que l'énergie est une certaine quantité d'énergie consommée par le consommateur sur une certaine période de temps. L'exemple le plus simple est une lampe à incandescence ordinaire. La vitesse à laquelle une ampoule convertit l’électricité qu’elle consomme en chaleur et en lumière correspond à sa puissance. Ainsi, plus cet indicateur est initialement élevé pour une ampoule, plus elle consommera d'énergie et plus elle émettra de lumière.

Puisque dans ce cas, il n'y a pas seulement un processus de conversion de l'électricité en une autre ( lumineux, thermique, etc.), mais aussi le processus d'oscillation des énergies électriques et champ magnétique, un déphasage apparaît entre le courant et la tension, et cela doit être pris en compte dans les calculs ultérieurs.

Lors du calcul de la puissance dans un circuit à courant alternatif, il est d'usage de distinguer les composantes actives, réactives et totales.

Notion de puissance active

La puissance active « utile » est la partie de la puissance qui caractérise directement le processus de conversion de l’énergie électrique en une autre énergie. Désigné par la lettre latine P et mesuré en ( W).

Calculé à l'aide de la formule : P = U⋅I⋅cosφ,

où U et I sont respectivement la valeur quadratique moyenne de la tension et du courant du circuit, cos φ est le cosinus de l'angle de déphasage entre la tension et le courant.

IMPORTANT! La formule décrite précédemment convient au calcul de circuits, mais les unités puissantes utilisent généralement un réseau avec une tension de 380 V. Dans ce cas, l'expression doit être multipliée par la racine de trois ou 1,73

Notion de puissance réactive

La puissance réactive « nocive » est la puissance générée lors du fonctionnement d'appareils électriques avec une charge inductive ou capacitive et reflète les événements qui se produisent. vibrations électromagnétiques. En termes simples, il s'agit d'énergie qui passe de la source d'alimentation au consommateur, puis retourne au réseau.

Naturellement, ce composant ne peut pas être utilisé en entreprise ; de plus, il nuit grandement au réseau d'alimentation électrique, c'est pourquoi ils essaient généralement de le compenser.

Cette valeur est désignée par la lettre latine Q.

SOUVIENS-TOI! La puissance réactive ne se mesure pas en watts conventionnels ( W), et en voltampères réactifs ( Var).

Calculé à l'aide de la formule :

Q = U⋅I⋅sinφ,

où U et I sont respectivement la valeur efficace de la tension et du courant du circuit, sinφ est le sinus de l'angle de déphasage entre la tension et le courant.

IMPORTANT! Lors du calcul, cette valeur peut être positive ou négative, selon le mouvement de phase.

Charges capacitives et inductives

La principale différence entre réactif ( capacitif et inductif) charge – la présence, en effet, de capacité et d'inductance, qui ont tendance à stocker l'énergie et à la restituer ensuite dans le réseau.

Une charge inductive convertit d'abord l'énergie d'un courant électrique en un champ magnétique ( pendant un demi-demi-cycle), puis convertit l'énergie du champ magnétique en électricité et le transmet au réseau. Les exemples incluent les moteurs asynchrones, les redresseurs, les transformateurs et les électro-aimants.

IMPORTANT! Lors du fonctionnement d'une charge inductive, la courbe de courant est toujours en retard par rapport à la courbe de tension d'un demi-demi-cycle.

Une charge capacitive convertit l’énergie d’un courant électrique en un champ électrique, puis reconvertit l’énergie du champ résultant en courant électrique. Les deux processus se produisent à nouveau pendant un demi-cycle chacun. Les exemples sont les condensateurs, les batteries, les moteurs synchrones.

IMPORTANT! Lors du fonctionnement d'une charge capacitive, la courbe de courant est en avance sur la courbe de tension d'un demi-demi-cycle.

Facteur de puissance cosφ

Facteur de puissance cosφ ( lire cosinus phi) est une grandeur physique scalaire qui reflète l’efficacité de la consommation d’énergie électrique. En termes simples, le coefficient cosφ montre la présence d'une partie réactive et l'ampleur de la partie active résultante par rapport à la puissance totale.

