Как се измерва силата на електрическия ток?

Мощност- физическо количество, равно на съотношението на извършената работа за определен период от време.

Има концепция за средна мощност за определен период от време Δt. Средната мощност се изчислява по следната формула: N = ΔA / Δt, моментна мощност съгласно следната формула: N=dA/dt. Тези формули имат доста обобщен вид, тъй като понятието мощност присъства в няколко клона на физиката - механика и електрофизика. Въпреки че основните принципи за изчисляване на мощността остават приблизително същите като в общата формула.

Мощността се измерва във ватове. Ват е единица за мощност, равна на джаул, разделен на секунда. В допълнение към вата има и други единици за измерване на мощността: конски сили, ерг в секунда, маса-сила-метър в секунда.

• • един метрични конски силиравен на 735 вата, английски - 745 вата.
  • Erg- много малка мерна единица, един ерг е равен на десет на минус седма степен на ватовете.
  • един маса-сила-метър в секундаравно на 9,81 вата.

Измервателни инструменти

Измервателните уреди за измерване на мощност се използват главно в електрофизиката, тъй като в механиката, знаейки определен набор от параметри (скорост и сила), можете самостоятелно да изчислите мощността. Но по същия начин в електрофизиката можете да изчислите мощността от параметри, но всъщност в Ежедневиетоние просто не използваме измервателни уреди за отчитане на механичната мощност. Тъй като най-често тези параметри за определени механизми са обозначени като такива. Що се отнася до електрониката, основното устройство е ватметър, използван в ежедневието в конвенционален електромер.

Ватметрите могат да бъдат разделени на няколко вида според честотите:

• • Ниска честота
  • Радио честота
  • Оптичен

Ватметрите могат да бъдат аналогови или цифрови. Нискочестотните (LF) съдържат две индуктивни бобини, биват цифрови и аналогови и се използват в промишлеността и ежедневието като част от конвенционалните електромери. Радиочестотните ватметри се разделят на две групи: абсорбирана мощност и предавана мощност. Разликата е в начина, по който ватметърът е свързан към мрежата; тези, които преминават, са свързани паралелно към мрежата, което се поема в края на мрежата като допълнителен товар. Оптичните ватметри се използват за определяне на мощността на светлинните потоци и лазерните лъчи. Те се използват главно в различни индустрии и лаборатории.

Механична мощност

Силата в механиката пряко зависи от силата и работата, която тази сила извършва. Работата е количество, което характеризира силата, приложена към тялото, под въздействието на която тялото изминава определено разстояние. Мощността се изчислява чрез скаларното произведение на вектора на скоростта и вектора на силата: P = F * v = F * v * защото а (сила, умножена по вектора на скоростта и ъгъла между вектора на силата и скоростта (косинус алфа)).

Можете също да изчислите мощността въртеливо движениетела. P=M* w= π * M * n / 30. Мощността е равна на (M) въртящ момент, умножен по (w) ъглова скорост или pi (n), умножен по въртящ момент (M) и (n) скорост на въртене, разделена на 30.

Мощност в електрофизиката

В електрофизиката мощността характеризира скоростта на предаване или преобразуване на електричеството. Има следните видове захранване:

• • Моментна електрическа мощност. Тъй като мощността е работа, извършена за определено време, и зарядът се движи заедно конкретна областпроводник, имаме формулата: P(a-b) = A / Δt. A-B характеризира зоната, през която преминава зарядът. A е работата на заряда или зарядите, Δt е времето, необходимо на заряда или зарядите да премине през участъка (A-B). Използвайки същата формула, се изчисляват други стойности на мощността за различни ситуации, когато трябва да измерите моментната мощност на секция от проводник.

• • Можете също да изчислите мощността на постоянен поток: P = I * U = I^2 * R = U^2 / R.

