Расчёт мощности по току и напряжению онлайн

Калькулятор расчёта мощности по току и напряжению

Данный калькулятор позволяет выполнить расчёт мощности по току и напряжению. Параметры необходимо вводить в базовых величинах, ток в амперах (А), напряжение в вольтах (В).

Формула расчёта мощности по току и напряжению

P = I*U ,

1. P— мощность потребителя, Вт;
2. I— cила тока, А;
3. U— напряжение в сети, В;

Обращаем Ваше внимание, что приведённый выше онлайн калькулятор расчёта мощности, производит упрощённый расчёт мощности по току и напряжению, по упрощённой формуле. Онлайн расчёт данным способом позволяет, получить значения близкие к реальным.

Рекомендуем!

Формула расчёта мощности по току и напряжению для однофазной сети:

Однако, существуют формулы и для более точного расчёта. Если Вы обладаете, всеми необходимыми техническими характеристиками сети и устройства, то более точный расчёт мощности для однофазной сети, Вы можете произвести по формуле:

P = I*U*cosφ ,

1. P— мощность потребителя, Вт;
2. I— cила тока, А;
3. U— напряжение в сети, В;
4. cosφ -безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной (коэффициент мощности). По умолчанию значение cosφ равно 0,95 для бытовых электросетей и от 0,95 до 0,65 для промышленных.

Формула расчёта мощности по току и напряжению для трёхфазной сети:

P = 1,73*I*U*cosφ ,

1. P— мощность потребителя, Вт;
2. I— cила тока, А;
3. U— напряжение в сети, В;
4. cosφ -безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной (коэффициент мощности).
   По умолчанию значение cosφ равно 0,95 для бытовых электросетей и от 0,95 до 0,65 для промышленных.

Примерные значения cosφ для некоторых типов оборудования:

• лампы накаливания — 1;
• обогреватели, электропечи, электроплиты и т.п. — 0,95;
• электродвигатели — 0,85 ..0,87;
• дрели, отрезные машинки и т.п. — 0,85 ..0,9;
• электродвигатели компрессоров, холодильников, стиральных машин и т.п. — 0,7…0,85
• компьютеры, телевизоры, СВЧ печи, кондиционеры, вентиляторы, энергосберегающие лампы — 0,5 ..0,8

Более точные значения cosφ зачастую можно найти в паспорте прибора или на бирке.

Наши ресурсы в социальных сетях, присоединяйтесь:

[ratings]

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Как определить требования к питанию

Одна из самых сложных концепций при рассмотрении размещения центров обработки данных – это определение необходимого количества энергооборудования. Есть много способов узнать, каковы ваши требования к питанию, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:

• Ток (амперы)
• Напряжение (вольт)
• Электрическая мощность (ватты)

Расчет потребляемой мощности

Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:

  ампер * вольт = ватт  

Эта формула определяет, сколько энергии использует оборудование в данный момент.

Метод №1: Использование счетчиков и лицевых панелей для определения требований к электропитанию вашего оборудования

Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, который отображает использование мощности. На ЖК-дисплее PDU ниже вы можете видеть, что как основной, так и резервный PDU потребляют 9 ампер:

Производители также должны отображать допустимые диапазоны напряжения и силы тока, потребляемые на нагрузку, на лицевой панели оборудования:

обычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 В и совместимо с питанием как 120 В, так и 208 В.К этим конкретным блокам распределения питания относятся APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 ампер в цепях на 208 В (80% от 30 ампер в соответствии с Национальным электротехническим кодексом по соображениям безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:

  9 ампер * 208 вольт = 1872 Вт  

Причина, по которой мы используем только одно из значений 9 ампер, связана с тем, как сконфигурированы первичная и резервная мощность. Первичное и резервное питание означает два или более блока питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одно и то же устройство, они должны потреблять одинаковое количество энергии.

При планировании резервирования мощности каждая цепь (первичная и резервная) должна быть рассчитана таким образом, чтобы выдерживать общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.

Мы обнаружили, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).

Не забудьте оставить место для маневра для «снижения мощности», поскольку все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.

