În secolul al XVIII-lea, puterea a început să fie măsurată în cai putere. Până acum, această mărime fizică este folosită pentru a indica puterea motoarelor. Lângă indicatorul de putere al motorului cu ardere internă în wați, aceștia continuă să scrie valoarea în CP.
Puterea ca mărime fizică, formulă de putere
O valoare care arată cât de repede este convertită, transmisă sau consumată energia într-un sistem – puterea. Este important să se caracterizeze condițiile energetice cât de repede se realizează procesul. Munca efectuată pe unitatea de timp se numește putere:
- Dar munca;
- t – timp.
Puterea mecanică și puterea electrică pot fi luate în considerare separat.
Pentru a obține un răspuns la întrebarea: cum se măsoară puterea mecanică, luați în considerare efectul forței asupra unui corp în mișcare. Forța funcționează, puterea în acest caz este determinată de formula:
- F – forta;
- v – viteza.
În timpul mișcării de rotație, această valoare este determinată luând în considerare momentul forței și viteza de rotație, „rpm”.
Relația dintre curent electric și putere
În inginerie electrică, lucrul va fi U - tensiunea care se mișcă cu 1 coulomb, numărul de coulombi mutați pe unitatea de timp este curentul (I). Puterea curentului electric sau puterea electrică P se obține prin înmulțirea curentului cu tensiunea:
Aceasta este o lucrare completă realizată în 1 secundă. Dependența aici este directă. Prin modificarea curentului sau tensiunii se modifică puterea consumată de dispozitiv.
Aceeași valoare P este obținută prin variarea uneia dintre cele două valori.
Definiția current power unit
Unitatea de măsurare a puterii curente poartă numele lui James Watt, un inginer mecanic scoțian. 1 W este puterea generată de un curent de 1 A la o diferență de potențial de 1 V.
De exemplu, o sursă cu o tensiune de 3,5 V creează un curent de 0,2 A în circuit, atunci puterea curentă va fi:
P = U*I = 3,5*0,2 = 0,7 W.
Atenţie!În mecanică, puterea este de obicei reprezentată prin litera N, în electrotehnică – prin litera P. Cum se măsoară n și P? Indiferent de denumire, este o singură cantitate și se măsoară în wați „W”.
Watt și alte unități de putere
Când vorbim despre cum se măsoară puterea, trebuie să știi despre ce vorbim. Watt este o valoare care corespunde la 1 J/s. Ea a fost acceptată în Sistemul Internațional Unități În ce alte unități se măsoară puterea? Ramura științei astrofizicii lucrează cu o unitate numită erg/s. Erg este o valoare foarte mică, egală cu 10-7 W.
O altă unitate, încă obișnuită, din această serie este „cai putere”. În 1789, James Watt a calculat că o sarcină de 75 kg poate fi trasă dintr-un arbore de un cal cu o viteză de 1 m/s. Pe baza calculului unei astfel de intensități de muncă, puterea motorului poate fi măsurată prin această valoare în raportul:
1 CP = 0,74 kW.
Interesant. Americanii și britanicii cred că 1 CP. = 745,7 W, iar rușii – 735,5 W. Nu are rost să argumentezi cine are dreptate și cine greșește, deoarece aceasta este o măsură extra-sistemică și nu ar trebui folosită. Organizația Internațională de Metrologie Legală recomandă retragerea acestuia din circulație.
În Rusia, atunci când se calculează o politică CASCO sau OSAGO, sunt utilizate aceste date de la unitatea de putere a mașinii.
Formula pentru relația dintre putere, tensiune și curent
În inginerie electrică, munca este considerată ca o anumită cantitate de energie furnizată de o sursă de energie pentru funcționarea unui dispozitiv electric într-o perioadă de timp. Prin urmare, puterea electrică este o mărime care descrie viteza de transformare sau transmitere a energiei electrice. Formula ei pentru curent continuu arata asa:
- U – tensiune, V;
- I – puterea curentă, A.
Pentru unele cazuri, folosind formula legii lui Ohm, puterea poate fi calculată prin înlocuirea valorii rezistenței:
P = I*2*R, Unde:
- I – puterea curentului, A;
- R – rezistență, Ohm.
În cazul calculelor de putere a circuitului curent alternativ va trebui să te confrunți cu trei tipuri:
- formula sa activă: P = U*I*cos ϕ, unde este coeficientul unghiului de defazare;
- reactiv se calculează: Q = U*I*sin ϕ ;
- cea completa se prezinta sub forma: S = √P2 + Q2, unde P este activ si Q2 este reactiv.
Calculele pentru circuitele AC monofazate și trifazate sunt efectuate folosind diferite formule.
Important! Consumatorii de energie electrică la întreprinderi în majoritate motoare asincrone, transformatoare și alte receptoare inductive. În timpul funcționării, folosesc putere reactivă, care, curgând prin liniile electrice, duce la o sarcină suplimentară pe liniile electrice. Pentru a îmbunătăți calitatea energiei, compensarea energiei reactive este utilizată sub formă de unități condensatoare.
