В каких единицах измеряется активная мощность: Единицы измерения мощности кВт и кВА

Мощность | это… Что такое Мощность?

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени

и мгновенную мощность в данный момент времени:

Интеграл от мгновенной мощности за промежуток времени равен полной переданной энергии за это время:

Содержание 1 Единицы измерения 2 Мощность в механике 3 Электрическая мощность 4 Приборы для измерения мощности 5 См. также 6 Ссылки

Единицы измерения

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

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности

Единицы	Вт	кВт	МВт	кгс·м/с	эрг/с	л. с.(мет.)	л. с.(анг.)
1 ватт	1	10−3	10−6	0,102	107	1,36·10−3	1,34·10−3
1 киловатт	103	1	10−3	102	1010	1,36	1,34
1 мегаватт	106	103	1	102·103	1013	1,36·103	1,34·103
1 килограмм-сила-метр в секунду	9,81	9,81·10−3	9,81·10−6	1	9,81·107	1,33·10−2	1,31·10−2
1 эрг в секунду	10−7	10−10	10−13	1,02·10−8	1	1,36·10−10	1,34·10−10
1 лошадиная сила (метрическая)	735,5	735,5·10−3	735,5·10−6	75	7,355·109	1	0,9863
1 лошадиная сила (английская)	745,7	745,7·10−3	745,7·10−6	76,04	7,457·109	1,014	1

Мощность в механике

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

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

Частный случай мощности при вращательном движении:

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

Электрическая мощность

Основная статья: Электрическая мощность

Электри́ческая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной, реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, и полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.

Приборы для измерения мощности

• Ваттметры (в том числе варметры)
• Фазометры

См. также

• Удельная мощность
• Активная мощность
• Реактивная мощность
• Светимость
• Энергия
• Мощность взрывного устройства
• Мощность звука
• Усилитель мощности

Ссылки

• Электрическая работа и мощность
• Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г.

Мощность в физике — обозначение, формулы и примеры

Мощность Это величина, отображающая как быстро выполняется работа или как быстро энергия передается из одного места в другое или преображается из одного типа в другой.

В разных областях физики мощность принято обозначать разными символами, например в механике — N N N, в электротехнике — P P P, а также иногда W W W. Для нахождения величины мощности используют разные формулы:

P    =    △ E △ t P\;=\;\frac{\triangle E}{\triangle t} P=△t△E​,

где P P P мощность, Δ E ΔE ΔE – изменение энергии, Δ t Δt Δt – изменение времени. Или другая интерпретация:

P    =    F v cos ⁡ α P\;=\;Fv\cos\alpha P=Fvcosα,

в случае, если на тело, движущееся со скоростью v v v, действует определенная сила F F F, то она совершает работу. Мощность будет равна скалярному произведению силы на скорость, на косинус угла между ними.

Стандартная единица мощности – это ватт, обозначенный Вт (или W W W). Получила название в честь шотландского инженера-механика Джеймса Уатта.

Выходная мощность электрического оборудования, тостера или микроволновой печи, указывается в ваттах. Исходя из понятия мощности один ватт соответсвует одному джоулю работы, выполняемой за одну единицу времени.

Еще одна единица мощности, которая часто используется, особенно, в автомобильной индустрии: лошадиная сила.

Она обозначается сокращением л.с. и берет свое начало в XVII веке. С тех пор метрическая мощность была определена как мощность, необходимая для подъема массы 75 кг на расстояние 1 метр за 1 секунду.

Определение мощности

Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.

В электромеханике данная величина тоже связана со скоростью, а конкретно — с тем, как быстро передается ток по участку цепи. Исходя из этого, мы можем рассмотреть еще одно определение.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Вид деятельности	Мощность, Вт
Неспешная ходьба	60–65
Бег со скоростью 9 км/ч	750
Плавание со скоростью 50 м/мин	850
Игра в футбол	930

Подводя итог

Итак, где в реальной жизни Вам могут понадобиться переводы из Вт в киловатты и наоборот:

• Умение применять такие простые расчёты в жизни поможет планировать траты на электричество;
• Знание единиц измерений поможет определить сечение провода для электрической проводки и выбрать подходящие защитные устройства;
• На разных приборах стоят разные значения, поэтому можно подогнать их к единому значению и суммировать.
• Такие знания просты и необходимы каждому человеку, поскольку такие измерения относятся к вычислениям по физике в классах средней школы.

