Содержание
Как найти мощность — формулы для расчета
Работа электрической цепи определяется многими параметрами, в том числе и мощностью, играющей важную роль наряду с силой тока и напряжением. Данный показатель служит одной из характеристик электрических устройств и оборудования. Поэтому довольно часто возникает вопрос, как найти электрическую мощность того или иного прибора. Это необходимо для того, чтобы знать его энергопотребление и возможности совершения полезной работы.
Содержание
Понятие мощности электрического тока
Понятие мощности тесно связано с количеством работы, которую может выполнить электрический ток в течение установленного периода времени. Работа тока заключается в преобразовании электричества в другие виды энергии – механическую, кинетическую, тепловую и другие. Следовательно, мощность, по своей сути, представляет собой скорость всех этих превращений.
Показатели – мощность и напряжение встречаются постоянно в повседневной жизни в тех областях, где используются электрические устройства. Все они потребляют определенное количество электротока, поэтому перед началом эксплуатации должны учитываться их потенциальные возможности, параметры и технические характеристики.
Значение мощности используемых приборов требуется для того, чтобы рассчитать сечения кабелей и проводов, номиналов автоматических выключателей и другой защитной аппаратуры. Кроме того, становится возможным заранее подсчитать, за какой срок может быть выполнена та или иная работа.
Для выполнения расчетов используется формула, представляющая собой P = A/t, где А является работой, а t – установленным отрезком времени. Существует два вида мощности – активная и реактивная.
Активная и реактивная мощность
Понятие активной мощности заключается в непосредственном преобразовании электрического тока в механическую, тепловую и другие виды энергии. Этот процесс носит необратимый характер и не может быть выполнен в обратном направлении. Для измерения активной мощности существует специальная единица – ватт (Вт).
Формула определяет 1 Вт = 1 вольт х 1 ампер. В быту и на производстве применяются более высокие величины – киловатты и мегаватты.
В отличие от активной, реактивная мощность создается за счет нагрузки, возникающей в емкостных или индуктивных устройствах. Когда используется переменный ток для определения этого показателя существует формула Q = U x I x sin φ. В этом случае sin φ представляет собой сдвиг фаз, который образует сниженное напряжение и рабочий ток. Сам угол имеет значение в диапазоне 0-90 градусов или от 0 до минус 90 градусов. Для измерения реактивной мощности применяются вольт-амперы.
Индуктивные и емкостные элементы способствуют возвращению электроэнергии обратно в сеть. В результате смещений по параметрам напряжения и тока, в электрической сети могут возникнуть некоторые перегрузки и другие негативные явления. Особенно ярко это проявляется у конденсаторов, отдающих обратно весь накопленный заряд. В такие моменты происходит обратное перемещение напряжения и тока, сдвинутых относительно друг друга.
Энергия емкости и индуктивности, смещенных по фазе относительно собственных характеристик сети как раз и представляет собой реактивную мощность. Она компенсируется за счет обратного эффекта, предотвращая потери в эффективности подачи электроэнергии.
Как вычислить электрическую мощность
Составляя проект любой электрической цепи, сначала надо найти мощность и уже по ее результатам определять значение допустимой нагрузки. Для постоянного тока используется всем известная формула P = U x I, выведенная по закону Ома.
Гораздо сложнее узнать мощность если используется переменный ток. Это связано с потреблением реактивной энергии все используемой аппаратурой. Следовательно, формула, приведенная выше, соответствует полному количеству энергии, потребляемой данным устройством. Ее активная составляющая определяется с помощью cosφ, зная которую можно установить, какова часть активной энергии заключена во всей полной мощности.
Это будет выглядеть следующим образом: Ракт = Робщ х cosφ = U x I x cosφ.
Следовательно, полная мощность электроприбора определяется Робщ = Ракт/cosφ. Ее показатели будут всегда выше, нежели у активной мощности.
Примерно такая же схема расчетов используется и для трехфазных сетей, каждая из которых условно состоит из трех однофазных. Разница между ними заключается в фазном и линейном напряжении. Первое применяется в однофазном варианте и замеряется между фазой и нулем. Линейное напряжение при трех фазах измеряется между каждым линейным проводом.
