Напряжение в ваттах или вольтах: FAQ Bastion | Как перевести Вольт-амперы (ВА, VA) в Ватты (Вт, W) и обратно?

Содержание

Статьи — Ватты и вольт-амперы

Часто при подборе необходимой мощности различных силовых приборов мы сталкиваемся с заявлением, что ВА (вольт-амперы) это совсем не Вт (ватты). Это, естественно, вызывает недоумение, — ведь мощность, — это напряжение, умноженное на ток (P=U*I).

Так почему же все-таки ВА не равен Вт?

Базовые определения:

В сети переменного тока на полезную работу затрачивается не вся, а только часть мощности (это активная мощность в Ваттах):

Полная — общая комплексная суммарная мощность — ВА.

Активная (полезная) мощность — Ватт.

Это соотношение определяется коэффициентом мощности, — соотношение между общей комплексной суммарной мощностью (ВА) и активной (полезной) мощностью (Ватт).

Для абсолютного большинства устройств этот коэффициент равен 0. 6 или 0.7. Этот коэффициент отношение ватт к вольт-амперам называется «коэффициентом мощности».

Таким образом, умножив значение общей комплексной суммарной мощности (ВА) на 0.6 (или 0,7) мы определим значение активной (полезной) мощностью (Ватт)

Напрмер, если общая комплексная суммарная мощность стабилизатора 500 ВА, то его активная (полезная) мощность 500*0,6 = 300 Вт. Т.е. к этому стабилизатору можно подключить нагрузку до 300 Вт.

Выводы и важые замечания:

При выборе блока питания, стабилизатора и проч. следует помнить, что:

ВА — это полная потребляемая мощность,

Вт — это активная (затраченная на совершение полезной работы) мощность.

Полная — общая комплексная суммарная потребляемая мощность (ВА), — это сумма реактивной и активной мощностей. Зачастую разные потребители имеют разное соотношение полной и активной мощности. Поэтому для определения суммарной мощности всех потребителей необходимо сложение полных мощностей оборудования, а не активных мощностей.

1. Общая комплексная суммарная мощность — ВА всегда больше, чем активная (полезная) мощность — Ватт.

2. Величина коэффициента мощности сильно зависит от конструкции и электрической схемы прибора. Например, для импульсных источников питания. Есть два основных типа импульсных источников питания:

Импульсные источники питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC).

Импульсные источники питания с конденсатором на входе.

У импульсные источников питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC) значения общей комплексной суммарной мощности (ВА) и активной (полезной) мощности (Ватт) почти равны, — их коэффициент мощности составляет от 0,99 до 1,0.

А в импульсных источниках питания с конденсатором на входе значение в ваттах (активная, полезная мощность), — составляет от 0,6 до 0,75 вольтамперной характеристики (т. е. коэффициент мощности составляет от 0,6 до 0,75).

Номинальная мощность импульсных блоков питания

Важное замечание: для импульсных блоков питания указваются предельные значения в ваттах и в вольт-амперах. При этом недопустимо превышение ни тех, ни других значений.

Для небольших импульсных блоков питания, как правило, указывается активная (полезная) мощность в ваттах, которая составляющий примерно 60% от общая комплексная суммарная мощность (т.е. вольтамперной характеристики). Но иногда производители указывают только вольтамперную характеристику. В этом случае, при рассчете нагрузки, следует принять допущение, что номинальная мощность в ваттах составляет 60% от указанной мощности в вольт-амперах.

Таким образом, если вольтамперная характеристика нагрузки не будет превышать 60% вольтамперной характеристики блока питания, то это гарантирует отсутствие превышения мощности нагрузки в ваттах.

Т.е. если нет точных данных о мощности нагрузки в ваттах, то следует придерживаться правила: величина реальной активной нагрузки должна быть менее 60% вольтамперной характеристики блока питания.

Очевидно, что такой подход к расчетам обычно приводит к завышению мощности.

Косинус «фи»

(cos(Fi))

Чаще всего мощность определяется в Ваттах. Еще эту мощность часто называют активной, — это мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке (нагреватели, лампочки и т.д.). При этом активная мощность целиком растрачивается на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.