Теперь Вы знаете, как правильно переводы Ватты в Киловатты, как сделать противоположное действие и зачем это нужно. Пусть физические величины не пугают Вас, ведь производить расчёты легко и интересно!

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.

Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр.

Основы реальной власти | Электронный дизайн

Печь мощностью один киловатт, включенная в течение одного часа, потребляет один киловатт-час энергии. Энергоблоки так просты? В редких случаях они есть. Когда это не так, полезно иметь фундаментальное понимание силы и энергии. Все электрические нагрузки не одинаковы. Некоторые используют больше энергии, чем другие, а некоторые используют одну и ту же энергию менее эффективно.

Энергоэффективность теперь попадает в заголовки, и становится все более важным понимать основы измерения мощности и разницу между, казалось бы, неоднозначными терминами мощности и энергии. Более того, людям, не являющимся ЭЭ, может быть трудно понять электрические концепции, потому что электричество обычно нельзя увидеть или потрогать. По этой причине часто выгодно передавать электрические понятия с точки зрения физических и механических аналогий.

Единицы измерения электрической энергии
Существует много единиц, используемых для выражения компонентов электрической энергии, включая, чаще всего, вольты, амперы, ватты, ватт-часы и частоту. Каждое из них представляет собой уникальное выражение с уникальной ролью в концепциях электрической энергии.

Электрическая мощность представляет собой комбинацию двух компонентов: один выражается в вольтах, а другой — в амперах или амперах. Распространенной аналогией потока электричества в цепи является поток воды в трубе. В этой физической аналогии давление воды представляет собой напряжение, а объем потока представляет собой ток. Как и в случае с электричеством, высокое значение любого из них может выполнять высокий уровень «работы». Вода под высоким давлением может резать сталь с очень небольшим объемом потока, но большой объем воды, движущейся очень медленно по дороге, может снести большой автомобиль.

Энергия определяется способностью совершать работу. Работа в условиях бытового энергопотребления представляет собой сочетание света, тепла (сушилки, утюги, печи, воздухонагреватели) и движения (двигатели) от электрических устройств. Счета за электроэнергию показывают, сколько электроэнергии было преобразовано в работу в течение месяца.

Мощность – это мера скорости преобразования энергии из одной формы в другую. Интегрирование или суммирование мощности во времени определяет энергию, потребляемую за этот период времени.

Связь между мощностью и энергией может быть более очевидной при использовании альтернативных единиц, в которых мощность выражается в виде скорости. Один ватт = 1 джоуль/сек. Умножение на время в секундах дает альтернативную единицу измерения энергии — джоуль, где 3600 джоулей = 1 ватт-час (Вт-ч).

В то время как мощность измеряет, как быстро печь, скажем, преобразует электрическую энергию в тепло, энергия измеряет, сколько энергии было приложено за определенное время или сколько тепла в конечном итоге было произведено. Мультиварка мощностью 100 Вт может потреблять столько же энергии, сколько духовка мощностью 1 кВт. Но поскольку скорость преобразования энергии в нем в десять раз ниже, медленноварка должна работать десять часов на каждый час работы духовки, чтобы обеспечить такое же количество тепловой энергии. Вот почему на кондиционеры обычно приходится наибольшая часть счетов за электричество в летнее время. Они быстро преобразуют энергию (большая мощность) и работают в течение длительного периода времени, особенно в более теплом климате.

Страница 2 из 3

При измерении с помощью таких приборов, как осциллограф, линейное напряжение переменного тока выглядит как синусоида. Половина синусоиды выше нуля (положительная) означает энергию, переносимую электрическим зарядом в одном направлении, а половина синусоиды ниже нуля (отрицательная) означает энергию, переносимую в противоположном направлении. Это изменение направления в каждом цикле дает название переменному току. Это вызвано чередованием положительных и отрицательных полюсов магнита, вращающегося в генераторе. Частота определяется конструкцией генератора и зависит от количества содержащихся в нем магнитных полюсов и скорости его вращения.

