Правила перевода единиц
В инструкциях ко многим приборам попадаются обозначения в вольт-амперах
Различие их необходимо только специалистам, которым эти нюансы важны в профессиональном плане, но для обычных потребителей это не так важно, потому что используемые в этом случае обозначения характеризуют почти одно и то же. Что же касается киловатт/час и просто киловатт, то это две различных величины, которые нельзя путать ни при каких условиях
Чтобы определить электрическую мощность через показатель сетевого тока, можно использовать различные инструменты, с помощью которых производятся замеры и вычисления:
- с помощью тестера;
- используя токоизмерительные клещи;
- производя вычисления на калькуляторе;
- с помощью специальных справочников.
Применив тестер, мы измеряем напряжение в интересующей нас электросети, а после этого используем токоизмерительные клещи для определения силы тока. Получив нужные показатели, и применив существующую формулу расчета постоянного и переменного тока, можно рассчитать мощность. Имеющийся результат в ваттах при этом делим на 1000 и получаем количество киловатт.
Однофазная электрическая цепь
В основном все бытовые электросети относятся к сетям с одной фазой, в которых применяется напряжение на 220 вольт. Маркировка нагрузки для них записывается в киловаттах, а сила тока в амперах и обозначается как АВ.
Для перевода одних единиц в другие, применяется формула закона Ома, который гласит, что мощность (P) равна силе тока (I), умноженной на напряжение (U). То есть, расчет будет выглядеть так:
Вт = 1А х 1В
На практике такой расчет можно применить, например, к обозначениям на старых счетчиках учета расхода электроэнергии, где установленный автомат рассчитан на 12 А. Подставив в имеющуюся формулу цифровые значения, получаем:
12А х 220В = 2640 Вт = 2,6 КВт
Расчеты для электрической сети с постоянным и переменным током практически ничем не отличаются, но справедливы только при наличии активных приборов, которые потребляют энергию, например, электрические лампы накаливания. А когда в сеть включены приборы с емкостной нагрузкой, тогда появляется сдвиг фаз между током и напряжением, который является коэффициентом мощности, записываемым как cos φ. При наличии только активной нагрузки, этот параметр обычно равен 1, а вот при реактивной нагрузке в сети, его приходится учитывать.
В случаях, когда нагрузка в сети смешанная, значение этого параметра колеблется около 0,85. Уменьшение реактивной составляющей мощности, ведет к уменьшению потерь в сети, что повышает коэффициент мощности. Многие производители при маркировке прибора, указывают этот параметр на этикетке.
Трехфазная электрическая сеть
Если брать пример с трехфазной сетью, то здесь все обстоит несколько по-другому, так как задействовано три фазы. Производя расчеты, нужно взять значение электрического тока одной из фаз, которое умножается на величину напряжения в этой фазе, после чего полученный результат умножается на cos φ, то есть на сдвиг фаз.
Сосчитав, таким образом, напряжение в каждой фазе, складываем полученные результаты и получаем суммарную мощность прибора, который подключен к трехфазной сети. В формулах это выглядит так:
Ватт = √3 Ампер х Вольт или Р = √3 х U x I
Ампер = √3 Вольт или I = P/√3 x U
При этом нужно иметь в виду, что существует разница фазного и линейного напряжения и тока. Но формула расчета остается одной и то же, кроме случая, когда соединение сделано в виде треугольника, и нужно произвести расчет нагрузки индивидуального подключения.
Отличие киловатт от киловатт·час
В электротехнике величина, получившая название киловатт-час, определяется электросчётчиками. Из-за сходства названий киловатт-часы иногда путают с киловаттами. На самом деле это разные параметры.
КВт⋅ч применяется с целью установления объёма электрической энергии, произведённой или потреблённой в единицу времени. Например, приёмник с расходом 1 кВт∙час определяет количество энергии, потребляемой устройством мощностью 1 кВт на протяжении 1 часа.
В отличие от киловатт-часа, киловатт – это единица измерения мощности, характеризующей интенсивность потребления электроэнергии.
Как между собой связаны кВт и кВт∙ч, можно рассмотреть на примере работы телевизора (200 Вт). Предположительно время просмотра телевизионной программы составило 1 час. Это может значить, что в течение этого срока телевизор потратил 200 Вт. Умножая 200 Вт на 1 час, получают 200 Вт * 1 час = 200 Вт*ч = 0,2 кВт⋅ч.
