منو
رایگان
ثبت
خانه  /  دکوراسیون داخلی/ تعریف واحد اندازه گیری توان جریان. قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟

تعریف واحد اندازه گیری توان جریان. قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟

قدرت در فیزیک به عنوان نسبت کار انجام شده در یک زمان معین به دوره زمانی که طی آن انجام می شود درک می شود. زیر کارهای مکانیکیحاکی از یک جزء کمی از تأثیر نیرو بر بدن است که به دلیل آن دومی در فضا حرکت می کند.

توان را می توان به صورت نرخ انتقال انرژی نیز بیان کرد. یعنی عملکرد دستگاه اتوماتیک را نشان می دهد. با اندازه گیری قدرت، مشخص می شود که کار با چه سرعتی انجام می شود.

واحدهای قدرت

قدرت بر حسب وات یا ژول بر ثانیه اندازه گیری می شود. رانندگان آگاه هستند قدرت اسباوه به هر حال، قبل از ظهور موتورهای بخار، این مقدار اصلاً اندازه گیری نمی شد.

یک روز، در حالی که از مکانیزمی در معدن استفاده می کرد، مهندس جی وایت تصمیم گرفت آن را بهبود بخشد. او برای اثبات پیشرفت خود در موتور، آن را با عملکرد اسب ها مقایسه کرد. قرن هاست که مردم از آنها استفاده می کنند. بنابراین، تصور کار یک اسب بارکش در یک دوره زمانی برای کسی دشوار نبود.

وایت با تماشای آنها، مدل های موتورهای بخار را بسته به تعداد اسب بخار مقایسه کرد. او به طور تجربی محاسبه کرد که قدرت یک اسب 746 وات است. امروزه همه مطمئن هستند که این عدد به وضوح بیش از حد برآورد شده است، اما آنها تصمیم گرفتند که واحدهای اندازه گیری توان را تغییر ندهند.

از طریق کمیت فیزیکی نام برده، آنها با بهره وری آشنا می شوند، زیرا با افزایش آن، کار در همان بازه زمانی افزایش می یابد. این واحد اندازه گیری استاندارد شده بسیار رایج شده است. شروع به استفاده در مکانیسم های مختلف کرد. بنابراین، اگرچه وات برای مدت طولانی استفاده شده است، اسب بخار برای بسیاری از واحدهای دیگر قابل درک است.

قدرت را در لوازم برقی خانگی چگونه درک می کنید؟

البته قدرت در خانه نیز نشان داده شده است مکانیزم های الکتریکی. در لامپ ها از مقادیر خاصی استفاده می کنند، به عنوان مثال شصت وات. سپس نمی توانید از لامپ های با نشانگر بالا استفاده کنید، زیرا در غیر این صورت آنها به سرعت خراب می شوند. اما اگر نه لامپ های رشته ای، بلکه لامپ های LED یا فلورسنت خریداری کنید، در این صورت می توانند با روشنایی بیشتری بدرخشند، در حالی که انرژی کمی مصرف می کنند.

البته مصرف انرژی با مقدار نیرو نسبت مستقیم دارد. بنابراین، همیشه جا برای بهبود محصول برای تولید کنندگان لامپ وجود دارد. امروزه مصرف کنندگان به طور فزاینده ای گزینه هایی غیر از لامپ های رشته ای را ترجیح می دهند.

قدرت ورزشی

واحدهای قدرت نه تنها در ارتباط با استفاده از مکانیسم ها شناخته شده اند. مفهوم قدرت را می توان هم برای حیوانات و هم برای مردم به کار برد. به عنوان مثال، می توانید این مقدار را زمانی محاسبه کنید که یک ورزشکار یک توپ یا تجهیزات دیگر را پرتاب می کند و آن را در نتیجه تعیین نیروی اعمال شده، فاصله و زمان اعمال آن به دست می آورد.

حتی می توانید استفاده کنید برنامه های کامپیوتری، که با کمک آن شاخص در نتیجه تعداد معینی تمرین انجام شده و معرفی پارامترها محاسبه می شود.

دستگاه های اندازه گیری

دینامومترها هستند دستگاه های خاص، که با آن توان اندازه گیری می شود. آنها همچنین برای تعیین نیرو و گشتاور استفاده می شوند. دستگاه ها بیشترین استفاده را دارند مناطق مختلفصنعت. به عنوان مثال، آنها کسانی هستند که برای انجام این کار، موتور را از ماشین خارج کرده و به یک دینامومتر متصل می کنند. اما دستگاه هایی وجود دارند که می توانند آنچه شما به دنبال آن هستید را حتی از طریق چرخ محاسبه کنند.