Instrumente pentru măsurarea puterii electrice
Un wattmetru vă permite să măsurați puterea. Are două înfășurări. Unul este conectat la circuit în serie, ca un ampermetru, al doilea în paralel, ca un voltmetru. În instalațiile de energie electrică, wattmetrele măsoară valorile în kilowați-oră „kW*h”. Măsurătorile necesită nu numai energie electrică, ci și energie laser. Dispozitivele capabile să măsoare acest indicator sunt fabricate atât în versiune staționară, cât și în versiune portabilă. Cu ajutorul lor, se evaluează nivelul de radiație laser de la echipamentele care utilizează acest tip de energie. Unul dintre contoarele portabile este LP1, fabricat de un producător japonez. LP1 vă permite să determinați direct intensitatea radiației luminoase, de exemplu, în punctul vizual al dispozitivelor optice ale playerelor DVD.
Puterea în aparatele electrocasnice
Pentru a încălzi filamentul metalic al unui bec, pentru a crește temperatura suprafeței de lucru a unui fier de călcat sau a unui alt aparat de uz casnic, este cheltuită o anumită cantitate de energie electrică. Valoarea sa, luată de sarcina pe oră, este considerată consumul de energie al acestui dispozitiv.
Atenţie! Dacă becul spune „40 W, 230 V”, înseamnă că în 1 oră consumă 40 W din rețeaua de curent alternativ. Cunoscând numărul de becuri și parametrii, ei calculează câtă energie este cheltuită pentru iluminarea încăperilor pe lună.
Cum se transformă wați
Din watt– valoarea este mică, în viața de zi cu zi funcționează în kilowați, folosesc un sistem de conversie a cantităților:
- 1 W = 0,001 kW;
- 10 W = 0,01 kW;
- 100 W = 0,1 kW;
- 1000 W = 1 kW.
Puterea unor aparate electrice, W
Valorile medii ale consumului de energie electrică pentru dispozitivele de uz casnic:
- sobe – 110006000 W;
- frigidere – 150-600 W;
- mașini de spălat – 1000-3000 W;
- aspiratoare – 1300-4000 W;
- ceainic electric - 2000-3000 W.
Parametrii fiecărui aparat electrocasnic sunt indicați în pașaport și sunt indicați și pe corp. Acolo sunt definite valorile exacte pentru informațiile consumatorilor.
Video
Energie electrică- o mărime fizică care caracterizează viteza de transmitere sau conversie a energiei electrice.
YouTube enciclopedic
1 / 5
✪ Lecția 363. Putere într-un circuit de curent alternativ
✪ Putere activă, reactivă și aparentă. Ce este, folosind o analogie vizuală ca exemplu.
✪ Munca și puterea curentului electric. Lucrări curente | Fizica clasa a VIII-a #19 | Lecție de informații
✪ Care este diferența dintre TENSIUNE și CURENT
✪ Watt Joule și Cai putere
Subtitrări
Putere electrică instantanee
Puterea instantanee este produsul valorilor instantanee ale tensiunii și curentului în orice parte a circuitului electric.
putere DC
Deoarece valorile curentului și tensiunii sunt constante și egale cu valorile instantanee în orice moment, puterea poate fi calculată folosind formula:
P = I ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .Pentru un circuit liniar pasiv în care se respectă legea lui Ohm, putem scrie:
P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R))), Unde R (\displaystyle R)- rezistență electrică .Dacă circuitul conține o sursă EMF, atunci puterea electrică emisă sau absorbită de acesta este egală cu:
P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E))), Unde E (\displaystyle (\mathcal (E)))- EMF.Dacă curentul din interiorul EMF este opus gradientului de potențial (curge în interiorul EMF de la plus la minus), atunci puterea este absorbită de sursa EMF din rețea (de exemplu, când un motor electric funcționează sau încarcă un baterie), dacă este codirecțională (curge în interiorul EMF de la minus la plus), atunci este emisă de sursă în rețea (să zicem, atunci când funcționează o baterie galvanică sau un generator). Luând în considerare rezistența internă a sursei EMF, puterea eliberată pe aceasta p = I 2 ⋅ r (\displaystyle p=I^(2)\cdot r) adaugat la ceea ce este absorbit sau scade din ceea ce este dat.
alimentare de curent alternativ
În circuitele de curent alternativ, formula pentru puterea de curent continuu poate fi utilizată doar pentru a calcula puterea instantanee, care variază foarte mult în timp și nu este foarte utilă direct pentru majoritatea calculelor practice simple. Calculul direct al puterii medii necesită integrare în timp. Pentru a calcula puterea în circuitele în care tensiunea și curentul variază periodic, puterea medie poate fi calculată prin integrarea puterii instantanee în perioada respectivă. La practică cea mai mare valoare are un calcul al puterii în circuite de tensiune și curent alternativ sinusoidal.
Pentru a conecta conceptele de putere totală, activă, reactivă și factor de putere, este convenabil să ne întoarcem la teoria numerelor complexe. Putem presupune că puterea într-un circuit de curent alternativ este exprimată printr-un număr complex, astfel încât puterea activă este partea sa reală, puterea reactivă este partea sa imaginară, puterea totală este modulul său și unghiul (defazarea) este argumentul său. Pentru un astfel de model, toate relațiile scrise mai jos se dovedesc a fi valabile.
Putere activă
.
Puterea reactivă este o mărime care caracterizează sarcinile create în dispozitivele electrice de fluctuațiile energiei electrice camp magneticîntr-un circuit de curent alternativ sinusoidal, egal cu produsul valorilor rms ale tensiunii U (\displaystyle U) si curent I (\displaystyle I), înmulțit cu sinusul unghiului de fază φ (\displaystyle \varphi )între ele: Q = U ⋅ I ⋅ sin φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi )(dacă curentul rămâne în urma tensiunii, defazajul este considerat pozitiv, dacă duce, este considerat negativ). Puterea reactivă este legată de puterea aparentă S (\displaystyle S)și putere activă P (\displaystyle P) raport: | Q | = S 2 - P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))).