• • Мощност променлив токне може да се изчисли с помощта на формулата за постоянен ток. Има три вида мощност в променливия ток:
    • Активна мощност (P), която е равна на P = U * I * защото f . Където U и I са текущите параметри на тока, а f (phi) е ъгълът на изместване между фазите. Тази формулае даден като пример за еднофазен синусоидален ток.
    • Реактивната мощност (Q) характеризира натоварванията, създадени в устройствата чрез колебания на електрически еднофазен синусоидален променлив ток. Q = U * I * грях f . Мерната единица е реактивен волт-ампер (var).
    • Привидната мощност (S) е равна на корена от квадратите на активната и реактивната мощност. Измерва се във волт-ампери.
    • Неактивната мощност е характеристика на пасивната мощност във вериги с променлив синусоидален ток. Равна корен квадратенсбор от квадратите на реактивната мощност и хармоничната мощност. При липса на по-висока хармонична мощност, тя е равна на модула за реактивна мощност.

Концепцията за мощност е физическа величина. Той представлява съотношението на извършената работа за определен период от време и самия период от време. Промените в енергията могат да бъдат измерени чрез работа. Следователно мощността показва колко бързо се преобразува енергията в системата.

Всички тези концепции се отнасят напълно за електрическа сила. Това взема предвид работата (U), изразходвана за преместване на 1-ви висулка. Електрическият ток (I) отчита броя на преместените кулони за една секунда.

Видове електрическа енергия

Въз основа на зависимостта на мощността от тока и напрежението следва, че тя може да се получи от висок ток и ниско напрежение и, обратно, от нисък ток и високо напрежение. Този ефект се използва при преобразуване на трансформатори, когато електричеството се предава на големи разстояния.

Електрическото захранване може да бъде. В първия случай тази мощност необратимо се преобразува в друг вид енергия. За измерването му се използва, което е произведение на волт и ампер. При мощност, поради появата на индуктивност, възниква феноменът на самоиндукция. Като резултат, Електрическа енергиячастично се връща в мрежата. В същото време стойностите на тока и напрежението се изместват, което води до общ лошо влияниена електрическата мрежа. Този видмощността се измерва в реактивни волт-ампери, състояща се от произведението на работния ток и спада на напрежението.

Силов агрегат

Мощността е една от основните единици, използвани в електротехниката. Основната мерна единица е ватът, който представлява работа за определен период от време. В производството и в домашни условия най-често мощността се измерва в единици, всяка от които съдържа 1000 вата. За измерване голямо количествосе използват мегават мощност. Като правило те се използват на различни видовеелектроцентрали, които произвеждат електроенергия.

Мощността на потребителите е посочена на специални табели или в технически паспортустройства. Познавайки предварително стойността на този параметър, е възможно да се изчислят други показатели на електрическата мрежа - напрежение и количество консумиран ток.

Как да определите текущата мощност

За да измъкнете 10 торби с картофи от градина, разположена на няколко километра от дома, ще трябва да носите кофа напред-назад цял ден. Ако вземете количка, предназначена за една чанта, можете да го направите за два до три часа.

Е, ако хвърлите всички торби в количка, теглена от кон, тогава след половин час реколтата ви безопасно ще се премести в избата ви. Каква е разликата? Разликата е в това колко бързо се върши работата.Скоростта на механичната работа се характеризира с физична величина, изучавана в курса по физика за седми клас. Това количество се нарича мощност. Мощността показва колко работа се извършва за единица време. Тоест, за да намерите мощност, трябва да разделите извършената работа на прекараното време.

Формула за изчисляване на мощността

И в този случай формулата за изчисляване на мощността приема следната форма: мощност = работа / време или

където N е мощност,
Работа,
t - време.

Единицата за мощност е ват (1 W). 1 W е мощността, при която 1 джаул работа се извършва за 1 секунда. Тази единица е кръстена на английския изобретател J. Watt, който построи първата парна машина. Любопитно е, че самият Уат използва друга единица за мощност - конски сили, а формулата за мощност във физиката във вида, в който я познаваме днес, е въведена по-късно. Измерването на мощността в конски сили все още се използва днес, например, когато говорим за мощност пътнически автомобилили камион. Една конска сила е равна на приблизително 735,5 вата.