Чтобы упростить генерацию и распределение, электрические сети работают на определенных частотах, таких как 60 Гц в большинстве частей Америки и 50 Гц во многих других частях мира. Все оборудование, добавляющее энергию в сеть (генераторы) или отбирающее ее (приборы), должно работать на одной частоте. Вот почему большинство электрических устройств, продаваемых в США, не будут работать должным образом при подключении к розеткам в Европе; частоты и, во многих случаях, линейные напряжения не совпадают. 50 Гц против 60 Гц похоже на любую другую «войну форматов», например VHS против Betamax, но в любом случае без реальных преимуществ. Большая проблема заключается в том, что стоимость преобразования всей системы распределения электроэнергии с одной частоты на другую астрономически высока.

Колебательный характер сигналов переменного тока усложняет измерения их значений. Например, среднее значение обычного сетевого напряжения переменного тока равно нулю, потому что волна проводит такое же количество времени выше нуля, как и ниже нуля. Таким образом, сигналы переменного тока обычно количественно оцениваются как рассчитанное среднеквадратичное значение (RMS). Этот расчет точно соответствует названию. Во-первых, одиночный сигнал измеряется с высокой скоростью и разбивается из гладкой аналоговой волны на сотни точек данных. Затем точки данных возводятся в квадрат, усредняются вместе и, наконец, вычисляется квадратный корень из этого среднего значения. Результат – среднеквадратичное значение. В США среднеквадратичное значение формы сигнала напряжения составляет около 120 В (среднеквадратичное значение). Это может незначительно колебаться, но обычно находится в пределах 5% от номинального.

Среднеквадратичное значение напряжения используется для расчета мощности переменного тока. Уравнение идеальной мощности, которое обычно преподают в средней школе, утверждает, что мощность равна произведению напряжения и тока, или P = I×V. Хотя это верно для нагрузок постоянного тока (dc), это редко справедливо для систем переменного тока. Системы переменного тока имеют коэффициент полезного действия, известный как коэффициент мощности. Это означает, что, учитывая среднеквадратичное значение напряжения и тока электрического устройства переменного тока, их умножение не даст реальной мощности. Вот почему приборы часто указывают мощность в ваттах, а не ток.

Треугольник мощности: действительная, полная, реактивная мощность и коэффициент мощности
Полная мощность является произведением среднеквадратичного значения напряжения на среднеквадратичное значение тока, дающее вольт-ампер (ВА). Электрические розетки, удлинители и провода, установленные в домах и коммерческих зданиях, часто оцениваются в ВА, чтобы учесть как активную, так и реактивную мощность, которую должна поддерживать система.

Реальная мощность выражается в ваттах и ​​представляет собой фактическую энергию, преобразованную из электрической энергии в полезную работу. Расчет реальной мощности представляет собой произведение полной мощности и косинуса угла между осциллограммами напряжения и тока. В случае, если ток не имеет истинной синусоидальной формы, альтернативным расчетом является получение средней мгновенной мощности за цикл. Другими словами, среднее значение напряжения, умноженное на ток для каждой из дискретных точек данных, измеренное за один цикл.

Реактивная мощность выражается в реактивных вольт-амперах (ВАР) и представляет собой энергию, которая используется для преобразования энергии в полезную работу, но сама по себе не выполняет никакой полезной работы.

Хорошей механической аналогией для этого является поршневой двигатель, который сегодня можно найти в большинстве автомобилей. Полезная работа (реальная) двигателя исходит от такта расширения поршня, но должна быть использована некоторая энергия, чтобы «сбросить» поршень обратно через такт сжатия. Эта энергия (реактивная) не выполняет никакой полезной работы, так как не способствует движению автомобиля вперед, но необходима для поддержания работы системы. То же самое справедливо и для электроприборов.