Semnificația fizică a puterii reactive este energia pompată de la sursă către elementele reactive ale receptorului (inductoare, condensatoare, înfășurări ale motorului) și apoi returnată de aceste elemente înapoi la sursă în timpul unei perioade de oscilație, la care se face referire în această perioadă.
Trebuie remarcat faptul că valoarea pentru valori φ (\displaystyle \varphi ) 0 la plus 90° este o valoare pozitivă. Magnitudinea sin φ (\displaystyle \sin \varphi ) pentru valori φ (\displaystyle \varphi ) 0 până la -90° este o valoare negativă. Conform formulei Q = U I sin φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi ), puterea reactivă poate fi fie o valoare pozitivă (dacă sarcina este de natură activ-inductivă) fie negativă (dacă sarcina este de natură activ-capacitivă). Această împrejurare subliniază faptul că puterea reactivă nu participă la funcționarea curentului electric. Când un dispozitiv are putere reactivă pozitivă, se obișnuiește să se spună că îl consumă, iar când produce energie negativă, o produce, dar aceasta este pur și simplu o convenție datorită faptului că majoritatea dispozitivelor consumatoare de energie (de exemplu, asincrone motoarele), precum și sarcinile pur active conectate printr-un transformator, sunt activ-inductiv.
Generatoarele sincrone instalate în centralele electrice pot produce și consuma atât putere reactivă, în funcție de mărimea curentului de excitație care curge în înfășurarea rotorului generatorului. Datorită acestei caracteristici a mașinilor electrice sincrone, nivelul specificat de tensiune al rețelei este reglat. Pentru a elimina suprasarcinile și a crește factorul de putere al instalațiilor electrice, se efectuează compensarea puterii reactive.
Utilizarea traductoarelor electrice moderne de măsurare care utilizează tehnologia cu microprocesor permite o evaluare mai precisă a cantității de energie returnată de la o sarcină inductivă și capacitivă la o sursă de tensiune alternativă.
Toata puterea
Unitatea de măsură a puterii electrice totale este volt-amperi (denumirea rusă: VA; internaţional: V·A) .
Puterea totală este o valoare egală cu produsul valori efective curent electric periodic I (\displaystyle I)în circuit și tensiune U (\displaystyle U) pe clemele sale: S = U ⋅ I (\displaystyle S=U\cdot I); este legată de puterile active și reactive prin raportul: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2))),) Unde P (\displaystyle P)- putere activă, Q (\displaystyle Q)- putere reactivă (cu sarcină inductivă Q > 0 (\displaystyle Q>0), și cu capacitiv Q< 0 {\displaystyle Q<0} ).
Relația vectorială dintre puterea totală, activă și reactivă este exprimată prin formula: S⟶ = P⟶ + Q⟶. (\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow)(S))=(\stackrel (\longrightarrow)(P))+(\stackrel (\longrightarrow)(Q)).)Putere complexă
Puterea, similară cu impedanța, poate fi scrisă într-o formă complexă:
S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , (\displaystyle (\dot (S))=(\dot (U))(\dot (I))^(*)=I^ (2)\mathbb (Z) =(\frac (U^(2))(\mathbb (Z) ^(*))),) Unde U ˙ (\displaystyle (\punct (U)))- stres complex, I ˙ (\displaystyle (\punct (I)))- curent complex, Z (\displaystyle \mathbb (Z) )- impedanta, * - operator de conjugare complexa.Modul complex de putere | S˙ | (\displaystyle \left|(\punct (S))\right|) egal cu puterea maximă S (\displaystyle S). Parte reală R e (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S)))) egală cu puterea activă P (\displaystyle P), și imaginar Eu m (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\dot (S))))- putere reactiva Q (\displaystyle Q) cu semnul corect în funcţie de natura încărcăturii. Puterea unora electrocasnice
Tabelul prezintă valorile de putere ale unor consumatori de electricitate:
| Aparat electric | Putere, W |
|---|---|
| bec de lanternă | 1 |
| router de rețea, hub | 10…20 |
| unitate de sistem PC | 100…1700 |
| unitate de sistem server | 200…1500 |
| Monitor PC CRT | 15…200 |
| Monitor LCD pentru PC | 2…40 |
| lampă fluorescentă de uz casnic | 5…30 |
| lampă incandescentă de uz casnic | 25…150 |
| Frigider de uz casnic | 15…700 |
| Aspirator electric | 100… 3000 |
| Fier de calcat | 300…2 000 |
| Mașină de spălat | 350…2 000 |
| Aragaz electric | 1 000…2 000 |
| Aparat de sudura de uz casnic | 1 000…5 500 |
| Motor de tramvai | 45 000…50 000 |
| Motor de locomotivă electrică | 650 000 |
| Motor electric al unei mașini de ridicare a minelor | 1 000 000...5 000 000 |
| Motoare electrice laminoare | 6 000 000…9 000 000 |
Puterea este o mărime fizică care arată cât de multă energie se mișcă în circuitul electric al unei anumite piese de echipament. Ce este, în ce unități este exprimată, cum se măsoară puterea, ce dispozitive există pentru asta? Mai multe despre asta și mai multe mai jos.