Приложение на силата във физиката

Силата е най-важната характеристикавсеки двигател. Различните двигатели произвеждат напълно различна мощност. Това може да бъде или стотни от киловата, например двигател на електрически бръснач, или милиони киловати, например двигател на ракета-носител. космически кораб. При различно натоварване автомобилният двигател произвежда различна мощностда продължи да се движи със същата скорост. Например, с увеличаване на масата на товара, теглото на автомобила се увеличава и съответно силата на триене върху пътната настилка се увеличава и за да поддържа същата скорост, както без товар, двигателят ще трябва да работи повече. Съответно мощността, генерирана от двигателя, ще се увеличи. Двигателят ще консумира повече гориво. Това е добре известно на всички шофьори. Но при висока скорост инерцията на движещото се превозно средство също играе важна роля. превозно средство, което е толкова по-голямо, колкото по-голяма е неговата маса. Опитните шофьори на камиони намират оптималната комбинация от скорост и разход на бензин, така че камионът да изгаря по-малко гориво.

Електрическа енергия- физическа величина, характеризираща скоростта на предаване или преобразуване на електрическа енергия.

Енциклопедичен YouTube

1 / 5

✪ Урок 363. Захранване във верига с променлив ток

✪ Активна, реактивна и привидна мощност. Какво е това, използвайки визуална аналогия като пример.

✪ Работа и мощност електрически ток. Текуща работа | Физика 8 клас №19 | Информационен урок

✪ Каква е разликата между НАПРЕЖЕНИЕ и ТОК

✪ Ват Джаул и конски сили

субтитри

Моментна електрическа мощност

Моментната мощност е продуктът на моментните стойности на напрежението и тока във всяка част от електрическата верига.

DC захранване

Тъй като стойностите на тока и напрежението са постоянни и равни на моментните стойности по всяко време, мощността може да се изчисли по формулата:

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

За пасивна линейна верига, в която се спазва законът на Ом, можем да напишем:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R))), Където R (\displaystyle R)- електрическо съпротивление.

Ако веригата съдържа източник на ЕМП, тогава електрическата мощност, отделена или погълната от него, е равна на:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E))), Където E (\displaystyle (\mathcal (E)))- ЕМП.

Ако токът вътре в ЕМП е противоположен на градиента на потенциала (тече вътре в ЕМП от плюс към минус), тогава мощността се абсорбира от източника на ЕМП от мрежата (например, когато електрически мотор работи или зарежда батерия), ако е еднопосочен (тече вътре в ЕМП от минус към плюс), тогава той се излъчва от източника в мрежата (да речем, когато работи галванична батерия или генератор). Като се вземе предвид вътрешното съпротивление на източника на ЕМП, мощността, освободена върху него p = I 2 ⋅ r (\displaystyle p=I^(2)\cdot r)добавено към усвоеното или извадено от даденото.

AC захранване

В променливотоковите вериги формулата за постоянен ток може да се използва само за изчисляване на моментна мощност, която варира значително във времето и не е много пряко полезна за повечето прости практически изчисления. Директното изчисляване на средната мощност изисква интегриране във времето. За да изчислите мощността във вериги, където напрежението и токът варират периодично, средна мощностможе да се изчисли чрез интегриране на моментната мощност за периода. На практика най-висока стойностима изчисление на мощността във вериги с променливо синусоидално напрежение и ток.

За да се свържат понятията обща, активна, реактивна мощност и фактор на мощността, е удобно да се обърнем към теорията на комплексните числа. Можем да приемем, че мощността във верига с променлив ток се изразява с комплексно число, така че активната мощност е нейната реална част, реактивната мощност е нейната въображаема част, общата мощност е нейният модул, а ъгълът (фазовото изместване) е нейният аргумент. За такъв модел всички отношения, написани по-долу, се оказват валидни.

