تعريف وحدة قياس الطاقة الحالية. الطاقة الكهربائية: الصيغة، وحدات القياس

كيلووات هي وحدة متعددة مشتقة من "وات"

وات

وات(W، W) - وحدة نظام قياس الطاقة.
وات- وحدة عالمية مشتقة في نظام SI لها اسم وتسمية خاصان. كوحدة لقياس الطاقة، تم الاعتراف بالواط في عام 1889. ثم تم تسمية هذه الوحدة على شرف جيمس وات (وات).

جيمس واط - الرجل الذي اخترع وصنع المحرك البخاري العالمي

كوحدة مشتقة من نظام SI، تم تضمين "الواط" فيه في عام 1960.
ومنذ ذلك الحين، تم قياس قوة كل شيء بالواتس.

في نظام SI، بالواتس، يُسمح بقياس أي طاقة - ميكانيكية، حرارية، كهربائية، إلخ. يُسمح أيضًا بتكوين مضاعفات ومضاعفات الوحدة الأصلية (وات). للقيام بذلك، يوصى باستخدام مجموعة من بادئات SI القياسية، مثل كيلو وميجا وجيجا وما إلى ذلك.

وحدات الطاقة، مضاعفات واط:

• 1 واط
• 1000 واط = 1 كيلو واط
• 1000000 واط = 1000 كيلووات = 1 ميجاوات
• 1000000000 واط = 1000 ميجاوات = 1000000 كيلووات = 1 جيجاوات
• إلخ.

كيلووات في ساعة وحدة كهربائية

لا توجد وحدة قياس كهذه في نظام SI.
كيلووات في ساعة وحدة كهربائية(kWh, kW⋅h) هي وحدة خارج النظام مشتقة فقط لحساب الكهرباء المستخدمة أو المنتجة. كيلووات ساعة تقيس كمية الكهرباء المستهلكة أو المنتجة.

يتم تنظيم استخدام "كيلووات ساعة" كوحدة قياس في روسيا بواسطة GOST 8.417-2002، والذي يشير بوضوح إلى اسم وتعيين ونطاق "كيلووات ساعة".

تحميل غوست 8.417-2002 (التنزيلات: 3014)

مقتطف من GOST 8.417-2002 " نظام الدولةضمان توحيد القياسات. وحدات الكميات"، البند 6 الوحدات غير المدرجة في SI (جزء من الجدول 5).

الوحدات غير النظامية مقبولة للاستخدام مع وحدات النظام الدولي للوحدات (SI).

ما هو كيلووات ساعة ل؟

غوست 8.417-2002توصي باستخدام "كيلوواط/ساعة" كوحدة قياس أساسية لحساب كمية الكهرباء المستخدمة. لأن "كيلووات ساعة" هو الشكل الأكثر ملاءمة وعملية الذي يسمح لك بالحصول على النتائج الأكثر قبولا.

وفي الوقت نفسه، ليس لدى GOST 8.417-2002 أي اعتراض على الإطلاق على استخدام وحدات متعددة مشتقة من "كيلووات/ساعة" في الحالات التي يكون فيها ذلك مناسبًا وضروريًا. على سبيل المثال، متى العمل المختبريأو عند حساب الكهرباء المولدة في محطات توليد الطاقة.

تبدو الوحدات المتعددة الناتجة من "كيلوواط/ساعة" كما يلي:

• 1 كيلو وات/ساعة = 1000 وات/ساعة
• 1 ميجاوات/ساعة = 1000 كيلووات/ساعة
• إلخ.

كيفية كتابة كيلووات/ساعة بشكل صحيح⋅

تهجئة مصطلح "كيلووات ساعة" وفقًا لـ GOST 8.417-2002:

• يجب كتابة الاسم الكامل بواصلة:
  وات ساعة، كيلووات ساعة
• يجب كتابة التدوين القصير مفصولاً بنقطة:
  واط، كيلوواط ساعة، كيلوواط⋅ساعة

ملحوظة تسيء بعض المتصفحات تفسير كود HTML الخاص بالصفحة وبدلاً من النقطة (⋅) تعرض علامة استفهام (؟) أو أي هراء آخر.

نظائرها GOST 8.417-2002

معظم الوطنية المعايير التقنيةترتبط دول ما بعد الاتحاد السوفيتي الحالية بمعايير الاتحاد السابق، لذلك، في علم القياس في أي بلد في منطقة ما بعد الاتحاد السوفيتي، يمكنك العثور على نظير لـ GOST الروسي 8.417-2002، أو رابط إليه ، أو نسخته المنقحة.

تعيين قوة الأجهزة الكهربائية

من الممارسات الشائعة تحديد القوة الكهربائية للأجهزة الكهربائية على غلافها.
التعيين التالي لقوة المعدات الكهربائية ممكن:

• بالواط والكيلووات (W، kW، W، kW)
  (تعيين الطاقة الميكانيكية أو الحرارية للأجهزة الكهربائية)
• بالواط/ساعة والكيلوواط/ساعة (Wh، kW⋅h، W⋅h، kW⋅h)
  (تعيين الطاقة الكهربائية المستهلكة للجهاز الكهربائي)
• بالفولت أمبير والكيلو فولت أمبير (VA، kVA)
  (تعيين إجمالي الطاقة الكهربائية للجهاز الكهربائي)

