Формула мощности по току и напряжению схемы
Пожаловалась бабушка соседка снизу: подарили мне дети моющий пылесос. Он прекрасно работает, но откуда-то идет запах гари.
Пошел смотреть. Проводка у нас старая: лапша из алюминия 2,5 квадрата. А пылесос потребляет 2,5 kW. Прикинул, как работает формула расчета мощности по току и напряжению для этого случая.
Разделил 2500 ватт на 220 вольт. Получил чуть больше 11 ампер. Наши провода держат нагрузку 22 А. Имеем практически двойной резерв по току. Другие потребители при уборке отключены.
Стали проверять и нюхать: запах около квартирного щитка. Открыл, осмотрел: шина сборки ноля в саже, на одной перемычке горелая изоляция. Винт крепления ослаблен. Вот и причина начала возгорания. Исправил.
На этом примере я показываю, что всегда надо оценивать мощность потребления электроприборов и возможности проводки с защитными устройствами. Об этом рассказываю ниже.
Содержание статьи
Что такое мощность в электричестве: просто о сложном
Вспомнилась былина об Илье Муромце, когда он приложил всю свою мощь к соловью разбойнику. У бедолаги сразу посыпались искры из глаз, как пламя с верхней картинки на проводке с неправильным монтажом.
Простыми словами: мощность в электричестве — это силовая характеристика энергии, которой оценивают, как способности генераторных установок ее вырабатывать, так возможности потребителей и транспортных магистралей.
Все эти участки должны быть точно смонтированы и налажены для обеспечения безопасной работы. Как только в любом месте возникает неисправность, так сразу развивается авария во всей схеме.
Если говорить о домашнем электрическом оборудовании, то приходится постоянно соблюдать баланс между:
- включенными в сеть приборами;
- конструкцией проводов и кабелей;
- настройкой защитных устройств.
Только комплексное решение этих трех вопросов может обеспечить безопасность проводки и жильцов.
Как рассчитать электрическую мощность в быту
Формулы расчета мощности в электричестве позволяют выполнить качественную оценку безопасности каждого из перечисленных выше пунктов.
Пользоваться ими не сложно. Я уже приводил в предыдущих статьях шпаргалку электрика, где они помещены в наглядной форме для цепей постоянного тока.
Они полностью справедливы для активной составляющей мощности переменного тока, совершающей полезную работу. Кстати, кроме нее есть еще и бесполезная — реактивная, связанная с потерями энергии. Ее описанию посвящен второй раздел.
Такие вычисления удобно делать с помощью онлайн калькулятора. Он избавляет от рутинных математических вычислений и арифметических ошибок.
При любом из способов для расчета активной мощности требуется знать две из трех электрических величин:
- силу тока I;
- приложенное напряжение U;
- сопротивление участка цепи R.
Как измерить электрическую мощность дома
Существует еще одна возможность оценки активной мощности: ее измерение в действующей схеме специальными приборами: ваттметрами.
Точные замеры может обеспечить промышленный лабораторный ваттметер. Он изготавливается как прибор, работающий на аналоговых сигналах,так и с помощью цифровых технологий.
В бытовой проводке точные вычисления не нужны. Для нее выпускаются различные виды более простых ваттметров.
Популярностью пользуются приборы, которые можно вставить в розетку и подключить к ним шнур питания от потребителя, включить их в работу и сразу снять показания на дисплее в ваттах.
Их так и называют: ваттметр розетка. Они измеряют чисто активную мощность переменного тока.
Такие приборы избавляют электрика от выполнения сложных операций под напряжением, когда требуется замерять:
- действующее напряжение;
- силу тока;
- угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.
Потом все данные дополнительно требуется вводить в формулу расчета мощности по току и напряжению, делать по ней вычисления.
Этот метод можно упростить, если внимательно наблюдать за показаниями электрического счетчика индукционной системы с вращающимся диском. Он считает совершенную работу: потребленную мощность за определенную время.
Однако скорость вращения диска как раз и характеризует величину потребления. Надо просто посчитать сколько раз он обернется за минуту и перевести в ватты по табличке, расположенной на корпусе.
Почему реактивное сопротивление схемы влияет на мощность переменного тока
Синусоидальная гармоника напряжения, поступая на резистивное сопротивление, изменяет величину тока без его отклонения на комплексной плоскости.
Такой ток совершает полезную работу с минимальными потерями энергии, вырабатывая активную мощность. Частота колебания сигнала не оказывает на нее никакого влияния.
Сопротивление конденсатора и индуктивности зависит от частоты гармоники. Его противодействие отклоняет направление тока на каждом из этих элементов в разные стороны.
Такие процессы связаны с потерей части энергии на бесполезные преобразования. На них расходуется мощность Q, которую называют реактивной.Ее влияние на полную мощность S и связь с активной P удобно представлять графически прямоугольным треугольником.
Захотелось его нарисовать на фоне оборудования из нагромождений фарфора и металла, где пришлось поработать довольно долго.Отвлекся. Не судите за это строго.
Сравните его с опубликованным мною ранее треугольником сопротивлений. Находите общие черты?
Ими являются геометрические пропорции фигуры, описывающие их формулы и угол φ, определяющий потери полной мощности. Перехожу к их более подробному рассмотрению.
Формулы расчета мощности для однофазной и трехфазной схемы питания
В идеальном теоретическом случае трехфазная схема состоит из трех одинаковых однофазных цепей. На практике всегда есть какие-то отклонения. Но, в большинстве случаев при анализах ими пренебрегают.
Поэтому рассматриваем вначале наиболее простой вопрос.
Графики и формулы под однофазное напряжение
Как работает резистор
На чисто резистивном сопротивлении синусоиды тока и напряжения совпадают по углу, направлены на каждом полупериоде одинаково.Поэтому их произведение, выражающее мощность, всегда положительно.
Его значение в произвольный момент времени t называют мгновенным, обозначая строчной буквой p.
Среднее значение мощности в течение одного периода называют активной составляющей. Ее график для переменного тока имеет фигуру симметричного всплеска с максимальным значением Pm в середине каждого полупериода Т/2.
Если взять половину его величины Pm/2 и провести прямую линию в течении одного периода Т, то получим прямоугольник с ординатой P.
Его площадь равна двум площадям графиков активной составляющих одного любого полупериода. Если посмотреть на картинку внимательнее, то можно представить, что верхняя часть всплеска отрезана,перевернута и заполнила свободное пространство внизу.
Представление этого графика помогает запомнить, что на активном сопротивлении мощность постоянного и переменного тока вычисляется по одной формуле, не меняет своего знака.
График мгновенных значений активной мощности переменного тока на резистивном сопротивлении имеет вид повторяющихся положительных волн. Но за один период им совершается такая же работа, как и в цепях постоянного тока и напряжения.
