قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟ بار دیگر در مورد توان: فعال، راکتیو، ظاهری (P، Q، S)، و همچنین ضریب توان (PF)

قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟ بار دیگر در مورد توان: فعال، راکتیو، ظاهری (P، Q، S)، و همچنین ضریب توان (PF)
قدرت چگونه اندازه گیری می شود؟ بار دیگر در مورد توان: فعال، راکتیو، ظاهری (P، Q، S)، و همچنین ضریب توان (PF)
12.06.2019

قدرت است نشانگر فیزیکی. کار انجام شده در یک دوره زمانی را مشخص می کند و به اندازه گیری تغییر انرژی کمک می کند. به لطف واحد اندازه گیری توان جریان، جریان انرژی پرسرعت انرژی در هر بازه مکانی به راحتی تعیین می شود.

محاسبه و انواع

با توجه به وابستگی مستقیم توان به ولتاژ در شبکه و بار جریان، نتیجه می شود که این مقدار می تواند هم از برهم کنش یک جریان زیاد با یک ولتاژ پایین و هم در نتیجه وقوع یک ولتاژ قابل توجه با یک جریان کم این اصل برای تبدیل در ترانسفورماتورها و برای انتقال الکتریسیته در فواصل بسیار زیاد کاربرد دارد.

یک فرمول برای محاسبه این شاخص وجود دارد. به شکل P = A / t = I * U است که در آن:

  • P نشانگر توان فعلی است که در وات اندازه گیری می شود.
  • الف - کار فعلی بر روی بخش زنجیره، محاسبه شده در ژول.
  • t بازه زمانی است که در طی آن کار فعلی انجام شده است که در ثانیه تعیین می شود.
  • U ولتاژ الکتریکی بخش مدار است که بر حسب ولت محاسبه می شود.
  • I - قدرت جریان، محاسبه شده در آمپر.

توان الکتریکی می تواند دارای نشانگرهای فعال و راکتیو باشد. در حالت اول، تبدیل نیروی نیرو به انرژی دیگر رخ می دهد. با وات اندازه گیری می شود زیرا به تبدیل ولت و آمپر کمک می کند.

نشانگر توان راکتیو به وقوع پدیده خود القایی کمک می کند. این تبدیل تا حدی جریان انرژی را به شبکه باز می گرداند و باعث می شود مقادیر فعلی تغییر می کندو ولتاژهایی با تاثیر منفی بر شبکه برق.

تعریف اندیکاتور فعال و واکنشی

نیروی اکتیو با تعیین مقدار کل یک مدار تک فاز در جریان سینوسی برای دوره زمانی مورد نظر محاسبه می شود. فرمول محاسبه به صورت عبارت P = U * I * cos φ ارائه می شود که در آن:

  • U و I به عنوان جریان و ولتاژ rms عمل می کنند.
  • cos φ زاویه تغییر سطحی بین این دو کمیت است.

به لطف فعالیت قدرت، الکتریسیته به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود: حرارتی و انرژی الکترومغناطیسی. هر شبکه الکتریکی با جریانی در جهت سینوسی یا غیر سینوسی، فعالیت بخش مدار را با جمع کردن توان های هر بخش مدار جداگانه تعیین می کند. توان الکتریکی یک بخش مدار سه فاز با مجموع توان هر فاز تعیین می شود.

یک شاخص مشابه نیروی توان فعال، بزرگی توان انتقال است که با تفاوت بین تابش و بازتاب آن محاسبه می شود.

نشانگر راکتیو بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود. کمیتی است که برای تعیین بارهای الکتریکی ایجاد شده توسط میدان های الکترومغناطیسیداخل مدار AC واحد قدرت جریان الکتریکیبا ضرب مقدار rms ولتاژ در شبکه U در جریان متناوب I و زاویه سینوس فاز بین این مقادیر محاسبه می شود. فرمول محاسبه به شرح زیر است: Q = U * I * sin.

اگر بار فعلی ولتاژ کمتر، پس جابجایی فاز مثبت است، اگر برعکس - منفی است.