وحدات قياس لبيان قوة الأجهزة الكهربائية

واط وكيلوواط (W، kW، W، kW)- وحدات قياس القدرة في نظام SI، تستخدم للإشارة إلى القوة المادية الإجمالية لأي شيء، بما في ذلك الأجهزة الكهربائية. إذا كان هناك تسمية على جسم الوحدة الكهربائية بالواط أو الكيلووات، فهذا يعني أن هذه الوحدة الكهربائية أثناء تشغيلها تقوم بتطوير الطاقة المشار إليها. كقاعدة عامة، يتم الإشارة إلى قوة الوحدة الكهربائية، التي تعد مصدرًا أو مستهلكًا للطاقة الميكانيكية أو الحرارية أو أي نوع آخر من الطاقة، بـ "الواط" و"الكيلووات". ومن المستحسن في "الواط" و"الكيلوواط" الإشارة إلى القوة الميكانيكية للمولدات الكهربائية والمحركات الكهربائية، الطاقة الحراريةأجهزة ووحدات التدفئة الكهربائية، الخ. يتم التعيين بـ "الواط" و"الكيلووات" للطاقة المادية المنتجة أو المستهلكة للوحدة الكهربائية بشرط أن يؤدي استخدام مفهوم الطاقة الكهربائية إلى إرباك المستخدم النهائي. على سبيل المثال، بالنسبة لمالك سخان كهربائي، فإن كمية الحرارة المستلمة مهمة، وعندها فقط الحسابات الكهربائية.

وات ساعة و كيلووات ساعة (W⋅ح، كيلوواط⋅ ح، دبليو⋅ح، كيلوواط⋅ح)- وحدات غير نظامية لقياس الاستهلاك طاقة كهربائية(استهلاك الطاقة). استهلاك الطاقة هو مقدار الكهرباء التي تستهلكها المعدات الكهربائية لكل وحدة من وقت التشغيل. في أغلب الأحيان، يتم استخدام "واط/ساعة" و"كيلوواط/ساعة" للإشارة إلى استهلاك الطاقة للمعدات الكهربائية المنزلية، والتي يتم تحديدها فعليًا.

فولت أمبير وكيلو فولت أمبير (VA، kVA، VA، kVA)- وحدات SI للطاقة الكهربائية، أي ما يعادل واط (W) وكيلوواط (كيلوواط). تستخدم كوحدات قياس لقوة التيار المتردد الظاهرة. يتم استخدام فولت أمبير وكيلو فولت أمبير في الحسابات الكهربائية في الحالات التي يكون فيها من المهم معرفة المفاهيم الكهربائية والتعامل معها. يمكن استخدام وحدات القياس هذه للإشارة إلى الطاقة الكهربائية لأي جهاز كهربائي يعمل بالتيار المتردد. مثل هذا التعيين سوف يلبي متطلبات الهندسة الكهربائية على أفضل وجه، من وجهة نظر - جميع الأجهزة الكهربائية التي تعمل بالتيار المتردد تحتوي على مكونات نشطة ومتفاعلة، وبالتالي فإن العام الطاقة الكهربائيةيجب تحديد مثل هذا الجهاز من خلال مجموع أجزائه. كقاعدة عامة، يتم قياس قوة المحولات والاختناقات وغيرها من المحولات الكهربائية البحتة والإشارة إليها بـ "الفولت أمبير" ومضاعفاتها.

يتم اختيار وحدات القياس في كل حالة على حدة، وفقًا لتقدير الشركة المصنعة. لذلك، يمكنك العثور على أفران الميكروويف المنزلية من الشركات المصنعة المختلفة، يشار إلى قوتها بالكيلووات (كيلوواط، كيلوواط)، بالكيلوواط/ساعة (كيلووات ساعة، كيلووات⋅ساعة) أو فولت أمبير (VA، VA). والأول والثاني والثالث لن يكون خطأ. في الحالة الأولى، أشارت الشركة المصنعة إلى الطاقة الحرارية (كوحدة تسخين)، في الثانية - الطاقة الكهربائية المستهلكة (كمستهلك كهربائي)، في الثالثة - إجمالي الطاقة الكهربائية (كجهاز كهربائي).

نظرًا لأن المعدات الكهربائية المنزلية منخفضة الطاقة بما يكفي لمراعاة قوانين الهندسة الكهربائية العلمية، فإن الأرقام الثلاثة على مستوى المنزل هي نفسها عمليًا

وبالنظر إلى ما سبق، يمكننا الإجابة السؤال الرئيسيمقالات

كيلووات و كيلووات ساعة | من يهتم؟

• الفرق الأكبر هو أن كيلووات هي وحدة قياس الطاقة، في حين أن كيلووات ساعة هي وحدة قياس الكهرباء. ينشأ الارتباك والارتباك على مستوى الأسرة، حيث يتم تحديد مفهومي الكيلووات والكيلووات/ساعة من خلال قياس الطاقة المنتجة والمستهلكة للأجهزة الكهربائية المنزلية.
• وعلى مستوى جهاز المحول الكهربائي المنزلي فإن الفرق الوحيد هو في الفصل بين مفهومي الطاقة الناتجة والطاقة المستهلكة. يتم قياس الطاقة الحرارية أو الميكانيكية الناتجة للوحدة الكهربائية بالكيلووات. يتم قياس الطاقة الكهربائية المستهلكة من الوحدة الكهربائية بالكيلوواط / ساعة. بالنسبة للأجهزة الكهربائية المنزلية، فإن أرقام الطاقة المولدة (الميكانيكية أو الحرارية) والمستهلكة (الكهربائية) هي نفسها تقريبًا. لذلك، في الحياة اليومية لا يوجد فرق في المفاهيم التي يجب التعبير عنها وفي أي وحدات لقياس قوة الأجهزة الكهربائية.
• لا ينطبق ربط وحدات القياس بالكيلووات والكيلووات/ساعة إلا في حالات التحويل المباشر والعكسي للطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية وحرارية وما إلى ذلك.
• ومن غير المقبول على الإطلاق استخدام وحدة القياس “كيلووات/ساعة” في ظل عدم وجود عملية تحويل للكهرباء. على سبيل المثال، لا يمكن لـ "كيلووات/ساعة" قياس استهلاك الطاقة لغلاية تسخين تعمل بالخشب، ولكن يمكنها قياس استهلاك الطاقة لغلاية التدفئة الكهربائية. أو على سبيل المثال، في “كيلووات/ساعة” لا يمكنك قياس استهلاك الطاقة لمحرك البنزين، ولكن يمكنك قياس استهلاك الطاقة لمحرك كهربائي
• في حالة التحويل المباشر أو العكسي للطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو حرارية، يمكنك ربط الكيلووات/ساعة بوحدات الطاقة الأخرى باستخدام الآلة الحاسبة الإلكترونية على الموقع tehnopost.kiev.ua:

بناءً على تشغيل عداد الكهرباء السكني، يمكن ملاحظة أن الزيادة في الكيلووات/ساعة تحدث كلما زادت سرعة تطبيق الحمل على الشبكة. وهذه إحدى طرق قياس القوة. هناك عدة أنواع من المؤشر، يُشار إليها بالحرف الأول من الواط الإنجليزي - W. ويعتمد مقدار استهلاك الطاقة على معلمات الدائرة الكهربائية للمنزل - وهو يتناسب طرديًا مع قوة مجمعات التيار المتصلة.

أنواع الطاقة الكهربائية

تمثل الكمية الفيزيائية W معدل تغير ونقل واستهلاك وتحويل الطاقة في النظام قيد النظر. على وجه التحديد، تعريف الطاقة يشبه نسبة العمل المنجز خلال فترة معينة إلى فترة العمل: W = ΔA/Δ t، J/s = watt (W).

فيما يتعلق بالشبكة الكهربائية، فإننا نتحدث عن حركة الشحنات تحت تأثير الجهد: A = U. إن الجهد بين نقطتين للموصل هو مؤشر على طاقة الحركة لنوكليون واحد. عمل كاملتدفق إجمالي عدد الإلكترونات - Аn=U*Q، حيث Q - الرقم الإجماليالرسوم في الشبكة. في هذه الحالة، صيغة الطاقة تأخذ الشكل W=U*Q/t، التعبير Q/t هو التيار الكهربائي (I)، أي W=U*I.

في الطاقة هناك عدة مصطلحات W:

تحدد طبيعة المعدات المثبتة تكرار Wpr، عندما تسود الأجهزة السعوية وتزداد الإمكانات، أو النقص، إذا ساد محاثة الشبكة (ينخفض ​​الجهد). باستخدام مبدأ العمل المعاكس، تم تطوير الأجهزة التي تجعل من الممكن التعويض عن ضرر Wpr وتحسين جودة وكفاءة إمدادات الطاقة.

تأثير معلمات الشبكة لكل كيلووات

من الصيغة W=U*I، من الواضح أن الطاقة تعتمد في وقت واحد على خاصيتين لنظام الطاقة - الجهد والتيار. تأثيرها على معلمات الشبكة متساوٍ. ويمكن وصف عملية توليد الطاقة الكهربائية على النحو التالي:

• U هو الشغل المبذول لتحريك 1 كولوم؛
• I هو عدد الشحنات المتدفقة عبر الموصل في ثانية واحدة.

بناءً على القيمة المحسوبة لـ W، يتم تحديد طاقة الشبكة المستهلكة عن طريق ضرب كمية الطاقة في وقت استهلاكها. من خلال تغيير أحد المعلمات W نحو التناقص أو الزيادة، يمكنك الحفاظ على طاقة النظام عند مستوى ثابت - الحصول على قوة عاليةالتيار عند الجهد المنخفض أو إمكانات الشبكة العالية مع حركة كولوم ضعيفة.

أجهزة المحول المصممة لتغيير المعلمات، تسمى محولات الجهد أو التيار. يتم تركيبها في محطات فرعية كهربائية متدرجة أو متدرجة لنقل الطاقة من المصدر إلى المستهلكين عبر مسافات طويلة.

طرق قياس الأحمال

يمكنك معرفة قوة الجهاز من خلال الرجوع إلى التعليمات أو جواز السفر الخاص به، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فانظر إلى اللوحة المرفقة بالجسم. إذا لم تكن بيانات الشركة المصنعة متاحة، فستتوفر طرق أخرى لتحديد كفاءة استخدام الطاقة في المعدات. الشيء الرئيسي هو قياس الحمل باستخدام مقياس الواط(جهاز لتسجيل الطاقة الكهربائية).

وفقا للغرض منها، يتم تقسيمها إلى 3 فئات: التيار المباشروالتردد المنخفض (LF)، والنبض البصري والعالي. ينتمي الأخير إلى نطاق الراديو وينقسم إلى نوعين: تلك المدرجة في فاصل الخط (طاقة المرور) وتلك المثبتة عند نقطة نهاية المسار كحمل مطابق (ممتص). وفقا لطريقة نقل المعلومات إلى المشغل، يتم التمييز بين الأجهزة الرقمية والتناظرية - أجهزة من نوع المؤشر وأجهزة من نوع المسجل. خصائص موجزةبعض الأمتار:

بالإضافة إلى مساعدة الأجهزة الخاصة، يتم تحديد الطاقة من خلال تطبيق صيغة حسابية: يتم توصيل مقياس التيار الكهربائي بالكسر في أحد أسلاك الإمداد، ويتم تحديد التيار والجهد للشبكة. مضاعفة الكميات سوف يعطي النتيجة المرجوة.