دینامومترها در ورزش و پزشکی نیز کاربرد فراوانی دارند. دستگاه های ورزشی اغلب دارای حسگرهایی هستند که به کامپیوتر متصل هستند. با کمک آنها تمام اندازه گیری ها انجام می شود.

توان بر حسب وات

جیمز وات موتور بخار را اختراع کرد و در سال 1889 واحد اندازه گیری به وات تبدیل شد و این مقدار در سال 1960 در سیستم اندازه گیری بین المللی گنجانده شد.

نه تنها برق، بلکه قدرت حرارتی، مکانیکی یا هر قدرت دیگری را می توان با وات اندازه گیری کرد. مضرب و فرعی نیز اغلب تشکیل می شوند. آنها با افزودن پیشوندهای مختلف به کلمه اصلی نامیده می شوند: "کیلو"، "مگا"، "گیگا" و غیره:

  • 1 کیلووات برابر با هزار وات است.
  • 1 مگاوات برابر با یک میلیون وات و غیره است.

کیلووات ساعت

در سیستم بین المللی SI واحد اندازه گیری به عنوان کیلووات ساعت وجود ندارد. این شاخص غیرسیستمیک است و برای محاسبه هزینه ها معرفی شده است انرژی الکتریکی. در روسیه، GOST 8.417-2002 با مقررات لازم الاجرا است، که در آن واحد اندازه گیری قدرت است. جریان الکتریسیتهمستقیماً تعیین و اعمال می شود.

این واحد اندازه گیری برای محاسبه انرژی الکتریکی مصرفی توصیه می شود. راحت ترین شکلی است که با آن نتایج قابل قبولی به دست می آید. در صورت لزوم می توان از چندین واحد نیز در اینجا استفاده کرد. آنها شبیه به وات به نظر می رسند:

  • 1 کیلووات ساعت برابر با 1000 وات ساعت است.
  • 1 مگاوات ساعت برابر است با 1000 کیلووات ساعت و غیره.

همانطور که قبلاً مشاهده می شود نام کامل با خط تیره و نام کوتاه با نقطه (Wh, kWh) نوشته می شود.

قدرت در وسایل برقی چگونه نشان داده می شود؟

به طور کلی پذیرفته شده است که این نشانگر را مستقیماً روی بدنه دستگاه الکتریکی نشان دهید. نامگذاری های احتمالی عبارتند از:

  • وات و کیلووات؛
  • وات ساعت و کیلووات ساعت؛
  • ولت آمپر و کیلوولت آمپر.

جهانی ترین نامگذاری استفاده از واحدهایی مانند وات و کیلووات است. در صورت وجود آنها بر روی بدنه دستگاه، می توان نتیجه گرفت که توان مشخص شده بر روی این تجهیزات توسعه یافته است.

توان مکانیکی اغلب بر حسب وات و کیلووات اندازه گیری می شود. ژنراتورهای الکتریکیو موتورهای برقی وسایل گرمایشیو غیره اساساً به این صورت است که توان فعلی تعیین می شود که واحد اندازه گیری در دستگاه آن عمدتاً روی مقدار گرمای دریافتی متمرکز است و پس از آن محاسبات در نظر گرفته می شود.

وات ساعت و کیلووات ساعت برای یک واحد زمان نشان داده شده است. اغلب این نمادها را می توان بر روی لوازم برقی خانگی مشاهده کرد.

در سیستم بین المللی SI واحدهای اندازه گیری توان الکتریکی وجود دارد که معادل وات و کیلووات هستند - اینها ولت آمپر و کیلوولت آمپر هستند. این اندازه گیری برای نشان دادن توان AC داده می شود. آنها در محاسبات فنی زمانی که عملکرد الکتریکی مهم است استفاده می شود.

این نام به بهترین وجه با الزامات مهندسی برق مطابقت دارد، جایی که دستگاه هایی که با جریان متناوب کار می کنند دارای انرژی فعال و راکتیو هستند. بنابراین با مجموع این مولفه ها مشخص می شود. ولت آمپر اغلب برای نشان دادن توان دستگاه هایی مانند ترانسفورماتورها، چوک ها و مبدل های دیگر استفاده می شود.