На резисторе не создается реактивных потерь.
Как работает индуктивность
Катушка с обмоткой своими витками запасает энергию магнитного поля. Благодаря процессу ее накопления индуктивное сопротивление отодвигает вперед на 90 градусов вектор тока относительно приложенного напряжения на комплексной плоскости.
Перемножая их мгновенные величины получаем значения мощности, которое за один период меняет знаки (направление) в каждом полупериоде.
Частота изменения мощности на индуктивности в два раза выше,чем у ее составляющих: синусоид тока и напряжения. Она состоит из двух частей:
- активной, обозначаемой индексом PL;
- реактивной QL.
Реактивная часть на индуктивности создается за счет постоянного обмена энергией между катушкой и приложенным источником. На ее величину влияет значение индуктивного сопротивления XL.
Как работает конденсатор
Емкость конденсатора постоянно накапливает заряд между своими обкладками. За счет этого происходит сдвиг вектора тока вперед на 90 градусов относительно приложенного напряжения.
График мгновенной мощности напоминает вид предыдущего, но начинается с отрицательной полуволны.
Реактивная составляющая, выделяемая на конденсаторе, зависит от величины емкостного сопротивления XC.
Как работает реальная схема со всеми видами сопротивлений
В чистом виде приведенные выше графики и выражения встречаются не так часто. На самом деле передача электроэнергии и ее работа на переменном токе связаны с комплексным преодолением сил электрического сопротивления резисторов, конденсаторов и индуктивностей.
Причем, какая-то из этих составляющих будет преобладать. Для таких случаев преобразования электрической энергии в мгновенную мощность могут иметь один из следующих видов.
На верхней картинке показан случай, когда вектор тока отстает от приложенного напряжения, а на нижней — опережает.
В обоих случаях величина активной составляющей уменьшается от значения полной на значение, выражаемое как cosφ. Поэтому его принято называть коэффициентом мощности.
Косинус фи (cosφ) используется при анализе треугольника мощностей и сопротивлений, характеризует потери энергии.
Как работает схема трехфазного электроснабжения
На ввод распределительного щита многоэтажного здания поступает трехфазное напряжение от электроснабжающей организации, вырабатываемое промышленными генераторами.
Его же, за отдельную плату, при желании может подключить владелец частного дома, что многие и делают. При этом рабочая схема и диаграмма напряжений выглядит следующим образом.
В старой системе заземления TN-C она выполняется четырехпроводным подключением, а у новой TN-S — пятипроводным с добавлением защитного РЕ проводника. Его на этой схеме я не показываю для упрощения.
Каждую из фаз при работе необходимо стараться нагружать одинаково равными по величине токами. Тогда в домашней проводке будет создаваться наиболее благоприятный оптимальный режим без опасных перекосов энергии.
В этом случае формула расчета мощности по току и напряжению для трехфазной схемы может быть представлена простой суммой аналогичных формул для составляющих однофазных цепей.
А поскольку они все идентичные, то их просто утраивают.
Например, когда активная мощность фазы В имеет выражением Рв=Uв×Iв×cosφ, то для всей трехфазной схемы она будет выражена следующей формулой:
Р = Рa+Рв+Рc
Если пометить фазное выражение буквой ф. например Pф, томожно записать:
P = 3Pф = 3Uф×Iф×cosφ
Аналогично будет вычисляться реактивная составляющая
Q = Qa+Qв+Qc
Или
Q = 3Qф = 3Uф×Iф×sinφ
Поскольку P и Q представляют величины катетов прямоугольного треугольника, то гипотенузу или полную составляющую можно вычислить как квадратный корень из суммы их квадратов.
S = √(P2+Q2)
Как учитывается трехфазная полная мощность
В энергосистеме, да и в частном доме, требуется анализировать подключенные нагрузки, равномерно распределять их по источникам напряжений.
С этой целью работают многочисленные конструкции измерительных приборов. На щитах управления подстанций расположены щитовые ваттметры и варметры, предназначенные для работы в разных долях кратности.
Старые аналоговые приборы показаны на этой картинке.
Для того, чтобы не путаться в записях вычислений введены разные наименования единиц. Они обозначаются:
- ВА — (русское), VA (международное) вольтампер для полной величины мощности;
- Вт —(русское), var (международное) ватт —активной;
- вар (русское), var (международное) — реактивной.
Аналоговые приборы измеряют только активную или реактивную составляющую, а полную величину необходимо вычислять по формулам.
Многие современные цифровые приборы способны осуществлять эту функцию автоматически.
Видеоурок Павла Виктор дополняет мой материал. Рекомендую посмотреть.
Калькулятор мощности для своих
Здесь вы можете выполнить вычисления онлайн без использования формул и арифметических действий. Просто введите ваши исходные данные в таблицу и жмите кнопку “Рассчитать ток”.
А в заключение напоминаю, что для ваших вопросов создан раздел комментариев. Задавайте их, я отвечу.
Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.
Что такое мощность (Р) электротока
Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.
Что влияет на мощность тока
На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.
Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении
Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:
- Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
- Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
- S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
- U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
- I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
- R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.
Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.
Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.
По какой формуле вычисляется
Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока
Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.
Расчет силы тока по мощности и напряжению:
I = U ÷ R
Измеряется в амперах.
Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.
Формула расчета мощности по току и напряжению:
P = U × I
Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.
Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:
P = I2 × R
P = U2 ÷ R
Однофазные нагрузки
В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.
В скалярном виде это будет выглядеть так:
S = √P2 + Q2
В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.
S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).
Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.
Расчет в трехфазной сети
Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.
Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.
При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.
Эти два U связаны между собой соотношением:
UЛ = UФ × √3
Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ
Форма расчета S при соединении звездой:
S = SA + SB + SC = 3 × U × I
Активная P:
Р = 3 × Uф × Iф × cosφ
Реактивная Q:
Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.
При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ
Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:
IЛ = IФ × √3
Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:
- S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
- Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
- Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.
Средняя P в активной нагрузке
В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.
При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.
Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.
Подбор номинала автоматического выключателя
Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.
При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.
Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.
У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.
Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.
Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.
Видео о законах электротехники
Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.
Мощность — это физическая величина, равная отношению количества работы ко времени совершения этой работы.
Мощность электрического тока — это величина, характеризующая скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Международная единица измерения — Ватт (Вт/W).
Онлайн калькулятор расчета мощности по току и напряжению, позволяет рассчитать мощность электрического тока по известным значениям силы тока и напряжения сети. При расчете нашим калькулятором, вы получаете результат по классической формуле нахождения мощности: P = U*I. Этого должно быть вполне достаточно при вычислении мощности электрической сети.
Однако существуют уточненные формулы нахождения мощности приборов для одно- и трехфазной сети, в которых добавляется коэффициент мощности cosφ.
