Електрична потужність: що це таке та як її розрахувати

Електрична потужність, що позначається на схемах буквою Р, – це фізична величина, яка характеризує швидкість перетворення або передачі електроенергії. Стандартне поняття – це зусилля переміщення електричного заряду за маршрутом з точки F1 до точки F2.

Електрична потужність приладу є ключовим параметром, завдяки якому визначається потенційна можливість його функціонування в електричній мережі. Використовується для розрахунку схем та режиму роботи обладнання, щоб забезпечити безпеку електромереж. Чим більша потужність приладу, тим швидше виконується ними необхідна дія.

Джерело amperof.ru

Сила електричного струму через напругу та струм

Оскільки різниця потенціалів, яка обчислюється за формулою (F1-F2), визначає напругу (U), неважко зробити висновок про те, що не можна використовувати співвідношення, встановлене законом Ома. Електрична потужність (P) також кваліфікується силою струму (I) на конкретній ділянці лінії. Фінальний вираз: P = U x I.

Чому дорівнює навантаження, що визначається через струм і опір

За рахунок простого перетворення визначається споживання електричної енергії за такою формулою: P = I2 х R. Тут показується залежність потужності від номінального значення резистора, приєднаного до лінії елемента мережі. Для повного ланцюга вказуються опір джерела (внутрішнє) та провідність точки з'єднання.

Що це таке і як розрахувати навантаження

Навантаження електричного струму – величина, що характеризує властивості. Показує скільки енергії споживається електричними приладами. Вимірюється потужність струму за допомогою спеціального приладу – ватметра.

Якщо послідовно підключити вимірювальний пристрій, можна перевірити силу струму. При паралельному приєднанні визначається напруга. Кількість споживання схеми розраховується за формулами: P = I x U або P = U2 / R = I2 x R.

Електричне навантаження дорівнює напрузі на споживачеві помноженому на величину струму, що протікає через нього.

P = U х I

Формула вказує, які виміри визначають цей параметр. Якщо навантаження активне, вимірюється Ваттами, реактивна одиниця електричної потужності – ВА.

Джерело infourok.ru

Як визначити максимальне навантаження струму

Корисна потужність показує максимальне значення при ситуації, коли опір навантаження R порівнюється з таким самим параметром усередині джерела - r.

R = r.

P max = E2 / 4r, де E - це рушійна сила джерела струму.

Для розрахунку граничного струмового навантаження для електричного пристрою потрібно знати параметр номінального навантаження та напругу змінного струму на вході. Технічний паспорт приладу, посібник або емблема містять перший показник.

Наприклад, коли номінальний параметр побутової техніки (P) становить 12 Вт, максимальна величина споживаного струму при змінній напрузі становитиме:

• 120 В - I = 12/120 = 0,100 А або 100 мА.
• 220 В - I = 12 / 220 = 0,055A або 55 мА.

При необхідності кількість спожитої електроенергії виражається через комплексну величину. Для цього він використовують базові співвідношення, імпеданс використовують замість опору.

Параметри електричних приладів

Кожну сучасну квартиру необхідно оснащувати електричними приладами. Для їхнього підключення до мережі необхідно скласти принципову схему, де узгоджено один з одним розподіляться навантаження, підключені до окремих ліній. Потрібно вбудовувати автоматичний вимикач на підставі ПВЕ для недопущення аварійних випадків.

Спочатку уточнюються параметри електропроводки. Потім перевіряються за схемою групи підключення до мережі побутових електроприладів.

Стандартні характеристики електричної потужності споживання (Вт):

• стаціонарний комп'ютер - 170-1250;
• рідкокристалічний телевізор – 120 – 265;
• ноутбук - 40-280;
• кондиціонер – 1200 – 2500;
• праска – 450-1850.

Для захисту мережі необхідний автомат, його вибираємо з урахуванням усіх важливих чинників.

Джерело vmasshtabe.ru

Важливо приділити увагу навантаженням з підвищеними параметрами реактивної енергії.

У чому вимірюється?

Одиниця виміру електричної потужності - Вт для Росії. За міжнародними стандартами – W. Це енергія, надана за одиницю часу. Один Вт дорівнює джоулю за 1 секунду (Дж/с). Причому джоуль – це одиниця електричної потужності, секунда – часу.