Метод № 2: Использование списков оборудования для определения требований к питанию вашего оборудования

Если у вас нет PDU со считыванием показаний усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования.Вам нужно будет изучить спецификации производителя по мощности для каждой единицы оборудования, чтобы определить:

• Конфигурация оборудования CPU / RAM / HDD / SSD
• Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
• Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные источники питания)
• Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие для сетевых коммутаторов)

Например, один из наших клиентов может перечислить следующие единицы оборудования:

• 4 сервера Dell PowerEdge R420
• 1 коммутатор Juniper EX4200-48T
• 1 межсетевой экран FortiGate Fortinet 310B

Давайте определим максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования.Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации производителя по питанию и находим:

• Dell PowerEdge R420 имеет блок питания мощностью 550 Вт.
• Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
• FortiGate Fortinet 310B может потреблять максимум 5–3 А в сетях 100–240 В. Мы знаем, что нам нужна максимальная потребляемая мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольт.) В таблице данных 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство фактически потребляет на ампер меньше, чем на ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в таблице данных указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это цепь на 120 В, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.

Итак, чтобы определить максимальное энергопотребление в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:

• 4 сервера Dell: 4 сервера * 550 Вт каждый = 2200 Вт
• 1 коммутатор Juniper: 320 Вт (оставьте как есть)
• 1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 Вт

Затем сложите их вместе :

  2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт  

Максимальное энергопотребление этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.

Знание максимальной требуемой мощности дает основу для определения того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает предела максимальной мощности.

В SCTG мы гарантируем 100% бесперебойную работу при питании (и пропускной способности!). Часть нашего безупречного успеха в этом – это глубокие исследования и анализ, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть – это уровень резервирования, встроенный в наши центры обработки данных (например, этот).

Все, что нужно, – это базовая формула, чтобы правильно определить ваши требования к мощности. А если вам нужно, чтобы кто-то перепроверил вашу работу, вы всегда можете связаться с нами.

Как рассчитать максимальный входной переменный ток

Как рассчитать максимальный входной переменный ток.

Ан-21

Информация о максимальном входном токе источника питания может быть полезна при выборе требований к электроснабжению, выборе автоматического выключателя, выбора входного кабеля переменного тока и разъема и даже при выборе изолирующего трансформатора для плавающих приложений.Вычислить максимальный входной ток довольно просто, зная несколько основных параметров и некоторую простую математику.

Номинальная мощность высоковольтного блока питания
Все блоки питания Spellman имеют заявленную максимальную номинальную мощность в ваттах. Это первый параметр, который нам понадобится, и его можно найти в паспорте продукта. У большинства блоков питания Spellman максимальная мощность указана прямо в номере модели. Как и в этом примере, SL30P300 / 115 представляет собой блок 30 кВ с положительной полярностью, который может обеспечить максимум 300 Вт; работает от входной линии 115Vac.

КПД источника питания
КПД источника питания – это отношение входной мощности к выходной мощности. Эффективность обычно указывается в процентах или в виде десятичной дроби меньше 1, например, 80% или 0,8. Чтобы вычислить входную мощность, мы берем заявленную максимальную выходную мощность и делим ее на эффективность:

300 Вт / 0,8 = 375 Вт

Коэффициент мощности
Коэффициент мощности – это отношение реальной мощности к полной используемой мощности. Обычно выражается в виде десятичного числа меньше 1.Реальная мощность выражается в ваттах, а полная мощность – в ВА (вольт-амперах). Однофазные импульсные источники питания без коррекции обычно имеют довольно низкий коэффициент мощности, например 0,65. Трехфазные импульсные источники питания без коррекции имеют более высокий коэффициент мощности, например 0,85. Блоки со схемой активной коррекции коэффициента мощности могут иметь очень хороший коэффициент мощности, например 0,98. В нашем примере выше источник питания представляет собой неисправный блок, питаемый от однофазной сети, поэтому:

375 Вт / 0,65 = 577 ВА

Напряжение входной линии
Нам нужно знать входное напряжение переменного тока, от которого устройство предназначено для питания .В приведенном выше примере входное напряжение переменного тока составляет 115 В переменного тока. Это номинальное напряжение, в действительности входное напряжение указано на уровне ± 10%. Нам нужно вычесть 10%, чтобы учесть худший случай, состояние низкой линии:

115Vac – 10% = 103,5Vac

Максимальный входной переменный ток
Если мы возьмем 577 VA и разделим его на 103,5Vac, мы получим:

577 ВА / 103,5 В переменного тока = 5,57 ампер

Если наше входное напряжение переменного тока однофазное, то у нас есть ответ – 5,57 ампер.

Трехфазное входное напряжение
Блоки с трехфазным входным напряжением питаются от трех фаз, поэтому они имеют лучший коэффициент мощности, чем однофазные блоки.Также за счет наличия трех фаз, питающих агрегат, фазные токи будут меньше. Чтобы получить входной ток на каждую фазу, мы разделим наш расчет входного тока на √3 (1,73).