Если это активная нагрузка, — чайник, лампа накаливания, нагреватель…, то другой информации об этой нагрузке и не требуется. В этом случае, как правило, указывают только номинальную мощность в Вт и номинальное напряжение. В данном случае не имеет значения косинус «Fi» (угол между током и напряжением данной нагрузки), так как он равен нулю. А косинус нуля равен 1. И вэтом случае, активная мощность («P») равна произведению тока нагрузки и напряжения нагрузки, умноженных на этот cos(Fi).

Т.е. P = I*U*cos(Fi) = I*U*1 = I*U.

Простой пример для ТЭНа с cos(Fi)=1:

Полная — общая комплексная суммарная мощность S=10 кВА cos(Fi)=1.

Активная (полезная) мощность P=10*1=10 кВт.

У нагрузок, имеющих не только активное сопротивление, но и реактивное (индуктивность, емкость), как правило указывают величину мощности «P» в Ваттах, а так же указывать величину косинуса «фи» (cos(Fi)). При этом величина косинуса «фи» определяется соотношением активных и реактивных сопротивлений.

Например, если у электродвигателя указаны значения: P=5кВт, Сos(fi)=0.8, то это значит, что данный двигатель при работе (в номинальном режиме) потребляет полную мощность (сумму активной и реактивной мощностей):

Активную мощность «S» равную P/Cos(fi) = 5/0,8 = 6,25 кВа

и Реактивную мощность «Q» величиной U*I/Sin(fi).

А для определения номинального тока двигателя, нужно его мощность «S» разделить на рабочее напряжение (220)

(прим.: ток указывается, как правило, на шильдике).

Так почему на генераторах (трансформаторах, стабилизаторах напряжения)

указывается мощность в ВА (вольт-амперах)?

Допустим, что на стабилизаторе напряжения указана мощность 10000 ВА.

Если подключить к нему нагреватели, то мощность, отдаваемая трансформатором в нагреватели (в номинальном режиме работы трансформатора) не может превышать 10000 Вт. Вроде все сходится.

А если нагрузить стабилизатор напряжения катушкой индуктивности или электродвигателем с Сos(fi)=0.8? То данный стабилизатор при Сos(fi)=0.85 уже будет отдавать мощность не более 8500 Вт.

Т.е. мощность генераторов (трансформаторов и стабилизаторов напряжения) может определяться только в полной мощности (в нашем случае 1000 кВА).

Коэффициент мощности, косинус «фи» Сos(fi)

Это отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1.

В случае синусоидального переменного тока, коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между синусоидами напряжения и тока и определяется параметрами цепи:

Сos(fi) = r/Z

где:
fi («фи») — угол сдвига фаз,
r — активное сопротивление цепи,
Z — полное сопротивление цепи.

Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока.

Коэффициент мощности электрической цепи — это косинус фазового угла между основаниями кривых напряжения и тока.

Согласно другому определению, коэффициент мощности — это соотношение активной и полной энергий. Коэффициент мощности (Сos φ = Активная мощность/Полная мощность = P/S (Вт/ВА), потребляемых нагрузкой.

Коэффициент мощности — комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.

Типовые значения коэффициента мощности:

1.00 — идеальное значение;

0.95 — хороший показатель;

0.90 — удовлетворительный показатель;

0.80 — средний показатель современных электродвигателей;

0.70 — низкий показатель;

0.60 — плохой показатель.

Вольт и Ватт – что это такое и отличия

Вольт и Ватт – единицы измерения, которые известны каждому человеку еще со времен обучения в школе. Так как эти понятия созвучны и имеют похожее написание, многие их путают. Для того чтобы избежать ошибки, необходимо внимательно изучить особенности каждой физической величины, а также сравнить их между собой. Это позволит понять, в чем состоит разница и какие факторы оказывают на это влияние.

Содержание

Определение понятий
Сравнение
Выводы

Определение понятий

Вольт – термин, с помощью которого обозначают единицу напряжения в электричестве. С его помощью удается получить измерения, которые позволяют определить показатели электрического потенциала, напряжения, а также узнать силу электрического движения. Эти значения появляются в результате физических превращений, которые возникают под действием тока на разных концах провода или проводящего устройства.