Вначале эры электрификации электроэнергия применялась только для освещения помещений. Пользующиеся этой услугой понимали, что лампочка на 100 W за 10 часов «накрутит» ровно 1 kW. С началом применения kW⋅h при подсчёте энергопотребления человек стал лучше разбираться, за что приходится платить. У него появилась возможность регулировать траты правильным подбором осветительного оборудования.
Отличие киловатт от киловатт∙час
В электротехнике встречается величина, называемая киловатт∙час, измерение которой осуществляют электросчетчики. Многие подменяют понятия, не видя разницы между определением «киловатт» и «киловатт∙час», считая величины одним параметром.
Несмотря на схожесть названий, это абсолютно разные величины. Киловатт∙час используется для измерения количества электрической энергии, произведенной или потребленной в единицу времени. В частности, расход электроприемника 1 кВт∙час обозначает энергию, расходуемую потребителем мощностью 1 кВт в течение 1 часа. В отличие от него, киловатт является единицей мощности, обозначающей интенсивность генерирования или потребления электроэнергии.
Пример: встраиваемый LED-светильник оснащен светодиодной лампой мощностью 35 Вт. За 1 час работы он потребляет 35 Вт∙час электроэнергии, за 2 часа, соответственно, 2х35=70 Вт∙ч. При непрерывной работе в течении 5 суток/120 часов потребление электроэнергии светильником составит 35х120=4200 Вт∙час или 4,2 кВт∙час.
Watch this video on YouTube
Сколько ватт содержится в киловатте
С понятием электрическая мощность знаком практически каждый человек. В паспорте каждого электрического прибора обязательно указывается потребляемая им мощность. Даже на обычной лампе накаливания, на стеклянной колбе, имеется пометка: 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт и т.д. Если посмотреть на стиральную машинку или микроволновую печь, то там показатели значительно выше – от 500 Вт до 2,5 кВт.
Приставка «кило», как и для других физических величин, используется для обозначения кратности тысячи – числовое значение мощности, которое измеряется в киловаттах, нужно умножить на 1000 или перенести знак запятой на три цифры вправо. Таким образом, мы получаем показатель электрической мощности в ваттах.
Отвечая на поставленный вопрос о том, сколько ватт содержится в киловатте, мы можем дать однозначный ответ: один киловатт равняется 1000 ватт. Для закрепления и практического понимания процесса перевода, рассмотрим несколько примеров записи электрической мощности:
- 0,75 киловатт=750 Вт;
- 2,1 киловатт=2100 Вт;
- 3,075 киловатт=3075 Вт.
Иногда случаются ситуации, когда нужно перевести ватты в киловатты. Вспоминаем зависимость между этими величина: для перевода нужно перенести запятую на три цифры влево или разделить величину на 1000.
Примеры:
- 2300 Вт = 2,3 кВт;
- 50 Вт=0,05 кВт;
- 249 Вт = 0,249 кВт.
Отличие киловатт от киловатт∙час
В электротехнике встречается величина, называемая киловатт∙час, измерение которой осуществляют электросчетчики. Многие подменяют понятия, не видя разницы между определением «киловатт» и «киловатт∙час», считая величины одним параметром.
Несмотря на схожесть названий, это абсолютно разные величины. Киловатт∙час используется для измерения количества электрической энергии, произведенной или потребленной в единицу времени. В частности, расход электроприемника 1 кВт∙час обозначает энергию, расходуемую потребителем мощностью 1 кВт в течение 1 часа. В отличие от него, киловатт является единицей мощности, обозначающей интенсивность генерирования или потребления электроэнергии.
Величина ватт-час или киловатт-час
Для учёта потребления электрической энергии на вводе силового кабеля в помещение устанавливают специальный прибор – электросчётчик. В отличие от электроприборов, маркировка которых обозначается W (Вт), на счётчике указано другое сокращение – kW⋅h (кВт⋅ч), полное название которого – киловатт-час.
Мощность, указываемая на бытовом приборе, является количеством энергии, расходуемым за 1 час. Например, духовка на 2000 Вт за 2 часа непрерывной работы, согласно показаниям счётчика, потребит 2000*2 = 4000 Вт = 4 кВт.
Таким образом высчитывают расход бытового устройства за период непрерывной работы. Если потребитель работает с перерывами, например, холодильник, эта величина будет значительно меньше. Понимая, сколько ватт в сумме потребляют бытовые приборы, можно вычислить средний расход за обозначенный промежуток времени. Для подсчёта суммы, предназначенной к уплате за этот период, полученное значение умножают на стоимость одного киловатта.
При расчетах объёма потреблённой электроэнергии используют такие понятия, как киловатт-час, ватт-час. Это фактическое потребление устройством энергии в ватах или в кВт за некоторый промежуток времени в часах.