Puterea este o formă scalară a unei mărimi fizice care este egală cu rata de schimbare cu conversia, transmiterea sau consumul energiei sistemului. Conform unui concept mai restrâns, acesta este un indicator care este egal cu raportul dintre timpul petrecut la muncă și perioada în sine petrecută la muncă. În mecanică este desemnată prin simbolul N. În inginerie electrică se folosește litera P. De multe ori puteți vedea și simbolul W, din cuvântul watt.
Putere
Există o diferență între util, brut și nominal într-un motor de mașină. Puterea utilă este puterea motorului, excluzând costurile care sunt cheltuite pentru funcționarea tuturor celorlalte sisteme. Plină este puterea indicată fără deduceri, iar nominală este indicată și garantată de fabrică.
Informații suplimentare! Este de remarcat faptul că există și putere sonoră și sunet exploziv. În primul caz, este o mărime scalară asociată undelor sonore și energiei sonore, care se măsoară și în wați, iar al doilea este asociată cu eliberarea de energie a descompunerilor TNT.
Concept de bază din tutorial
In ce se masoara?
Cai putere este considerată o unitate de măsură învechită. Răspunzând în mod clar la întrebarea cum se măsoară puterea mecanică, este de remarcat faptul că, conform indicatorilor internaționali moderni, unitatea de putere este watul. Este demn de remarcat faptul că watul este o unitate derivată care este legată de altele. Este egal cu Joule pe secundă sau cu kilogramul ori metrul pătrat împărțit la secundă. De asemenea, un watt este un volt înmulțit cu un amper.
Este important să rețineți că un watt este împărțit în mega, kilo și volți amperi.
Formule de măsurare
Puterea este o cantitate care este direct legată de alți indicatori. Astfel, este direct legată de timp, forță, viteză, vector de forță și viteză, forță și modul de viteză, cuplu și frecvență de rotație. Adesea, în formulele de calcul al tipului de putere electrică, se utilizează și numărul Pi, indicatorul de rezistență, curentul instantaneu cu tensiune într-o anumită secțiune a rețelei electrice, puterea activă, totală și reactivă. Un participant direct la calcul este amplitudinea cu viteza unghiulară și puterea inițială a curentului cu tensiunea.
Electric
Puterea electrică este o mărime care arată viteza sau transformarea cu care se mișcă energia electrică. Pentru a studia caracteristica puterii electrice instantanee într-o anumită secțiune a circuitului, este necesar să se cunoască valoarea curentului și tensiunea curentului instantaneu și să se înmulțească aceste valori.
Pentru a înțelege cât de mult este indicatorul de putere reactivă activă, totală, reactivă sau instantanee, trebuie să cunoașteți numărul exact de amplitudine a curentului, amplitudinea tensiunii, unghiul curentului cu tensiunea, precum și viteza unghiulară și timpul, deoarece toate formulele fizice existente sunt reduse la aceşti parametri. Formulele folosesc, de asemenea, sinusul, cosinusul unghiului și valoarea 1/2.
Conceptul de energie electrică
Hidraulic
Indicatorul de putere hidraulică dintr-o mașină hidraulică sau un cilindru hidraulic este produsul căderii de presiune a mașinii și debitul de lichid. De obicei, aceasta este formularea de bază luată din singura formulă existentă pentru calcul.
Notă! Mai multe reguli algebrice și de inginerie pot fi găsite în știința aplicată a mișcării lichidelor și gazelor, și anume hidraulica.
Curent continuu și alternativ
În ceea ce privește puterea de curent continuu și alternativ, acestea sunt cel mai adesea clasificate ca varietate electrică. Nu există un concept specific pentru cele două varietăți, dar ele pot fi calculate pe baza setărilor algebrice existente. Astfel, puterea curentului continuu este produsul dintre curent și tensiune constantă, sau de două ori curentul și rezistența electrică, care, la rândul său, se calculează prin împărțirea de două ori a tensiunii la rezistența obișnuită.
În ceea ce privește curentul alternativ, acesta este produsul dintre puterea curentului cu tensiunea și cosinusul defazării. În acest caz, numai soiurile active și reactive pot fi numărate cu ușurință. Puteți afla valoarea completă a puterii prin dependența vectorială a acestor indicatori și a zonei.
Pentru a măsura acești indicatori, puteți utiliza atât instrumentele de mai sus, cât și un contor de fază. Acest dispozitiv este utilizat pentru a calcula varietatea reactivă conform standardului de stat.
Conceptul de putere variabilă a curentului
În general, puterea este o cantitate al cărei scop principal este să arate puterea unui anumit dispozitiv și, în multe cazuri, viteza activității care interacționează cu acesta. Poate fi mecanic, electric, hidraulic și pentru curent continuu și curent alternativ. Măsurată conform sistemului internațional în wați și kilowați. Instrumentele de calcul sunt un voltmetru și un wattmetru. Formulele de bază pentru calcule independente sunt enumerate mai sus.
Din scrisoarea unui client:
Spune-mi, pentru numele lui Dumnezeu, de ce puterea UPS-ului este indicată în Volți-Amperi, și nu în kilowați obișnuiți. Este foarte stresant. La urma urmei, toată lumea a fost de mult obișnuită cu kilowați. Iar puterea tuturor dispozitivelor este indicată în principal în kW.