Ватт – термин, который относится к единице измерения мощности. В ваттах также измеряются тепловой поток, показатели мощности постоянного электрического тока и показатели потока звуковой волны. Также эта физическая единица позволяет определить показатели мощности, относящиеся к энергии ионизирующего излучения.

Читайте также:

Звук, эхо – физическое объяснение явлений.

Сравнение

Для того чтобы понять принципиальную разницу между понятиями вольт и ватт, нужно провести сравнение. Как стало понятно из определений, все они используются физиками, чтобы определить особенности электрических потоков. Вольт при этом является единицей, которая позволяет провести точные измерения напряжения, а ватт помогает определиться с тем, каковы показатели мощности.

Вольт указывает на то, какая присутствует разница, создаваемая в возникшем электрическом потенциале на линии провода. При этом должно возникнуть напряжение, после того как ток с определенной силой рассечет единицу мощности.

Определение напряжения заключается в том, что это не что иное, как потенциал электричества. Возникает он между разными точками, а не в одной из них. Вольт используется, для того чтобы обозначить разницу потенциальной энергии, присутствующей в электрическом заряде. Она присутствует между точками. Этой точкой может быть провод, деталь, элемент питания. Также источник, работающий при помощи электричества. Источник энергии в этом случае – это напряжение, представляющее одновременно затраченную или потерянную энергию.

Читайте также:

В одном гигабайте сколько мегабайт

Сравнить этот процесс можно с показателями давления, которое неизбежно возникает в цепи, чтобы протолкнуть вперед электроны. Для того чтобы избежать проблем с работой источника питания, требуется создать условия, при которых на двух путях будут все условия для беспрепятственного прохождения тока. Образуется общая энергия, которая затрачивается затем на перемещение заряда. Нужно учитывать особенность физических элементов. Заключается она в том, что отрицательные заряды притягиваются к высоким показателям. Если же имеются положительные, соответственно, притяжение произойдет к более низким.

В Ватах измеряется скорость работы, затрачиваемой на то, чтобы поддерживать показатели мощности на определенном уровне.

Напряжение в ваттах или в вольтах измеряется по индивидуальным, подходящим для этих физических величин, критериям. Измерения напряжения осуществляется в Вольтах. Если требуется создать чертеж (схему), то эта единица будет указываться как V. На выполнение работы затрачивается энергия, которая измеряется в Джоулях.

Выводы

Для того чтобы иметь представление, что такое мощность и сила тока, потребуется изучить параметры, которые относятся к понятиям физики. Вольт и Ватт – единицы, которые позволяют измерять силу и мощность в электрическом потоке. Для лучшего понимания особенностей физических процессов рекомендуется обратить внимание на то, что нельзя приравнивать эти два значения. В этом случае мощность является скоростью, с которой устройство, работающее от электрического тока, потребляет поступающую и непрерывно перемещающуюся энергию.

Простой пример для понимания процесса: лампочка может давать освещение. Интенсивность его можно регулировать от тусклого до очень яркого и даже слепящего. Мощность и интенсивность в этом случае будут зависеть от того, с какой скоростью лампочкой потребляется энергия. Если яркость требуется выше, то расход электричества будет больше. Для экономии потребления следует замедлить поступление энергии – сделать световой поток тусклым.

Показатель мощности распространяется на все электрические приборы, которые используются на производствах или в бытовых условиях. Непосредственно мощность при этом не всегда связана с электроэнергией. В этом и заключается основное различие показателей Вольт и Ватт.

Также может быть интересно:

AHCI, IDE – что это такое и отличия.

вольт, ампер, ватт, ватт-час и стоимость

Примечание редактора: этот блог был первоначально опубликован в 2015 году. Хотя электрические определения не изменились, он был обновлен в 2023 году, поскольку стоимость электроэнергии увеличилась, а ресурсы для мониторинга добавлено энергопотребление .