در این مورد، سازنده به طور مستقل انتخاب می کند که کدام واحدهای اندازه گیری را به او نشان دهد، به خصوص که در مورد تجهیزات کم مصرف (که مثلاً خانگی هستند). دستگاه های الکتریکی) هر سه نامگذاری معمولاً یکسان هستند.

قدرت - کمیت فیزیکی، برابر با نسبت کار انجام شده به یک دوره زمانی معین.

مفهوم توان متوسط ​​در یک دوره زمانی معین وجود دارد Δt. میانگین توان با استفاده از این فرمول محاسبه می شود: N = ΔA / Δt، قدرت لحظه ای فرمول زیر: N=dA/dt. این فرمول ها شکل نسبتاً تعمیم یافته ای دارند، زیرا مفهوم قدرت در چندین شاخه فیزیک - مکانیک و الکتروفیزیک وجود دارد. اگرچه اصول اولیه محاسبه توان تقریباً مانند فرمول کلی باقی می ماند.

قدرت بر حسب وات اندازه گیری می شود. وات واحدی از توان است که برابر ژول تقسیم بر ثانیه است. علاوه بر وات، واحدهای دیگری برای اندازه گیری قدرت وجود دارد: اسب بخار، ارگ در ثانیه، جرم-نیروی متر در ثانیه.

    • یکی اسب بخار متریکبرابر با 735 وات، انگلیسی - 745 وات.
    • ارگ- یک واحد اندازه گیری بسیار کوچک، یک ارگ برابر با ده به منهای هفتمین توان وات است.
    • یکی جرم-نیروی متر بر ثانیهبرابر با 9.81 وات

ابزار اندازه گیری

ابزارهای اندازه گیری برای اندازه گیری قدرت عمدتاً در الکتروفیزیک استفاده می شوند ، زیرا در مکانیک با دانستن مجموعه خاصی از پارامترها (سرعت و نیرو) می توانید به طور مستقل قدرت را محاسبه کنید. اما به همین ترتیب در الکتروفیزیک می توانید توان را از روی پارامترها محاسبه کنید، اما در واقع، در زندگی روزمرهما به سادگی از ابزارهای اندازه گیری برای ضبط استفاده نمی کنیم قدرت مکانیکی. از آنجایی که اغلب این پارامترها برای مکانیسم های خاص به این صورت تعیین می شوند. در مورد الکترونیک، دستگاه اصلی یک وات متر است که در زندگی روزمره در یک کنتور الکتریکی معمولی استفاده می شود.

وات مترها را می توان با توجه به فرکانس ها به چند نوع تقسیم کرد:

    • فرکانس پایین
    • فرکانس رادیو
    • نوری

وات متر می تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. آنهایی که فرکانس پایین (LF) شامل دو سیم پیچ القایی هستند، هم دیجیتال و هم آنالوگ هستند و در صنعت و زندگی روزمره به عنوان بخشی از کنتورهای الکتریکی معمولی استفاده می شوند. وات مترهای فرکانس رادیویی به دو گروه توان جذبی و توان ارسالی تقسیم می شوند. تفاوت در نحوه اتصال وات متر به شبکه است که به صورت موازی به شبکه متصل می شوند که در انتهای شبکه به عنوان بار اضافی جذب می شود. از وات مترهای نوری برای تعیین توان شار نور و پرتوهای لیزر استفاده می شود. آنها عمدتا در صنایع و آزمایشگاه های مختلف استفاده می شوند.

قدرت مکانیکی

قدرت در مکانیک به طور مستقیم به نیرو و کاری که این نیرو انجام می دهد بستگی دارد. کار کمیتی است که نیروی وارد شده به جسم را مشخص می کند که تحت تأثیر آن جسم مسافت معینی را طی می کند. توان با حاصل ضرب اسکالر بردار سرعت و بردار نیرو محاسبه می شود: P = F * v = F * v * cos a (نیرو ضرب در بردار سرعت و زاویه بین بردار نیرو و سرعت (کسینوس آلفا)).

همچنین می توانید قدرت حرکت چرخشی بدن را محاسبه کنید. P=M* w= π * M * n / 30. توان برابر با (M) گشتاور ضرب در (w) سرعت زاویه ای یا پی (n) ضرب در گشتاور (M) و (n) سرعت دورانی تقسیم بر 30 است.

