Активная и полная мощность формула

Электрические приборы характеризуются многими параметрами, одной из которых является мощность. Об этом многие слышали, но не каждый может точно разъяснить, что же все-таки это такое, в чем измеряется мощность и как ее найти.

Познание мощности помогает ассоциировать однотипные устройства, подбирать нужный источник питания, предсказывать расход электроэнергии и некоторое другое. Прежде всего, конечно, нужно познакомиться с этим термином.

Что такое мощность электрического тока

Под мощностью электрического тока понимают некоторые конфигурации, связанные с энергией. К примеру, передача электроэнергии по проводам. В данном случае определяется мощность полосы.

Либо это может быть преобразование, так электродвигатель может совершать какую-то механическую работу, телефон конвертирует электричество в радиоволны, расходует энергию на работу микропроцессора, экрана и тому схожее. Выходит, что под мощностью понимают потребление энергии за определенный промежуток времени.

Но есть и оборотный процесс. Так генератор, напротив, производит электроэнергию, отдавая ее потребителю, обладает некий мощностью. Аккумулятор может быть как источником энергии, так и потребителем во время заряда. По собственной сути мощность является скалярной величиной и определяется в точечном отрезке времени.

Не считая того, сам потребитель может поменять свою мощность зависимо от намеченной цели. На примере съемочной камеры это легче разъяснить.

При работе камеры ток употребления один, если делается фотосъемка, то мощность другая, а если применяется вспышка, то мощность уже 3-я. И всякий раз можно найти потребление энергии при помощи обычный формулы.

Формула расчета мощности, тока и напряжения

Поначалу следует найти входящие в формулу единицы измерения мощности либо найти, что делает электрическую энергию способной делать какие-либо деяния?

Электрический заряд, из которого состоит ток, должен передвигаться, только в данном случае может быть его проявление, так как по определению электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Потому мощность впрямую находится в зависимости от количества перемещенной энергии за точку времени в определенной цепи.

Что принуждает заряды передвигаться? Это создаваемая источником питания разность потенциалов. Измеряется она в Вольтах и именуется напряжением. Другое, что еще необходимо учитывать – количество зарядов, проходящих в этот момент через поперечное сечение проводника. Это именуется силой тока и измеряется в Амперах. Вот две составляющие, которые нужны для облегченной формулы.

Что необходимо выполнить с этими составляющими? Дабы проще было осознать, будем считать, что напряжение отвечает за скорость передвижения, а ток за количество заряда. Пусть напряжение будет равно 1 единице, а ток начнется с 2 зарядов. В данном случае за единицу времени будет перемещено 2 заряда.

А если напряжение прирастить до 2 единиц? И тогда зарядов будет перемещено вдвое больше, так как скорость перемещения будет увеличена.

Из этого делаем вывод: дабы выяснить мощность (количество перемещенных зарядов), нужно напряжение помножить на ток. Подставив условные обозначения, получим формулу мощности: P=UI;

• где P – мощность,
• U – напряжение,
• I – сила тока.

Осталось выяснить, в чем измеряется электрическая мощность.

Ватт и другие единицы измерения мощности

В первый раз понятие ватт было применено в 1882 году. Ранее мощность измерялась в лошадиных силах. В международную систему этот термин был включен в 1960 году. Для обозначения применяют буковку W в интернациональной системе и Вт, как российский эквивалент. Понятие мощности применяется не только лишь в электротехнике, мощность может быть:

• механической;
• термический;
• электромагнитной и т.д..

Если разбираться в чем измеряется мощность тока, то тут есть производные от основной единицы. Полный перечень приводится в таблице.

В быту в большинстве случаев применяются Ватты и килоВатты. И тут может появиться неурядица. Когда необходимо выяснить, в чем измеряется мощность, то следует уточнять, о чем речь идет. Дело в том, что еще есть одно измерение – киловатт в час. В чем разница между килоВатт и килоВатт в час?

1-ое понятие показывает на мощность устройства, другими словами способность устройства преобразовывать электрическую энергию во что-то другое. К примеру, лампочка мощностью 1 кВт способна за один час потребить энергию равную мощности в 1 кВт.