Теория
cosφ — безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной. Чем ближе это значение к единице, тем лучше для электросети, так как при значении cos φ=1, реактивная мощность равна нулю. По умолчанию значение cosφ принимается за 0,95 для бытовых электросетей.
Полная мощность электроприбора — это величина, которая включает в себе как активную, так и реактивную составляющие мощности, она обеспечивает потребителей электроэнергии всем необходимым.
Активная мощность — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует и именно она определяется формулой P = U*I.
Реактивная мощность — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что сначала в приборе происходит накопление энергии, а затем эта же энергия передается обратно в источник. К таким элементам электроцепей относят катушки и конденсаторы. А поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно, наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи.
Формула расчета мощности
Для однофазной электрической сети расчет мощности происходит по формуле: P = U*I*cosφ. Для трехфазной сети: P = 1,73U*I*cosφ. Напряжение принимается в 220В и 380В соответственно.
Получается, чтобы вычислить мощность электрического прибора вручную, нужно только знать его силу тока, так как все остальное нам уже известно.
Конечные формулы расчета мощности:
- P = 220*I*cos φ — для однофазной сети;
- P = 1,73*380*I*cos φ — для трехфазной сети.
Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.
Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.
Расчёт мощности по току и напряжению
Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).
- Из этого значение зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
- По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.
Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.
Однофазная сеть напряжением 220 вольт
Формула силы тока I (A — амперы):
I=P/U
Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;
U — напряжение электросети, В (вольт).
В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).
На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.
Схема приборов при однофазном напряженииКак и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.
В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.
Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.
Трёхфазная сеть напряжением 380 В
В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:
I = P /1,73 U
P — потребляемая мощность в ватах;
U — напряжение сети в вольтах.
В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:
I = P /657, 4
Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.
В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.
Для дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:
- электродвигатели;
- индукционные печи;
- дроссели приборов освещения;
- сварочные трансформаторы.
Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.
При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.
Большинство бытовых приборов, подключаемых к сети, характеризуются таким параметром, как электрическая мощность устройства. С физической точки зрения мощность представляет собой количественное выражение совершаемой работы. Поэтому для оценки эффективности того или иного устройства вам необходимо знать нагрузку, которую он будет создавать в цепи. Далее мы рассмотрим особенности самого понятия и как найти мощность тока, обладая различными характеристиками самого устройства и электрической сети.
Понятие электрической мощности и способы ее расчета
С электротехнической точки зрения она представляет собой количественное выражение взаимодействия энергии с материалом проводников и элементами при протекании тока в электрической цепи. Из-за наличия электрического сопротивления во всех деталях, задействованных в проведения электротока, направленное движение заряженных частиц встречает препятствие на пути следования. Это и обуславливает столкновение носителей заряда, электроэнергия переходит в другие виды и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразование одного вида в другой и есть потребляемая мощность прибора или участка электрической цепи.
В зависимости от параметров источника тока и напряжения мощность также имеет отличительные характеристики. В электротехнике обозначается S, P и Q, единица измерения согласно международной системы СИ – ватты. Вычислить мощность можно через различные параметры приборов и электрических приборов. Рассмотрим каждый из них более детально.
Через напряжение и ток
Наиболее актуальный способ, чтобы рассчитать мощность в цепях постоянного тока – это использование данных о силе тока и приложенного напряжения. Для этого вам необходимо использовать формулу расчета:
Где:
Этот вариант подходит только для активной нагрузки, где постоянный ток не обеспечивает взаимодействия с реактивной составляющей цепи. Чтобы найти мощность вам нужно выполнить произведение силы тока на напряжение. Обе величины должны находиться в одних единицах измерения – Вольты и Амперы, тогда результат также получится в Ваттах. Можно использовать и другие способы кВ, кА, мВ, мА, мкВ, мкА и т.д., но и параметр мощности пропорционально изменит свой десятичный показатель.
Через напряжение и сопротивление
Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается за константу на весь период их эксплуатации. Так как бытовые или промышленные единицы подключаются к источнику с известным номиналом напряжения, определять мощность достаточно просто. Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома, согласно которого ток на участке прямо пропорционален величине приложенного напряжения и имеет обратную пропорциональность к сопротивлению:
I = U/R
Если выражение для вычисления токовой нагрузки подставить в предыдущую формулу, то получится такое выражение для определения мощности:
P = U*(U/R)=U2/R
Где,
- P – величина нагрузки;
- U – приложенная разность потенциалов;
- R – сопротивление нагрузки.
Через ток и сопротивление
Бывает ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому прибору, неизвестна или требует трудоемких вычислений, что не всегда удобно. Особенно актуален данный вопрос, если несколько устройств подключены последовательно и вам неизвестно, каким образом потребляемая электроэнергия распределяется между ними. Подход в определении здесь ничем не отличается от предыдущего способа, за основу берется базовое утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P = U×I, с той разницей, что напряжение нам не известно.
Поэтому ее мы также выведем из закона Ома, согласно которого нам известно, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому участку и сопротивлению отрезка цепи:
U=I*R
после того как выражение подставить в формулу мощности, получим:
P = (I*R)*I =I2*R
Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока умноженной на сопротивление.
Полная мощность в цепи переменного тока
Сети переменного тока кардинально отличаются от постоянного тем, что изменение электрических величин, приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В итоге суммарная мощность будет также состоять активной и реактивной энергии:
Где,
- S – полная мощность
- P – активная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с активным сопротивлением;
- Q – реактивная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с реактивным сопротивлением.
Также составляющие вычисляются через тригонометрические функции, так:
P = U*I*cosφ
Q = U*I*sinφ
что активно используется в расчете электрических машин.
Рис. 1. Треугольник мощностейПример расчета полной мощности для электродвигателя
Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:
S = 3*Uф
В случае выполнения расчетов с линейным напряжением, чтобы найти мощность формула примет вид:
Активная и реактивная мощности будут вычисляться по аналогии с сетями переменного тока, как было рассмотрено ранее.
Теперь рассмотрим вычисления на примере конкретной электрической машины асинхронного типа. Следует отметить, что официальная производительность, указываемая в паспортных данных электродвигателя – это полезная мощность, которую двигатель может выдать при совершении оборотов вала. Однако полезная кардинально отличается от полной, которую можно вычислить за счет коэффициента мощности.
Рис. 2. Шильд электродвигателяКак видите, для вычислений с шильда мы возьмем следующую информацию об электродвигателе:
- полезная производительность – 3 кВт, а в переводе на систему измерения – 3000 Вт;
- коэффициент полезного действия – 80%, а в пересчете для вычислений будем пользоваться показателем 0,8;
- тригонометрическая функция соотношения активных и реактивных составляющих – 0,74%;
- напряжение, при соединении обмоток треугольником составит 220 В;
- сила тока при том же способе соединения – 13,3 А.