قدرت در الکتروفیزیک

در الکتروفیزیک، توان میزان انتقال یا تبدیل الکتریسیته را مشخص می کند. انواع قدرت زیر وجود دارد:

    • فوری قدرت الکتریکی. از آنجایی که توان کاری است که در زمان معینی انجام می شود و بار در امتداد بخش خاصی از هادی حرکت می کند، فرمول زیر را داریم: P(a-b) = A / Δt. A-B ناحیه ای را که بار از آن عبور می کند مشخص می کند. A کار بار یا بارها است، Δt زمانی است که شارژ یا بارها در بخش (A-B) طی می کنند. با استفاده از همین فرمول، سایر مقادیر توان برای موقعیت های مختلف زمانی که نیاز به اندازه گیری توان لحظه ای در یک بخش از هادی دارید، محاسبه می شود.

    • همچنین می توانید قدرت یک جریان ثابت را محاسبه کنید: P = I * U = I^2 * R = U^2 / R.

    • توان AC را نمی توان با استفاده از فرمول DC محاسبه کرد. سه نوع توان در جریان متناوب وجود دارد:
      • توان فعال (P) که برابر است با P = U * I * cos f . جایی که U و I پارامترهای جریان فعلی هستند و f (phi) زاویه جابجایی بین فازها است. این فرمول به عنوان مثالی برای جریان سینوسی تک فاز آورده شده است.
      • توان راکتیو (Q) بارهای ایجاد شده در دستگاه ها توسط نوسانات جریان متناوب سینوسی تک فاز الکتریکی را مشخص می کند. Q = U * I * گناه f . واحد اندازه گیری ولت آمپر راکتیو (var) است.
      • توان ظاهری (S) برابر است با ریشه مجذورهای توان فعال و راکتیو. بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود.
      • توان غیرفعال مشخصه توان غیرفعال موجود در مدارهایی با جریان سینوسی متناوب است. راونا ریشه دوممجموع مربع های توان راکتیو و توان هارمونیک. در صورت عدم وجود توان هارمونیک بالاتر، برابر با ماژول توان راکتیو است.

اگر می خواهید واحدهای برق را در یک سیستم بیاورید، به تبدیل برق ما - مبدل آنلاین نیاز دارید. و در زیر می توانید نحوه اندازه گیری قدرت را بخوانید.

وات اسب بخار اسب بخار متریک انگلیسی Erg در ثانیه کیلوگرم نیرو متر در ثانیه

قدرت یک کمیت فیزیکی است که برابر با نسبت کار انجام شده در یک دوره زمانی معین به این دوره زمانی است.

قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟

واحدهای قدرتی که برای هر دانش آموزی شناخته شده و در جامعه بین المللی پذیرفته شده است، وات است. به افتخار دانشمند J. Watt نامگذاری شده است. آنها با W یا vt لاتین تعیین می شوند.

1 وات واحدی از توان است که در هر ثانیه 1 ژول کار تولید می کند. یک وات برابر است با توان جریانی که قدرت آن 1 آمپر و ولتاژ آن 1 ولت است. در فناوری معمولاً از مگاوات و کیلووات استفاده می شود. 1 کیلووات برابر با 1000 وات است.
قدرت نیز بر حسب ارگ ​​در ثانیه اندازه گیری می شود. 1 گرم در ثانیه برابر با 10 به منهای توان هفتم وات. بر این اساس، 1 وات برابر است با 10 به توان هفتم erg/sec.

و واحد اندازه گیری قدرت "اسب بخار" غیر سیستمی در نظر گرفته می شود. در قرن هجدهم به گردش در آمد و همچنان در صنعت خودرو استفاده می شود. به شرح زیر تعیین می شود:

  • L.S. (در روسی)،
  • HP (به انگلیسی).
  • PS (به آلمانی)،
  • CV (به زبان فرانسه).

هنگام تبدیل قدرت، به یاد داشته باشید که هنگام تبدیل اسب بخار به وات، سردرگمی باورنکردنی در RuNet وجود دارد. در روسیه، کشورهای مستقل مشترک المنافع و برخی کشورهای دیگر 1 اسب بخار. برابر با 735.5 وات است. در انگلستان و آمریکا، 1 اسب بخار برابر با 745.7 وات است.

توان لحظه ای حاصل ضرب مقادیر لحظه ای ولتاژ و جریان در هر منطقه است. مدار الکتریکی.

برق DC

از آنجایی که مقادیر جریان و ولتاژ ثابت و برابر با مقادیر لحظه ای در هر زمان هستند، توان را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

P = I ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .

برای یک مدار خطی غیرفعال که در آن قانون اهم مشاهده می شود، می توانیم بنویسیم:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R)))، جایی که R (\displaystyle R)- مقاومت الکتریکی .

اگر مدار حاوی یک منبع EMF باشد، توان الکتریکی صادر شده یا جذب شده توسط آن برابر است با:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E)))، جایی که E (\displaystyle (\mathcal (E)))- EMF

اگر جریان داخل EMF مخالف گرادیان پتانسیل باشد (در داخل EMF از مثبت به منفی جریان می‌یابد)، آنگاه برق توسط منبع EMF از شبکه جذب می‌شود (به عنوان مثال، زمانی که یک موتور الکتریکی در حال کار است یا در حال شارژ باتری)، اگر هم جهت باشد (در داخل EMF از منفی به مثبت جریان می یابد)، سپس توسط منبع به شبکه منتقل می شود (مثلاً هنگام کار با باتری گالوانیکی یا ژنراتور). با در نظر گرفتن مقاومت داخلی منبع EMF، قدرت آزاد شده روی آن p = I 2 ⋅ r (\displaystyle p=I^(2)\cdot r)به چیزی که جذب می شود یا از آنچه داده می شود کم می شود.

برق AC

در مدارهای متناوب، فرمول برق DC را فقط می توان برای محاسبه توان لحظه ای استفاده کرد، که در طول زمان بسیار متفاوت است و برای اکثر محاسبات ساده عملی بسیار مفید نیست. محاسبه مستقیم توان متوسط ​​نیاز به ادغام در طول زمان دارد. برای محاسبه توان در مدارهایی که ولتاژ و جریان به طور متناوب متفاوت است، می توان توان متوسط ​​را با ادغام توان لحظه ای در طول دوره محاسبه کرد. در تمرین بالاترین ارزشدارای محاسبه توان در مدارهای ولتاژ و جریان سینوسی متناوب.

به منظور اتصال مفاهیم توان راکتیو کل، اکتیو، راکتیو و ضریب توان، راحت است که به نظریه اعداد مختلط روی آوریم. می توان فرض کرد که توان در یک مدار جریان متناوب با یک عدد مختلط بیان می شود به طوری که توان اکتیو قسمت واقعی آن، توان راکتیو قسمت خیالی آن، توان کل ماژول آن و زاویه (تغییر فاز) آرگومان آن است. برای چنین مدلی، تمام روابطی که در زیر نوشته شده است معتبر هستند.

قدرت فعال

واحد اندازه گیری SI وات است.

میانگین دوره T (\displaystyle T)مقدار توان لحظه ای را توان الکتریکی فعال یا توان الکتریکی می نامند: P = 1 T ∫ 0 T p (t) d t (\displaystyle P=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)p(t)dt). در مدارهای جریان سینوسی تک فاز P = U ⋅ I ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=U\cdot I\cdot \cos \varphi)، جایی که U (\displaystyle U)و من (\displaystyle I)- مقادیر rms ولتاژ و جریان، φ (\displaystyle \varphi)- زاویه تغییر فاز بین آنها. برای مدارهای جریان غیر سینوسی، توان الکتریکی برابر است با مجموع توانهای متوسط ​​مربوطه هر هارمونیک منفرد. توان فعال میزان تبدیل برگشت ناپذیر انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی (حرارتی و الکترومغناطیسی) را مشخص می کند. توان اکتیو را می توان بر حسب جریان، ولتاژ و جزء فعال مقاومت مدار نیز بیان کرد r (\displaystyle r)یا رسانایی آن g (\displaystyle g)طبق فرمول P = I 2 ⋅ r = U 2 ⋅ g (\displaystyle P=I^(2)\cdot r=U^(2)\cdot g). در هر مدار الکتریکی با جریان سینوسی و غیر سینوسی، توان فعال کل مدار برابر با مجموع توان های فعال است. قطعات جداگانهمدارها، برای مدارهای سه فاز، توان الکتریکی به عنوان مجموع توان هر فاز تعریف می شود. با قدرت کامل S (\displaystyle S)فعال با رابطه مرتبط است P = S ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi).

.

Var به عنوان توان راکتیو یک مدار با جریان متناوب سینوسی در مقادیر موثر ولتاژ 1 ولت و جریان 1 A تعریف می شود، اگر تغییر فاز بین جریان و ولتاژ باشد. π 2 (\displaystyle (\frac (\pi )(2))) .