Коэффициент мощности — это простое отношение реальной мощности к кажущейся мощности. Коэффициент мощности (PF), равный 1, является наилучшим из возможных и наблюдается на чисто резистивных нагрузках. Большинство электрических устройств представляют собой комбинацию типов электрической нагрузки. Например, электрическая сушилка для белья использует резистивные элементы для нагрева и индуктивные элементы (двигатели) для переворачивания. Тем не менее, PF обычно используется только в промышленных целях, потому что коммунальные службы не контролируют его для отдельных домов.

Страница 3 из 3

Вместе коэффициент мощности, активная и реактивная мощность дают представление о том, насколько эффективно электрическое устройство или нагрузка использует электрическую энергию. Инженеры могут получить «визуальное» представление об этой эффективности, наложив форму волны измеренного тока на форму волны измеренного напряжения. Если они совпадают по фазе, так что их пики и пересечения нуля совпадают, то электрическая нагрузка использует всю энергию из сети для выполнения полезной работы. Степень, в которой форма волны тока отстает или опережает форму волны напряжения, указывает на эффективность тестируемого электрического устройства. Электрические нагрузки, которые являются чисто резистивными, такие как лампы накаливания, имеют формы тока, которые идеально совпадают с формами напряжения. Для этих устройств применяется уравнение идеальной мощности P=I×V.

Еще один способ визуализировать три компонента власти — изобразить их в виде треугольника. Реактивная мощность отображается перпендикулярно активной мощности, потому что вся часть реактивной мощности вносит нулевой вклад в реальную работу. Полная мощность представляет собой векторную сумму активной и реактивной мощности. Следует отметить, что интегрирование любого из этих значений по времени даст (соответственно) энергетические эквиваленты ватт-часов, ВА-часов и вар-часов.

Измерение мощности
По сути, экономия энергии равна экономии затрат. Одной из самых простых причин для контроля мощности является снижение энергопотребления. Это верно для всего, от объектов стоимостью в несколько миллиардов долларов до жилых домов на одну семью. Исторически сложилось так, что бытовые потребители видели потребление энергии только один раз в месяц, когда они видят свои счета за коммунальные услуги. Это грубое измерение затрудняет корреляцию энергопотребления с энергопотреблением. Цифровые интеллектуальные счетчики, вероятно, улучшат эту ситуацию. Первое поколение этих устройств считывает ежедневное потребление энергии блоками по 15 минут. Это представление потребления с высоким разрешением позволяет домовладельцам нацеливаться и сокращать конкретные действия, которые потребляют много энергии.

Контролируя мощность и энергию, потребители могут убедиться, что коммунальная компания правильно выставляет им счета. Сегодня стоимость необходимого сложного оборудования для мониторинга не имеет смысла для большинства бытовых потребителей. Но цена вполне оправдана для офисных и производственных помещений с ежемесячными счетами за коммунальные услуги в десятки тысяч долларов. Интеллектуальные измерения также оказываются более ценными в развивающихся странах, где распределение энергии менее регулируется или где энергия может быть украдена.

Крупные потребители электроэнергии заключают с коммунальными предприятиями соглашения, ограничивающие уровень вырабатываемой энергии впустую (VAR). Потери энергии являются проявлением коэффициента мощности объекта или PF. Двигатели добавляют VAR к электрической системе, поэтому важно, чтобы крупные предприятия контролировали коэффициент мощности, чтобы избежать штрафов. Чтобы повысить свои коэффициенты мощности, организации могут выборочно запускать оборудование с большим объемом VAR, чтобы самые опасные нарушители не работали одновременно, или они могут устанавливать специальное силовое оборудование, которое поглощает VAR, а не создает их. В связи с этим устройства с отстающим током и устройства с опережающим током будут компенсироваться, когда они включены в одну и ту же цепь.

Большинство людей слышали о отключениях электроэнергии, отключениях электроэнергии и скачках напряжения. Есть несколько других явлений в электросетях, которые незаметны для обычных потребителей электроэнергии, но могут нанести вред дорогостоящему производственному, промышленному или компьютерному оборудованию. Контролируя качество электроэнергии, менеджеры объектов могут подавать сигналы тревоги в случае опасных нарушений и предотвращать дорогостоящий ремонт и простои. Системные проблемы могут потребовать долгосрочных решений, таких как независимые генераторы на месте.