الطاقة اللحظية هي حاصل ضرب القيم اللحظية للجهد والتيار في أي جزء من الدائرة الكهربائية.

قوة العاصمة

بما أن قيم التيار والجهد ثابتة وتساوي القيم اللحظية في أي وقت، فيمكن حساب الطاقة باستخدام الصيغة:

P = I ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .

بالنسبة للدائرة الخطية المنفعلة التي يراعى فيها قانون أوم، يمكننا أن نكتب:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R)))، أين ص (\displaystyle R)- المقاومة الكهربائية .

إذا كانت الدائرة تحتوي على مصدر المجالات الكهرومغناطيسية، فإن الطاقة الكهربائية المنبعثة أو الممتصة منه تساوي:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E)))، أين E (\displaystyle (\mathcal (E)))- المجالات الكهرومغناطيسية.

إذا كان التيار داخل المجال الكهرومغناطيسي معاكسًا للتدرج المحتمل (يتدفق داخل المجال الكهرومغناطيسي من زائد إلى ناقص)، فسيتم امتصاص الطاقة بواسطة مصدر المجال الكهرومغناطيسي من الشبكة (على سبيل المثال، عند تشغيل محرك كهربائي أو شحن البطارية)، إذا كانت ذات اتجاه مشترك (تتدفق داخل المجال الكهرومغناطيسي من ناقص إلى زائد)، فسيتم إطلاقها بواسطة المصدر إلى الشبكة (على سبيل المثال، عند تشغيل بطارية كلفانية أو مولد). عند الأخذ بعين الاعتبار المقاومة الداخلية لمصدر المجالات الكهرومغناطيسية، فإن الطاقة المنطلقة عليه ع = أنا 2 ⋅ ص (\displaystyle p=I^(2)\cdot r)يضاف إلى ما استوعب أو ينقص مما أعطى.

تيار مستمر

في دوائر التيار المتردد، يمكن استخدام صيغة طاقة التيار المستمر فقط لحساب الطاقة اللحظية، والتي تختلف بشكل كبير بمرور الوقت وليست مفيدة بشكل مباشر لمعظم الحسابات العملية البسيطة. يتطلب الحساب المباشر لمتوسط ​​الطاقة التكامل مع مرور الوقت. لحساب الطاقة في الدوائر التي يتغير فيها الجهد والتيار بشكل دوري، متوسط ​​القوةيمكن حسابها من خلال دمج القوة اللحظية خلال الفترة. في الممارسة أعلى قيمةلديه حساب الطاقة في دوائر الجهد والتيار الجيبي بالتناوب.

من أجل ربط مفاهيم الطاقة الكلية والنشطة والمتفاعلة وعامل القدرة، من المناسب اللجوء إلى نظرية الأعداد المركبة. يمكننا أن نفترض أن القدرة في دائرة التيار المتردد يتم التعبير عنها برقم مركب بحيث تكون الطاقة النشطة هي الجزء الحقيقي منها، والقدرة التفاعلية هي الجزء التخيلي، والقدرة الكلية هي وحدتها، والزاوية (تحول الطور) هي حجتها. بالنسبة لمثل هذا النموذج، فإن جميع العلاقات المكتوبة أدناه صحيحة.

الطاقة النشطة

وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي الواط.

المتوسط ​​لهذه الفترة ت (\displaystyle T)تسمى قيمة الطاقة اللحظية الطاقة الكهربائية النشطة أو الطاقة الكهربائية: P = 1 T ∫ 0 T p (t) d t (\displaystyle P=(\frac (1)(T))\int \limits _(0)^(T)p(t)dt). في دوائر التيار الجيبية أحادية الطور P = U ⋅ I ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=U\cdot I\cdot \cos \varphi )، أين يو (\displaystyle U)و أنا (\displaystyle I)- قيم rms للجهد والتيار، φ (\displaystyle \varphi )- زاوية تحول الطور بينهما. بالنسبة لدوائر التيار غير الجيبية، فإن الطاقة الكهربائية تساوي مجموع متوسط ​​القدرات المقابلة للتوافقيات الفردية. تتميز الطاقة النشطة بمعدل التحويل الذي لا رجعة فيه للطاقة الكهربائية إلى أنواع أخرى من الطاقة (الحرارية والكهرومغناطيسية). يمكن أيضًا التعبير عن الطاقة النشطة من حيث التيار والجهد والمكون النشط لمقاومة الدائرة ص (\displaystyle r)أو الموصلية لها ز (\displaystyle g)وفقا للصيغة P = I 2 ⋅ r = U 2 ⋅ g (\displaystyle P=I^(2)\cdot r=U^(2)\cdot g). في أي دائرة كهربائية ذات تيار جيبي وغير جيبي، تكون الطاقة النشطة للدائرة بأكملها تساوي مجموع القوى النشطة للأجزاء الفردية من الدائرة؛ بالنسبة للدوائر ثلاثية الطور، يتم تعريف الطاقة الكهربائية على أنها مجموع صلاحيات المراحل الفردية. بكامل طاقته س (\displaystyle S)نشط يرتبط بالعلاقة P = S ⋅ cos ⁡ φ (\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi ).

.