Таким образом, зная, что Uлин = Uфаз х √3, найдём активную нагрузку, как P = U x I x √3. Мощность агрегата, например, электродвигателя, инженеры нашли в виде формулы P = U x I x √3 x cosφ. Как правило, мощность того или иного устройства известна заранее, а в большинстве случаев требуется вычислить ток. В этом случае сила тока определяется: I = P/(U x √3 x cosφ).
Формула мощности электрического тока.
Как узнать, найти, вычислить, рассчитать мощность. « ЭлектроХобби
Формула мощности электрического тока. Как узнать, найти, вычислить, рассчитать мощность. « ЭлектроХобби
Блог Формулы и Расчеты
Электрическая мощность является одной из наиболее важных и значимых характеристик, которая показывает величину, силу той электротехники, систем, цепей, что работают, выполняя ту или иную функцию. Естественно, как и любая другая физическая величина электрическая мощность должна иметь свою меру, благодаря которой появляется возможность ее рассчитывать, делая заведомо точные, экономичные, эффективные устройства, системы и т.д. Для расчетов существуют определенные формулы, по которым и находятся нужные значения мощности.
Формула мощности тока (электрического) достаточно проста и выражается как произведение напряжения на силу тока. То есть, чтобы найти электрическую мощность достаточно просто напряжение умножить на ток. Если воспользоваться законом ома, то ее можно найти и через сопротивление.
В этом случае электрическая мощность будет равна силе тока в квадрате умноженный на сопротивление или же напряжение в квадрате деленное на сопротивление.
Напомню, что при использовании формул подразумевается применение основных единиц измерения физических величин. В нашем случае основными единицами будут:
Электрическая мощность — Ватт;
Сила тока — Ампер;
Напряжение — Вольт;
Сопротивление — Ом.
Исходя из этого формула мощности электрического тока будет звучать так — 1 Ватт равен 1 Вольт умноженный на 1 Ампер. Думаю вы смысл поняли. Меньшими единицами измерения мощности является милливатты (1000 мВт = 1 Вт), большими единицами являются киловатты и мегаватты (1 кВт = 1000 Вт, 1 МВт = 1000 000 Вт). Милливатты это достаточно маленькая мощность, ее используют в электронике, радиотехнике. К примеру мощность слухового аппарата измеряется именно в милливаттах. Мощность в ваттах можно встретить в звуковых усилителях, у небольших блоках питания, мини электродвигателях.
Киловатты это мощность, которая часто встречается в бытовых и технических устройствах (электрочайники, электродвигатели, обогреватели и т.д.). Мегаватты это уже достаточно большая мощность, ее можно встретить на электроподстанциях, электростанциях, у потребителях электроэнергии размером с город и т.д.
Если говорить о формуле более научной, которая электрическую мощность тока выражает через работу и время, то она будет звучать так — электрическая мощность равна отношению работы тока на участке цепи ко времени, в течении которого совершается эта работа.
То есть, работа деленная на время будет определять мощность. Кроме этого часто путают такие величины как ватты и ватт-час. В ваттах измеряется электрическая мощность — скорость изменения энергии (передачи, преобразования, потребления). А ватт-час являются единицей измерения самой энергии (работы). В ватт-часах выражается энергия, произведенная (переданная, преобразованная, потребленной) за определенное время.
Мощность также разделяется на активную и реактивную.
Активная мощность — часть полной мощности, что удалось передать в нагрузку за период переменного тока. Она равна произведению действующих значений напряжения и тока на cosφ (косинус угла сдвига фаз между ними). Электрическая мощность, что не была передана в нагрузку, а привела к некоторым потерям (на излучение, нагрев) называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений напряжения и тока на sinφ (синус угла сдвига фаз между ними).
P.S. Электрическая мощность является одной из главных величин и характеристик, используемые в электротехнике. Именно ее мы узнаем при покупки того или иного электрического устройства. Ведь она определяет силу, с которой электротехника может работать. К примеру электродрель. Если мы купим дрель недостаточной мощности, то она просто не сможет обеспечить нам нормальную работу при сверлении. Хотя гнаться за слишком большой мощностью также не следует, ведь это ведет к излишней трате электроэнергии, за которую вы будете платить. Так что у всего должна быть своя мера и мощность.