Устройство ваттметра
Формула механической мощности — средняя и мгновенная мощность
Мощность бытовых приборов, одновременно включаемых в сеть переменного тока, не должна быть больше допустимой мощности сети. Несоблюдение этого условия может привести к перегреву электрической проводки, выходу из строя технического оборудования, возникновению короткого замыкания и пожара в помещении.
Определение мощности осуществляют специальным измерительным прибором – ваттметром. Это приспособление помогает:
- контролировать работу оборудования,
- проводить испытания установок,
- проводить учёт расхода энергии.
В цепи постоянного тока мощность – это произведение силы тока в амперах на напряжение в вольтах, поэтому для определения этого значения не требуется специального оборудования.
В цепи переменного тока мощность зависит от трёх показателей: напряжения, тока и сдвига фаз между ними. Поэтому для определения мощности в сетях переменного тока используют ваттметры.
Ваттметры бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговые приборы могут быть самопишущими и показывающими. Индикатор показывающего ваттметра состоит из полукруглой шкалы и поворачивающейся стрелки. Градуировка шкалы проведена согласно значениям мощности в Вт. Действие устройства основано на взаимодействии двух катушек индуктивности. Первая, закреплённая неподвижно, с толстой обмоткой, маленьким числом витков и низким сопротивлением. Эта катушка (1) подключается последовательно с нагрузкой (Н). Вторая катушка индуктивности подвижна, с большим числом витков, из тонкого медного проводника и большим сопротивлением. В схему катушку (2) подсоединяют параллельно нагрузке (Н) совместно с добавочным резистором (R), для предотвращения короткого замыкания между индуктивностями.
При проведении замера катушки генерируют магнитные поля, взаимодействие которых приводит к образованию вращающего момента. Подвижная катушка со стрелкой отклоняется на некоторый угол. Величина угла равнозначна произведению силы тока и напряжения в текущий момент времени.
Цифровые ваттметры определяют реактивную, активную мощности. Кроме этого, на цифровом экране прибора выводятся показания напряжения, силы тока, расхода энергии за единицу времени.
Работа цифрового ваттметра базируется на предварительном замере напряжения и силы тока. Для этого на входе устройства последовательно нагрузке устанавливается датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Полученные мгновенные величины передаются на микроконтроллер, где происходят вычисления активной и реактивной составляющих. Результат выдаётся на дисплей или присоединённые внешние приспособления.
Механическая мощность
Механическая мощность не имеет отношения к электричеству. Здесь суть заключается в том, что работа выполняется под действием определённой силы. В основном это сила внешнего воздействия. Так, механическая мощность — это работа, выполняемая в единицу времени.
Например, кран поднимает тяжёлый груз. Для этого он прикладывает силу, которая по модулю больше, чем гравитационная сила. Давайте разберём два возможных случая расчёта:
- Груз поднимается с одинаковой скоростью.
- Груз поднимается с ускорением, равным 1 метру, делённым на секунду в квадрате.
Работа — это произведение силы и расстояния, на которое был перемещён объект под действием этой силы.
Предположим, что масса груза равна 50 килограмм. Так как груз движется с постоянной скоростью, его сила тяжести равна 500 ньютон. Кран поднял груз на высоту 100 метров. Соответственно, работа, которую совершил кран, равна произведению пятисот ньютон и ста метров. Получаем результат, равный 50 тыс. Джоулей.
Предположим, что кран осуществлял работу по подъёму груза в течение 50 секунд. Для расчёта его мощности разделим 50 тыс. джоулей на время, равное пятидесяти секундам, и получим 1 тыс. Джоулей. Так, за одну секунду кран тратил 1 тыс. джоулей энергии для совершения работы, а значит, его мощность равна 1 тыс. Ватт.
Давайте теперь рассмотрим случай, в котором груз поднимается с ускорением 1 метр, делённый на секунду в квадрате. В таком случае груз будет доставлен в точку назначения примерно за 13 секунд.
Для перемещения груза с таким ускорением, крану необходимо прикладывать силу, равную 550 ньютон. Перемножим значение этой силы на 100 метров. Получим 55 тыс. Джоулей. Это энергия, которую израсходовал кран для поднятия этого груза с ускорением на высоту 100 метров. Далее, разделим 55 тыс. Джоулей на 13 секунд и получим примерно 4200 Джоулей секунду. В случае с ускорением мощность работы крана составила 4200 Ватт.
При движении с ускорением кран выполняет работу гораздо быстрее. Соответственно, эффективность труда становится гораздо выше. Именно механическая мощность и является показателем этой эффективности.