Alexei. 21 iunie 2007
Caracteristicile tehnice ale oricărui UPS indică puterea aparentă [kVA] și puterea activă [kW] - ele caracterizează capacitatea de încărcare a UPS-ului. Exemplu, vezi fotografiile de mai jos:
 |
Puterea nu tuturor dispozitivelor este indicată în W, de exemplu:
- Puterea transformatoarelor este indicată în VA:
http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (transformatoare TP: vezi anexa)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatoare TSGL: vezi anexa) - Puterea condensatorului este indicată în Vars:
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (condensatori K78-39: vezi anexa)
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (condensatori din Marea Britanie: vezi apendicele) - Pentru exemple de alte sarcini, consultați anexele de mai jos.
Caracteristicile de putere ale sarcinii pot fi specificate cu precizie printr-un singur parametru (putere activă în W) numai în cazul curentului continuu, deoarece într-un circuit de curent continuu există un singur tip de rezistență - rezistența activă.
Caracteristicile de putere ale sarcinii pentru cazul curentului alternativ nu pot fi specificate cu precizie de un singur parametru, deoarece în circuitul de curent alternativ există două tipuri diferite de rezistență - activă și reactivă. Prin urmare, doar doi parametri: puterea activă și puterea reactivă caracterizează cu exactitate sarcina.
Principiile de funcționare ale rezistenței active și reactive sunt complet diferite. Rezistență activă - transformă ireversibil energia electrică în alte tipuri de energie (termică, luminoasă etc.) - exemple: lampă cu incandescență, încălzitor electric (paragraful 39, Fizica clasa a XI-a V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007).
Reactanță - acumulează alternativ energie și apoi o eliberează înapoi în rețea - exemple: condensator, inductor (paragraful 40,41, Fizica clasa a XI-a V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007).
Mai departe, în orice manual de inginerie electrică puteți citi că puterea activă (disipată de rezistența activă) se măsoară în wați, iar puterea reactivă (care circulă prin reactanță) este măsurată în vars; De asemenea, pentru a caracteriza puterea de sarcină, se folosesc încă doi parametri: puterea aparentă și factorul de putere. Toți acești 4 parametri:
- Puterea activă: desemnare P, unitate de măsură: Watt
- Putere reactivă: denumire Q, unitate de măsură: VAR(Volt Amperi reactiv)
- Puterea aparentă: desemnare S, unitate de măsură: VA(Volt Amperi)
- Factorul de putere: simbol k sau cosФ, unitate de măsură: mărime adimensională
Acești parametri sunt legați prin relațiile: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S
De asemenea cosФ numit factor de putere ( Factor de putere – PF)
Prin urmare, în inginerie electrică, oricare dintre acești parametri sunt specificați pentru a caracteriza puterea, deoarece restul poate fi găsit din acești doi.
De exemplu, motoare electrice, lămpi (descărcare) - în acelea. datele indicate P[kW] și cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (motoare AIR: vezi anexa)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (Lămpi DRL: vezi anexa)
(pentru exemple de date tehnice pentru diferite sarcini, vezi anexa de mai jos)
La fel este și cu sursele de alimentare. Puterea lor (capacitatea de încărcare) este caracterizată de un parametru pentru sursele de curent continuu - puterea activă (W) și doi parametri pentru surse. Sursa de curent alternativ. De obicei, acești doi parametri sunt puterea aparentă (VA) și puterea activă (W). Vezi, de exemplu, parametrii grupului generator diesel și UPS-ului.
Majoritatea aparatelor de birou și de uz casnic sunt active (reactanță fără sau puțină), deci puterea lor este indicată în wați. În acest caz, atunci când se calculează sarcina, se utilizează valoarea puterii UPS în wați. Dacă sarcina sunt computere cu surse de alimentare (PSU) fără corecție a factorului de putere de intrare (APFC), o imprimantă laser, un frigider, un aparat de aer condiționat, un motor electric (de exemplu, o pompă submersibilă sau un motor ca parte a unei mașini-unelte). ), lămpi fluorescente cu balast etc., toate ieșirile sunt utilizate în calcul. . Date UPS: kVA, kW, caracteristici de suprasarcină etc.
Vedeți manualele de inginerie electrică, de exemplu:
