Что такое мощность в электротехнике: определение, формулы, единицы измерения, обозначение

Мощность тока?. Формула мощности ? электрического тока. Как найти мощность?

Автор Даниил Леонидович На чтение 6 мин. Просмотров 40.9k. Опубликовано 18 ноября
Обновлено 18 ноября

Благосостояние и комфорт современного общества зависит всецело от высокотехнологичных гаджетов. Люди уже не представляют жизни без «умных» устройств. Микроэлектроника поглотила наш быт дома и на работе. Функционирует оборудование исключительно от электричества. Такие устройства обладают рядом преимуществ, как и недостатков — чувствительность к перепадам эл. напряжения.

Если в офисе компании эту проблему способен устранить штат квалифицированных сотрудников, то дома часто приходится рассчитывать исключительно на собственные силы. Покупая новое оборудование в дом, необходимо учитывать технические характеристики устройства. Производитель указывает такую информацию для покупателей на шильдике, расположенном на задней стенке гаджета.

Формула мощности представляет собой произведение силы тока на напряжение. Если знать этот параметр, то для пользователя складывается четкое представление, сколько электричество девайс будет потреблять и не вызовет ли проблем с электроснабжением.

Содержание

1. Что такое мощность в электричестве: просто о сложном
2. Как рассчитать электрическую мощность в быту
3. Как измерить электрическую мощность дома
4. Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
5. Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
6. Как работает схема трехфазного электроснабжения
7. Как узнать ток, зная мощность и напряжение
8. Как узнать напряжение, зная силу тока
9. Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение
10. Интересная инфа по теме
11. Заключение

Что такое мощность в электричестве: просто о сложном

Механическая мощность как физическая величина равна отношению выполненной работы к некоторому промежутку времени. Поскольку понятие работы определяется количеством затраченной энергии, то и мощность допустимо представить как скорость преобразования энергий.

Разобрав составляющие механической мощности, рассмотрим из чего складывается электрическая. Напряжение — выполняемая работа по перемещению одного кулона электрического заряда, а ток — количество проходящих кулонов за одну секунду. Произведение напряжения на ток показывает полный объем работы, выполненной за одну секунду.

Мощность электрического тока

Проанализировав полученную формулу, можно заключить, что силовой показатель зависит одинаково от тока и напряжения. То есть, одно и тоже значение возможно получить при низком напряжении и большом тока, или при высоком напряжении и низком токе.

Пользуясь зависимостью мощности от напряжения и силы тока, инженеры научились передавать электричество на большие расстояния путем преобразования энергии на понижающих и повышающих трансформаторных подстанциях.

Наука подразделяет электрическую мощность на:

• активную. Подразумевает преобразование мощности в тепловую, механическую и другие виды энергии. Показатель выражают в Ваттах и вычисляют по формуле U*I;
• реактивную. Эта величина характеризует электрические нагрузки, создаваемые в устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Показатель выражается как вольт-ампер реактивный и представляет собой произведение напряжения на силу тука и угол сдвига.

Для простоты понимания смысла активной и реактивной мощности, обратимся к нагревательному оборудованию, где электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Как рассчитать электрическую мощность в быту

Теоретическая электротехника рассматривает показатели как мгновенные величины, которые зафиксированы в некоторый временной отрезок. Если мгновенная мощность постоянной сети остается неизменной в любой точке цепи и во всех интервалах времени, то для переменной этот показатель будет всегда неодинаковым.

Отсюда получим формулы для расчета мощности (P):

• U*I;
• I2*R;
• U*I*cos(фи).

В интернете сейчас есть онлайн-калькуляторы, которые сами посчитают и выдадут результат. Пользователю нужно лишь подставить значения характеристик, которые находятся на шильдике устройства.

Как измерить электрическую мощность дома

Знать силовые характеристики бытового оборудования необходимо всегда. Это требуется для расчета сечения проводки, учета расхода электроэнергии или электрофикации дома. До начала монтажных работ такую информацию можно получить только путем сложения показателей мощности каждого отдельного устройства, добавив 10% запаса.