Le coefficient cosφ est déterminé par le rapport entre la puissance électrique active et la puissance électrique totale.

NOTE! Pour un calcul plus précis, les distorsions non linéaires de la sinusoïde doivent être prises en compte, mais elles sont négligées dans les calculs conventionnels.

La valeur de ce coefficient peut varier de 0 à 1 ( si le calcul est effectué en pourcentage, alors de 0% à 100%). D'après la formule de calcul, il n'est pas difficile de comprendre que plus sa valeur est élevée, plus le composant actif est important, ce qui signifie meilleures sont les performances de l'appareil.

Concept de pouvoir total. Triangle de capacité

La puissance apparente est une valeur calculée géométriquement égale à la racine de la somme des carrés des puissances active et réactive, respectivement. Désigné par la lettre latine S.

S = U⋅I

IMPORTANT! La puissance apparente est mesurée en voltampères ( Virginie).

Le triangle de puissance est une représentation pratique de tous les calculs et relations décrits précédemment entre les puissances active, réactive et apparente.

Les jambes reflètent les composants réactifs et actifs, l'hypoténuse – la pleine puissance. Selon les lois de la géométrie, le cosinus de l'angle φ est égal au rapport des composantes active et totale, c'est-à-dire qu'il s'agit du facteur de puissance.

Comment trouver la puissance active, réactive et apparente. Exemple de calcul

Tous les calculs sont basés sur les formules mentionnées précédemment et sur le triangle des puissances. Regardons un problème le plus souvent rencontré dans la pratique.

Typiquement, les appareils électriques indiquent la puissance active et la valeur du coefficient cosφ. Disposant de ces données, il est facile de calculer les composantes réactives et totales.

Pour ce faire, divisez la puissance active par le coefficient cosφ et obtenez le produit du courant et de la tension. Ce sera la pleine puissance.

Comment le cosφ est mesuré en pratique

La valeur du coefficient cosφ est généralement indiquée sur les étiquettes des appareils électriques. Cependant, s'il est nécessaire de le mesurer dans la pratique, un appareil spécialisé est utilisé - un phasemètre. Un wattmètre numérique peut également facilement gérer cette tâche.

Si le coefficient cosφ résultant est suffisamment faible, il peut alors être pratiquement compensé. Ceci est réalisé principalement en incluant des dispositifs supplémentaires dans le circuit.

S'il est nécessaire de corriger le composant réactif, un élément réactif doit alors être inclus dans le circuit, agissant à l'opposé du dispositif déjà fonctionnel. Pour compenser le travail moteur asynchrone, pour un exemple de charge inductive, un condensateur est connecté en parallèle. Un électro-aimant est connecté pour compenser le moteur synchrone.
S'il est nécessaire de corriger des problèmes de non-linéarité, un correcteur passif de coefficient cosφ est introduit dans le circuit, par exemple, il peut s'agir d'une inductance à haute inductance connectée en série avec la charge.

La puissance est l'un des indicateurs les plus importants des appareils électriques, donc savoir de quoi il s'agit et comment elle est calculée est utile non seulement pour les écoliers et les personnes spécialisées dans le domaine de la technologie, mais aussi pour chacun d'entre nous.

c'est-à-dire que le produit des vecteurs de force et de la vitesse de mouvement est la puissance. Comment est-il mesuré ? Par système international L'unité SI de mesure de cette quantité est 1 Watt.

Watt et autres unités de puissance

Watt signifie puissance, où un joule de travail est effectué en une seconde. La dernière unité porte le nom de l'Anglais J. Watt, qui a inventé et construit la première machine à vapeur. Mais il a utilisé une autre quantité : la puissance, qui est encore utilisée aujourd'hui. Une puissance équivaut approximativement à 735,5 watts.

Ainsi, en plus des watts, la puissance est mesurée en chevaux-vapeur métriques. Et pour une très petite valeur, on utilise également Erg, égal à dix puissance moins septième de Watt. Il est également possible de mesurer dans une unité de masse/force/mètres par seconde, ce qui équivaut à 9,81 Watts.