توان راکتیو مقداری است که بارهای ایجاد شده در دستگاه های الکتریکی توسط نوسانات انرژی را مشخص می کند میدان الکترومغناطیسیدر یک مدار جریان متناوب سینوسی، برابر با حاصل ضرب مقادیر ولتاژ rms U (\displaystyle U)و جاری من (\displaystyle I)ضرب در سینوس زاویه فاز φ (\displaystyle \varphi)بین آنها: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi)(اگر جریان از ولتاژ عقب بماند، تغییر فاز مثبت و اگر منجر شود منفی در نظر گرفته می شود). توان راکتیو به توان ظاهری مربوط می شود S (\displaystyle S)و قدرت فعال P (\displaystyle P)نسبت: | س | = S 2 − P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))).

مفهوم فیزیکی توان راکتیو انرژی است که از منبع به عناصر راکتیو گیرنده (سلف‌ها، خازن‌ها، سیم‌پیچ‌های موتور) پمپ می‌شود و سپس توسط این عناصر در طول یک دوره نوسانی که به این دوره اشاره می‌شود، به منبع برمی‌گردد.

لازم به ذکر است که مقدار برای مقادیر φ (\displaystyle \varphi) 0 تا مثبت 90 درجه یک مقدار مثبت است. اندازه sin⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi)برای ارزش ها φ (\displaystyle \varphi) 0 تا 90- درجه یک مقدار منفی است. طبق فرمول Q = U من گناه ⁡ φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi)توان راکتیو می تواند یک مقدار مثبت (اگر بار ذاتاً فعال-القایی باشد) یا منفی (اگر بار ذاتاً فعال-خازنی باشد) باشد. این شرایط بر این واقعیت تأکید دارد که توان راکتیو در عملکرد جریان الکتریکی شرکت نمی کند. وقتی دستگاهی دارای توان راکتیو مثبت است، مرسوم است که می گویند آن را مصرف می کند و زمانی که توان منفی تولید می کند، تولید می کند، اما این کاملاً یک قرارداد است زیرا اکثر دستگاه های مصرف کننده انرژی (مثلاً موتورهای ناهمزمان) ، و همچنین بارهای کاملاً فعال، از طریق ترانسفورماتور متصل می شوند، فعال القایی هستند.

ژنراتورهای سنکرون نصب شده روی ایستگاه های برقبسته به مقدار جریان تحریکی که در سیم پیچ روتور ژنراتور جریان دارد، هم می تواند توان راکتیو تولید و هم مصرف کند. با توجه به این ویژگی ماشین های الکتریکی سنکرون، سطح ولتاژ شبکه مشخص شده تنظیم می شود. برای حذف اضافه بار و بهبود ضریب توان نصب الکتریکیجبران توان راکتیو انجام می شود.

استفاده از مبدل های اندازه گیری الکتریکی مدرن مبتنی بر فناوری ریزپردازنده امکان ارزیابی دقیق تری از مقدار انرژی برگشتی از یک بار القایی و خازنی به منبع ولتاژ متناوب را فراهم می کند.

قدرت کامل

واحد اندازه گیری SI وات است. علاوه بر این، از یک واحد خارج از سیستم استفاده می شود ولت آمپر(نام روسی: VA; بین المللی: V·A). که در فدراسیون روسیهاین واحد برای استفاده به عنوان یک واحد غیر سیستمی بدون محدودیت زمانی با رشته کاربردی "مهندسی برق" تایید شده است.

توان کل مقداری برابر با حاصل ضرب مقادیر مؤثر جریان الکتریکی دوره ای است من (\displaystyle I)در مدار و ولتاژ U (\displaystyle U)روی گیره های آن: S = U ⋅ I (\displaystyle S=U\cdot I); با نسبت توان فعال و راکتیو مرتبط است: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2)))جایی که P (\displaystyle P)- قدرت فعال، Q (\displaystyle Q)- توان راکتیو (با بار القایی Q > 0 (\displaystyle Q>0)، و با خازنی س< 0 {\displaystyle Q<0} ).