ارزش اندازه گیری

واحد برق پایه برق است. برای تعیین چگونگی اندازه گیری توان جریان الکتریکی، لازم است ویژگی های اصلی این کمیت بررسی شود. طبق قوانین فیزیک، آن را با وات اندازه گیری می کنند. در شرایط تولید و در زندگی روزمره، ارزش به کیلووات تبدیل می شود. محاسبات مقیاس های توان بزرگ نیاز به تبدیل به مگاوات دارد. این رویکرد در نیروگاه ها برای به دست آوردن اعمال می شود انرژی الکتریکی. کار بر حسب ژول محاسبه می شود. مقدار با روابط زیر تعیین می شود:

میزان مصرف برق روی خود دستگاه برقی یا در پاسپورت آن نشان داده شده است. با تعیین این پارامتر می توانید مقادیر شاخص هایی مانند ولتاژ و جریان الکتریکی را بدست آورید. شاخص های مورد استفاده نشان می دهد که چه چیزی اندازه گیری می شود. قدرت الکتریکی، می توانند به عنوان وات متر و وارمتر عمل کنند. توان راکتیو نشانگر قدرت توسط فازمتر، ولت متر و آمپرمتر تعیین می شود. استاندارد دولتی برای اندازه گیری توان جریان، محدوده فرکانس 40 تا 2500 هرتز است.

مثال های محاسباتی

برای محاسبه جریان کتری با توان الکتریکی 2 کیلو وات، از فرمول I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 A استفاده کنید. برای تغذیه دستگاه به برق، از طول کانکتور 6 A استفاده نمی شود. مثال بالا فقط زمانی قابل اجرا است که خط فاز کاملاً یکسان باشد و ولتاژ جریان داشته باشد. این فرمول برای محاسبه نشانگر تمام لوازم خانگی استفاده می شود.

اگر مدار القایی باشد یا دارد ظرفیت بزرگ، سپس لازم است واحد توان جریان را با استفاده از روش های دیگر محاسبه کرد. به عنوان مثال، قدرت در یک موتور با جریان متناوببا استفاده از فرمول P = I * U * cos تعیین می شود.

هنگام اتصال دستگاه به شبکه سه فاز، که در آن ولتاژ 380 ولت خواهد بود، برای تعیین نشانگر، توان هر فاز به طور جداگانه خلاصه می شود.

به عنوان مثال می توان یک دیگ سه فاز با توان 3 کیلو وات را در نظر گرفت که هر کدام 1 کیلو وات مصرف می کنند. جریان فاز با فرمول I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4.5 A محاسبه می شود.

در هر دستگاهی نشانگر قدرت الکتریکی نشان داده شده است. انتقال حجم زیاد توان مورد استفاده در تولید از طریق خطوط با ولتاژ بالا. انرژی با استفاده از پست ها به جریان الکتریکی تبدیل می شودو برای استفاده در شبکه برق عرضه می شود.

به لطف محاسبات ساده، مقدار توان تعیین می شود. با دانستن معنای آن، می توانید انجام دهید انتخاب صحیحولتاژ برای کارکرد کامل دستگاه های خانگی و صنعتی. این رویکرد به جلوگیری از فرسودگی وسایل الکتریکی و محافظت از شبکه های الکتریکی در برابر نوسانات ولتاژ کمک می کند.

بر اساس عملکرد یک کنتور برق خانگی، می توان مشاهده کرد که افزایش کیلووات ساعت هر چه سریعتر رخ دهد، بار بیشتری به شبکه عرضه شود. این یکی از روش‌های اندازه‌گیری قدرت است. انواع مختلفی از نشانگر وجود دارد که با حرف اول وات انگلیسی تعیین شده است - W. مقدار مصرف انرژی به پارامترهای مدار الکتریکی خانه بستگی دارد - به طور مستقیم با قدرت کلکتورهای جریان متصل شده متناسب است.

انواع برق

کمیت فیزیکی W نشان دهنده نرخ تغییر، انتقال، مصرف و تبدیل انرژی سیستم مورد نظر است. به طور خاص، تعریف توان مانند نسبت کار انجام شده در یک دوره معین به دوره زمان عمل است: W = ΔA/Δ t، J/s = وات (W).

در رابطه با شبکه برقما در مورد حرکت یک بار تحت تأثیر ولتاژ صحبت می کنیم: A = U. پتانسیل بین دو نقطه رسانا نشانگر انرژی حرکت یک نوکلئون است. کار کاملجریان تعداد کل الکترون ها - Аn=U*Q، جایی که Q - تعداد کلهزینه ها در شبکه در این حالت فرمول توان به شکل W=U*Q/t است، عبارت Q/t جریان الکتریکی (I) یعنی W=U*I است.

در انرژی چند عبارت W وجود دارد:

شخصیت تجهیزات نصب شدههنگامی که دستگاه‌های خازنی غالب هستند و پتانسیل افزایش می‌یابد یا کمبود آن در صورت غالب شدن القایی شبکه (ولتاژ کاهش می‌یابد) Wр را از پیش تعیین می‌کند. با استفاده از اصل عمل مخالف، دستگاه هایی ساخته شده اند که جبران مضرات Wр و بهبود کیفیت و کارایی تامین انرژی را ممکن می سازند.