يتم تعريف Var على أنه القدرة التفاعلية لدائرة ذات تيار متردد جيبي عند قيم فعالة للجهد 1 فولت والتيار 1 أمبير، إذا كان تحول الطور بين التيار والجهد π 2 (\displaystyle (\frac (\pi )(2))) .

الطاقة التفاعلية هي الكمية التي تميز الأحمال الناتجة في الأجهزة الكهربائية عن طريق تقلبات الطاقة حقل كهرومغناطيسيفي دائرة التيار المتردد الجيبية، يساوي حاصل ضرب قيم جهد جذر متوسط ​​التربيع يو (\displaystyle U)والحالية أنا (\displaystyle I)، مضروبًا في جيب زاوية الطور φ (\displaystyle \varphi )بينهم: Q = U ⋅ I ⋅ الخطيئة ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi )(إذا كان التيار يتخلف عن الجهد، يعتبر تحول الطور إيجابيا، إذا كان يؤدي، فهو سلبي). ترتبط القوة التفاعلية بالقوة الظاهرة س (\displaystyle S)والقوة النشطة ف (\displaystyle P)نسبة: | س | = S 2 − P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))).

المعنى الفيزيائي للطاقة التفاعلية هو الطاقة التي يتم ضخها من المصدر إلى العناصر التفاعلية للمستقبل (المحثات، المكثفات، ملفات المحركات)، ثم تعود هذه العناصر مرة أخرى إلى المصدر خلال فترة تذبذب واحدة، المشار إليها بهذه الفترة.

تجدر الإشارة إلى أن القيمة للقيم φ (\displaystyle \varphi )من 0 إلى زائد 90 درجة هي قيمة موجبة. ضخامة خطيئة ⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi )للقيم φ (\displaystyle \varphi )من 0 إلى −90 درجة هي قيمة سلبية. وفقا للصيغة Q = U أنا خطيئة ⁡ φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi )، يمكن أن تكون الطاقة التفاعلية إما قيمة موجبة (إذا كان الحمل حثيًا نشطًا بطبيعته) أو سالبة (إذا كان الحمل ذو طبيعة سعوية نشطة). يؤكد هذا الظرف على حقيقة أن القوة التفاعلية لا تشارك في العمل التيار الكهربائي. عندما يكون لدى الجهاز طاقة تفاعلية موجبة، فمن المعتاد أن نقول إنه يستهلكها، وعندما ينتج طاقة سلبية، فإنه ينتجها، ولكن هذا مجرد تقليد نظرًا لحقيقة أن معظم الأجهزة المستهلكة للطاقة (على سبيل المثال، غير المتزامنة) المحركات)، وكذلك الأحمال النشطة البحتة، متصلة من خلال محول، وهي حثية نشطة.

يمكن للمولدات المتزامنة المثبتة في محطات توليد الطاقة إنتاج واستهلاك طاقة تفاعلية اعتمادًا على حجم تيار الإثارة المتدفق في ملف دوار المولد. بفضل هذه الميزة للأجهزة الكهربائية المتزامنة، يتم تنظيم مستوى جهد الشبكة المحدد. للتخلص من الأحمال الزائدة وتحسين معامل القدرة تركيبات كهربائيةيتم تنفيذ تعويض الطاقة التفاعلية.

إن استخدام محولات الطاقة الكهربائية الحديثة في تكنولوجيا المعالجات الدقيقة يجعل من الممكن إنتاج المزيد تقييم دقيقكمية الطاقة العائدة من الحمل التحريضي والسعوي إلى مصدر الجهد المتردد.

القوة الكاملة

وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي واط. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام وحدة خارج النظام فولت أمبير(التسمية الروسية: فرجينيا; دولي: الخامس · أ). في الاتحاد الروسيتمت الموافقة على استخدام هذه الوحدة كوحدة غير تابعة للنظام دون حد زمني في مجال التطبيق "الهندسة الكهربائية".

الطاقة الكلية هي قيمة تساوي حاصل ضرب القيم الفعالة للتيار الكهربائي الدوري أنا (\displaystyle I)في الدائرة والجهد يو (\displaystyle U)على مشابكها: S = U ⋅ أنا (\displaystyle S=U\cdot I); ويرتبط بالقوى النشطة والرد الفعل بنسبة: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2)))،)أين ف (\displaystyle P)- الطاقة النشطة، س (\displaystyle س)- القوة التفاعلية (مع الحمل الاستقرائي س > 0 (\displaystyle Q>0)، وبالسعة س< 0 {\displaystyle Q<0} ).

يتم التعبير عن العلاقة المتجهية بين القدرة الإجمالية والنشطة والمتفاعلة بالصيغة: س⟶ = ف⟶ + س⟶. (\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)

وإجمالي الطاقة له أهمية عملية كقيمة تصف الأحمال التي يفرضها المستهلك فعليا على عناصر شبكة الإمداد (الأسلاك، الكابلات، لوحات التوزيع، المحولات، خطوط الكهرباء)، حيث أن هذه الأحمال تعتمد على التيار المستهلك، وليس على الطاقة التي يستخدمها المستهلك فعلياً. ولهذا السبب يتم قياس الطاقة الإجمالية للمحولات ولوحات التوزيع بالفولت أمبير بدلاً من الواط.