С таким перечнем характеристик можно воспользоваться несколькими способами:
S = 1,732*220*13,3 = 5067 Вт
Чтобы найти искомую величину, сначала определяем активную составляющую:
P = Pполезная / КПД = 3000/0.8 = 3750 Вт
Далее полную по способу деления активной на коэффициент cos φ:
S = P/cos φ = 3750/0.74 = 5067 Вт
Как видите, и в первом, и во втором случае искомая величина получилась одинакового значения.
Примеры задач
Для примера рассмотрим вычисление на участках электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов. Первый вариант предусматривает ситуацию, когда все детали соединяются друг за другом от одного полюса источника питания до другого.
Рис. 3. Последовательная расчетная цепьКак видите на рисунке, в качестве источника мы используем батарейку с номинальным напряжением 9 В и три резистора по 10, 20 и 30 Ом соответственно. Так как номинальный ток нам не известен, расчет произведем через напряжение и сопротивление:
P = U2/R = 81 / (10+20+30) = 1.35 Вт
Для параллельной схемы подключения возьмем в качестве примера участок цепи с двумя резисторами и одним источником тока:
Рис. 4. Параллельная схема подключенияКак видите, для удобства расчетов нам нужно привести параллельно подключенные резисторы к схеме замещения, из чего получится:
Rобщ = (R1*R2) / (R1+R2) = (10*15) / (10+15) = 6 Ом
Тогда искомый номинал нагрузки мы можем узнать через значение тока и сопротивления:
P = I2*R = 25*6 = 150 Вт
Видео по теме
При проектировании электрооборудования и расчёте кабелей и пусковой и защитной аппаратуры важно правильно рассчитать мощность и ток электроаппаратуры. В этой статье рассказывается о том, как найти эти параметры.
Формулы расчёта электрической мощности
Что такое мощность
При работе электронагревателя или электродвигателя они выделяют тепло или выполняют механическую работу, единица измерения которой – 1 джоуль (Дж).
Одна из основных характеристик электрооборудования – мощность, показывающая количество тепла или произведённой работы за 1 секунду и выражающаяся в ваттах (Вт):
1Вт=1Дж/1с.
В электротехнике 1Вт выделяется при прохождении тока в 1А при напряжении 1В:
1Вт=1А*1В.
Согласно закону Ома, найти мощность можно также, зная сопротивление нагрузки и ток или напряжение:
P=U*I=I*I*R=(U*U)/R, где:
- P (Вт) – мощность электроприбора;
- I (А) – ток, протекающий через устройство;
- R (Ом) – сопротивление аппарата;
- U (В) – напряжение.
Номинальной называют мощность при номинальных параметрах сети и номинальной нагрузке на валу электродвигателя.
Для того чтобы узнать количество электричества, потреблённого за весь период работы, её необходимо умножить на время, которое аппарат работал. Поучившаяся величина измеряется в кВт*ч.
Расчёт в сетях переменного и постоянного напряжения
Электросеть, питающая электроприборы, может быть трёх видов:
- постоянное напряжение;
- переменное однофазное;
- переменное трёхфазное.
Для каждого вида при расчётах используется своя формула мощности.
Расчёт в сети постоянного напряжения
Самые простые расчёты производятся в электросети постоянного тока. Мощность электроаппаратов, подключённых к ней, прямо пропорциональна току и напряжению и, чтобы найти её, используется формула:
P=U*I.
Например, в электродвигателе с номинальным током 4,55А, подключённом к электросети 220В, мощность равна 1000 Ватт, или 1кВт.
И, наоборот, при известных напряжении сети и мощности ток рассчитывается по формуле:
I=P/U.
Однофазные нагрузки
В сети, в которой отсутствуют электродвигатели, а также в бытовой электросети можно пользоваться формулами для сети постоянного напряжения.
Интересно. В бытовой электросети 220В ток можно вычислить по упрощённой формуле: 1кВт=5А.
Мощность переменного тока вычисляется сложнее. Эти аппараты, кроме активной, потребляют реактивную энергию, и формула:
P=U*I
показывает полную потребляемую энергию устройства. Для того чтобы узнать активную составляющую, нужно учесть cosφ – параметр, показывающий долю активной энергии в полной:
Ракт=Робщ*cosφ=U*I*cosφ.
Соответственно, Робщ=Ракт/cosφ.
Например, в электродвигателе с Ракт 1кВт и cosφ 0,7 полная энергия, потребляемая устройством, будет 1,43кВт, и ток – 6,5А.
Треугольник активной, реактивной и полной энергии
Расчет в трехфазной сети
Трёхфазную электросеть можно представить как три однофазных сети. Однако в однофазных сетях используется понятие «фазное напряжение» (Uф), измеряемое между нулевым и фазным проводами, в сети 0,4кВ, равное 220В. В трёхфазных электросетях вместо «фазного» применяется понятие «линейное напряжение» (Uлин), измеряемое между линейными проводами и в сети 0,4кВ, равное 380В:
Uлин=Uф√3.
Поэтому формула для активной нагрузки, например, электрокотла, выглядит так:
P=U*I*√3.
При определении мощности электродвигателя необходимо учитывать cosφ, выражение приобретает следующий вид:
P=U*I*√3*cosφ.
На практике этот параметр обычно известен, а узнать необходимо ток. Для этого используется следующее выражение:
I=P/(U*√3*cosφ).
Например, для электродвигателя 3кВт (3000Вт) и cosφ 0,7 расчёт получается таким:
I=3000/(380*√3*0,7)=5,8А.
Интересно. Вместо вычислений можно считать, что в трёхфазной сети 380В 1кВт соответствует 2А.
Лошадиная сила
В некоторых случаях при определении мощности автомобилей пользуются устаревшей единицей измерения «лошадиная сила».
Эту единицу ввел в обращение Джеймс Уайт, в честь которого названа единица мощности 1 Ватт, в 1789 году. Его нанял один пивовар для постройки парового двигателя для насоса, способного заменить лошадь. Чтобы определить, какой необходим двигатель, взяли лошадь и запрягли её качать воду.
Считается, что пивовар взял самую сильную лошадь и заставил её работать без отдыха. Реальная сила лошади меньше в 1,5 раза.
В разных странах соотношение 1ЛС и 1кВт немного отличается друг от друга. В России принято считать 1ЛС=0.735кВт, и автомобильный двигатель в 80ЛС соответствует электродвигателю 58,8кВт.
Лошадиная сила
Знание того, как определить мощность и как узнать ток электроприборов, необходимы для проектирования электросетей, расчета кабелей и пускорегулирующей аппаратуры.