Puissance du moteur

Cette valeur est l’une des plus importantes de tout moteur, disponible dans une large gamme de puissance. Par exemple, un rasoir électrique contient des centièmes de kilowatt et une fusée spatiale en contient des millions.

Différentes charges nécessitent une puissance différente pour maintenir une certaine vitesse. Par exemple, une voiture deviendra plus lourde si plus de marchandises y sont placées. La force de friction sur la route va alors augmenter. Par conséquent, pour maintenir la même vitesse qu’à l’état déchargé, il faudra plus de puissance. En conséquence, le moteur consommera plus de carburant. Tous les conducteurs le savent.

Mais à grande vitesse, l’inertie de la machine est également importante, elle est directement proportionnelle à sa masse. Les conducteurs expérimentés et conscients de ce fait trouvent la meilleure combinaison de carburant et de vitesse lors de la conduite afin de consommer moins d'essence.

Puissance actuelle

Comment la puissance actuelle est-elle mesurée ? Dans la même unité SI. Elle peut être mesurée par des méthodes directes ou indirectes.

La première méthode est mise en œuvre à l'aide d'un wattmètre, qui consomme une énergie importante et sollicite fortement la source de courant. Il peut être utilisé pour mesurer dix watts ou plus. La méthode indirecte est utilisée lorsqu'il est nécessaire de mesurer de petites valeurs. Les instruments pour cela sont un ampèremètre et un voltmètre connectés au consommateur. La formule dans ce cas ressemblera à ceci :

Avec une résistance de charge connue, nous mesurons le courant qui la traverse et trouvons la puissance comme suit :

P = je 2 ∙ R n.

En utilisant la formule P = I 2 /R n, la puissance actuelle peut également être calculée.

La manière dont elle est mesurée dans un réseau de courant triphasé n’est pas non plus un secret. Pour cela, un appareil déjà familier est utilisé - un wattmètre. De plus, le problème de la mesure de la puissance électrique peut être résolu à l’aide d’un, deux, voire trois appareils. Par exemple, une installation à quatre fils nécessiterait trois appareils. Et pour un trois fils avec une charge asymétrique - deux.

Elle ressemble à ça :

P, W, N=A/t, (W=J/s).

Selon les manuels et les sections de physique, la puissance dans la formule peut être désignée par les lettres P, W ou N.

P=F*s/t, où F=A*s,

Lors du choix en magasin, il est important de faire attention à la puissance de l'appareil. Plus la bouilloire est puissante, plus elle chauffera l’eau rapidement. La puissance du climatiseur détermine la taille de l’espace qu’il peut refroidir sans imposer une charge extrême au moteur. Plus la puissance d’un appareil électrique est grande, plus il consomme de courant, plus il consommera d’électricité et plus la facture d’électricité sera élevée.

En général, la puissance électrique est déterminée par la formule :

où I est le courant, U est la tension

Dans les circuits à courant alternatif, outre la notion de puissance instantanée, qui coïncide avec la puissance physique générale, il existe des puissances actives, réactives et apparentes. La puissance apparente est égale à la somme des puissances active et réactive.

Pour mesurer la puissance, des appareils électroniques sont utilisés - des wattmètres. L'unité de mesure, Watt, tire son nom de l'inventeur de la machine à vapeur améliorée, qui a révolutionné les centrales électriques de l'époque. Grâce à cette invention, le développement de la société industrielle s'est accéléré, des trains, des bateaux à vapeur et des usines sont apparus qui utilisaient la puissance de la machine à vapeur pour le mouvement et la production de produits.

Nous avons tous rencontré à plusieurs reprises le concept de pouvoir. Par exemple, différentes voitures caractérisé par une puissance moteur différente. De plus, les appareils électriques peuvent avoir des niveaux de puissance différents, même s’ils ont le même objectif.

La puissance est une grandeur physique caractérisant la vitesse du travail.

Respectivement, la puissance mécanique est une grandeur physique qui caractérise la vitesse du travail mécanique :

Autrement dit, le pouvoir est un travail par unité de temps.