1. Evdokimov F. E. Fundamentele teoretice ale ingineriei electrice. - M.: Centrul editorial „Academia”, 2004.
2. Nemtsov M.V. Inginerie electrică și electronică. - M.: Centrul editorial „Academia”, 2007.
3. Chastoedov L. A. Inginerie electrică. - M.: Liceu, 1989.
Consultați, de asemenea, puterea AC, factorul de putere, rezistența electrică, reactanța http://en.wikipedia.org
(traducere: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Aplicație
Exemplul 1: puterea transformatoarelor și autotransformatoarelor este indicată în VA (Volt Amperi)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatoare TSGL)
| Autotransformatoare monofazate |
|
||
| TDGC2-0,5 kVa, 2A | AOSN-2-220-82 | ||
| TDGC2-1,0 kVa, 4A | Latr 1.25 | AOSN-4-220-82 | |
| TDGC2-2,0 kVa, 8A | Latr 2.5 | AOSN-8-220-82 | |
| TDGC2-3,0 kVa, 12A | |||
| TDGC2-4,0 kVa, 16A | |||
| TDGC2-5,0 kVa, 20A | AOSN-20-220 | ||
| TDGC2-7,0 kVa, 28A | |||
| TDGC2-10 kVa, 40A | AOMN-40-220 | ||
| TDGC2-15 kVa, 60A | |||
| TDGC2-20 kVa, 80A | |||
http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (LATR / autotransformatoare de laborator TDGC2)
Exemplul 2: puterea condensatoarelor este indicată în VAR (Volt Amperi reactive)
 |
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (condensatori K78-39)
 |
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (condensatori din Marea Britanie)
Exemplul 3: datele tehnice pentru motoarele electrice conțin puterea activă (kW) și cosF
Pentru sarcini precum motoare electrice, lămpi (descărcare), surse de alimentare pentru computer, sarcini combinate etc. - datele tehnice indică P [kW] și cosФ (putere activă și factor de putere) sau S [kVA] și cosФ (putere aparentă și factor de putere) putere).
http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(sarcină combinată – mașină de tăiat cu plasmă din oțel / Cutter cu plasmă cu invertor LGK160 (IGBT)
http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (sursa de alimentare pentru computer)
Anexa 1
Dacă sarcina are un factor de putere mare (0,8 ... 1,0), atunci proprietățile ei se apropie de cele ale unei sarcini rezistive. O astfel de sarcină este ideală atât pentru linia de rețea, cât și pentru sursele de alimentare, deoarece nu generează curenți și puteri reactive în sistem.
Prin urmare, multe țări au adoptat standarde care reglementează factorul de putere al echipamentelor.
Anexa 2
Echipamentele cu o singură sarcină (de exemplu, o unitate de alimentare pentru PC) și echipamentele combinate cu mai multe componente (de exemplu, o mașină de frezat industrială care conține mai multe motoare, un PC, iluminat etc.) au factori de putere scăzuti (mai puțin de 0,8) de unitățile interne (de exemplu, un redresor de alimentare pentru PC sau un motor electric au factor de putere 0,6 .. 0,8). Prin urmare, în zilele noastre majoritatea echipamentelor au o unitate de intrare pentru corecția factorului de putere. În acest caz, factorul de putere de intrare este 0,9 ... 1,0, ceea ce corespunde standardelor de reglementare.
Anexa 3: Notă importantă privind factorul de putere UPS și stabilizatorii de tensiune
Capacitatea de sarcină a UPS-ului și a grupului generator diesel este normalizată la o sarcină industrială standard (factor de putere 0,8 cu caracter inductiv). De exemplu, UPS 100 kVA / 80 kW. Aceasta înseamnă că dispozitivul poate alimenta o sarcină rezistivă putere maxima 80 kW, sau sarcină mixtă (reactiv-reactiv) de putere maximă 100 kVA cu un factor de putere inductiv de 0,8.
Cu stabilizatorii de tensiune situația este diferită. Pentru stabilizator, factorul de putere de sarcină este indiferent. De exemplu, un stabilizator de tensiune de 100 kVA. Aceasta înseamnă că dispozitivul poate furniza o sarcină activă cu o putere maximă de 100 kW, sau orice altă putere (pur activă, pur reactivă, mixtă) de 100 kVA sau 100 kVAr cu orice factor de putere de natură capacitivă sau inductivă. Rețineți că acest lucru este valabil pentru o sarcină liniară (fără curenți armonici mai mari). Cu distorsiuni armonice mari ale curentului de sarcină (SOI ridicat), puterea de ieșire a stabilizatorului este redusă.
Anexa 4
Exemple ilustrative de sarcini pure active și reactive pure:
- O lampă incandescentă de 100 W este conectată la o rețea de curent alternativ de 220 VAC - peste tot în circuit există curent de conducție (prin conductorii de sârmă și filamentul de tungsten al lămpii). Caracteristici de sarcină (lampi): putere S=P~=100 VA=100 W, PF=1 => toată puterea electrică este activă, ceea ce înseamnă că este complet absorbită în lampă și transformată în energie termică și luminoasă.
- Un condensator nepolar de 7 µF este conectat la o rețea de curent alternativ de 220 VAC - există un curent de conducere în circuitul firului și un curent de polarizare curge în interiorul condensatorului (prin dielectric). Caracteristicile sarcinii (condensator): putere S=Q~=100 VA=100 VAr, PF=0 => toată puterea electrică este reactivă, ceea ce înseamnă că circulă constant de la sursă la sarcină și înapoi, din nou la sarcină, etc.
Anexa 5
Pentru a indica reactanța predominantă (inductivă sau capacitivă), factorului de putere i se atribuie semnul:
+ (plus)– dacă reactanța totală este inductivă (exemplu: PF=+0,5). Faza curentă rămâne în urmă fazei de tensiune cu un unghi Ф.
- (minus)– dacă reactanța totală este capacitivă (exemplu: PF=-0,5). Faza curentă avansează faza de tensiune cu unghiul F.
Anexa 6
Întrebări suplimentare
Intrebarea 1:
De ce toate manualele de electrotehnică, la calculul circuitelor de curent alternativ, folosesc numere/cantități imaginare (de exemplu, putere reactivă, reactanță etc.) care nu există în realitate?
