Что значит потребляемая мощность

Измерение потребляемой мощности

Любой бытовой прибор работает при помощи электроэнергии. Электричество может поступать из электросети через розетку, от батарейки или аккумулятора. При этом важной характеристикой техники становится его мощность. Как определить потребляемую мощность электроприбора и рассчитать ее?

Что это такое

Мощность — это физическая величина, которая равна скорости передачи или потребления энергии системой. Второе значение — отношение работы к промежутку времени, за который она была выполнена.

Большая часть бытовых приборов работает от электросети

Потребляемая бытовым прибором мощность — это количество электроэнергии, которая необходимо прибору для функционирования. Если устройство статично (неподвижно, например, телефон, лампа, плита), энергия преобразуется в тепло или свет, если устройство двигается (например, двигатель), ток преобразуется в механическую энергию.

Правильное определение мощности необходимо при планировании электросети, количества разветвлений и розеток (нужны ли дополнительные розетки, можно ли запитать несколько приборов от одной), при выборе защитных автоматов, при определении затрат на электричество (сколько тока будут потреблять все приборы).

Излишек приборов, подключенных к одной розетке, может привести к пожару.

В чем измеряется потребляемая мощность

Количество потраченного тока измеряется в Ваттах (Вт) или Вольт-Амперах (ВА). Измерение в Вольт-Амперах часто встречается у зарубежных производителей, в Ваттах — у российских.

Важно! Часто указывают не Ватты (Вт) или Вольт-Амперы (ВА), а килоВатты (кВт) и килоВольт-Амперы (кВА) — тысяча Ватт и тысяча Вольт-Ампер.

Многие считают, что Вт и ВА — это равные величины, но это не так. В Ваттах измеряется активная мощность (количество потребляемой энергии, обозначается буквой «Р»), в Вольт-Амперах — полная (сумма активной и пассивной мощностей, обозначается «S»). То есть эти величины не равны, приравнивать Ватты к Вальт-Амперам нельзя.

Необходимы значения могут быть указаны прямо на технике

Для перевода необходимо воспользоваться формулой:

Р = S*коэффициент мощности.

Если коэффициент неизвестен, его принимают за 0,8 (0,8-0,95 — хорошее значение, 0,65-0,8 — удовлетворительное).

При подсчете также можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. Если использовать формулу не получится, можно приблизительно приравнять: 1 кВА = 0,7 кВт.

Особенности определения мощности сети

Вообще электрическая сеть сконструирована так, чтобы для ее эксплуатации не требовались специальные знания. Достаточно соблюдать некоторые правила, главной из которых — не допустить перегрузки.

Важно! Несоблюдение правил пользования электросетью может привести к отказу в работе и даже к пожару.

Важно отметить, что технические характеристики розетки и бытового прибора различаются между собой:

Как высчитать мощность электричества? Для вычисления потребуется формула:

U — напряжение в Вольтах,

I — сила тока в Амперах.

Напряжение исправной розетки составляет 220-230 Вольт, силу тока можно измерить мультиметром.

Для определения силы тока в розетке стоит использовать мультиметр

Как узнать мощность прибора

Сделать это можно несколькими способами:

Производитель обычно указывает максимальную мощность — больше этого значения оборудование потреблять не будет. В обычном состоянии устройству требуется меньше энергии, при расчете стоит брать максимальное значение.

При самостоятельном определении получится среднее число — столько в среднем потребляет техника. Это число стоит немного увеличить, чтобы остался небольшой запас.

При определении при помощи ваттметра цифра получается крайне точной — столько тока в конкретный момент потребляет прибор. Значение также стоит немного увеличить.

Ваттметр позволяет точно определить количество электричества

Потребляемая мощность техники — это важная величина, которая показывает, сколько электроэнергии потребляется. Эта величина необходима для правильной и безопасной эксплуатации электросети: при несовпадении мощности прибора и розетки возможно короткое замыкание или пожар.

Источник

Как определить потребляемую мощность электроприбора?

Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.

Что такое потребляемая мощность?

Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.

Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение

где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.

Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.

Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.

Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети

С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.

Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.

Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.

При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:

Отсюда возникает необходимость:

Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.

Как определить?

Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.

В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.

Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.