Мы живем в мире электричества. Он управляет нашим освещением, отоплением, охлаждением, компьютерами и оборудованием. Возьмем центр обработки данных или любое крупное энергоемкое предприятие — им нужно питание для работы, и они должны обеспечить постоянную доступность достаточного количества энергии. Но энергия не бесплатна, и с почти постоянным ростом цен сейчас важно понимать использование электроэнергии как никогда ранее. Менеджеры центров обработки данных внимательно следят за энергопотреблением, поскольку стоимость энергии, используемой сервером в течение срока службы, обычно превышает его покупную цену. И большинство центров обработки данных тратят вдвое больше на охлаждение серверов и отвод тепла от объекта.

Ресурс: Руководство по мониторингу электропитания центра обработки данных

Вот краткий обзор основ электричества — вольты, амперы, ватты и ватт-часы. Информация внизу о том, сколько стоит делать определенные вещи с питанием, превращает этот обзор основ в руководство по выяснению того, имеет ли смысл инвестировать в мониторинг энергопотребления для бизнеса.

Электричество

Электричество — это общее название электрической энергии. Электричество технически представляет собой поток электронов через проводник, обычно медный провод. Всякий раз, когда электричество поступает к устройству, такое же количество должно вернуться. Это система «замкнутого цикла». Электроны в проводе на самом деле движутся довольно медленно, не со скоростью света. Сигналы распространяются со скоростью (близкой к) скорости света.

Аналогия с водопроводной трубой для понимания электричества

Представьте себе 100-футовую трубу, наполненную водой: когда вы открываете вентиль на одном конце, вода почти сразу же вытекает с другого конца, даже если ни одна капля воды не прошла. полные 100 футов. Однако волна давления прошла 100 футов.

Напряжение

Измеряется в вольтах (В) по Алессандро Вольта. Это «давление» электричества. Центры обработки данных обычно получают электроэнергию из коммунальной сети с высоким напряжением, обычно 480 В, которое затем должно быть преобразовано в более низкое напряжение для использования ИТ-оборудованием. В Северной Америке большинство ИТ-систем в центрах обработки данных используют напряжение 110 В, 208 В или 220 В. В большей части остального мира более распространены сети от 220 до 240 В. Напряжения в пределах примерно 10% используются взаимозаменяемо, поэтому вы можете услышать, что одна и та же установка описывается как 110 В, 115 В или 120 В.

Электрическое напряжение, как и давление воды, на самом деле не говорит вам, сколько «работы» (мощности) может выполнить система. Представьте крошечную трубку: она может подавать воду под огромным давлением, но вы не можете использовать ее для привода водяного колеса.

Ток

Измеряется в амперах или амперах (А) по Луиджи Амперу. Это «скорость потока» электричества (сколько электронов в секунду проходит через данный проводник). Ток описывает объем, но не давление, поэтому сам по себе он не дает полной картины мощности.

Представьте себе большую водопроводную трубу: по ней может течь много воды, но энергия, которую она несет, зависит от ее давления. Более высокие токи требуют более толстых и дорогих кабелей. Основной источник питания для крупного промышленного объекта может составлять тысячи ампер. В центре обработки данных он распределяется, поэтому к тому времени, когда он достигает стойки с серверами, он составляет от 20 до 63 А.

Мощность

Измеряется в ваттах (Вт) по Джеймсу Ватту. Это полезная работа, совершаемая электричеством. Ватты отражают работу, выполняемую в данный момент, а НЕ энергию, потребляемую с течением времени. Мощность в ваттах рассчитывается путем умножения напряжения в вольтах на силу тока в амперах: 10 ампер тока при 240 вольт генерирует мощность 2400 ватт. Это означает, что один и тот же ток может обеспечить вдвое большую мощность, если удвоить напряжение. Растет спрос на линии электропередачи более высокого напряжения отчасти потому, что они делают возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, более жизнеспособными. Центры обработки данных также переходят на конфигурации с более высоким напряжением. Мощность также можно измерить как «реальную» и «кажущуюся» с «коэффициентом мощности», который преобразует одно в другое. Узнайте о коэффициенте мощности здесь.