Видео
Оцените статью:формула, мгновенный и средний расчет силы
В общем смысле этим термином обозначают энергетические изменения определенной системы. Классическая формула механической мощности устанавливает связь между работой и временем, которое понадобилось на завершение соответствующего процесса. В этой публикации дополнительно рассмотрены электрические и гидравлические параметры энергии, методики вычислений, измерительные приборы.
Механическая мощность характеризует скорость выполнения работы
Используемые обозначения
В стандартных формулах мощность часто обозначают буквой N без уточнения происхождения. Достаточно часто применяют P. В этом варианте понятен исходный смысл: от латинского слова potestas – действие, мощь, сила. В электротехнике часто применяют W (watt – англ., ватт). Дополнительными символами отмечают специфическое назначение NH – гидравлическая мощность от hydraulics.
Основные формулы
Когда рассчитывается средняя мощность формула содержит значения для определенных промежутков: ΔА (работа) и Δt (время). Мгновенные показатели обозначают dA и dt, соответственно. Чтобы узнать количество потребленной энергии, берут интеграл за необходимый временной интервал.
Единицы измерения
В действующей системе единиц «СИ», утвержденной на международном уровне, мощность предлагается указывать в ваттах (один Вт = работе 1 Джоуль, сделанной за 1 секунду). Устаревшее обозначение «лошадиная сила» рекомендовано изъять из оборота. Для удобства применяют производные значения с определенными приставками (один киловатт (1кВт) = 10 в третьей степени ватт = 1 000 Вт).
Перевод 1 Вт в иные обозначения:
- килограмм-сила-метр в секунду (кгс*м/с) – 0,102;
- эрг в секунду (эрг/с) – 107;
- лошадиная сила (л.с.) метрическая/ английская – 1,36*10-3/ 1,34*10-3.
К сведению. Если в описании автомобиля указано 125 кВт, это равнозначно 170 л.с. (125*1,36=169,95).
Мощность в механике
В ходе исследования механических процессов необходимо учитывать точку приложения усилия и направление действия. Рассчитать мощность можно по формуле (N=F*v) с учетом скорости движения (v) определенного тела. Если направления не совпадают, добавляют корректирующий множитель (cosα).
Электрическая мощность
В этой области не важны тяжесть предметов, сила трения, другие механические термины и определения. Тем не менее, суть рассматриваемой физической величины остается неизменной, подобны принципы отдельных вычислений.
Можно применить для расчета мгновенной мощности формулу:
P(a-b) = А/ Δt,
где:
- (a-b) – обозначают энергию, затраченную на перемещение заряда (q) из одной в другую точку;
- А – выполненная в ходе этого процесса работа.
Если взять все заряды (Q), напряжение в контрольных точках (U), нетрудно вычислить суммарную мощность:
P = (U/ Δt) * Q = U * Q/ Δt = U *I.
Последнее преобразование основано на классическом определении тока (количество зарядов, протекающих по соответствующему проводнику за определенное время).
Для пассивных цепей можно пользоваться законом Ома и соответствующими формулами без дополнительных коррекций. Учитывают (при наличии) источник электродвижущей силы (направление движения токов).
Формулы для расчета мощности и других параметров
При подключении техники к источникам переменного тока вычисления усложняются. Приходится интегрировать мгновенные значения с учетом определенных периодов, частоты и формы сигналов. На практике часто решают задачи по вычислению мощности потребителей, подключенных к источнику питания с синусоидальным током (напряжением).
Активная составляющая энергии в этом случае будет зависеть от фазового сдвига. Значение вычисляют по формуле:
Pa = U * I * cosϕ (для 220V).
При работе с трехфазными источниками пользуются измененным вариантом выражения:
Pa = √3 * U * I * cosϕ = 1,732 * U * I * cosϕ.
Реактивная переменная потребляется и возвращается в источник питания. Для расчета берут следующую зависимость базовых параметров:
Pq = U * I * sinϕ.
Полная мощность:
Ps = √( Pa2 + Pq2).
Приборы для измерения электрической мощности
С учетом основных компонентов формулы несложно понять, что значения необходимых параметров (ток и напряжение) можно узнать с помощью обычного мультиметра. По необходимому уровню точности выбирают методику и класс измерительного прибора.
Современный ваттметр может передавать информацию в режиме онлайн для удаленного контроля телеметрии
Специализированные изделия (ваттметры) способны отображать результаты исследований при работе в сетях постоянного и переменного тока. Специальные модификации (варметры) замеряют реактивную составляющую.
Гидравлическая мощность
Узнать производительность асинхронного электродвигателя насоса можно косвенным методом, по выполненной работе. Для этого умножают перепад измеренных (вход/ выход) давлений (ΔP) на количество перекачанной жидкости (V) в м куб. за секунду.
Пример:
- напор по манометрам – 220 кгс/ см кв.;
- производительность – 65 л/мин. = 3,9 куб. м/ час = 0,001083 куб. м /с.;
- мощность NH = ΔP * V = 220 * 100 (перевод см в м) * 0,001083 = 23,83 кВт.
Мощность силы
Для решения практических задач меняют рассмотренные выражения необходимым образом. Расчет энергетических изменений отображает пример с падающим предметом:
- в исходных данных известны высота и масса тела;
- требуется установить мощность силы формула которой отображает результат на половине пути при свободном падении;
- подставляют вместо базовых компонентов известные величины:
- F = m *g;
- V (скорость в определенной точке) = Vn (начальная скорость) + g*t.
- после завершения преобразований получают:
P = m*√(g3*h).
Мощность вращающихся объектов
Для расчета подобной системы применяют формулу:
N = M * w = (2π * M* n)/60,
где:
- M – момент силы;
- w – угловая скорость, характеризующая вращение;
- n – количество оборотов, которое совершает двигатель или другое устройство за 60 секунд.
Приведенные сведения используют с учетом целевого назначения и реальных условий. Так, в термодинамике необходимо помнить о зависимости эффективности системы от температуры окружающей среды. Тепловые потери нагревателя оценивают по соответствующей мощности на единицу площади поверхности. Аналогичным образом поступают при решении механических задач для расчета тяги, КПД, иных рабочих параметров. Как правило, приходится специальным коэффициентом компенсировать трение.
В электрических цепях ток ограничивает сопротивление проводника. Для небольших расстояний при малой мощности тщательные расчеты не нужны. Однако проект магистральной трассы обязательно содержит соответствующие вычисления. На основе полученных результатов делают выводы о среднегодовых экономических показателях. Следует помнить о необходимости учета искажений, которые добавляют при работе с переменным напряжением реактивные нагрузки.