تاثیر پارامترهای شبکه بر کیلووات

از فرمول W=U*I مشخص می شود که توان به طور همزمان به دو ویژگی سیستم قدرت بستگی دارد - ولتاژ و جریان. تأثیر آنها بر پارامترهای شبکه برابر است. فرآیند تولید برق را می توان به شرح زیر توصیف کرد:

  • U کار صرف شده برای جابجایی 1 کولن است.
  • I تعداد بارهایی است که در 1 ثانیه از هادی عبور می کنند.

بر اساس مقدار W محاسبه شده، انرژی مصرفی شبکه با ضرب مقدار توان در زمان مصرف آن تعیین می شود. با تغییر یکی از پارامترهای W به سمت کاهش یا افزایش، می توانید انرژی سیستم را در یک سطح ثابت نگه دارید - دریافت کنید. استحکام بالاجریان در ولتاژ پایین یا پتانسیل شبکه بالا با حرکت کولن ضعیف.

دستگاه های مبدل طراحی شده برای تغییر پارامترها، ترانسفورماتورهای ولتاژ یا جریان نامیده می شوند. آنها در پست های برقی پله یا پایین نصب می شوند تا انرژی را از یک منبع به مصرف کنندگان در فواصل طولانی انتقال دهند.

روش های اندازه گیری بار

می توانید با مراجعه به دستورالعمل یا پاسپورت دستگاه به قدرت آن پی ببرید و در غیر این صورت به پلاک نصب شده روی بدنه نگاه کنید. اگر اطلاعات سازنده در دسترس نباشد، روش های دیگری برای تعیین کارایی انرژی تجهیزات موجود است. اصلی است بار را با استفاده از وات متر اندازه گیری کنید(دستگاه ثبت توان الکتریکی).

با توجه به هدف آنها به 3 کلاس تقسیم می شوند: دی سیو فرکانس پایین (LF)، نوری و ضربه بالا. دومی متعلق به محدوده رادیویی است و به 2 نوع تقسیم می شود: آنهایی که در خط شکست (قدرت عبور) و آنهایی که در نقطه پایانی مسیر به عنوان بار منطبق (جذب) نصب می شوند. با توجه به روش انتقال اطلاعات به اپراتور، بین دستگاه های دیجیتال و آنالوگ - دستگاه های نوع اشاره گر و ضبط کننده تمایز قائل می شود. خصوصیات مختصرچند متر:

علاوه بر کمک کردن دستگاه های خاص، قدرت از طریق کاربرد آموخته می شود فرمول محاسبه: یک آمپر متر به قطع در یکی از سیم های تغذیه متصل می شود، جریان و ولتاژ شبکه تعیین می شود. با ضرب کردن مقادیر نتیجه دلخواه به دست می آید.

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، برابر با نسبتکار انجام شده در یک دوره زمانی تا آن دوره زمانی.

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 توان خارج از سیستم در نظر گرفته می شود. اسب بخار" در قرن هجدهم به گردش در آمد و همچنان در صنعت خودرو استفاده می شود. به شرح زیر تعیین می شود:

  • L.S. (به 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.

مفهوم قدرت یک کمیت فیزیکی است. نسبت کار انجام شده در یک دوره زمانی معین و خود دوره زمانی را نشان می دهد. تغییرات انرژی را می توان با استفاده از کار اندازه گیری کرد. بنابراین، توان نشان می دهد که انرژی با چه سرعتی در یک سیستم تبدیل می شود.

تمام این مفاهیم به طور کامل در مورد توان الکتریکی اعمال می شود. این کار (U) صرف شده برای جابجایی آویز اول را در نظر می گیرد. جریان الکتریکی (I) تعداد کولن های جابجا شده در طول یک ثانیه را در نظر می گیرد.

انواع برق

بر اساس وابستگی توان به جریان و ولتاژ، نتیجه می شود که می توان آن را از جریان بالا و ولتاژ پایین و برعکس از جریان کم و ولتاژ بالا به دست آورد. این اثر در تبدیل ترانسفورماتور، زمانی که الکتریسیته در فواصل طولانی منتقل می شود، استفاده می شود.