Лампочка мощностью 100 Вт за 10 часов потребит такую же энергию. А счетчик, который держит под контролем потребление энергии, за один час учитывает потребление всей энергии, проходящей через него. За тот же час может быть расходовано несколько килоВатт.

Выходит, что мощность устройства не находится в зависимости от времени работы, а вот потребляемая мощность, напротив, впрямую связана с течением времени. Так как речь пошла о переменном токе, то следует также отметить, что и тут не все так просто.

В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность

Когда идет речь о неизменном токе, тогда приведенная выше формула применима к вычислению. Она также может быть применена для измерения моментального значения мощности в переменном токе, но что касается определения мощности в продолжительном временно́м значении, то тут эта формула неприменима. Дело в том, что в переменном токе существует несколько определяемых мощностей:

• активная;
• реактивная;
• полная.

Сходу отметим, что полная мощность содержит в себе активную и реактивную мощности. Что представляют собой эти составляющие и в чем измеряется мощность каждой из них?

Реактивная мощность , если не вдаваться в трудности, состоит из мощности нагрузки, в цепи которой включены индуктивности и (либо) емкости.

Она определяется по формуле Q=U·I·sinφ. Единицей измерения служит ВАр (Вольт-Ампер реактивный) либо var . Новенькая составляющая sinφ определяет сдвиг фазы в градусах либо радианах. Что это означает?

При прохождении переменного тока через индуктивность ток начинает опаздывать от меняющегося напряжения. Связано это с электромагнитным полем, возникающим при прохождении через проводник тока. Это поле мешает поменять направление. Таковой сдвиг именуют положительным.

Емкость, напротив, действует в оборотном направлении. Конденсатор стремится сравнять разность потенциалов на собственных обкладках. Потому ток опережает напряжение. Таковой сдвиг именуют отрицательным.

Активная мощность определяется по формуле P=U·I·cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные составляющие выражены очень слабо. Измеряется в Ваттах (Вт) .

Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. Измеряется в Вольт Амперах для СИ, в Рф применяется ВА (Вольт-Ампер) .

Мощность бытовых электрических устройств

Мощность служит основной чертой устройства, потому она указывается на каждом выпускаемой индустрией электроприёмнике. Как варьирует эта мощность можно узреть из таблицы.

Познание, в чем измеряется мощность устройства и что она охарактеризовывает, помогает согласовать нагрузку с источником тока, а это, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.

Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению

При помощи калькулятора мощности вы сможете без помощи других выполнить расчет мощности по току и напряжению для однофазовых (220 В) и трехфазных сетей (380 В). Программка также рассчитывает мощность через сопротивление и напряжение, либо через ток и сопротивление согласно закону Ома. Значение cos φ принимается согласно указаниям технического паспорта устройства, усредненным значениям таблиц ниже либо рассчитываются без помощи других по формулам. Без необходимости советуем не изменять коэффициент и оставлять равным 0.95. Дабы получить итог расчета, нажмите кнопку «Высчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и публичных построек. Правила проектирования и монтажа»
• СП 31-110-2003 «Проектирование и установка электроустановок жилых и публичных построек»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
• ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Систематизация»
• ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки построек»

Формулы расчета мощности

Мощность — это физическая величина, равная отношению количества работы ко времени совершения этой работы.
Мощность электрического тока (P) — это величина, характеризующая скорость преобразования электроэнергии в другие виды энергии. Интернациональная единица измерения — Ватт (Вт/W).

— Мощность по току и напряжению (неизменный ток): P = I × U
— Мощность по току и напряжению (переменный ток однофазовый): P = I × U × cos φ
— Мощность по току и напряжению (переменный ток трехфазный): P = I × U × cos φ × √3
— Мощность по току и сопротивлению: P = I 2 × R
— Мощность по напряжению и сопротивлению: P = U 2 / R

• I – сила тока, А;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом;
• cos φ – коэффициент мощности.

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ – угол сдвига между фазой тока и напряжения, при этом если последний опережает ток сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.

cos φ – безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной и указывает как отлично применяется энергия.

Формула расчета косинуса фи: cos φ = S / P

• S – полная мощность, ВА (Вольт-ампер);
• P – активная мощность, Вт.

Активная мощность (P) — настоящая, нужная, реальная мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, к примеру, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует.