Видео
Электрический ток , Электроэнергия , Электрическое напряжение
Электричество и Электрическая зарядка
Наиболее распространенные общие формулы, используемые в электротехнике
● Основные формулы и Расчеты ●
Взаимосвязь физических и электрических величин (параметров)
Электрическое напряжение В , сила тока I , удельное сопротивление R , импеданс Z , Мощность и Мощность P
Вольт В , ампер A, сопротивление и импеданс Ом Ом и Вт Вт
| Номинальное полное сопротивление Z = 4, 8 и 16 Ом (громкоговорители) часто принимается за сопротивление R . Уравнение закона Ома (формула): В = I × R и уравнение степенного закона (формула): P = I × В . P = мощность, I или J = латиница: влияние, международный ампера или интенсивность и R = сопротивление. В = напряжение, разность электрических потенциалов ΔV или E = электродвижущая сила (эдс = напряжение). |
| Введите любые два известных значения и нажмите «рассчитать», чтобы решить для двух других. Пожалуйста, введите только два значения. |
| Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но фактическая функция отсутствует. |
Формула Колеса Электротехники
| В происходит от «напряжения» и E от «электродвижущей силы (ЭДС)». E означает также энергию , поэтому мы выбираем V . Энергия = напряжение × заряд. E = V × Q . Некоторым нравится лучше придерживаться E вместо V , так что сделайте это. Для R принять Z . |
| 12 самых важных формул: Напряжение В = I × R = P / I = √ ( P × R ) в вольтах В Ток I = В / R = P / V = √ ( P / R ) в амперах A Сопротивление R = В / I = P / I 2 = В 2 / P в Ом Ω Мощность P = В × I = R × I 2 = В 2 / R Вт, Вт |
См. Также: Формула Колеса Акустики (Аудио)
| Большой Power Formulas Расчет электрической и механической мощности (прочность) |
|
| Andr-Marie Ampre был французский физик и математик. Единица измерения электрического тока СИ, ампер, , была названа его именем. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта был итальянским физиком. Единица измерения электрического напряжения СИ, вольт , была названа в его честь. Георг Симон Ом был немецкий физик и математик. Единица измерения электрического сопротивления СИ, Ом, , была названа его именем. Джеймс Уотт был шотландским изобретателем и инженером-механиком. Единица измерения электрической мощности (мощности) СИ, Вт, , была названа его именем. |
| Мощность, как и все размеры энергии, в первую очередь, расчетное значение. |
| Слово «усилитель мощности» является неправильным, особенно в звуковой инженерии. Напряжение и ток могут быть усилены. Странный термин «усилитель мощности» Понятно, что усилитель предназначен для управления нагрузкой такой как громкоговоритель. Мы называем произведение усиления тока и усиления напряжения «усиление мощности». |
Совет : треугольник электрического напряжения В = I × R (закон Ома VIR)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано. Треугольник электроэнергии P = I × В (Степенной закон PIV)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано.
Волшебный треугольник может быть использован для расчета всех формул легко. Вы прячетесь с
палец значение, которое будет рассчитано. Два других значения показывают, как выполнить расчет.
Расчеты: закон Ома — магический треугольник Ома
Измерение входного и выходного сопротивления
ТОК ИЗМЕНЕНИЯ (AC) ~
В л = напряжение сети (вольт), В р = напряжение фазы (вольт), I л = ток линии (ампер), I р = ток фазы ( ампер)
Z = полное сопротивление (Ом), P = мощность (Вт), φ = угол коэффициента мощности, VAR = вольт-ампер (реактивный)
| Ток (однофазный): I = P / V p × cos φ | Ток (3 фазы): I = P / √3 В л × cos φ или I = P /3 В p × cos φ |
| Мощность (однофазная): P = В p × I p × cos φ | Мощность (3 фазы): P = √3 В л × I л × cos φ или P = √3 В p × I p × cos φ |
Полная мощность S рассчитывается по Пифагору, активная мощность P и реактивная мощность Q . S = √ ( P 2 + Q 2 )
| формулы питания постоянного тока Напряжение В, В (В), расчет по току I, В (А) и сопротивлению R, В (Ом): В (В) = I (А) × R (Ом) Мощность P в (Вт), расчет от напряжения В, в (В) и тока I, в (А): P (Ш) = В (В) × I (А) = В 2 (В) / R (Ω) = I 2 (A) R (Ω) формулы переменного тока Напряжение В в вольт (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в Ом (Ом): В (В) = I (A) Z ((Ω) = (| I | × | Z |) и ( θ I + θ Z ) Полная мощность S в вольт-ампер (ВА) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A): S (ВА) = В (В) I (A) = (| В | × | I |) и ( θ В — θ I ) Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток, I, в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ): P (Ш) = В (В) × I (А) × cos φ Реактивная мощность Q в вольт-ампер реактивного (VAR) равна напряжению В в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A) синус комплексного фазового угла мощности ( φ ): Q (VAR) = В (V) × I (A) × sin φ Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ): ПФ = | cos φ | |
Фактический коэффициент мощности, а не обычный коэффициент мощности смещения 50/60 Гц
| Определения электрических измерений | ||
| Количество | Имя | Определение |
| частота ф | герц (Гц) | 1 / с |
| сила F | ньютон (N) | кг · м / с² |
| давление р | паскаль (Па) = Н / м² | кг / м · с² |
| энергия E | Джоулей (J) = N · м | кг · м² / с² |
| мощность P | Вт (Вт) = Дж / с | кг · м² / с³ |
| электрический заряд Q | кулонов (C) = A · с | A · с |
| напряжение В | вольт (В) = W / A | кг · м² / A · с³ |
| ток I | ампер (А) = Q / с | A |
| Емкость C | фарад (F) = C / V = A · с / V = с / Ω | A² · с 4 / кг · м² |
| индуктивность L | Генри (H) = Wb / A = V · с / A | кг · м² / A² · с² |
| сопротивление R | Ом (Ом) = V / A | кг · м²A² · с³ |
| Проводимость G | сименс (S) = A / V | A² · с³ / кг · м² |
| магнитный поток Φ | Вебер (Wb) = V · с | кг · м² / A · с² |
| плотность потока B | тесла (Т) = Wb / м² = V · с / м² | кг / А · с² |
| Поток электрического заряда Q упоминается как электрический ток I. Сумма сбора за единицу времени это изменение электрического тока. Ток течет с постоянным значением I. за время т. , он транспортирует . заряд Q = I × t . Для постоянной во времени мощности соотношение между зарядом и током: I = Q / т или Q = I × t. Благодаря этим отношениям, основные единицы ампер и второй кулон в Международная система единиц установлена.Кулоновская единица может быть представлена как 1 C = 1 A × s. Заряд Q , (единица измерения в ампер-часах Ач), ток разряда I , (единица измерения в амперах A), время т , (единица измерения в часах). |
В акустике у нас есть « Акустический эквивалент для закона Ома »
Соотношения акустических размеров, связанных с плоскими прогрессивными звуковыми волнами
Преобразование многих единиц, таких как мощность и энергия
префиксы | длина | площадь | объем | вес | давление | температура | время | энергия | мощность | плотность | скорость | ускорение | сила
[начало страницы]
,
Power Calculator
Калькулятор энергопотребления: рассчитывает электроэнергию / напряжение / ток / сопротивление.