Для невеликого значення використовують кратні приставки: "мілі-", "мікро-", для великої величини - "мега-". Наприклад: 5800 Вт = 5,8 кіловат = 5,8 кВт.

При множенні 1 Кіловата на 1 годину виходить Кіловатт-година (кВт х год). Це одиниця виміру кількості наданої абонентам електроенергії. Застосовується енергетичними підприємствами, які володіють відповідним обладнанням (генератори та трансформаторні підстанції). Там виробляється і перетворюється вироблена електроенергія, яка потім розподіляється по споживачам.

Так само енергетична ємність батарей вимірюється в одиницях ампер-годин (А-ч). Переносні види акумуляторів енергії вимірюються міліампер-годинами (мА-год).

Джерело listtopa.ru

Для одиниці виміру Ватт за міжнародними стандартами виділено буквене позначення W на ім'я Джеймса Уатта. Він уперше став вживати термін «кінська сила», яка сьогодні є застарілою одиницею параметра Вт.

Показники перетворення енергії:

• кінські сили (HP) - 746 Вт;
• кіло Ватт (кВт) - 1×1000 Вт;
• мегавати (МВт) −1×1000000 Вт;
• гігават (ГВт) - 1×1000000000 Вт.

Сьогодні кінська сила застосовується для вказівки другого показника сили двигуна транспортних засобів.

Від чого залежить навантаження електричного струму

Існуючі лінії електропроводки при пересуванні електронів відчувають опір, що характеризує втрати напруги. Схеми, де є джерело змінного струму, мають одну особливість - ключову роль тут відіграє синусоїдальне коливання електричних показників.

Джерело urpsvet.ru

Дана інформація дозволить підібрати найкращий спосіб розрахунку з урахуванням фактичних умов мережі.

Миттєва електрична потужність: обчислюємо значення

Цей показник встановлює миттєві величини даних, що вимірюваються. Ключове визначення розглянуто з огляду на те, що одиничний простий заряд (q) переміщається за певний час Δt. На виконання конкретної дії витрачається енергія електричного струму PF1-F2 = U/Δt або (U/Δt) x = U x (q/Δt). Формула враховує рух q за період Δt. Оскільки струм за класичним визначенням дорівнює заряду, що переходить з F1 до F2 (I = q/Δt), виводиться фінальний вираз: PF1-F2 = U х I.

Умовно припускаючи, що дуже маленький проміжок часу, отримуємо миттєву потужність частини електричної ланцюга P(t) = U(t) х I(t). Такі ж висновки можна зробити з урахуванням відповідного параметра опору: P(t) = (I(t))2 х R = (U(t))2/R.

Диференціальні вирази для електричної потужності

Провідники, що діють, мають особливість – лінія втрачає енергію на одиницю об'єму через наявність опору всередині електричного ланцюга. Частина потужності витрачається на нагрівання дротів. Подібні моменти треба дивитися з огляду на щільність струму (j).

Питома параметр навантаження визначається за формулою: P уд = (j2) х R уд. Для спрощення оцінки переважно використовують таку ж провідність. Її значення обернено пропорційна відповідному параметру опору.

Електрична потужність: ланцюг постійного струму

Зазначені раніше формули показані без коригувальних коефіцієнтів. Ними користуються у тому, щоб розрахувати схему з приєднанням до джерела постійного струму. За допомогою звичайного приладу мультиметра при правильному положенні перемикача встановлюється опір навантаження, підключеного до мережі.

Джерело hammer-shop.ru

Електрична потужність: ланцюг змінного струму

Для таких ліній користуватися формулами, що визначають миттєві параметри, неприпустимо, оскільки підсумковий показник змінюється від мінімального значення до максимального частотою мережі. Для типової однофазної мережі 220 характерний синусоїдальний сигнал 50 Гц. Дозволяється застосовувати просту формулу P = U х I при приєднанні приладів, що мають резистивні параметри:

• ТЕН пральних машин;
• спіралі інфрачервоних обігрівачів;
• лампочки розжарювання.

За допомогою цієї формули встановлюється навантаження.

Енергія може бути двох видів: реактивної та активної.