Электроэнергия — SparkFun Learn
- Дом
- Учебники
- Электроэнергия
≡ Страниц
Авторы:
Джимблом
Избранное
Любимый
53
С великой силой…
Зачем нам сила? Мощность — это измерение передачи энергии во времени, а энергия стоит денег. Батареи не бесплатны, и они не выходят из вашей электрической розетки. Таким образом, мощность измеряет, насколько быстро копейки уходят из вашего кошелька!
Кроме того, энергия это… энергия. Она проявляется во многих потенциально опасных формах — тепло, излучение, звук, ядерная энергия и т. д. — и чем больше мощность, тем больше энергии. Поэтому важно иметь представление о том, с какой мощностью вы работаете, играя с электроникой.
К счастью, играя с Arduino, зажигая светодиоды и вращая небольшие моторы, потерять счет потребляемой энергии означает только выкурить резистор или расплавить микросхему. Тем не менее, совет дяди Бена относится не только к супергероям.
Описано в этом руководстве
- Определение мощности
- Примеры передачи электроэнергии
- Ватт, единица мощности в системе СИ
- Расчет мощности по напряжению, току и сопротивлению
- Максимальная номинальная мощность
Рекомендуемая литература
Мощность — одно из наиболее фундаментальных понятий в электронике. Но прежде чем узнать о силе, возможно, вам следует прочитать некоторые другие руководства. Если вы не знакомы с некоторыми из этих тем, рассмотрите возможность сначала ознакомиться с этими руководствами:
- Что такое электричество
- Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
- Что такое цепь
- Как пользоваться мультиметром
Что такое электроэнергия?
youtube.com/embed/p8JQTLkV5C8?ecver=2″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»>
Есть много типов силы — физическая, социальная, супер, защита от запахов, любовь — но в этом уроке мы сосредоточимся на электроэнергии. Так что же такое электроэнергия?
В общефизических терминах мощность определяется как скорость, с которой энергия передается (или преобразуется) .
Итак, во-первых, что такое энергия и как она передается? Трудно сказать просто, но энергия — это в основном способность чего-то к двигать что-то еще. Существует множество форм энергии: механическая, электрическая, химическая, электромагнитная, тепловая и многие другие.
Энергия никогда не может быть создана или уничтожена, только передана в другую форму. Многое из того, что мы делаем в области электроники, — это преобразование различных форм энергии в электрическую энергию 90 059 и обратно.0060 . Светодиоды освещения превращают электрическую энергию в электромагнитную энергию.
Вращающиеся двигатели превращают электрическую энергию в механическую. Жужжащие зуммеры излучают звуковую энергию. Питание схемы от щелочной батареи 9 В превращает химическую энергию в электрическую. Все это формы передачи энергии .
| Тип энергии, преобразованный | Преобразованный | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Механический | Электродвигатель | ||||||||||||||||||||||||||||
| Электромагнитный | Светодиод | ||||||||||||||||||||||||||||
| HEAT | Резистор | ||||||||||||||||||||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ | БАЙТОВАЯ ДОСТАВКА | ||||||||||||||||||||||||||||
| WIND | WINDMILL |
3 . В частности, электрическая энергия начинается как электрическая потенциальная энергия — то, что мы с любовью называем напряжением. Когда электроны проходят через эту потенциальную энергию, она превращается в электрическую энергию. Производители и потребителиКаждый компонент в цепи либо потребляет , либо производит электроэнергии. Потребитель преобразует электрическую энергию в другую форму. Например, когда загорается светодиод, электрическая энергия преобразуется в электромагнитную. В этом случае лампочка потребляет мощности. Электроэнергия производится при передаче энергии 9от 0057 до электрический из какой-либо другой формы. Батарея, питающая цепь, является примером источника питания . Мощность Энергия измеряется в джоулях (Дж). Поскольку мощность — это мера энергии в течение определенного периода времени, мы можем измерить ее в джоулей в секунду . Очень часто перед словом «ватт» стоит один из стандартных префиксов системы СИ: микроватты (мкВт), милливатт (мВт), киловатты (кВт), мегаватты (МВт) и гигаватт (ГВт). ситуация.