Активна мощност

.

Реактивната мощност е величина, характеризираща натоварванията, създадени в електрическите устройства от енергийни колебания електромагнитно полев синусоидална верига с променлив ток, равна на произведението на средните стойности на напрежението U (\displaystyle U)и ток аз (\displaystyle аз), умножено по синуса на фазовия ъгъл φ (\displaystyle \varphi )между тях: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi )(ако токът изостава от напрежението, фазовото изместване се счита за положително, ако води, то е отрицателно). Реактивната мощност е свързана с привидната мощност S (\displaystyle S)и активна мощност P (\displaystyle P)съотношение: |.

Q |

= S 2 − P 2 (\displaystyle |Q|=(\sqrt (S^(2)-P^(2)))) φ (\displaystyle \varphi )Физическото значение на реактивната мощност е енергията, изпомпвана от източника към реактивните елементи на приемника (индуктори, кондензатори, намотки на двигателя) и след това върната от тези елементи обратно към източника по време на един период на трептене, посочен за този период. Трябва да се отбележи, че стойността за стойностите 0 до плюс 90° е положителна стойност. величина φ (\displaystyle \varphi ) sin ⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi ) за ценности, реактивната мощност може да бъде или положителна стойност (ако товарът е активно-индуктивен по природа) или отрицателна (ако товарът е активно-капацитивен по природа). Това обстоятелство подчертава факта, че реактивната мощност не участва в работата на електрическия ток. Когато едно устройство има положителна реактивна мощност, е обичайно да се казва, че я консумира, а когато произвежда отрицателна мощност, я произвежда, но това е чисто конвенция поради факта, че повечето устройства, консумиращи енергия (например асинхронни двигатели), както и чисто активни товари, свързани чрез трансформатор, са активно-индуктивни.

Синхронните генератори, инсталирани в електроцентрали, могат както да произвеждат, така и да консумират реактивна мощност в зависимост от големината на възбудителния ток, протичащ в намотката на ротора на генератора. Поради тази характеристика на синхронните електрически машини се регулира определеното ниво на мрежово напрежение. За премахване на претоварванията и подобряване на фактора на мощността електрически инсталацииреактивната мощност се компенсира.

Използването на съвременни електрически измервателни преобразуватели на микропроцесорна технология позволява да се произвежда повече точна оценкаколичеството енергия, върнато от индуктивен и капацитивен товар към източник на променливо напрежение.

Пълна мощност

Единицата за обща електрическа мощност е волт-ампер (руско обозначение: Вирджиния; международен: V·A) .

Привидна мощност - стойност, равна на произведението на ефективните стойности на периодичния електрически ток аз (\displaystyle аз)във верига и напрежение U (\displaystyle U)на неговите скоби: S = U ⋅ I (\displaystyle S=U\cdot I); е свързано с активната и реактивната мощност чрез отношението: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2))),)Където P (\displaystyle P)- активна мощност, Q (\displaystyle Q)- реактивна мощност (с индуктивен товар Q > 0 (\displaystyle Q>0), и с капацитивен Q< 0 {\displaystyle Q<0} ).

Векторната връзка между общата, активната и реактивната мощност се изразява с формулата: S⟶ = P⟶ + Q⟶.(\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)

Комплексна мощност

Мощността, подобно на импеданса, може да бъде записана в сложна форма:Където 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) ^(*))),) U ˙ (\displaystyle (\точка (U))) - комплексен стрес,- сложен ток, Z (\displaystyle \mathbb (Z) )- импеданс, * - оператор на комплексно спрежение.

Сложен захранващ модул | S˙ | S (\displaystyle S)(\displaystyle \left|(\dot (S))\right|) равна на пълна мощност. Реална част P (\displaystyle P) R e (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\точка (S)))) равна на активната мощност, и въображаем Q (\displaystyle Q) I m (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Im) ((\dot (S)))) - реактивна мощност

с правилен знак в зависимост от характера на натоварването.