قوة معقدة

يمكن كتابة القدرة، المشابهة للممانعة، في صورة معقدة:

S˙ = U˙ I˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , (\displaystyle (\dot (S))=(\dot (U))(\dot (I))^(*)=I^ (2)\mathbb (Z) =(\frac (U^(2))(\mathbb (Z) ^(*)))،)أين U ˙ (\displaystyle (\dot (U)))- الإجهاد المعقد، أنا ˙ (\displaystyle (\dot (I)))- التيار المعقد، Z (\displaystyle \mathbb (Z))- المعاوقة، * - مشغل الاقتران المعقد.

وحدة الطاقة المعقدة | س | (\displaystyle \left|(\dot (S))\right|)يساوي القوة الكاملة س (\displaystyle S). الجزء الحقيقي R e (S˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S))))يساوي القوة النشطة ف (\displaystyle P)، وخيالي أنا م (S˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\dot (S))))- قوة رد الفعل س (\displaystyle Q) 15...200

يتم إجراؤها خلال فترة زمنية معينة، إلى هذه الفترة الزمنية.

قوة فعالة، يتم إمداد قوة المحرك إلى آلة العمل مباشرة أو من خلال نقل الطاقة. هناك E.M مفيدة وكاملة واسمي للمحرك. الطاقة المفيدة هي الطاقة الكهربائية للمحرك مطروحًا منها استهلاك الطاقة لتشغيل الوحدات المساعدة أو الآليات اللازمة لتشغيله، ولكن مع وجود محرك منفصل (ليس مباشرة من المحرك). إجمالي E.m هو قوة المحرك دون خصم التكاليف المحددة. E.M.، أو ببساطة الطاقة المقدرة، هي E.M. مضمونة من قبل الشركة المصنعة لظروف تشغيل معينة. اعتمادًا على نوع المحرك والغرض منه، يتم تركيب محركات كهربائية، وتنظيمها وفقًا لمعايير أو مواصفات فنية (على سبيل المثال، الطاقة القصوى للمحرك البحري العكسي عند سرعة دوران معينة للعمود المرفقي في حالة عكس السفينة - ما يلي: تسمى الطاقة العكسية، وهي القوة القصوى لمحرك الطائرة عند الحد الأدنى من استهلاك الوقود المحدد - ما يسمى بقوة الإبحار، وما إلى ذلك). يعتمد E.m على تسارع (تكثيف) عملية العمل وحجم المحرك وكفاءته الميكانيكية.

الوحدات

وحدة أخرى شائعة لقياس القوة هي القدرة الحصانية.

العلاقات بين وحدات الطاقة

الوحدات	دبليو	كيلوواط	ميغاواط	كجم ق م / ث	أرج / ثانية	ل. مع.
1 واط	1	10 -3	10 -6	0,102	10 7	1.36·10 -3
1 كيلووات	10 3	1	10 -3	102	10 10	1,36
1 ميجاوات	10 6	10 3	1	102 10 3	10 13	1.36 10 3
1 كيلو جرام قوة متر في الثانية	9,81	9.81·10 -3	9.81·10 -6	1	9.81 10 7	1.33·10 -2
1 أرج في الثانية	10 -7	10 -10	10 -13	1.02·10 -8	1	1.36·10 -10
1 حصان	735,5	735.5·10 -3	735.5·10 -6	75	7.355 10 9	1

الطاقة الميكانيكية

إذا أثرت قوة على جسم متحرك، فإن هذه القوة تعمل بالفعل. القدرة في هذه الحالة تساوي المنتج القياسي لمتجه القوة ومتجه السرعة الذي يتحرك به الجسم:

م- لحظة، - السرعة الزاوية، - عدد بي، ن- سرعة الدوران (دورة في الدقيقة).

الطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية- كمية فيزيائية تميز سرعة انتقال أو تحويل الطاقة الكهربائية.

S - القوة الظاهرة، VA

ف - القوة النشطة، ث

س - القوة التفاعلية، VAR

أدوات قياس القدرة

ملحوظات

أنظر أيضا

روابط

• تأثير شكل التيار الكهربائي على عمله. المجلة الإذاعية، العدد 6، 1999

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

انظر ما هي "القوة (الفيزياء)" في القواميس الأخرى:

علم يدرس أبسط الأنماط وأكثرها عمومية في نفس الوقت للظواهر الطبيعية ومقدسات المادة وبنيتها وقوانين حركتها. إن مفاهيم علم وظائف الأعضاء وقوانينها تكمن وراء كل العلوم الطبيعية. F. ينتمي إلى العلوم الدقيقة ويدرس الكميات ... الموسوعة الفيزيائية

أمثلة على الظواهر الفيزيائية المختلفة الفيزياء (من اليونانية القديمة φύσις ... ويكيبيديا

1. موضوع الفيزياء وبنيتها الفيزياء هي علم يدرس أبسط القوانين وأكثرها عمومية في نفس الوقت للظواهر الطبيعية، وخصائص المادة وبنيتها وقوانين حركتها. لذلك فإن مفاهيم F. والقوانين الأخرى تكمن وراء كل شيء... ... الموسوعة السوفيتية الكبرى

فيزياء كثافة الطاقة العالية (فيزياء HED) هي فرع من فروع الفيزياء يقع عند تقاطع فيزياء المواد المكثفة وفيزياء البلازما، ويتعامل مع دراسة الأنظمة ذات كثافة الطاقة العالية. تحت عالية... ويكيبيديا

الطاقة الكهربائية هي كمية فيزيائية تميز سرعة انتقال أو تحويل الطاقة الكهربائية. المحتويات 1 الطاقة الكهربائية اللحظية... ويكيبيديا

الطاقة الكهربائية هي كمية فيزيائية تميز سرعة انتقال أو تحويل الطاقة الكهربائية. المحتويات 1 طاقة كهربائية لحظية 2 طاقة تيار مستمر ... ويكيبيديا