Формула расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ

Реактивная мощность (Q) — безваттная (никчемная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается назад к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной чертой цепи, так как основная цель имеющегося электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и назад. Таковой эффект делают катушки и конденсаторы.

Формула расчета реактивной мощности: P (ВАР) = I × U × sin φ

Полная мощность электроприбора (S) — это суммарная величина, которая включает внутри себя как активную, так и реактивную составляющие мощности.

Формула расчета полной мощности: S (ВА) = I × U либо S = √( P 2 + Q 2 )

Разбираемся с понятиями активной и реактивной нагрузки

Дабы верно высчитать нагрузку потребителей по мощности следует знать: какие бывают приемники напряжения. Что такое активная, реактивная и линейная нагрузка? Треугольник мощностей. Что такое пусковой ток? Все это разберем по порядку.

К приемникам напряжения относятся все устройства, которые подключаются к источникам напряжения. К ним относятся: электровентилятор, электрическая плита, стиральная машина, компьютер, телек, электродвигатель, бытовой электроинструмент и другие электропотребители.

В цепях переменного тока нагрузки делятся на активные, реактивные и нелинейные. В цепях неизменного тока деления на типы нагрузок нет.

Активная нагрузка

К устройствам с активной нагрузкой причисляются нагревательные приборы (утюги, электрической плиты, лампы накаливания, электрические чайники). Подобные приборы вырабатывают тепло и свет. Они не содержат индуктивности и емкости. Активная нагрузка преобразовывает электроэнергию в свет и тепло.

Реактивная нагрузка содержит емкость и индуктивность. Данные характеристики имеют качество собирать энергию, а позже отдавать ее в сеть. Примером может служить электродвигатель, электрическая мясорубка, бытовой инструмент (пылесос, кухонный комбайн). Другими словами, все устройства, которые содержат электродвигатели.

Треугольник мощностей

Дабы разобраться с реактивной нагрузкой разглядим треугольник мощностей.

где Р – активная мощность, которая измеряется в Ватах и применяется для совершения полезной работы;

Q – реактивная, которая измеряется в Варах и применяется для сотворения электромагнитного поля;

S – полная мощность применяется для расчета электрических цепей.

Для расчета полной мощности применяем аксиому Пифагора: S 2 =P 2 +Q 2 . Либо при помощи формулы: S=U*I, где U – это показание напряжения на нагрузке, I — показание амперметра, которое врубается последовательно с нагрузкой. В расчетах также применяется коэффициент мощности – cosφ. На устройствах, которые относятся к реактивной нагрузке, обычно указаны активная мощность и cosφ. При помощи этих характеристик также можно получить полную мощность.

Время от времени на устройствах указывается полная мощность, а cosφ не указан. В данном случае применяется коэффициент 0,7.

Нелинейная нагрузка

Имеет особенность в том, что напряжение и ток не пропорциональны. К нелинейной нагрузке относятся телеки, музыкальные центры, настольные электронные часы, компы и его составляющие. Сама нелинейность обоснована тем, что данное электронное устройство употребляет импульсные блоки питания. Для подзарядки конденсатора, которые стоят в импульсном блоке питания, довольно верхушки синусоиды.

В остальное время энергию из сети конденсатор не потребляет. В данном случае ток имеет импульсное качество. К чему это все приводит? Это приводит к тому, что синусоида искажается. Но не все электронные устройства работают с искаженной синусоидой. Эта неувязка решается за счет использования стабилизаторов двойного преобразования, где сетевое питание преобразуется в неизменное. Потом из неизменного преобразуется в переменное подходящей формы и амплитуды.

Пусковой ток

При расчете нужно учесть и пусковые токи устройства. К примеру, сопротивление нити накаливания в лампочке в момент включения в 10 раз меньше, чем в рабочем режиме. Поэтому, пусковой ток этой лампочки в 10 раз больше. Через некоторое время она начнет потреблять ту мощность, которая записана в данных этой лампочки. Потому, при включении она перегорает за счет огромных пусковых токов.

В радиоэлектронной аппаратуре пока не зарядится конденсатор в блоке питания, также появляется пусковой ток.

В электродвигателях тоже появляется пусковой ток, пока мотор не наберет номинальные обороты.

В нагревательных устройствах пусковой ток появляется, пока спираль не нагреется до дежурной температуры.