Активна - це справжня електрична потужність, що робить реальну роботу в навантаженні, Вт показує цей параметр. Вона перетворює енергію на механічну, теплову та інші різновиди.

Якщо увімкнути потужну установку або конденсатор, то всередині мережі падає напруга. Такі навантаження створюють коливальний контур, який отримує енергію джерела живлення. Корисні функції при цій ситуації виконують лише акт складові. Активний показник розраховують у такий спосіб:

• U х I – постійний струм (змінний при резистивному навантаженні);
• U x I x cos fi – для однофазної лінії 220 У;
• U x √3 x cos fi = U x 1,7321 x cos fi – 3-х фазна мережу, U x √3 x 380V.

Бувають інші види енергії, але це пізніше.

Джерело ppt-online.org

Реактивна потужність

Цей показник показує навантаження, що створюються у пристроях за рахунок коливання енергії електромагнітного поля.

Реактивну потужність, незалежно від відсутності корисної роботи, необхідно враховувати для правильної оцінки ключових даних мережі. Кабелі та дроти, при проходженні по них струму в будь-якому напрямку, нагріваються. Це відбувається досить циклічно. Енергетичні впливи при високій інтенсивності:

• ушкоджують кабельні жили та захисну ізоляцію;
• сприяють виникненню короткого замикання;
• руйнують обмотки трансформаторів та приводів.

Реактивна потужність виражається як ВА (вольт-ампер) і розраховується множенням напруги на силу струму та кут зсуву:

P р = U х I х sin phi.

При підключенні навантаження з ємнісними параметрами значення стає негативним, при індукційних – позитивним. Оскільки змінюються характеристики магнітного поля, одиниця виміру реактивної потужності ВА.

Якщо параметри повної електричної потужності показати векторами, виникає трикутник. Довжина його сторін дорівнюватиме кількості спожитої електроенергії конкретної складової. Кут, розташований між повною потужністю (P повний) та активною (ϕ), застосовується для розрахунків. Загальне значення визначається виразом: P повний = √((P акт)2 + (P реакт)2).

Що таке потужність в електриці

Напруга - робота, що виконується з пересування одиниці заряду. Струм - це кількість переміщених кулонів за 1 секунду. При множенні першого параметра на другий виходить підсумковий обсяг виконаної роботи за 1 секунду.

Сила електрики – числовий вимірювач струму, що характеризує його енергетичні якості. Силовий показник однаково залежить від напруги та струмової сили. А чим вимірюється потужність струму? Для виміру цього параметра використовується Ваттметр, так само позначається одиниця виміру – Вт (Ватт).

Застосовуючи залежність силового параметра від сили струму та напруги, фахівці можуть передавати електрику на далекі відстані. Для цього енергія перетворюється на знижуючих і підвищують ТП (трансформаторних підстанціях).

Потужність електрообладнання та неактивна потужність

Паспорти на обладнання містять активне навантаження - коефіцієнт потужності, що є важливою характеристикою. Вона показує, наскільки ефективно побутовий пристрій споживає електроенергію.

Рис.8

Це від -1 до 1, воно не буває рівним одиниці. Коефіцієнт цей залежить від виду навантаження: C, L або R. Перші 2 негативно впливають на PF = cos системи. Якщо його параметр великий, то струм, що споживається приладами, збільшується. Багато силових навантажень індуктивні, змушують струм відставати від напруги.

В електричних АС-ланцюгах мережах змінного струму виникає неактивна енергія. Вона розраховується просто: квадратний корінь із суми (Pa2+Рr2). Якщо реактивна навантаження нульова, пасивна дорівнює модулю |Pa|.

Наявність нелінійних спотворень струму в електромережах викликано недотриманням напрямку, що виникає між U/I, оскільки енергія має імпульсний характер. У разі нелінійних режимів збільшується повна потужність струму (EP). Подібне навантаження неактивне, споживає Pr та енергію спотворення струму. Одиниця виміру – як і звичайній потужності Вт.

Висновок

Електрична потужність – це зусилля з пересування заряду певним маршрутом з точки F1 до точки F2. Завдяки їй визначається потенціал роботи пристроїв у мережі. Застосовується для розрахунку схем та вибору режиму роботи приладів, щоб електрична мережа функціонувала безпечно.