رابطه برداری بین توان کل، اکتیو و راکتیو با فرمول بیان می شود: S⟶ = P⟶ + Q⟶. (\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)

توان کل به عنوان مقداری که بارهای اعمال شده توسط مصرف کننده را بر روی عناصر شبکه تامین (سیم ها، کابل ها، تابلوهای توزیع، ترانسفورماتورها، خطوط برق) توصیف می کند، اهمیت عملی دارد، زیرا این بارها به جریان مصرفی بستگی دارند و نه به جریان مصرفی. انرژی که در واقع توسط مصرف کننده استفاده می شود. به همین دلیل است که توان کل ترانسفورماتورها و تابلوهای توزیع به جای وات بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود.

قدرت پیچیده

توان، مشابه امپدانس، را می توان به شکل پیچیده نوشت:

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) ^(*))))جایی که U ˙ (\displaystyle (\dot (U)))- استرس پیچیده، I ˙ (\displaystyle (\dot (I)))- جریان پیچیده Z (\displaystyle \mathbb (Z))- امپدانس، * - عملگر صرف پیچیده.

ماژول قدرت پیچیده | S˙ | (\displaystyle \چپ|(\نقطه (S))\راست|)برابر با قدرت کامل S (\displaystyle S). بخش واقعی R e (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S))))برابر با توان فعال P (\displaystyle P)، و خیالی I m (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\dot (S))))- توان راکتیو Q (\displaystyle Q) 15…200

در سال 1882، انجمن علمی بریتانیا تصمیم گرفت استفاده از واحد اندازه گیری جدیدی به نام "وات" را آغاز کند. امروزه چه کاربردی دارد، برابر چه چیزی است و با چه فرمولی قابل محاسبه است؟ بیایید پاسخ همه این سوالات را پیدا کنیم.

وات یک واحد اندازه گیری برای چه چیزی است؟

از آن سال سرنوشت‌ساز که بریتانیایی‌ها سنت استفاده از وات را معرفی کردند، به تدریج تمام جهان شروع به روی آوردن به آن کردند و جایگزین اسب بخار منسوخ و غیرعملی شدند. با ظهور سیستم SI، در آن گنجانده شد و شروع به استفاده در همه جا کرد.

بنابراین، واحد اندازه گیری "وات" چه کمیت فیزیکی دارد؟ بیایید درس های فیزیک خود را به یاد بیاوریم: پاسخ صحیح به این سوال قدرت است.

وات نام خود را به افتخار "پدر" خود - جیمز وات اسکاتلندی - دریافت کرد. به اختصار، این واحد همیشه با یک حرف بزرگ نوشته می شود - W (W - طبق استانداردهای بین المللی سیستم SI) و به طور کامل - با یک "وات" کوچک (وات).

واحد مورد نظر که یک واحد پایه نیست، بلکه یک واحد مشتق شده است (طبق استاندارد SI)، واحد مورد نظر به متر، کیلوگرم و ثانیه وابسته است. در عمل، این بدان معناست که یک وات توانی است که یک ژول کار در یک ثانیه زمان انجام می شود. یعنی رابطه زیر بدست می آید: 1W = 1J/1s = 1N x m/s = kg x m 2 / s 3 = kg x m 2 x s -3.

علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، وات با واحدهای غیر سیستمی مرتبط است. مثلا با کالری. بنابراین 1 W = 859.845227858985 کالری در ساعت. این نسبت هنگام محاسبه مقدار گرمای تولید شده توسط بخاری برقی مهم است.

فرمول

بنابراین، وات یک واحد قدرت است. بیایید ببینیم از چه فرمولی می توان برای محاسبه آن استفاده کرد.

همانطور که در بالا ذکر شد، قدرت به کار و زمان بستگی دارد. فرمول زیر به دست می آید: P = A/t (قدرت برابر است با ضریب کار تقسیم بر زمان).

با دانستن اینکه فرمول کار برابر است با: A = F x S (که در آن F نیرو، S فاصله است)، می توانید از این داده ها استفاده کنید.

در نتیجه، فرمول را به دست می آوریم: P = F x S /t. و از آنجایی که S /t سرعت (V) است، پس توان را می توان به این صورت محاسبه کرد: P = F x V

رابطه آمپر، وات و ولت

واحد اندازه گیری مورد نظر ما ارتباط مستقیمی با مقادیری مانند ولتاژ (اندازه گیری شده بر حسب ولت) و جریان (اندازه گیری شده بر حسب آمپر) دارد.

1 وات توان جریان الکتریکی مستقیم در ولتاژ 1 ولت و نیروی 1 آمپر است.

در قالب یک فرمول، به نظر می رسد: P = I x U.