La puissance dans le système SI est mesurée en watts : [ N] = [W].

1 W correspond à 1 J de travail effectué en 1 s.

Il existe d'autres unités de mesure de puissance, telles que la puissance :

C'est en chevaux-vapeur que la puissance d'un moteur de voiture est le plus souvent mesurée.

Revenons à la formule du pouvoir : On connaît la formule par laquelle le travail est calculé : Nous pouvons donc réorganiser l’expression de la puissance :

Ensuite, dans la formule, nous formons le rapport entre le module de déplacement et la période de temps. Voici, comme vous le savez, la vitesse :

C'est tout à fait logique : par exemple, la puissance du piston peut être augmentée en augmentant la force de son action. En appliquant plus de force, il effectuera plus de travail en même temps, c'est-à-dire qu'il augmentera la puissance. Mais même si nous laissons la force constante et faisons bouger le piston plus rapidement, cela augmentera sans aucun doute le travail effectué par unité de temps. La puissance va donc augmenter.

Exemples de résolution de problèmes.

Tache 1. La puissance de la moto est de 80 ch. En se déplaçant sur une section horizontale, un motocycliste atteint une vitesse de 150 km/h. Dans le même temps, le moteur fonctionne à 75 % de sa capacité. Puissance maximum. Déterminez la force de friction agissant sur la moto.

Extrait d'une lettre client :
Dites-moi, pour l'amour de Dieu, pourquoi la puissance de l'onduleur est indiquée en Volt-Amps, et non en kilowatts habituels. C'est très stressant. Après tout, tout le monde est habitué depuis longtemps aux kilowatts. Et la puissance de tous les appareils est principalement indiquée en kW.
Alexeï. 21 juin 2007

DANS spécifications techniques de tout UPS, la puissance totale [kVA] et la puissance active [kW] sont indiquées - elles caractérisent la capacité de charge de l'UPS. Exemple, voir photos ci-dessous :

La puissance de tous les appareils n'est pas indiquée en W, par exemple :

La puissance des transformateurs est indiquée en VA :
http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (Transformateurs TP : voir annexe)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (Transformateurs TSGL : voir annexe)
La puissance du condensateur est indiquée en Vars :
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (condensateurs K78-39 : voir annexe)
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (condensateurs britanniques : voir annexe)
Pour des exemples d’autres charges, consultez les annexes ci-dessous.

Les caractéristiques de puissance de la charge peuvent être spécifiées avec précision par un seul paramètre (puissance active en W) uniquement pour le cas courant continu, puisque dans un circuit DC, il n'y a qu'un seul type de résistance - la résistance active.

Les caractéristiques de puissance de la charge dans le cas du courant alternatif ne peuvent pas être spécifiées avec précision par un seul paramètre, car il existe deux différents types résistance – active et réactive. Par conséquent, seuls deux paramètres : la puissance active et la puissance réactive caractérisent avec précision la charge.

Les principes de fonctionnement des résistances active et réactive sont complètement différents. Résistance active – se transforme de manière irréversible énergie électrique dans d'autres types d'énergie (thermique, lumineuse, etc.) - exemples : lampe à incandescence, radiateur électrique (paragraphe 39, Physique 11e année V.A. Kasyanov M. : Outarde, 2007).

Réactance - accumule alternativement de l'énergie puis la restitue dans le réseau - exemples : condensateur, inductance (paragraphes 40,41, Physique 11e année V.A. Kasyanov M. : Outarde, 2007).

De plus, dans n'importe quel manuel d'électrotechnique, vous pouvez lire que la puissance active (dissipée par la résistance active) est mesurée en watts et que la puissance réactive (circulant à travers la réactance) est mesurée en vars ; De plus, pour caractériser la puissance de charge, deux autres paramètres sont utilisés : la puissance apparente et le facteur de puissance. Tous ces 4 paramètres :

Puissance active : désignation P., unité de mesure: Watt
Puissance réactive : désignation Q, unité de mesure: VAR(Volt Ampère réactif)
Puissance apparente : désignation S, unité de mesure: Virginie(Volt Ampère)
Facteur de puissance : symbole k ou cosФ, unité de mesure : quantité sans dimension

Ces paramètres sont liés par les relations : S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

Aussi cosФ appelé facteur de puissance ( Facteur de puissance – PF)

Par conséquent, en génie électrique, deux de ces paramètres sont spécifiés pour caractériser la puissance, puisque le reste peut être trouvé à partir de ces deux paramètres.