Определить потребляемую нагрузку дома поможет счетчик. Прибор показывает сколько киловатт было потрачено за один час работы оборудования. И для того чтобы убедиться в правильности показаний, владелец квартиры может проверить точность устройства с помощью электронных средств измерения. Сюда относится амперметр, вольтметр или мультиметр.

Также существуют ваттметры и варметры, которые показывают результаты измерений в ваттах.

Ваттметр

Во время снятия показания включенной оставить только активную нагрузку как лампочки и нагреватели. Далее померить токовое напряжение. В конце сверить показания счетчика с полученным результатом вычислений.

Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока

Потеря энергии в переменной цепи обусловлена наличием реактивного сопротивления, которое подразделяют на индуктивное и емкостное. В процессе работы оборудования часть энергии передается формируемым электрическим или магнитным полям.

Это приводит к уменьшению полезной работы, потере электроэнергии и превышению силовых нагрузок устройств.

Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания

Выше уже была представлена формула для одной фазы: P=U*I*cos(фи).

Отсюда следует, что в трехфазной сети показатель равен тройной мощности однофазной, соединенной в треугольник: P=3*U*I*cos(фи). На практике же инженеры пользуются формулой P=1,73*U*I*cos(фи).

Как работает схема трехфазного электроснабжения

Принцип работы трехфазной схемы электроснабжения заключается в одновременном задействовании четырех питающих кабелей, один из которых нулевой. Ток одинаковой частоты вырабатывается одним генератором и сдвинут по отношению друг к другу по времени на фазовый угол равный 120 градусам.

Как узнать ток, зная мощность и напряжение

Для вычисления тока электросети по мощности и напряжению используют формулы:

• I=P/U – постоянный ток;
• I=P/(U*cos(фи)) — однофазная сеть;
• I=P/(1,73*U*cos(фи)) — трехфазная сеть.

Для простоты расчетов значение фи принимают равной 0,95.

Как узнать напряжение, зная силу тока

Для расчета напряжения используют формулы:

U=P/I – постоянный ток;

U=P/(I*cos(фи)) — однофазная сеть;

U=P/(1,73*I*cos(фи)) — трехфазная сеть.

Из выражения видно, что напряжение прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально силе тока.

Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение

Силовую характеристику электроустановок рассчитывают по формуле:

P=U*I — постоянный ток;

P=U*I*cos(фи) – переменный ток однофазной сети.

P=1,73*U*I*cos(фи) — трехфазная сеть.

В статье приведены упрощенные формулы расчета активной мощности электросети, которые дают приблизительные результаты.

Для получения точных результатов, необходимо учитывать также реактивное и обычное сопротивление, а также потери.

Интересная инфа по теме

Трехфазную схему электроснабжения используют в производстве. Суммарный вольтаж такой сети равен 380 В. Также такую проводку устанавливают на многоэтажные дома, а затем раздают по квартирам. Но есть один нюанс, который влияет на конечное напряжение в сети — соединение жилы под напряжение в результате дает 220 В. Трехфазная в отличие от однофазной не дает перекосы при подключении силового оборудования, так как нагрузка распределяется в щитке. Но для подведения трехфазной сети к частному дому требуется специальное разрешение, поэтому широко распространена схема с двумя жилами, одна их которых нулевая.

Заключение

Мощность электрического тока — один из важных параметров, который обязан знать каждый человек. Такая необходимость обусловлена безопасностью электросети (лимит на одновременное подключение нескольких приборов). Во время работы оборудования происходит нагрев не только внутренней схемы, но и проводки. Зная предельные возможности сети, всегда можно избежать неприятных ситуаций, связанных с ее перегревом и возможным коротким замыканием.

Что такое мощность тока

Мощность тока это количество электрической энергии, потребляемой за секунду. Для того, чтобы определить мощность, умножаем величину напряжения, при котором работает потребитель на силу тока, проходящего через него. Чем большее количество электроэнергии потребляется за промежуток времени, равный секунде, тем большее количество работы выполняется тем или иным потребителем. Самой главной характеристикой любой установки, предназначенной для выполнения какой либо работы, называют мощность.