Răspuns:
Da, toate cantitățile individuale din lumea înconjurătoare sunt reale. Inclusiv temperatura, reactanța etc. Utilizarea numerelor imaginare (complexe) este doar o tehnică matematică care facilitează calculele. Rezultatul calculului este în mod necesar un număr real. Exemplu: puterea reactivă a unei sarcini (condensator) de 20 kVAr este un flux de energie real, adică wați reali care circulă în circuitul sursă-sarcină. Dar pentru a distinge acești wați de wați absorbiți iremediabil de sarcină, au decis să numească acești „wați în circulație” volți amperi reactivi.
Cometariu:
Anterior, în fizică se foloseau doar cantități individuale, iar la calcul, toate cantitățile matematice corespundeau cantităților reale ale lumii înconjurătoare. De exemplu, distanța este egală cu viteza cu timpul (S=v*t). Apoi, odată cu dezvoltarea fizicii, adică pe măsură ce s-a studiat mai mult obiecte complexe(lumină, valuri, variabile electricitate, atom, spațiu etc.) au apărut un număr atât de mare de mărimi fizice încât a devenit imposibil să se calculeze fiecare separat. Aceasta nu este doar o problemă de calcul manual, ci și o problemă de compilare a programelor de calculator. Pentru a rezolva această problemă, mărimile unice apropiate au început să fie combinate în altele mai complexe (inclusiv 2 sau mai multe mărimi simple), supuse legilor de transformare cunoscute în matematică. Așa au apărut mărimile scalare (single) (temperatură etc.), mărimi vectoriale și complexe duale (impedanță etc.), mărimi vectoriale triple (vector câmp magnetic etc.) și mărimi mai complexe - matrici și tensori (dielectrice). tensor constant, tensor Ricci și alții). Pentru a simplifica calculele în inginerie electrică, sunt utilizate următoarele mărimi duale imaginare (complexe):
- Rezistența totală (impedanța) Z=R+iX
- Puterea aparentă S=P+iQ
- Constanta dielectrica e=e"+ie"
- Permeabilitatea magnetică m=m"+im"
- si etc.
Intrebarea 2:
Pagina http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power arată S P Q Ф pe un plan complex, adică imaginar/inexistent. Ce legătură au toate acestea cu realitatea?
 |
Răspuns:
Este dificil să se efectueze calcule cu sinusoide reale, prin urmare, pentru a simplifica calculele, utilizați o reprezentare vectorială (complexă) ca în Fig. superior. Dar asta nu înseamnă că S P Q prezentate în figură nu sunt legate de realitate. Valorile reale ale S P Q pot fi prezentate în în forma obișnuită, bazat pe măsurători ale semnalelor sinusoidale cu un osciloscop. Valorile lui S P Q Ф I U în circuitul de curent alternativ „sursă-sarcină” depind de sarcină. Mai jos este un exemplu de semnale sinusoidale reale S P Q și Ф pentru cazul unei sarcini constând din rezistențe active și reactive (inductive) conectate în serie.
 |
Întrebarea 3:
Folosind o clemă de curent convențională și un multimetru, s-a măsurat un curent de sarcină de 10 A și o tensiune de sarcină de 225 V. Înmulțim și obținem puterea de sarcină în W: 10 A · 225V = 2250 W.
Răspuns:
Ați obținut (calculat) puterea totală de sarcină de 2250 VA. Prin urmare, răspunsul tău va fi valabil numai dacă sarcina ta este pur rezistivă, atunci într-adevăr Volt Ampere este egal cu Watt. Pentru toate celelalte tipuri de sarcini (de exemplu, un motor electric) - nr. Pentru a măsura toate caracteristicile oricărei sarcini arbitrare, trebuie să utilizați un analizor de rețea, de exemplu APPA137:
 |
Vezi lecturi suplimentare, de exemplu:
Evdokimov F. E. Fundamentele teoretice ale ingineriei electrice. - M.: Centrul editorial „Academia”, 2004.
Nemtsov M.V. Inginerie electrică și electronică. - M.: Centrul editorial „Academia”, 2007.
Chastoedov L. A. Inginerie electrică. - M.: Liceu, 1989.
Putere AC, factor de putere, rezistență electrică, reactanță
http://en.wikipedia.org (traducere: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Teoria și calculul transformatoarelor de putere mică Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscow 2005 / rev d25d5r4feb2013
Buna ziua! Pentru a calcula o mărime fizică numită putere, ei folosesc formula în care mărimea fizică - munca - este împărțită la timpul în care a fost efectuată această muncă.
Ea arata asa:
P, W, N=A/t, (W=J/s).
În funcție de manuale și secțiuni de fizică, puterea din formulă poate fi notă cu literele P, W sau N.
Cel mai adesea, puterea este folosită în ramuri ale fizicii și științei precum mecanica, electrodinamica și inginerie electrică. În fiecare caz, puterea are propria formulă de calcul. Este diferit și pentru curent alternativ și curent continuu. Wattmetrele sunt folosite pentru a măsura puterea.
Acum știi că puterea se măsoară în wați. În engleză, watt este watt, denumirea internațională este W, abrevierea rusă este W. Acest lucru este important de reținut, deoarece toate aparatele electrocasnice au acest parametru.
Puterea este o mărime scalară, nu este un vector, spre deosebire de forță, care poate avea o direcție. În mecanică, forma generală a formulei puterii poate fi scrisă după cum urmează:
P=F*s/t, unde F=A*s,
Din formule puteți vedea cum în loc de A înlocuim forța F înmulțită cu calea s. Ca rezultat, puterea în mecanică poate fi scrisă ca forță înmulțită cu viteza. De exemplu, o mașină care are o anumită putere este forțată să reducă viteza atunci când conduce în deal, deoarece aceasta necesită mai multă forță.