Par exemple, les moteurs électriques, les lampes (à décharge) - dans ceux-là. données indiquées P[kW] et cosФ :
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (moteurs AIR : voir annexe)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (lampes DRL : voir annexe)
(pour des exemples de données techniques pour différentes charges, voir l'annexe ci-dessous)

C'est la même chose avec les alimentations. Leur puissance (capacité de charge) est caractérisée par un paramètre pour les alimentations CC - la puissance active (W) et deux paramètres pour les sources. Alimentation CA. Typiquement ces deux paramètres sont la puissance apparente (VA) et la puissance active (W). Voir par exemple les paramètres du groupe électrogène diesel et de l'onduleur.

La plupart des bureaux et appareils ménagers, actifs (pas ou peu de réactance), leur puissance est donc indiquée en Watts. Dans ce cas, lors du calcul de la charge, la valeur de la puissance de l'onduleur en watts est utilisée. Si la charge est constituée d'ordinateurs équipés d'alimentations (PSU) sans correction du facteur de puissance d'entrée (APFC), imprimante laser, réfrigérateur, climatiseur, moteur électrique (par exemple, une pompe submersible ou un moteur faisant partie d'une machine), lampes à ballast fluorescentes, etc. - toutes les sorties sont utilisées dans le calcul. Données UPS : kVA, kW, caractéristiques de surcharge, etc.

Voir les manuels de génie électrique, par exemple :

1. Evdokimov F.E. Base théorique ingénierie électrique. - M. : Centre d'édition "Académie", 2004.

2. Nemtsov M.V. Génie électrique et électronique. - M. : Centre d'édition "Académie", 2007.

3. Chastoedov L. A. Génie électrique. - M. : Ecole Supérieure, 1989.

Voir également Alimentation CA, Facteur de puissance, Résistance électrique, Réactance http://en.wikipedia.org
(traduction : http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Application

Exemple 1 : la puissance des transformateurs et autotransformateurs est indiquée en VA (Volt Ampères)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformateurs TSGL)

Autotransformateurs monophasés
TDGC2-0,5kVa, 2A		AOSN-2-220-82
TDGC2-1,0kVa, 4A	Lat 1.25	AOSN-4-220-82
TDGC2-2,0 kVa, 8A	Dernier 2.5	AOSN-8-220-82
TDGC2-3,0 kVa, 12A
TDGC2-4,0 kVa, 16A
TDGC2-5,0kVa, 20A		AOSN-20-220
TDGC2-7,0kVa, 28A
TDGC2-10kVa, 40A		AOMN-40-220
TDGC2-15kVa, 60A
TDGC2-20kVa, 80A

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (LATR / autotransformateurs de laboratoire TDGC2)

Exemple 2 : la puissance des condensateurs est indiquée en VAR (Volt Ampères réactifs)

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

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (condensateurs britanniques)

Exemple 3 : les données techniques des moteurs électriques contiennent la puissance active (kW) et le cosF

Pour charges telles que moteurs électriques, lampes (à décharge), blocs informatiques alimentation, charges combinées, etc. - les données techniques indiquent P [kW] et cosФ (puissance active et facteur de puissance) ou S [kVA] et cosФ (puissance apparente et facteur de puissance).

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(charge combinée – machine de découpe plasma acier / Découpeur plasma inverseur LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (alimentation PC)

Annexe 1

Si la charge a un facteur de puissance élevé (0,8 ... 1,0), ses propriétés se rapprochent de celles d'une charge résistive. Cette charge est idéale pour les deux ligne réseau, et pour les sources d'électricité, car ne génère pas de courants et de puissances réactifs dans le système.

C’est pourquoi de nombreux pays ont adopté des normes réglementant le facteur de puissance des équipements.