Microcontrollers, like the Arduino will usually operate in the the µW or mW range. Ноутбуки и настольные компьютеры работают в стандартном диапазоне мощности ватт. Энергопотребление дома обычно находится в диапазоне киловатт. Большие стадионы могут работать в мегаваттном масштабе. И гигаватт вступает в игру для крупных электростанций и машин времени. Расчет мощности Электрическая мощность — это скорость передачи энергии. Измеряется в джоулях в секунду (Дж/с) — ватт (Вт). Учитывая несколько основных терминов электричества, которые мы знаем, как мы можем рассчитать мощность в цепи? Что ж, у нас есть очень стандартное измерение, включающее потенциальную энергию — вольты (В), которые определяются в джоулях на единицу заряда (кулон) (Дж/Кл). Чтобы рассчитать мощность любого конкретного компонента в цепи, умножьте падение напряжения на нем на ток, протекающий через него. Например,Ниже приведена простая (хотя и не очень функциональная) схема: 9-вольтовая батарея, подключенная к 10-омному проводу. резистор. Как рассчитать мощность на резисторе? Сначала мы должны найти ток, протекающий через него. Достаточно просто… Закон Ома! Хорошо, 900 мА (0,9 А) проходит через резистор и 9V через него. Какая мощность подается на резистор? Резистор преобразует электрическую энергию в тепло. Таким образом, эта схема каждую секунду преобразует 8,1 Дж электрической энергии в тепло. Расчет мощности в резистивной цепи Когда дело доходит до расчета мощности в чисто резистивной цепи, достаточно знать два из трех значений (напряжение, ток и/или сопротивление). Подключив закон Ома (V=IR или I=V/R) к нашему традиционному уравнению мощности, мы можем создать два новых уравнения. Первый, чисто по напряжению и сопротивлению: Итак, в нашем предыдущем примере 9В 2 /10Ом; (V 2 /R) составляет 8,1 Вт, и нам не нужно рассчитывать ток, протекающий через резистор. Второе уравнение мощности можно составить исключительно через ток и сопротивление: Какое нам дело до мощности, падающей на резистор? Или любой другой компонент в этом отношении. Помните, что мощность – это передача энергии из одного вида в другой. Когда эта электрическая энергия, вытекающая из источника питания, попадает на резистор, энергия превращается в тепло. Возможно, больше тепла, чем может выдержать резистор. Что приводит нас к… номинальной мощности. Номинальная мощность Все электронные компоненты передают энергию от одного типа к другому. Желательна передача некоторой энергии: светодиоды излучают свет, вращаются двигатели, заряжаются батареи. Даже если передача энергии является основной целью компонента, все равно будут потери для других форм энергии. Светодиоды и двигатели, например, по-прежнему будут выделять тепло как побочный продукт других видов передачи энергии. Большинство компонентов имеют рейтинг максимальной мощности, которую они могут рассеивать, и важно поддерживать их работу ниже этого значения. Это поможет вам избежать того, что мы с любовью называем «выпустить волшебство наружу». Номинальная мощность резистора Резисторы являются одними из наиболее печально известных виновников потери мощности. Когда вы сбрасываете некоторое напряжение на резисторе, вы также индуцируете ток через него. Вспомните наш первый пример расчета мощности, где мы обнаружили, что если 9V были пропущены через 10 Ом; резистор, этот резистор будет рассеивать 8,1 Вт. 8.1 это лот ватт для большинства резисторов. Большинство резисторов рассчитаны на мощность от ⅛W (0,125 Вт) до ½ Вт (0,5 Вт). Если вы сбросите 8 Вт на стандартный резистор ½ Вт, приготовьте огнетушитель. Если вы уже видели резисторы, то наверняка видели и эти. Сверху — резистор ½ Вт, а под ним — ¼ Вт. Они не созданы для того, чтобы рассеивать очень много энергии. Существуют резисторы, рассчитанные на большие перепады мощности. Они специально называются силовые резисторы . Эти большие резисторы рассчитаны на рассеивание большой мощности. Слева направо: две 3 Вт 22 кОм; резисторы, два 5Вт 0.1Ом; резисторы и 25 Вт 3 Ом; и 2 Ом; резисторы. Если вы когда-нибудь будете выбирать номинал резистора. Например,Номинальная мощность резистора может иметь значение, когда вы пытаетесь определить значение токоограничивающего резистора светодиода. Скажем, например, вы хотите зажечь 