Расчет мощности

Всем известно, что подведенное к потребителю напряжение, означает количество работы, совершаемой электрическим полем, при перемещении через потребителя одного кулона электричества. Количество кулонов, прошедших за одну секунду, выражается силой тока, измеряемой в амперах. При умножении работы, совершенной всеми зарядами, на кол-во этих зарядов, которые прошли за одну секунду, мы получим в итоге всю работу электрического поля за этот промежуток времени. Фактически, это и будет потребленная мощность того или иного прибора. Измерение осуществляется в ваттах и киловаттах.

Единица измерения мощности названа в честь английского механика – изобретателя Джеймса Ватта (Уатта) (1736 – 1819), создателя универсальной паровой машины.

Один ватт – это мощность, выделяемая в проводнике, когда напряжение электрического поля на концах проводника составляет один вольт, а сила тока в проводнике – один ампер. Мощность тока в 1000 ватт называется 1 киловатт (Квт).

Существует два основных вида мощности

• Активная электрическая – преобразуется безвозвратно в другие виды энергии (световую, тепловую, механическую и др.). Измеряется в ваттах, киловаттах, мегаваттах;
• Реактивная электрическая – величина, характеризующаяся такой электрической нагрузкой, создаваемой потребителями колебаниями энергии электромагнитного поля. Характерна для двигателей. Единица измерения – вольт – ампер реактивный (ВАр).

Существует такое понятие, как допустимая суммарная мощность. Она определяет количество потребителей, которые могут быть одновременно подключены к сети и зависит от технических характеристик сети. Недопустимо одновременное подключение суммарной мощностью, превышающей нормативную. Это может привести к увеличению силы тока, перегрузке проводки, короткому замыканию.

Как определить мощность тока

В бытовых условиях израсходованную электроэнергию измеряют при помощи электрического счетчика. Во время прохождения тока через счетчик, внутри происходит вращение облегченного алюминиевого диска. Вращение диска происходит со скоростью, пропорциональной напряжению и силе. Число сделанных оборотов за определенное количество времени, показывает работу тока, совершенную за это время. Измерение работы тока производится в киловатт часах (кВт/ч).

Что такое электроэнергия | Вт

Мощность — одно из ключевых понятий и единиц, связанных с наукой об электротехнике, измеряется в ваттах, мощность — важный параметр.

Электроэнергия Включает:
Что такое электроэнергия

Важным аспектом любой электрической или электронной схемы является связанная с ней мощность. Установлено, что при протекании тока через резистор электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Этот факт используют электрические нагреватели, состоящие из резистора, через который протекает ток. Лампы накаливания используют тот же принцип, нагревая элемент так, что он раскаляется до белого каления и излучает свет.

В других случаях используются гораздо меньшие резисторы и очень меньшие токи. Здесь количество генерируемого тепла может быть очень небольшим. Однако, если течет некоторый ток, то выделяется некоторое количество тепла. В этом случае генерируемое тепло представляет собой количество рассеиваемой электроэнергии.

Определение мощности

Независимо от того, используется ли мощность в механической или электрической среде, определение мощности остается тем же. То, как это можно обсуждать, может быть несколько иным, но, тем не менее, определение и актуальность его точно такие же.

Электрическая мощность Определение:

Электрическая мощность – это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Это скорость выполнения работы.

В терминах электрической цепи электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.

Из определения видно, что:

W =V Qt

Но как:

Qt=Ток, I

Замена:

Вт=В I

Где:
    Вт = мощность в ваттах
     В = потенциал в вольтах
    I = ток в амперах
     Q = заряд в кулонах
    t = время в секундах

Что такое ватт: единица мощности

Единицей мощности является ватт, который обозначается символом W и назван в честь шотландского инженера Джеймса Уатта (1736–1819).

Определение ватта:

Ватт – это единица мощности в системе СИ, определяющая скорость преобразования энергии и эквивалентная одному джоулю в секунду.

Ватт можно определить в соответствии с приложением:

• Электрическое определение ватта:   один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда ток в один ампер, I тока протекает через сеть, которая имеет разность электрических потенциалов в один вольт, В. W = V I
• Механическое определение ватта:   один ватт — это скорость, с которой совершается работа, когда скорость объекта поддерживается постоянной на уровне один метр в секунду при постоянной противодействующей силе в один ньютон.