Калькулятор постоянного тока
Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите Рассчитать Кнопка :
Расчет мощности постоянного тока
Расчет напряжения (В) по току (I) и сопротивлению (R):
В (В) = I (А) × R (Ом)
Расчет комплексной мощности (S) по напряжению (В) и току (I):
P (Вт) = В (В) × I (А) = В 2 (В) / R (Ом) = Я 2 (A) × R (Ω)
Калькулятор переменного тока
Введите 2 величины + 2 фазовых угла , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :
Расчет мощности переменного тока
Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в омах (Ом):
В (В) = I (А) × Z (Ом) = (| I | × | Z |) ∠ ( θ I + θ Z )
Комплексная мощность S в вольт-амперах (VA) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A):
S (ВА) = В (В) × I (А) = (| В | × | I |) ∠ ( θ В — θ I )
Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ):
P (W) = V (V) × I (A) cos φ
Реактивная мощность Q в реактивных вольт-ампер (VAR) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на синус комплексного угла фазы мощности ( φ ):
Q (VAR) = V (V) × I (A) × sin φ
Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного угла фазы мощности ( φ ):
PF = | cos φ |
Калькулятор энергии и мощности
Введите 2 значения , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Вычислить :
Расчет энергии и мощности
Средняя мощность P в ваттах (Вт) равна потребленной энергии E в джоулях (Дж), деленной на период времени Δ t в секундах (с):
P (Ш) = E (Дж) / Δ т (с)
Электроэнергия ►
См. Также
,формул расчета мощности ИОЛ — ZEISS Medical Technology
Какая современная формула расчета интраокулярной линзы (ИОЛ) дает наилучшие результаты для прогнозирования эффективного положения линзы (ELP) — широко обсуждаемая тема. В этом разделе вы найдете обзор формул последнего поколения для вращательно-симметричных конструкций ИОЛ (исключая глаза после лазерной коррекции зрения), а их философия изложена в двух словах. Кроме того, перечислены параметры каждой формулы, используемой для прогнозирования ELP, а также рекомендации формул для различных типов глаз в соответствии с различными источниками.
Barrett
В формуле Barrett Universal 2 используется теоретическая модель глаза, в которой глубина передней камеры (ACD) связана с осевой длиной (AL) и кератометрией. Соотношение между А-константой и «коэффициентом линзы» также используется для определения ACD. 1 Важное различие между формулой Барретта и другими формулами заключается в том, что расположение основной плоскости рефракции ИОЛ сохраняется в качестве соответствующей переменной в формуле.
Параметры, используемые для прогнозирования ELPAL, мощность роговицы, ACD (опционально), толщина линзы (опционально), бело-белый диаметр роговицы (опционально).
Рекомендуемый тип глазФормула Барретта рекомендуется для коротких и длинных глаз. 2
Haigis
Формула Хайгиса рекомендует мощность ИОЛ на основе функции трех переменных ( 0 , 1 и 2 ). Постоянная 1 связана с измеренным ACD, а постоянная 2 связана с измеренным AL. Это позволяет оптимизировать все три константы для широкого диапазона AL и ACD с использованием анализа двойной регрессии.
Параметры, используемые для прогнозирования ELP Рекомендуемый тип глазаХайгис (только для 0 ): нормальные глаза 2
Хайгис ( 0 , 1 , 2 оптимизированы): короткие — длинные глаза 2, * Hoffer Q
Формула Hoffer Q опирается на персонализированные ACD, AL и кривизну роговицы. Персонализированное ACD (pACD) разработано из любой данной серии определенного стиля IOL. Он включает (1) фактор, который увеличивает ACD с увеличением AL, (2) фактор, который увеличивает ACD с увеличением кривизны роговицы, (3) фактор, который сдерживает изменение ACD для очень длинных и коротких глаз, и (4 ) константа, добавленная в ACD. 3
Параметры, используемые для прогнозирования ELPЭто AL и мощность роговицы.
Рекомендуемый тип глазФормула Hoffer Q должна использоваться для глаз размером менее 22 мм в соответствии с рекомендациями Королевского коллажа офтальмологии. 4
Holladay 1
Формула Holladay 1 использует послеоперационное стабилизированное значение рефракции, диоптрическую мощность имплантированной ИОЛ, а также предоперационные измерения роговицы и АЛ для расчета персонализированного фактора хирургии.Таким образом, коэффициент хирурга определяется как расстояние от послеоперационной передней плоскости радужки до эффективной оптической плоскости ИОЛ. Как и в случае с другими константами, фактор хирурга — это не измерение, а число, представляющее предыдущий опыт конкретного хирурга. 5
Параметры, используемые для прогнозирования ELPЭто AL и мощность роговицы.
Рекомендуемый тип глазHolladay 1 рекомендуется для глаз размером от 24,6 до 26,0 мм. 4
Holladay 2
Формула Holladay 2 концептуально основана на формуле Holladay 1; однако он использует семь параметров для прогнозирования фактора хирургии.Это AL, мощность роговицы, ACD, толщина хрусталика, возраст, бело-белый диаметр роговицы и данные до рефракции перед операцией. Как формула работает в деталях, еще не было раскрыто Джеком Холлэйдом.
Параметры, используемые для прогнозирования ELP.Это AL, мощность роговицы, ACD, толщина линзы (необязательно), возраст (необязательно), диаметр роговицы от белого до белого (необязательно), данные дооперационной рефракции (необязательно).
Рекомендуемый тип глазФормула Holladay 2 рекомендуется для коротких — длинных * глаз. 2
* Показано, что регулировка W-K расширяет использование от «коротких — нормальных глаз» до «коротких — длинных глаз» для конструкций ИОЛ мениска в диапазоне от низкого плюс до минус мощности. 6
SRK / T
Формула SRK / T представляет собой теоретический (T) подход к вычислению мощности ИОЛ под эгидой SRK эмпирических формул с использованием существующих A-констант и методов оптимизации. Эмпирические методы оптимизации модели SRK / T в основном состоят из (1) прогнозирования послеоперационного ACD, (2), поправочного коэффициента толщины сетчатки и (3) показателя преломления роговицы. 7
Параметры для прогнозирования ELPЭто AL и мощность роговицы.