10-миллиметровый сверхяркий красный светодиод с максимальной яркостью, используя батарею 9 В. Этот светодиод имеет максимальный прямой ток 80 мА и прямое напряжение около 2,2 В. Таким образом, чтобы подать 80 мА на светодиод, вам понадобится 85 Ом; резистор для этого. На резистор упало 6,8 В, а протекающие через него 80 мА означают потерю мощности 0,544 Вт (6,8 В * 0,08 А). Полваттному резистору это не очень понравится! Скорее всего не растает, но будет горячий . Не рискуйте и перейдите на резистор 1 Вт (или сэкономьте энергию и используйте специальный драйвер светодиодов). Резисторы, безусловно, не единственные компоненты, для которых необходимо учитывать максимальную номинальную мощность. Любой компонент с резистивным свойством будет производить потери тепловой мощности. Работа с компонентами, которые обычно подвергаются воздействию высокой мощности, например, стабилизаторами напряжения, диодами, усилителями и драйверами двигателей, требует особого внимания к потерям мощности и тепловым нагрузкам. Ресурсы и дальнейшее развитиеХотите узнать больше об основных темах?См. нашу страницу Engineering Essentials , где представлен полный список краеугольных тем, связанных с электротехникой. Отвези меня туда! Теперь, когда вы знакомы с концепцией электроэнергии, ознакомьтесь с некоторыми из этих учебных пособий!
Диоды Закон Ома для начинающих и новичков Закон Ома для начинающих и новичков Основной закон Ома HTML из: http://www.btinternet.com/~dtemicrosystems/beginner. ЧТО ЭТО ТАКОЕ. КАК И ГДЕ ПРИМЕНЯТЬ
Хотя закон Ома распространяется не только на резисторы, как мы увидим позже, кажется ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА? : Отсюда делаем вывод, что; Ток равен напряжению, деленному на сопротивление (I=V/R), ЗАКОН ОМА ПРОСТОЙ ПУТЬ: Эти объяснения могут показаться немного сложными, но их легко применить на практике. ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ: С точки зрения электрической схемы расположение будет таким, как показано слева. На первый взгляд может показаться, что это проблема, так как 800 Ом не является стандартным значением. НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О ‘Vf’: Это означает, что из ваших 12 вольт от аккумулятора 2 вольта будут израсходованы светодиодом
РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО Возможно «изготовить» резисторы стандартных и нестандартных номиналов для РЕЗИСТОРЫ В СЕРИИ: ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕЗИСТОРЫ: Важно определить значения в скобках перед применением окончательного Если в вашем калькуляторе есть «1/X» (единица, разделенная на то, что показано на
ДЛЯ ЧЕГО ДРУГОЙ ТРЕУГОЛЬНИК? На рис. 2 слева показан второй наиболее КАКОЙ ТРАНСФОРМАТОР Я ДЕЛАЮ от Метки: Комментарии |
В большинстве полезных цепей эта электрическая энергия преобразуется в какую-либо другую форму энергии. Электрическая мощность измеряется путем объединения обоих сколько передается электроэнергии, и как быстро происходит эта передача. 
Единицей СИ для джоулей в секунду является ватт , сокращенно Вт . 
0171 
Ток, еще один из наших любимых терминов в области электричества, измеряет ток заряда во времени в амперах (А) — кулонах в секунду (Кл/с). Соединяем вместе и что мы получаем?! Сила! 
Другие передачи энергии нежелательны, но также неизбежны. Эти нежелательные передачи энергии представляют собой потери мощности , которые обычно проявляются в виде тепла. Слишком большие потери мощности — слишком большой нагрев компонента — могут стать очень нежелательными. 
Больше напряжение, значит больше ток, значит больше мощность. 
Не забывайте и о его мощности. И, если ваша цель не состоит в том, чтобы что-то нагреть (нагревательные элементы в основном представляют собой действительно мощные резисторы), постарайтесь минимизировать потери мощности в резисторе. 
Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов. 
htm
1 слева показан наиболее распространенный треугольник закона Ома. Начиная с любого участка
Ближайшее к этому значение в диапазоне E12 составляет 680 Ом, поэтому в идеале это должно быть
Расчет внизу изображения
К сожалению, многие «базовые» калькуляторы этого не делают, поэтому
Результат должен быть
Термин «ВА» означает ватты и получен из формулы
Добавить комментарий