Как и многие другие единицы СИ, существуют кратные и дольные единицы, поскольку диапазон уровней мощности может варьироваться от незначительных уровней излучения, принимаемого радиоантеннами от далеких звезд, до огромных уровней, генерируемых крупными электростанциями.

Часто полезно иметь представление о типичных уровнях мощности различных элементов, которые упоминаются в связи с электронными и электрическими системами.

Некоторые примеры типовых уровней мощности приведены в таблице ниже.

Вычислительная мощность

Количество мощности, рассеиваемой в цепи, можно легко определить. Это просто произведение разности потенциалов или напряжения на конкретном элементе на ток, протекающий через него. Другими словами, электрический огонь, работающий от источника питания 250 вольт и потребляющий 4 ампера тока, рассеет 250 x 4 = 1000 ватт или 1 киловатт. Другими словами.

В некоторых случаях фактическое сопротивление элемента цепи может быть известно. Используя закон Ома (V = I x R), можно рассчитать мощность, если известно напряжение или ток. Например, известно, что напряжение сети составляет 250 вольт, а сопротивление элемента может быть известно как 62,5 Ом.

Выполняя несложные алгебраические вычисления, можно найти очень полезные формулы:

В=В2Р

. . а также . .

W=I2 R

Используя эти формулы, легко вычислить мощность, рассеиваемую на резисторе 62,5 Ом, когда на него подается напряжение 250 вольт

Вт=V2R=250262,5=1000 Вт

Power — одна из ключевых единиц во многих электронных схемах. Его можно использовать для указания уровня тепла, рассеиваемого в блоке или даже отдельном компоненте, его можно использовать для определения потребляемой мощности, а также для определения количества энергии, генерируемой системой для передачи на следующий пункт. В этих и очень многих других областях мощность, измеряемая в ваттах, является ключевым параметром, имеющим большое значение.

Больше основных концепций и руководств по электронике:
Напряжение
Текущий
Сила
Сопротивление
Емкость
Индуктивность
Трансформеры
Децибел, дБ
Законы Кирхгофа
Q, добротность
РЧ-шум
Сигналы

    Возврат в меню основных понятий электроники. . .

Что такое электроэнергия? Определение, единица измерения и типы

Определение: Скорость, с которой совершается работа в электрической цепи, называется электрической мощностью. Другими словами, электрическая мощность определяется как скорость переданной энергии. Электроэнергия вырабатывается генератором, а также может подаваться от электрических батарей. Он дает форму энергии с низкой энтропией, которая переносится на большие расстояния, а также преобразуется в различные другие формы энергии, такие как движение, тепловая энергия и т. д.

Электроэнергия делится на два типа: мощность переменного тока и мощность постоянного тока. Классификация электроэнергии зависит от характера тока. Электроэнергия продается в джоулях, которые являются произведением мощности в киловаттах и ​​времени работы машины в часах. Полезность мощности измеряется электросчетчиком, который регистрирует общую энергию, потребляемую питаемыми устройствами. Электрическая мощность определяется уравнением, показанным ниже.

Где В — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление питаемых устройств, T — время в секундах, а P — измеренная мощность в ваттах.

Единица электрической мощности

Единицей электрической мощности является ватт.

Если, Таким образом, мощность, потребляемая в электрической цепи, называется одним ваттом, если ток в один ампер протекает через цепь при приложении к ней разности потенциалов в 1 вольт. Более крупной единицей электрической мощности является киловатт (кВт). , обычно используется в энергосистеме

Типы электроэнергии

Электроэнергия в основном подразделяется на два типа. Это мощность постоянного тока и мощность переменного тока.

1. Мощность постоянного тока

Мощность постоянного тока определяется как произведение напряжения и тока. Он вырабатывается топливным элементом, аккумулятором и генератором.

Где P – мощность в ваттах.
В – напряжение в вольтах.
I – ток в амперах.

2. Питание переменного тока

Питание переменного тока в основном подразделяется на три типа. Это кажущаяся мощность, активная мощность и реальная мощность.

1. Полная мощность – Полная мощность – это бесполезная мощность или мощность в режиме ожидания. Он представлен символом S, а их единицей СИ является вольт-ампер.

Где S – полная мощность
В _{среднеквадратичное значение} – среднеквадратичное значение напряжения = В _{пиковое значение} √2 в вольтах.