Рекомендуемый тип глазФормула SRK / T должна использоваться для глаз> 26 мм. Комбинация Hoffer Q, Holladay 1 и SRK / T должна использоваться для глаз 22,0–24,5 мм. 4
SRK I и SRK II
Формулы SRK I и SRK II устарели и больше не должны использоваться. 8
. В этой статье обсуждаются основные формулы насоса с примерами, такими как расчет мощности насоса , формула , удельная скорость вращения центробежного насоса и законы сродства для центробежных и поршневых насосов . Также предоставляется онлайн калькулятор для расчета мощности насоса
Формулы эффективности насоса и мощности насоса с примерами
КПД и потребляемая мощность насоса
Объем работ, выполняемых насосом, равен весу перекачиваемой жидкости в единицу времени, умноженному на общий напор в метрах.Однако производительность насоса в М 3 / час и удельный вес жидкости используются вместо веса жидкости, перекачиваемой для работы, выполняемой насосом.
Входная мощность насоса «P» — это механическая мощность в кВт, или Вт, Вт, потребляемая валом или муфтой. Так что входная мощность насоса также называется Break Horse Power (BHP).
Вход насоса BHP — это мощность, подаваемая на вал насоса, и обозначается как мощность в тормозной системе. поэтому входная мощность насоса также называется . Мощность на валу насоса .
Выходная мощность насоса р называется Мощность лошадиных сил (WHP ) или Гидравлическая мощность , и это полезная работа, выполняемая насосом. и обычно выражается формулой
Гидравлическая мощность Ph = Расход X Общая развитая головка X Плотность X Гравитационная постоянная
КПД насоса — это отношение входной и выходной мощности насоса.
, т. Е. КПД насоса — это отношение лошадиных сил к мощности лошадиных сил.
Формула расчета входной мощности насоса или формула расчета мощности на валу насоса
Входная мощность насоса = P
Формула — 1
P в ваттах =
Здесь
Q = Расход в м 3 / сек
В = Общая развернутая головка в метрах
= Плотность в кг / м 3
г = гравитационная постоянная = 9,81 м / с 2
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 2
P в кВт =
Здесь
Q = Расход в м 3 / час
В = Общая развернутая головка в метрах
= Плотность в кг / дм 3 (1 кг / м 3 = 0.001 кг / дм 3 )
η = КПД между 0 и <1 (не в%)
Формула — 3
P в кВт =
Здесь
Q = Расход в лт / сек (1 м 3 / сек = 3,6 х лт / сек)
В = Общая развернутая головка в метрах
= Плотность в кг / дм 3 (1 кг / м 3 = 0,001 кг / дм 3 )
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 4
P в Hp =
Здесь
Q = Расход в Лт./ сек
В = Общая развернутая головка в метрах
= Плотность в кг / дм 3
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Формула — 5 (единицы USCS)
P в Hp =
Здесь
Q = Расход в галлонах в минуту
H = общая развитая голова в ногах
= Плотность в фунтах / футах 3
η = КПД насоса (от 0% до 100%)
Для насосного агрегата с электродвигателем общая эффективность составляет
Общий КПД = КПД насоса х КПД двигателя
Тогда общая эффективность становится так называемой эффективностью «провод-вода-», которая выражается формулой
.Общая эффективность =
Удельная скорость насоса
Удельная скорость «Nq» является параметром, полученным из анализа размеров, который позволяет сравнивать рабочие колеса насосов различных размеров даже при их работе в аналогичном диапазоне Q -H .Определенную скорость можно использовать для классификации оптимальной конструкции рабочего колеса.
Удельная скорость насоса (Nq) определяется как скорость в об / мин, при которой геометрически подобное рабочее колесо будет работать, если оно будет пропорционально уменьшено в размерах, чтобы доставлять 75 кг воды в секунду до высоты 1 м.
Nq также определяется как теоретическая скорость вращения, при которой геометрически подобное рабочее колесо будет работать, если бы оно было такого размера, чтобы производить 1 м головки при скорости потока 1 м 3 / с в лучшей точке эффективности.
Удельную скорость можно сделать действительно безразмерным характеристическим параметром, сохранив то же числовое значение, используя следующее уравнение.
Метрическая система
Nq = =
где Nq = безразмерный параметр
N = об / мин насоса
n = об / с насоса
Q = Расход в м 3 / сек
H = голова в метрах
г = гравитационная постоянная (9,81 м / с 2 )
британских единиц
Nq =
, где N = число оборотов насоса
Q = Расход в галлонах в минуту (GPM)
H = голова в ногах
Примечание:
1.Для многоступенчатых насосов разработанная головка (H) с наилучшей эффективностью
2. Рассмотрим половину полного расхода в случае крыльчатки с двойным всасыванием.
Приблизительные исходные значения для удельной скорости центробежного насоса (Nq):
Радиальное рабочее колесо с высоким напором — до прибл. 25
Рабочее колесо с радиальной средней головкой — до прибл. 40
Радиальное рабочее колесо с низким напором — до прибл. 70
Рабочее колесо со смешанным потоком — до прибл. 160
Рабочее колесо с осевым потоком (пропеллер) — ок.от 140 до 400
Законы сродства для насосов — перейдите по ссылке ниже
Законы сродства для центробежных насосов | Положительные законы смещения поршневого насоса | Законы сродства насоса с примером
Зачем выбирать насос с лучшим КПД
Эффективность насоса является наиболее важным фактором при расчете потребляемой мощности. Таким образом, при выборе более высокой производительности насоса всегда выбирайте насос с наилучшей эффективностью.
Приведенная ниже формула поможет определить, какой тип КПД насоса лучше всего подходит.
N
N = количество единиц энергосбережения в год в киловаттах
= выше и ниже общий КПД двух насосных агрегатов.
P = подводимая мощность в кВт к двигателю (относится к насосу с низким КПД)
T = часы работы в год
Пример расчета эффективности насоса
= 75% и 65% соответственно
P = потребляемая мощность = 40 кВт
T = 3000 часов в год
N = 18461 Единиц (кВт)
Таким образом, при той же производительности КПД насоса увеличится на 10%, тогда энергосбережение составит 18461 кВт / ч в год.
Расчет мощности центробежного насоса онлайн
Примечание: 1000 кг / м 3 = 1 кг / дм 3
Нажмите здесь
Статья по теме:
Расчет давления пара насоса | Таблица давления водяного пара при разных температурах
Классификация насосов | Типы насосов и принципы их работы
Коэффициенты пересчета единиц и таблицы для расчета технического проекта
NPSH расчет | Потеря напора всасывающей и нагнетательной линии насоса с онлайн калькулятором
Спасибо за чтение этой статьи.Я надеюсь, что это может удовлетворить ваши требования. Оставьте отзыв, комментарии и, пожалуйста, не забудьте поделиться
,