ولهذا المصطلح معاني أخرى، انظر الشدة. أبعاد الشدة MT−3 وحدات SI W/m² ... ويكيبيديا

Wattmeter (واط + غرام. μετρεω أقيس) هو جهاز قياس مصمم لتحديد قوة التيار الكهربائي أو الإشارة الكهرومغناطيسية. المحتويات 1 التصنيف 2 مقاييس الواط ذات التردد المنخفض والتيار المباشر ... ويكيبيديا

Wattmeter (واط + غرام. μετρεω أقيس) هو جهاز قياس مصمم لتحديد قوة التيار الكهربائي أو الإشارة الكهرومغناطيسية. المحتويات 1 التصنيف 2 مقاييس الواط ذات التردد المنخفض والتيار المباشر ... ويكيبيديا

الطاقة الكهربائية- كمية فيزيائية تميز سرعة انتقال أو تحويل الطاقة الكهربائية.

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ الدرس 363. الطاقة في دائرة التيار المتردد

✪ قوة فاعلة ورد فعل وظاهرة. ما هو، باستخدام القياس البصري كمثال.

✪ عمل وقوة التيار الكهربائي. العمل الحالي | فيزياء الصف الثامن #19 | درس المعلومات

✪ ما هو الفرق بين الجهد والتيار

✪ واط جول والقدرة الحصانية

ترجمات

الطاقة الكهربائية لحظية

الطاقة اللحظية هي حاصل ضرب القيم اللحظية للجهد والتيار في أي جزء من الدائرة الكهربائية.

قوة العاصمة

بما أن قيم التيار والجهد ثابتة وتساوي القيم اللحظية في أي وقت، فيمكن حساب الطاقة باستخدام الصيغة:

P = I ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .

بالنسبة للدائرة الخطية المنفعلة التي يراعى فيها قانون أوم، يمكننا أن نكتب:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R)))، أين ص (\displaystyle R)- المقاومة الكهربائية .

إذا كانت الدائرة تحتوي على مصدر المجالات الكهرومغناطيسية، فإن الطاقة الكهربائية المنبعثة أو الممتصة منه تساوي:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E)))، أين E (\displaystyle (\mathcal (E)))- المجالات الكهرومغناطيسية.

إذا كان التيار داخل المجال الكهرومغناطيسي معاكسًا للتدرج المحتمل (يتدفق داخل المجال الكهرومغناطيسي من زائد إلى ناقص)، فسيتم امتصاص الطاقة بواسطة مصدر المجال الكهرومغناطيسي من الشبكة (على سبيل المثال، عند تشغيل محرك كهربائي أو شحن البطارية)، إذا كانت ذات اتجاه مشترك (تتدفق داخل المجال الكهرومغناطيسي من ناقص إلى زائد)، فسيتم إطلاقها بواسطة المصدر إلى الشبكة (على سبيل المثال، عند تشغيل بطارية كلفانية أو مولد). عند الأخذ بعين الاعتبار المقاومة الداخلية لمصدر المجالات الكهرومغناطيسية، فإن الطاقة المنطلقة عليه ع = أنا 2 ⋅ ص (\displaystyle p=I^(2)\cdot r)يضاف إلى ما استوعب أو ينقص مما أعطى.

تيار مستمر

في دوائر التيار المتردد، يمكن استخدام صيغة طاقة التيار المستمر فقط لحساب الطاقة اللحظية، والتي تختلف بشكل كبير بمرور الوقت وليست مفيدة بشكل مباشر لمعظم الحسابات العملية البسيطة. يتطلب الحساب المباشر لمتوسط ​​الطاقة التكامل مع مرور الوقت. لحساب القدرة في الدوائر التي يتغير فيها الجهد والتيار بشكل دوري، يمكن حساب متوسط ​​القدرة من خلال دمج القدرة اللحظية خلال الفترة. في الممارسة العملية، فإن الأهمية الكبرى هي حساب الطاقة في دوائر الجهد والتيار الجيبي المتناوب.

من أجل ربط مفاهيم الطاقة الكلية والنشطة والمتفاعلة وعامل القدرة، من المناسب اللجوء إلى نظرية الأعداد المركبة. يمكننا أن نفترض أن القدرة في دائرة التيار المتردد يتم التعبير عنها برقم مركب بحيث تكون الطاقة النشطة هي الجزء الحقيقي منها، والقدرة التفاعلية هي الجزء التخيلي، والقدرة الكلية هي وحدتها، والزاوية (تحول الطور) هي حجتها. بالنسبة لمثل هذا النموذج، فإن جميع العلاقات المكتوبة أدناه صحيحة.

الطاقة النشطة

.

الطاقة التفاعلية هي الكمية التي تميز الأحمال الناتجة في الأجهزة الكهربائية عن طريق التقلبات في طاقة المجال الكهرومغناطيسي في دائرة التيار المتردد الجيبية، وهي تساوي حاصل ضرب قيم جهد جذر متوسط ​​التربيع يو (\displaystyle U)والحالية أنا (\displaystyle I)، مضروبًا في جيب زاوية الطور φ (\displaystyle \varphi )بينهم: Q = U ⋅ I ⋅ الخطيئة ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi )(إذا كان التيار يتخلف عن الجهد، يعتبر تحول الطور إيجابيا، إذا كان يؤدي، فهو سلبي). ترتبط القوة التفاعلية بالقوة الظاهرة س (\displaystyle S)والقوة النشطة ف (\displaystyle P)نسبة: | س | = S 2 − P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))).