Закон Ома в помощь

Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:

P = U 2 /R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле
P = 48 400/R Вт.

Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.

Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.

Используем электросчетчик

При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.

При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.

Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором

После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.

Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.

При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.

Ваттметром

Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:

Прибор готов к работе немедленно после включения.

Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр

Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.

Прямое измерение тока

Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.

Замер токовыми клещами

Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.

Замер тестером

Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).

Заключение

Как видим, мощность электроприборов может быть определена различными способами. Выбор конкретного из них зависит от уровня технической подготовки пользователя и наличия у него необходимых приборов, а доступность нескольких из них вполне может привлекаться как средство контроля правильности выполнения расчетов и измерений.

Простота реализации любого из рассмотренных способов позволяет гарантировать отсутствие перегрузки силовых розеток и достаточно быстро и довольно точно определять фактический потребляемый ток в том случае, если у электрического устройства отсутствуют паспортные данные.

Источник

В чем разница между среднеквадратичным и пиковым значением мощности аудиосистемы?

Что такое потребляемая мощность?

Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.

Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение

где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.

Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.

Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.

Происхождение единицы измерения киловатт/час

Интенсивное изучение электричества учёными Европы началось примерно в XVII веке, тогда же были сделаны основополагающие открытия, положившие началу и развитию такой науки, как электротехника. Шотландский инженер, изобретатель-механик (1736–1819 г.г.) Джеймс Уатт ввёл в обиход первую единицу мощности — лошадиную силу.

Портрет Джеймса Уатта:

В 1782 году Британская ассоциация инженеров присвоила фамилию учёного единице измерителя мощности — Ватт. Нужно иметь в виду, что на русском языке английская буква «W» имеет двойное прочтение, как «В» или «Уа». Поэтому фамилию изобретателя читаем Уатт, а единицу измерения — Ватт. В 1889 году единица измерения получила мировое признание. Лишь в 1960 году «Ватт» официально вошёл в международную систему СИ, как измеритель мощности любого вида энергии, будь-то она тепловой, механической или электрической.

Расход электроэнергии, потреблённой за определённый промежуток времени, измеряют в Вт/ч. Чтобы сократить количество символов при обозначении мощности потребления электроприбором электроэнергии, была введена в обиход такая единица, как киловатт/час — кВт/ч (1000 Вт/ч).

Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети

С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.

Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.

Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.

При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:

Отсюда возникает необходимость:

Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.

Определение — потребная мощность

Определение потребной мощности производим для периода строительства, при котором потребность в электрической мощности является максимальной. [1]

Определение потребной мощности двигателя вибратора должно производиться по заключительной стадии внедрения челюстей в массив бревен. [2]

Для определения потребной мощности трансформатора в расчет должно вводиться чистое время расплавления, или время расплавления при включенной печи, которое равно суммарному времени расплавления за вычетом всех простоев, относящихся к процессу расплавления. [3]

Для определения потребной мощности электродвигателя необходимо знать кпд привода станка. [6]

Для определения потребной мощности садочной печи необходимо, помимо данных теплового баланса, знать время, в течение которого должна выделяться максимальная потребная мощность. [7]

Для определения потребной мощности садочной печи необходимо помимо данных теплового баланса знать время, в течение которого должна выделяться максимальная потребная мощность. Обычно это время тнагр равно времени нагрева загрузки; одновременно с загрузкой необходимо нагревать вспомогательные устройства, компенсировать тепловые потери печи, а в случае необходимости нагревать или подогревать остывшую футеровку. [8]

Для определения потребной мощности двигателя смесительной машины суммируются соответствующие значения мощностей, вводятся поправочные коэффициенты на неучтенные сопротивления и учитываются потери на преодоление сопротивлений в элементах передач. [9]

Для определения потребной мощности силовой установки погрузчика с групповым приводом необходимо выявить механизмы, работающие одновременно. Суммарная мощность, расходуемая группой таких механизмов, и определит потребную мощность силовой установки, если при этом другие механизмы не нуждаются в большей мощности. [10]

При определении потребной мощности ламп учитываются светотехнические характеристики применяемых светильников, способы их размещения, высота подвеса и взаимное расположение. Размещать светильники рекомендуется по вершинам квадратов, чтобы обеспечить наилучшее общее освещение и освещение рабочих мест. [11]

Расчетным периодом для определения потребной мощности двигателя гидропривода Ыг машин цикличного действия является окончание процесса наполнения рабочего органа грунтом и одновременное включение гидропривода для снятия перегрузки двигателя путем выглубления режущей части рабочего органа. [12]

Приведены справочные материалы для определения потребной мощности и выбора вентиляционного оборудования и кондиционеров. [13]

Как определить?

Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.

Как правильно рассчитать потребляемую мощность

Количество потребляемой электроэнергии приборами бытовой техники, освещения, отопления, кондиционирования и вентиляции, напрямую влияет на сумму оплаты за электричество. Любое оборудование поглощает энергию в объёме соответствующей мощности прибора. Эта важная характеристика является основой для расчёта потребления электроэнергии. Как рассчитать потребляемую мощность электроприборов и определить расход электричества — это вопросы, ответы на которые даны в этой статье.

Подключение потребителя электроэнергии:

Прямое измерение тока

Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.

Замер токовыми клещами

Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.

Замер тестером

Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).

ПОТРЕБНАЯ и РАСПОЛАГАЕМАЯ МОЩНОСТИ

В установившемся горизонтальном полете мощность, подводимая к несущим винтам, расходуется на преодоле­ние момента сопротивления вращению несущих винтов и на преодоление сопротивления ненесущих частей вертолета (вредного сопротивления). Поэтому суммарная потребная мощность будет состоять из индуктивной, профильной и вредной мощностей:

А^потр == А/иид ;»H^Vnp +І NBp.

Индуктивная мощность (л. с.) затрачивается на пре­одоление сопротивления, возникающего на каждой из ло­пастей за счет отклонения назад суммарной подъемной силы Ул:

Из формулы тяги идеального винта в поступательном полете (§ 5)

Из формулы видно, что чем больше скорость полета, тем меньше средняя потребная индуктивная скорость, а следовательно, и мощность на преодоление индуктивного сопротивления.

Профильная мощность (л. с.) затрачивается на преодо­ление профильного (лобового) сопротивления лопастей не­сущих винтов:

где Qnp — среднее профильное сопротивление лопастей; со —угловая скорость вращения несущих винтов;

г — расстояние точки приложения равнодействую­щей профильного сопротивления от оси враще­ния.

На режиме висения профильная мощность составляет около 25% всей потребной мощности. С увеличением ско­рости полета профильная мощность возрастает, так как среднее профильное сопротивление лопастей растет пропор­ционально квадрату скорости обтекания, а также в связи с увеличением угла установки лопастей. На максимальной скорости полета профильная мощность составляет около 30% всей потребной мощности.

С увеличением высоты полета, несмотря на падение плотности воздуха, профильное сопротивление, а следова­тельно, и мощность возрастают. Это объясняется тем, что с уменьшением плотности воздуха уменьшается его се­кундный расход и тяга несущих винтов падает. Поэтому летчик вынужден увеличивать угол установки лопастей, что ведет к росту Сх п]>> от которого зависит Qep. Рост сх пр сказывается существеннее, чем падение плотности воз­духа.

Вредная мощность (мощность движения) (л. с.) затра­чивается на создание поступательного движения вертоле­та, т. е. на преодоление сопротивления его ненесущих ча­стей:

На режиме висения вредное сопротивление практиче­ски равно нулю, так как отсутствует перемещение верто­лета. Фюзеляж и оперение на висснии создают сопротив­ление потоку воздуха, отбрасываемому несущими винта­ми, но это сопротивление сравнительно мало и им можно пренебречь. С ростом скорости полета вредная мощность быстро растет (пропорционально I/3) и на максимальной скорости составляет около 55% всей потребной мощности.

€ увеличением высоты полета при постоянной прибор­ной скорости вредная мощность будет возрастать, так как растет истинная скорость, влияние роста которой сказыва­ется сильнее, чем падение плотности воздуха.

Сумма всех потребных мощностей даст общую, потреб­ную для полета вертолета мощность (рис. 1.28). С увели­чением скорости полета потребная мощность вначале уменьшается за счет уменьшения Л^д, а при дальнейшем разгоне увеличивается в основном за счет увеличения А^вр — Наибольшая мощность требуется на максимальной скорости.