Потребляемая мощность (т.е. энергия)

Измеряется в ватт-часах (Втч). Ватт-час — это количество выполненной работы (т. е. высвобожденной энергии) при подаче мощности 1 Вт в течение 1 часа. Лампа мощностью 100 Вт, оставленная включенной на 10 часов, потребляет 1000 Втч (или 1 кВтч) энергии.

Стоимость

Обычно вы платите за электроэнергию в киловатт-часах (кВтч) или 1000 Втч. Средняя стоимость в США составляет около 0,17 доллара за кВтч (эта цена выросла примерно на 15% в период с 2021 по 2023 год). Во многих других частях мира она намного выше. Вы можете сделать математику о том, что ваше учреждение тратит. Вот несколько примеров.

Во-первых, компьютерный сервер, потребляющий 500 Вт при работе в течение года, будет потреблять 500 Вт x 8 760 часов = 4 380 000 Втч = 4 380 кВтч. Если вы платите 0,17 доллара США за кВтч, стоимость запуска сервера составит 4380 x 0,17 доллара США/кВтч = 745 долларов США в год. Сюда не входят затраты на охлаждение сервера, которые могут удвоить или даже утроить общие годовые затраты.

Во-вторых, рассмотрим предприятие по выращиванию каннабиса. По оценкам организации по торговле электроэнергией в штате Вашингтон, для питания освещения и производства одного фунта продукции требуется от 2000 до 3000 кВтч. Плата 0,17 доллара за кВтч составляет от 340 до 510 долларов в год за фунт.

Наконец, давайте посмотрим на электромобили. Электромобили оцениваются на основе киловатт-часов на милю, и типичное число составляет около 0,35 кВтч на милю. При цене 0,17 доллара за кВтч вы теоретически можете проехать милю за 0,06 доллара на электромобиле. Это звучит дешево, но если вы управляете парком транспортных средств, это, безусловно, расходы, за которыми вам нужно внимательно следить.

В конце нет теста для проверки ваших знаний. Но внимание к основам поможет избежать неприятных сюрпризов. Packet Power упрощает и делает более доступным для руководителей критически важных объектов отслеживание и анализ энергопотребления. Поговорите с нашей командой, чтобы узнать, как мы можем помочь вам с вашими потребностями.

Источник: средние цены на энергию в США https://www.bls.gov/regions/midwest/data/averageenergyprices_selectedareas_table.htm

Разница между вольтами и ваттами в сравнительной таблице

Одно из основных различий между вольтами и ваттами заключается в том, что вольт является единицей СИ разности потенциалов и электродвижущей силы, тогда как ватт является единицей СИ мощности. Другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.

Вольты и ватты связаны друг с другом. Вольт измеряет разность потенциалов источников питания или напряжение электрических устройств. Символическое представление вольта — V. Измерение в вольтах проще по сравнению с ваттами, потому что ватты — это произведение двух величин, то есть напряжения и тока. Ватт представлен W. Он измеряет мощность, используемую электрическими устройствами.

Содержание: Вольты и Ватты

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основание для сравнения	Вольт	Ватт
Определение	Это единица СИ разности потенциалов и ЭДС.	Это единица мощности в системе СИ.
Формула
Единицы	Электродвижущая сила и разность потенциалов	Мощность
Символ	В	Вт
Чтение	Легко	Трудно
Измерение	Измерение небольшого напряжения от источника питания.	Измеряет реальную мощность.
Измерительное устройство	Вольтметр	Измеритель мощности
Базовый блок	KgM ² S ^-3	КгМ ² А ^-1 С ^-3

Определение вольта

Вольт измеряет энергию, используемую электронами, движущимися от одного конца к другому. Символически он представлен заглавной буквой V. Измеряется электрическим прибором, называемым вольтметром. Вольт имеет различные единицы измерения, такие как микровольты, милливольты, киловольты и т. д.

Определение ватта

Ватт является единицей мощности в системе СИ. Он определяется как общая энергия, используемая устройствами за одну секунду. Один ватт определяется как энергия, необходимая для прохождения одного ампера тока через разность потенциалов в один вольт. Мощность является произведением напряжения и тока, поэтому для измерения мощности в ваттах требуется как вольт, так и ампер.