توان الکتریکی می تواند باشد. در حالت اول، تبدیل غیر قابل برگشت این نیرو به نوع دیگری از انرژی وجود دارد. برای اندازه گیری از آن استفاده می شود که حاصل ضرب ولت و آمپر است. با قدرت، به دلیل ظهور اندوکتانس، پدیده خود القایی رخ می دهد. در نتیجه انرژی الکتریکی تا حدی به شبکه باز می گردد. در همان زمان، مقادیر جریان و ولتاژ تغییر می کند و باعث یک اثر منفی کلی بر شبکه الکتریکی می شود. این نوعتوان بر حسب ولت آمپر راکتیو اندازه گیری می شود که از حاصل ضرب جریان کار و افت ولتاژ تشکیل شده است.

واحد قدرت

برق یکی از واحدهای اساسی مورد استفاده در مهندسی برق است. واحد اصلی اندازه گیری وات است که نشان دهنده کار در یک دوره زمانی معین است. در تولید و در شرایط داخلی، اغلب، توان در واحدهایی اندازه گیری می شود که هر یک شامل 1000 وات است. مگاوات برای اندازه گیری مقادیر زیاد توان استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، از آنها استفاده می شود انواع مختلفنیروگاه هایی که برق تولید می کنند.

قدرت مصرف کنندگان بر روی صفحات مخصوص یا در نشان داده شده است گذرنامه فنیدستگاه ها با دانستن مقدار این پارامتر از قبل، می توان سایر شاخص های شبکه الکتریکی - ولتاژ و مقدار جریان مصرفی را محاسبه کرد.

نحوه تعیین توان فعلی

در یک بازه زمانی معین، تا این بازه زمانی اجرا شد.

قدرت موثر، قدرت موتور تحویل داده شده است ماشین کاربه طور مستقیم یا از طریق انتقال قدرت. E.M مفید، کل و اسمی موتور وجود دارد. انرژی مفید، توان الکتریکی یک موتور منهای توان مصرفی برای فعال کردن واحدهای کمکی یا مکانیسم های لازم برای عملکرد آن است، اما دارای یک درایو جداگانه (نه مستقیماً از موتور). مجموع E.m قدرت موتور بدون کسر هزینه های مشخص شده است. E.M.، یا به سادگی توان نامی، E.M است که توسط سازنده برای شرایط عملیاتی خاص تضمین شده است. بسته به نوع و هدف موتور، E.M نصب می شود، توسط استانداردها تنظیم می شود یا مشخصات فنی(مثلاً بالاترین قدرتموتور معکوس کشتی با سرعت چرخش میل لنگ معین در مورد معکوس کردن کشتی - به اصطلاح قدرت معکوس، حداکثر توان موتور هواپیمابا حداقل مصرف خاصسوخت - به اصطلاح قدرت کروز و غیره). E.m به شتاب (تشدید) فرآیند کار، اندازه و بازده مکانیکی موتور بستگی دارد.

واحدهای اندازه گیری

یکی دیگر از واحدهای رایج اندازه گیری قدرت اسب بخار است.

روابط بین واحدهای نیرو
واحدها دبلیو کیلووات مگاوات kgf m/s erg/s ل با.
1 وات 1 10 -3 10 -6 0,102 10 7 1.36·10 -3
1 کیلووات 10 3 1 10 -3 102 10 10 1,36
1 مگاوات 10 6 10 3 1 102 10 3 10 13 1.36 10 3
1 کیلوگرم نیرو متر در ثانیه 9,81 9.81·10 -3 9.81·10 -6 1 9.81 10 7 1.33·10 -2
1 گرم در ثانیه 10 -7 10 -10 10 -13 1.02·10 -8 1 1.36·10 -10
1 اسب بخار 735,5 735.5·10 -3 735.5·10 -6 75 7.355 10 9 1

قدرت مکانیکی

اگر نیرویی بر جسم متحرک وارد شود، این نیرو عمل می کند. توان در این حالت برابر است با حاصل ضرب اسکالر بردار نیرو و بردار سرعتی که جسم با آن حرکت می کند:

م- لحظه، - سرعت زاویه ای، - عدد پی، n- سرعت چرخش (دور در دقیقه).

توان الکتریکی

توان الکتریکی- یک کمیت فیزیکی که سرعت انتقال یا تبدیل انرژی الکتریکی را مشخص می کند.

S- قدرت کامل، VA

P - توان فعال، W

Q - توان راکتیو، VAR

ابزار اندازه گیری قدرت

یادداشت ها

همچنین ببینید

پیوندها

  • تأثیر شکل جریان الکتریکی بر عملکرد آن. مجله رادیو، شماره 6، 1378

بنیاد ویکی مدیا

2010.