Увеличение полетной массы вызывает увеличение удель­ной нагрузки на ометаемую площадь и, следовательно, увеличение погребной тяги, рост которой достигается уве­личением общего шага и увеличением мощности, подво­димой к несущим винтам. Изменение потребной мощности от массы

С увеличением высоты полета потребная мощность из­меняется по сложному закону. Грубо можно считать, что мощность для горизонтального полета с увеличением вы­соты увеличивается пропорционально росту истинной ско-

требных мощностей с увеличением высоты сдвигаются вверх и вправо, скользя по касательной, проведенной из начала координат к кривой, соответствующей нулевой вы­соте (рис. 1.29).

Располагаемая мощность — это мощность, которую может развить силовая установка в условиях полета с

учетом потерь. Она определяется как разность между эф­фективной мощностью двигателей и суммарной потерей мощности:

где А/ред —потери в редукторе (4—6%);

М>снт — мощность на привод вентилятора (1—2%);

Warp—мощность на привод агрегатов (0,7—2%);

Nbx — потерн мощности во входных устройствах дви­гателей (1—2%);

Л^обогр — мощность на обогрев кабин и отсеков (1—3%), Отношение располагаемой мощности к эффективной на­зывается коэффициентом использования мощности, кото­рый для соосных вертолетов с ГТД имеет величину

S _ _Л^асп_ ^ 0,85 ___ 0,дз

Зависимость располагаемой мощности от высоты поле­та и температуры окружающего воздуха выражается вы­сотными и климатическими характеристиками (рис. 1.30). С изменением скорости полета располагаемая мощность практически остается постоянной.

Похожие записи:

ТЯГА И МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБНЫЕ ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПОЛЕТА

Потребной тягой для горизонтального полета называется тяга, необходимая для установившегося горизонтального полета, т. е. для уравновешивания лобового сопротивления самолета на данном угле атаки (Рп=Х).

В горизонтальном полете подъемная сила равна весу БПЛА Y=G, тогда, разделив первое равенство на второе, получим

Формула показывает, что чем меньше вес БПЛА и чем больше его качество К, тем меньшая тяга потребуется для горизонтального полета. Но качество зависит от угла, следовательно, при изменении угла атаки меняется и потребная тяга. Поэтому для определения потребной тяги при заданном угле атаки необходимо предварительно найти соответствующее ей качество самолета.

Чтобы найти зависимость Рп от VГ П. подставим в формулу развернутое

выражение подъемной силы, получим

Из формулы видно, что потребная тяга горизонтального полета зависит от квадрата скорости.

Качество зависит только от величины коэффициентов Су и Сх, а на них высота полета на скоростях до 700 км/ч не влияет.

Потребная мощность. Для горизонтального полета потребной мощностью называется мощность, необходимая для обеспечения установившегося горизонтального полета на данном угле атаки и обозначается NП.

Если при полете со скоростью VГП требуется тяга РП, то потребная мощность определяется по формуле

Эта формула показывает, что потребная мощность зависит от тех же факторов, от которых зависят потребная тяга и скорость полета. Подставив в формулу вместо РП и VГП их развернутые выражения, получим развернутую формулу потребной мощности

Из формулы видно, что потребная мощность зависит: от высоты полета самолета (плотность воздуха); от веса самолета и удельной нагрузки на крыло; от аэродинамического качества самолета и коэффициента подъемной силы.

Следовательно, потребная мощность тем больше, чем больше вес самолета, меньше плотность воздуха и хуже качество самолета.

При условии G=const и H=const потребная мощность зависит только от угла атаки и, как следствие, от скорости полета.

В горизонтальном полете потребная тяга равна лобовому сопротивлению РП=Х, тогда формула потребной мощности будет иметь следующий вид:

Если в формулу подставить развернутое выражение лобового сопротивления, то получим

Формула показывает, что мощность, потребная для горизонтального полета, пропорциональна кубу скорости (потребная тяга пропорциональна квадрату скорости). Таким образом, чтобы увеличить скорость полета в 2 раза, мощность необходимо увеличить в 8 раз.

Источник