Addendum 2

Les équipements à charge unique (par exemple, un bloc d'alimentation pour PC) et les équipements combinés multi-composants (par exemple, une fraiseuse industrielle contenant plusieurs moteurs, un PC, un éclairage, etc.) ont des facteurs de puissance faibles (inférieurs à 0,8) de les unités internes (par exemple, un redresseur d'alimentation PC ou un moteur électrique ont un facteur de puissance 0,6 .. 0,8). Par conséquent, de nos jours, la plupart des équipements disposent d’une unité d’entrée de correction du facteur de puissance. Dans ce cas, le facteur de puissance d'entrée est de 0,9 ... 1,0, ce qui correspond aux normes réglementaires.

Annexe 3 : Remarque importante concernant le facteur de puissance et les stabilisateurs de tension de l'onduleur

La capacité de charge de l'onduleur et du groupe électrogène diesel est normalisée par rapport à une charge industrielle standard (facteur de puissance 0,8 avec une nature inductive). Par exemple, UPS 100 kVA / 80 kW. Cela signifie que l'appareil peut alimenter une charge résistive d'une puissance maximale de 80 kW, ou une charge mixte (réactive-réactive) d'une puissance maximale de 100 kVA avec un facteur de puissance inductif de 0,8.

Avec les stabilisateurs de tension, la situation est différente. Pour le stabilisateur, le facteur de puissance de charge est indifférent. Par exemple, un stabilisateur de tension de 100 kVA. Cela signifie que l'appareil peut fournir une charge active d'une puissance maximale de 100 kW, ou toute autre puissance (purement active, purement réactive, mixte) de 100 kVA ou 100 kVAr avec n'importe quel facteur de puissance de nature capacitive ou inductive. Notez que cela est vrai pour une charge linéaire (sans courants harmoniques plus élevés). Avec de grandes distorsions harmoniques du courant de charge (SOI élevé), la puissance de sortie du stabilisateur est réduite.

Addendum 4

Exemples illustratifs de charges pures actives et pures réactives :

Une lampe à incandescence de 100 W est connectée à un réseau de courant alternatif de 220 VAC - partout dans le circuit il y a un courant de conduction (à travers les fils conducteurs et le filament de tungstène de la lampe). Caractéristiques de la charge (lampe) : puissance S=P~=100 VA=100 W, PF=1 => toute l'énergie électrique est active, ce qui signifie qu'elle est complètement absorbée dans la lampe et convertie en chaleur et en puissance lumineuse.
Un condensateur non polaire de 7 µF est connecté à un réseau de courant alternatif de 220 VAC - il y a un courant de conduction dans le circuit filaire et un courant de polarisation circule à l'intérieur du condensateur (à travers le diélectrique). Caractéristiques de la charge (condensateur) : puissance S=Q~=100 VA=100 VAr, PF=0 => toute l'énergie électrique est réactive, ce qui signifie qu'elle circule constamment de la source à la charge et retour, à nouveau à la charge, etc.

Addendum 5

Pour indiquer la réactance prédominante (inductive ou capacitive), le facteur de puissance reçoit le signe :

+ (plus)– si la réactance totale est inductive (exemple : PF=+0,5). La phase actuelle est en retard sur la phase de tension d'un angle Ф.

- (moins)– si la réactance totale est capacitive (exemple : PF=-0,5). La phase actuelle avance la phase de tension d'un angle F.

Annexe 6

Questions supplémentaires

Question 1:
Pourquoi tous les manuels d'électrotechnique utilisent-ils des nombres/quantités imaginaires lors du calcul des circuits CA (par exemple, puissance réactive, réactance, etc.) qui n'existent pas dans la réalité ?

Répondre:
Oui, toutes les grandeurs individuelles du monde environnant sont réelles. Y compris la température, la réactance, etc. L'utilisation de nombres imaginaires (complexes) n'est qu'une technique mathématique facilitant les calculs. Le résultat du calcul est nécessairement nombre réel. Exemple : la puissance réactive d'une charge (condensateur) de 20 kVAr est un flux d'énergie réel, c'est-à-dire des Watts réels circulant dans le circuit source-charge. Mais afin de distinguer ces Watts des Watts irrémédiablement absorbés par la charge, ils ont décidé d'appeler ces « Watts circulants » VoltAmpères réactifs.