Стоимость электроэнергии выросла на 40% за последние десять лет. Если эта тенденция сохранится, процесс принятия обоснованного решения об энергии будет все чаще требовать досконального знания единиц, основных расчетов и способов измерения электрической энергии. EE&T

Реактивная мощность — Continental Control Systems, LLC

ВВЕДИТЕ КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО И НАЖМИТЕ ВВОД. ..

• Центр поддержки
• Технические статьи
• Реактивная мощность

Обзор

Реактивная мощность ( Q ) — это термин для обозначения мнимой (нереальной) мощности от индуктивных нагрузок, таких как двигатель, или емкостных нагрузок (реже). Обычно измеряется в единицах ВАр (реактивный вольт-ампер). Иногда реактивная мощность указывается в ваттах; это не совсем правильно, но не все устройства или программное обеспечение предлагают единицы VAR. Если реактивная мощность указана в ваттах, преобразование ватт в реактивные будет однозначно. Реактивная мощность НЕ включена в измерения реальной или активной мощности и энергии счетчиков WattNode. Счетчики WattNode, сообщающие о реактивной мощности, измеряют «основную реактивную мощность», которая не включает реактивные гармоники.

• Положительная реактивная мощность возникает из-за индуктивных нагрузок, таких как двигатели и трансформаторы (особенно при малых нагрузках).
• Отрицательная реактивная мощность вызвана емкостными нагрузками. Это могут быть осветительные балласты, приводы с регулируемой скоростью для двигателей, компьютерное оборудование и инверторы (особенно в режиме ожидания).

Примечание: некоторые производители используют противоположные знаки и считают отрицательную реактивную мощность индуктивной.

См. также

• Статья в Википедии о питании от сети переменного тока
• Статья в Википедии о Вольт-Амперном Реактивном
• IEEE-Std-1459-2000: Определения IEEE для мощностей в системах с несинусоидальными формами сигналов и несбалансированными нагрузками
• Справочник по измерению электроэнергии , 10-е изд., Электрический институт Эдисона, Вашингтон, округ Колумбия, 2002 г., стр. 73-74.

Определения

“ …в научном сообществе нет единого мнения о понятии реактивной мощности в несинусоидальных условиях. Фактически, при наличии гармоник в напряжениях и/или токах обычное определение реактивной мощности больше не имеет смысла. ”—Антонио Каталиотти, IEEE Transactions On Power Delivery, vol. 23, нет. 3, июль 2008 г.

Существует множество конкурирующих определений реактивной мощности, включая следующие (названные в честь авторов оригинала):

• Budeanu
• Фрайз
• Кустерс и Мур
• Пастух и Закихани
• Шэрон / Чарнеки
• Рабочая группа IEEE
• (из статьи Википедии о вольт-амперной реактивной мощности) ВАр представляют собой произведение среднеквадратичного значения напряжения и тока или полной мощности на синус фазового угла между напряжением и током.

Реактивная мощность при различных нагрузках

• Двигатель (без преобразователя частоты): реактивная мощность будет положительной и будет колебаться от примерно такой же, как реальная мощность для полностью нагруженного двигателя, до нескольких раз больше реальной мощности для малонагруженного двигателя. мотор. Коэффициент мощности асинхронного двигателя изменяется в зависимости от нагрузки:

Нагрузка двигателя, %	Коэффициент мощности
0	0,17
25	0,55
50	0,73
75	0,80
100	0,85

• Двигатель (с ЧРП): реактивная мощность будет небольшой и, как правило, отрицательной. Коэффициент водоизмещающей мощности обычно составляет 0,9 или выше.
• Люминесцентные лампы: коэффициент мощности более старых светильников с магнитными балластами может составлять от 0,38 до 0,58. Современные электронные балласты с коррекцией коэффициента мощности могут превышать 0,9.8.
• Газоразрядные лампы: с магнитными балластами может варьироваться от 0,4 до 0,6, а электронные балласты с коррекцией коэффициента мощности могут превышать 0,95.