المعنى الفيزيائي للطاقة التفاعلية هو الطاقة التي يتم ضخها من المصدر إلى العناصر التفاعلية للمستقبل (المحثات، المكثفات، ملفات المحركات)، ثم تعود هذه العناصر مرة أخرى إلى المصدر خلال فترة تذبذب واحدة، المشار إليها بهذه الفترة.

تجدر الإشارة إلى أن القيمة للقيم φ (\displaystyle \varphi )من 0 إلى زائد 90 درجة هي قيمة موجبة. ضخامة خطيئة ⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi )للقيم φ (\displaystyle \varphi )من 0 إلى −90 درجة هي قيمة سلبية. وفقا للصيغة Q = U أنا خطيئة ⁡ φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi )، يمكن أن تكون الطاقة التفاعلية إما قيمة موجبة (إذا كان الحمل حثيًا نشطًا بطبيعته) أو سالبة (إذا كان الحمل ذو طبيعة سعوية نشطة). يؤكد هذا الظرف على حقيقة أن القوة التفاعلية لا تشارك في تشغيل التيار الكهربائي. عندما يكون لدى الجهاز طاقة تفاعلية موجبة، فمن المعتاد أن نقول إنه يستهلكها، وعندما ينتج طاقة سلبية، فإنه ينتجها، ولكن هذا مجرد تقليد نظرًا لحقيقة أن معظم الأجهزة المستهلكة للطاقة (على سبيل المثال، غير المتزامنة) المحركات)، وكذلك الأحمال النشطة البحتة المتصلة من خلال محول، هي حثية نشطة.

يمكن للمولدات المتزامنة المثبتة في محطات توليد الطاقة إنتاج واستهلاك طاقة تفاعلية اعتمادًا على حجم تيار الإثارة المتدفق في ملف دوار المولد. بفضل هذه الميزة للأجهزة الكهربائية المتزامنة، يتم تنظيم مستوى جهد الشبكة المحدد. للتخلص من الأحمال الزائدة وزيادة عامل الطاقة للتركيبات الكهربائية، يتم إجراء تعويض الطاقة التفاعلية.

يسمح استخدام محولات الطاقة الكهربائية الحديثة التي تستخدم تكنولوجيا المعالجات الدقيقة بإجراء تقييم أكثر دقة لكمية الطاقة العائدة من الحمل الاستقرائي والسعوي إلى مصدر الجهد المتردد.

القوة الكاملة

وحدة إجمالي الطاقة الكهربائية هي فولت أمبير (التسمية الروسية: فرجينيا; دولي: الخامس · أ) .

الطاقة الكلية هي قيمة تساوي حاصل ضرب القيم الفعالة للتيار الكهربائي الدوري أنا (\displaystyle I)في الدائرة والجهد يو (\displaystyle U)على مشابكها: S = U ⋅ أنا (\displaystyle S=U\cdot I); ويرتبط بالقوى النشطة والرد الفعل بنسبة: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2)))،)أين ف (\displaystyle P)- الطاقة النشطة، س (\displaystyle س)- القوة التفاعلية (مع الحمل الاستقرائي س > 0 (\displaystyle Q>0)، وبالسعة س< 0 {\displaystyle Q<0} ).

يتم التعبير عن العلاقة المتجهية بين القدرة الإجمالية والنشطة والمتفاعلة بالصيغة: س⟶ = ف⟶ + س⟶. (\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)قوة معقدة

يمكن كتابة القدرة، المشابهة للممانعة، في صورة معقدة:

S˙ = U˙ I˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , (\displaystyle (\dot (S))=(\dot (U))(\dot (I))^(*)=I^ (2)\mathbb (Z) =(\frac (U^(2))(\mathbb (Z) ^(*)))،)أين U ˙ (\displaystyle (\dot (U)))- الإجهاد المعقد، أنا ˙ (\displaystyle (\dot (I)))- التيار المعقد، Z (\displaystyle \mathbb (Z))- المعاوقة، * - مشغل الاقتران المعقد.

وحدة الطاقة المعقدة | س | (\displaystyle \left|(\dot (S))\right|)يساوي القوة الكاملة س (\displaystyle S). الجزء الحقيقي R e (S˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S))))يساوي القوة النشطة ف (\displaystyle P)، وخيالي أنا م (S˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\dot (S))))- قوة رد الفعل س (\displaystyle س)بالإشارة الصحيحة حسب طبيعة الحمولة. قوة بعض الأجهزة الكهربائية

ويوضح الجدول قيم الطاقة لبعض مستهلكي الكهرباء:

الأجهزة الكهربائية	الطاقة، دبليو
لمبة مصباح يدوي	1
جهاز توجيه الشبكة، المحور	10…20
وحدة نظام الكمبيوتر	100…1700
وحدة نظام الخادم	200…1500
شاشة الكمبيوتر CRT	15…200
شاشة كمبيوتر LCD	2…40
مصباح الفلورسنت المنزلي	5…30
مصباح وهاج المنزلية	25…150
ثلاجة منزلية	15…700
مكنسة كهربائية	100… 3000
حديد كهربائي	300…2 000
غسالة	350…2 000
فرن كهربائي	1 000…2 000
ماكينة لحام منزلية	1 000…5 500
محرك الترام	45 000…50 000
محرك قاطرة كهربائية	650 000
محرك كهربائي لآلة رفع الألغام	1 000 000...5 000 000
المحركات الكهربائية لطاحونة الدرفلة	6 000 000…9 000 000