وات، کیلووات، مگاوات و میکرووات

با آموختن اینکه وات واحد اندازه گیری توان است، به چه مقادیری بستگی دارد و محاسبه آن با چه فرمول هایی آسان تر است، باید به مفاهیمی مانند کیلووات، مگاوات و میکرووات توجه کنید.

از آنجایی که W یک مقدار بسیار متوسط ​​است (این قدرت فرستنده هر تلفن همراه است)، در بخش برق استفاده از کیلووات (کیلووات) رایج تر است.

با قضاوت بر اساس پیشوند استاندارد "کیلو" برای سیستم SI، می توان نتیجه گرفت که 1 کیلو وات = 1000 وات = 10 3 وات. بنابراین، برای تبدیل وات به کیلووات، کافی است تعداد آنها را بر هزار تقسیم کنید یا برعکس، اگر کیلووات به وات تبدیل شود.

به عنوان مثال، یک ماشین سواری معمولی دارای قدرت 60000 وات است. برای تبدیل آن به کیلووات، 60000 را بر 1000 تقسیم می کنیم و نتیجه 60 کیلو وات می شود.

کیلووات یک واحد معمولی برای اندازه گیری توان الکتریکی است. در این مورد، گاهی اوقات از مضربی بزرگتر از واحد وات استفاده می شود. ما در مورد یک مگاوات - مگاوات صحبت می کنیم. برابر است با 1000000 وات (106) یا 1000 کیلووات (103).

به عنوان مثال، قطار برقی یورو استار بریتانیا 12 مگاوات ظرفیت دارد. یعنی این 12000000 وات است. جای تعجب نیست که این سریعترین در بریتانیا است.

علیرغم اندازه متوسط ​​آن، گاهی اوقات این واحد برای اندازه گیری قدرت اشیاء خاص بیش از حد بزرگ است، بنابراین، در کنار چند برابر، واحدهای فرعی وات نیز در سیستم C متمایز می شوند. رایج ترین مورد استفاده از آنها میکرووات (μW - نوشته شده با حروف کوچک برای جلوگیری از اشتباه گرفتن با مگاوات) است. برابر با یک میلیونیم وات (10 -6) است. به طور معمول، این واحد هنگام محاسبه توان الکتروکاردیوگراف استفاده می شود.

علاوه بر سه مورد ذکر شده در بالا، حدود دوجین مضرب و مضرب فرعی دیگر از وات وجود دارد. با این حال، آنها اغلب در محاسبات نظری به جای در عمل استفاده می شوند.

وات ساعت

با توجه به ویژگی های یک وات (واحد اندازه گیری توان) به وات-ساعت (Wh) توجه می کنیم. این اصطلاح برای اندازه گیری کمیتی مانند انرژی استفاده می شود (گاهی اوقات کار با وات-ساعت اندازه گیری می شود).

1 وات ساعت برابر است با مقدار کار انجام شده برای یک ساعت در توان 1 وات.

از آنجایی که واحد مورد نظر بسیار کوچک است، کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) اغلب برای اندازه گیری برق استفاده می شود. برابر با 1000 وات ساعت یا 3600 W·s است.

لطفاً توجه داشته باشید که توان تولید شده در نیروگاه ها بر حسب کیلووات (گاهی مگاوات) اندازه گیری می شود، اما برای مصرف کنندگان مقدار آن بر حسب کیلووات ساعت محاسبه می شود (اگر در مورد کلان شهرها یا شرکت های بزرگ صحبت می کنیم کمتر در مگاوات ساعت).

توجه داشته باشید که علاوه بر کیلووات ساعت و مگاوات ساعت، وات ساعت دقیقاً مضرب و واحدهای فرعی مشابه وات معمولی دارد.

به چه وسیله ای وات متر می گویند؟

با مقایسه تعریف وات (واحد توان) و وات ساعت (واحد انرژی یا کار)، به دستگاهی مانند وات متر (وات متر، وات متر) توجه کنید. برای اندازه گیری توان فعال جریان الکتریکی استفاده می شود.

یک دستگاه کلاسیک از این نوع شامل چهار کنتاکت است که دو کنتاکت برای اتصال وات متر به مدار الکتریکی به صورت سری با قسمتی از آن که مصرف برق آن در حال حاضر اندازه گیری می شود، استفاده می شود. دو مخاطب باقی مانده به موازات آن متصل می شوند.

وات مترها معمولاً بر اساس مکانیسم های الکترودینامیکی ایجاد می شوند.