Commentaire:
Auparavant, seules des quantités uniques étaient utilisées en physique et lors du calcul, toutes les quantités mathématiques correspondaient aux quantités réelles du monde environnant. Par exemple, la distance est égale à la vitesse multipliée par le temps (S=v*t). Puis, avec le développement de la physique, c'est-à-dire à mesure que l'on étudiait davantage objets complexes(lumière, ondes, courant électrique alternatif, atome, espace, etc.) un si grand nombre de grandeurs physiques sont apparues qu'il est devenu impossible de les calculer séparément. Il ne s’agit pas seulement d’un problème de calcul manuel, mais aussi d’un problème de compilation de programmes informatiques. Pour résoudre ce problème, des quantités simples proches ont commencé à être combinées en quantités plus complexes (comprenant 2 quantités simples ou plus), soumises aux lois de transformation connues en mathématiques. C'est ainsi qu'apparaissent des grandeurs scalaires (simples) (température, etc.), des grandeurs doubles vectorielles et complexes (impédance, etc.), des grandeurs triples vectorielles (vecteur de champ magnétique, etc.) et des grandeurs plus complexes - matrices et tenseurs (diélectrique tenseur constant, tenseur de Ricci et autres). Pour simplifier les calculs en génie électrique, les quantités doubles imaginaires (complexes) suivantes sont utilisées :

Résistance totale (impédance) Z=R+iX
Puissance apparente S=P+iQ
Constante diélectrique e=e"+ie"
Perméabilité magnétique m=m"+im"
et etc.

Question 2:

La page http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power montre S P Q Ф sur un plan complexe, c'est-à-dire imaginaire/inexistant. Qu’est-ce que tout cela a à voir avec la réalité ?

Répondre:
Il est difficile d'effectuer des calculs avec des sinusoïdes réelles, c'est pourquoi, pour simplifier les calculs, utilisez une représentation vectorielle (complexe) comme sur la Fig. plus haut. Mais cela ne signifie pas que les S P Q montrés sur la figure ne sont pas liés à la réalité. Les valeurs réelles de S P Q peuvent être présentées dans sous la forme habituelle, basé sur des mesures de signaux sinusoïdaux avec un oscilloscope. Les valeurs de S P Q Ф I U dans le circuit à courant alternatif « source-charge » dépendent de la charge. Vous trouverez ci-dessous un exemple de signaux sinusoïdaux réels S P Q et Ф pour le cas d'une charge constituée de résistances actives et réactives (inductives) connectées en série.

Question 3:
À l'aide d'une pince ampèremétrique conventionnelle et d'un multimètre, un courant de charge de 10 A et une tension de charge de 225 V ont été mesurés. Nous multiplions et obtenons la puissance de charge en W : 10 A · 225 V = 2 250 W.

Répondre:
Vous avez obtenu (calculé) la puissance totale de charge de 2250 VA. Par conséquent, votre réponse ne sera valable que si votre charge est purement résistive, alors en effet Volt Ampère est égal à Watt. Pour tous les autres types de charges (par exemple, un moteur électrique) - non. Pour mesurer toutes les caractéristiques de toute charge arbitraire, vous devez utiliser un analyseur de réseau, par exemple APPA137 :

Voir des lectures complémentaires, par exemple :

Evdokimov F. E. Fondements théoriques du génie électrique. - M. : Centre d'édition "Académie", 2004.

Nemtsov M.V. Génie électrique et électronique. - M. : Centre d'édition "Académie", 2007.

Chastoedov L.A. Génie électrique. - M. : Ecole Supérieure, 1989.

Alimentation CA, Facteur de puissance, Résistance électrique, Réactance
http://en.wikipedia.org (traduction : http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Théorie et calcul des transformateurs de faible puissance Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscou 2005 / rev d25d5r4feb2013