Puterea medie umană este considerată a fi 70-80 W. Puterea mașinilor, avioanelor, navelor, rachetelor și instalațiilor industriale este adesea măsurată în cai putere. Caii putere au fost folosiți cu mult înainte ca wați să fie introduși. Un cal putere este egal cu 745,7 W. Mai mult, în Rusia se acceptă că l. Cu. egal cu 735,5 W.
Dacă ești brusc întrebat întâmplător 20 de ani mai târziu într-un interviu între trecători despre putere și îți amintești că puterea este raportul dintre munca A efectuată pe unitatea de timp t. Dacă puteți spune așa, surprindeți plăcut mulțimea. Într-adevăr, în această definiție, principalul lucru de reținut este că divizorul aici este lucrarea A, iar divizorul este timpul t. Drept urmare, având muncă și timp și împărțind primul la al doilea, obținem puterea mult așteptată.
Atunci când alegeți în magazine, este important să acordați atenție puterii dispozitivului. Cu cât este mai puternic fierbătorul, cu atât mai repede va încălzi apa. Puterea aparatului de aer condiționat determină cât de mare este spațiul pe care îl poate răci fără a pune o sarcină extremă asupra motorului. Cu cât puterea unui aparat electric este mai mare, cu atât mai actuale consumă, cu cât cheltuiește mai multă energie electrică, cu atât va plăti mai multă energie electrică.
În general, puterea electrică este determinată de formula:
unde I este curent, U este tensiune
Uneori se măsoară chiar și în volți-amperi, scris ca V*A. Puterea totală se măsoară în volți-amperi, iar pentru a calcula puterea activă trebuie să înmulțiți puterea totală cu coeficientul de performanță (eficiență) al dispozitivului, apoi obținem puterea activă în wați.
Adesea, aparatele precum aparatul de aer condiționat, frigiderul sau fierul de călcat funcționează ciclic, pornind și oprindu-se de la termostat, iar puterea lor medie pe durata totală de funcționare poate fi mică.
În circuitele de curent alternativ, pe lângă conceptul de putere instantanee, care coincide cu puterea fizică generală, există puteri active, reactive și aparente. Puterea aparentă este egală cu suma puterii active și reactive.
Pentru măsurarea puterii se folosesc dispozitive electronice - wattmetre. Unitatea de măsură, Watt, și-a primit numele în onoarea inventatorului motorului cu abur îmbunătățit, care a revoluționat centralele electrice ale vremii. Datorită acestei invenții, dezvoltarea societății industriale s-a accelerat, au apărut trenuri, nave cu aburi și fabrici care foloseau puterea motorului cu abur pentru deplasarea și producerea produselor.
Cu toții am întâlnit de multe ori conceptul de putere. De exemplu, mașini diferite sunt caracterizate putere diferită motor. De asemenea, aparatele electrice pot avea diferite niveluri de putere, chiar dacă au același scop.
Puterea este o mărime fizică care caracterizează viteza de lucru.
Respectiv, puterea mecanică este o mărime fizică care caracterizează viteza de lucru mecanică:
Adică puterea este muncă pe unitatea de timp.
Puterea în sistemul SI este măsurată în wați: [ N] = [W].
1 W este 1 J de lucru efectuat în 1 s.
Există și alte unități de măsură a puterii, cum ar fi cai putere:
Puterea motorului unei mașini se măsoară cel mai adesea în cai putere.
Să revenim la formula pentru putere: Știm formula prin care se calculează munca: 
Prin urmare, putem rearanja expresia pentru putere:
Apoi în formulă formăm raportul dintre modulul de deplasare și perioada de timp. Aceasta este, după cum știți, viteza:
Doar rețineți că în formula rezultată folosim modulul de viteză, deoarece am împărțit nu mișcarea în sine, ci modulul acesteia în timp. Asa de, puterea este egală cu produsul dintre modulul forței, modulul vitezei și cosinusul unghiului dintre direcțiile lor.
Acest lucru este destul de logic: să spunem, puterea pistonului poate fi mărită prin creșterea forței acțiunii sale. Aplicând mai multă forță, va lucra mai mult în același timp, adică va crește puterea. Dar chiar dacă lăsăm forța constantă și facem pistonul să se miște mai repede, va crește fără îndoială munca efectuată pe unitatea de timp. În consecință, puterea va crește.
Exemple de rezolvare a problemelor.
Sarcina 1. Puterea motocicletei este de 80 CP. Deplasându-se de-a lungul unei secțiuni orizontale, un motociclist atinge o viteză de 150 km/h. În același timp, motorul funcționează la 75% din puterea sa maximă. Determinați forța de frecare care acționează asupra motocicletei.
Sarcina 2. Luptătorul, sub influența unei forțe de împingere constantă îndreptată la un unghi de 45° față de orizont, accelerează de la 150 m/s la 570 m/s. În același timp, viteza verticală și orizontală a luptătorului crește cu aceeași cantitate în fiecare moment de timp. Masa luptătorului este de 20 de tone. Dacă luptătorul accelerează timp de un minut, atunci care este puterea motorului său?
Dacă trebuie să aduceți unități de putere într-un singur sistem, veți avea nevoie de conversia noastră de putere - convertor online. Și mai jos puteți citi cum se măsoară puterea.