Мощност на някои електрически уреди	Таблицата показва стойностите на мощността на някои електрически консуматори:
Електрически уред	1
Мощност, W	10…20
крушка за фенерче	100…1700
мрежов рутер, хъб	200…1500
PC системен блок	15…200
сървърна системна единица	2…40
Компютърен монитор CRT	5…30
LCD компютърен монитор	25…150
домакинска флуоресцентна лампа	15…700
домакинска лампа с нажежаема жичка	100… 3000
Домакински хладилник	300…2 000
Електрическа прахосмукачка	350…2 000
Електрическа ютия	1 000…2 000
Пералня	1 000…5 500
Електрическа фурна	45 000…50 000
Домакински заваръчен апарат	650 000
Трамваен двигател	1 000 000...5 000 000
Двигател на електрически локомотив	6 000 000…9 000 000

Електрически двигател на минна подемна машина

Електродвигатели на валцови мелници

Как се измерва мощността?

Мощността е количеството работа за единица време. тези. измерено в джаули за секунда. В международната система за измерване тази единица обикновено се нарича Watt, съкратено W. Е, производни от не kW, mW и т.н.

Мощността на двигателя все още обикновено се измерва в конски сили, въпреки че традиционната мощност винаги се посочва в официалните документи

Мощността във физиката в системата единици SI се измерва във ватове (W), след името на автора Watt. Най-общата формула за изчисляване на мощността N е: N = A/t, където A е извършената (извършена) работа, а t е времето, през което е извършена тази работа. С други думи, оттук можем да определим какво е сила. Това е работа, извършена за единица време. Работата се изразява в джаули (J), а времето в секунди (s). Конкретната формула за изчисляване на мощността зависи от това от кой клон на физиката е проблемът. Например мощността на електрически ток се изчислява по формулата N = UI, където U е напрежение (във волтове V), I е ток (в ампери A).

Една от физическите величини се нарича мощностПостоянно говорят за това в часовете по физика, пишат за това в учебниците

ват

- така се измерва силата

Мощността се измерва във ватове в системата si (W). По-често е енергийните инженери да измерват мощността в киловати (kW) или мегавати (MW). W е джаул/секунда. Тоест мощността, с други думи, е работа или енергия за единица време.

Мощността е физическа величина. Има различни видове мощност - механична мощност, електрическа енергия.

В единиците SI единицата за мощност е ват, равен на един джаул, разделен на секунда. Има и единица за измерване - конски сили.

Единици за мощност: 1 ват, 1 киловат, мегават, 1 килограм-силометър в секунда, 1 ерг, 1 конска сила.

Мога да кажа само на базата на домакински уреди. Мощността например на домакински уреди (сешоари, ютии и др.) се измерва във W. Watt на руски се обозначава с W и се използва за измерване на мощността в Международната система от единици.

Ако в този случай имаме предвид физическо количество, което обикновено е равно на съотношението на работата, извършена за определено време към този период от време, тогава се измерва във ватове, обозначението в международната система е W, на руски - В. Между другото, мерната единица е кръстена в чест на Джеймс Уат (Watt), който по едно време изобретил парната машина.

Зависи от силата на какво. Мощността на електродвигателя се измерва във ватове или киловати.

Мощността на двигателя на автомобила се измерва в конски сили.

Работата се измерва в джаули и килоджаули.

Мощността е физическа величина. И се равнява на работата, извършена за определен период от време. В резултат на това формулата за определяне на мощността (във физиката се обозначава с латинската буква N) изглежда така:

• N = A/t

където A е извършената работа (мерната единица за тази работа е джаул), а t е времето, през което е извършена тази работа (времето за измерване в секунди).

Това означава, че ват е джаул/секунда.

Има различни видове мощност: активна, реактивна, обща; говоря за електрическа мощност, която се измерва във ватове, а общата е в киловолта ампери; тя се измерва в конски сили.