Рассчитаем этот пример: STR10N6 / 208. Из таблицы данных STR мы узнаем, что максимальная мощность составляет 6000 Вт, КПД составляет 90%, а коэффициент мощности составляет 0,85. Несмотря на то, что STR по дизайну будет работать с напряжением до 180 В переменного тока, в этом примере он будет питаться от трехфазной сети 208 В переменного тока. Мы получаем максимальный входной ток на фазу следующим образом:

КПД источника питания
6000 Вт /.9 = 6666 Вт

Коэффициент мощности
6666 Вт / 0,85 = 7843 ВА

Напряжение входной линии
208 В переменного тока – 10% = 187 В переменного тока

Максимальный входной ток переменного тока
7843 ВА / 187 В переменного тока = 41,94 А (если он был однофазным)

Поправка для трехфазного входа
41,94 ампер / √3 (1,73) = 24,21 ампер на фазу

Итак, у нас есть два уравнения, одно для однофазных входов и одно для трехфазных входов:

Однофазное уравнение максимального входного тока
Входной ток = максимальная мощность / (КПД) (коэффициент мощности) (минимальное входное напряжение)

Уравнение трехфазного максимального входного тока
Входной ток = максимальная мощность / (КПД) (коэффициент мощности) (минимальное входное напряжение) ( √3)

Эти расчеты входного тока предназначены для наихудшего случая: предполагается, что агрегат работает на максимальной мощности, работает при низком уровне напряжения в сети и с учетом КПД и коэффициента мощности.

Щелкните здесь, чтобы загрузить pdf.

Как рассчитать мощность (Вт)

Часто говорят, что потребляемая мощность прибора в ваттах равна току, умноженному на напряжение.

К сожалению, не все так просто.

Это общепринятое мнение или «практическое правило» заставит вас рассчитывать кажущуюся мощность, а не реальную мощность (за что вам выставляют счет).

Полная мощность (ВА)

Ампер (А) x Вольт (В) = Вольт-Ампер (ВА)

Формулу выше можно использовать для расчета полной потребляемой мощности в вольт-амперах (ВА).Это уравнение даст вам приблизительное представление об использовании мощности в ваттах для , но это не совсем корректно. Для этого нужно учитывать коэффициент мощности .

Реальная мощность (Вт)

Амперы (А) x Вольт (В) x коэффициент мощности = Ватты (Вт)

Эта формула учитывает коэффициент мощности и, следовательно, показывает точное энергопотребление (за которое выставлен счет).

Запутались? Воспользуйтесь нашим бесплатным онлайн-калькулятором стоимости электроэнергии.

Что такое коэффициент мощности?

– это мера эффективности, с которой электрическое устройство преобразует вольтамперы в ватты. Коэффициент мощности представлен в виде безразмерного числа от 0 до 1.

Чем ближе число к единице, тем «лучше» коэффициент мощности. Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электроэнергия. Резистивные нагрузки, такие как большинство электрических нагревателей, будут иметь коэффициент мощности 1, поскольку они преобразуют всю подаваемую электрическую мощность в тепло.Оборудование с моторами, такие холодильники и кондиционеры, будет иметь меньший коэффициент мощности.

Почему важен коэффициент мощности?

Коэффициент мощности важен, если вы хотите узнать реальную потребляемую мощность устройства (фактическая мощность – это то, за что вам выставлен счет). См. Ниже демонстрацию того, как коэффициент мощности используется с нашим измерителем мощности для расчета реального энергопотребления моего телевизора.

Для крупных предприятий особенно важно иметь коэффициент мощности, близкий к «единице» (1), поскольку с них может взиматься плата, если они имеют низкий коэффициент мощности.Это связано с тем, что коммунальное предприятие должно подавать на объект больше тока (в амперах), чем фактически требуется. При этом они несут больше потерь при передаче. Хорошая новость заключается в том, что предприятия могут предпринять шаги для увеличения коэффициента мощности.

Пример – расчет фактической мощности телевизора

На этикетке соответствия моего телевизора указана потребляемая мощность 130 Вт .

Проблема в том, что на этикетках соответствия часто указывается максимальная мощность , а не фактическая мощность.Единственный способ узнать фактическую мощность – измерить ее с помощью подключаемого измерителя мощности. В течение двухчасового периода измеритель мощности показал потребляемую мощность от 70 до 110 Вт – существенно меньше, чем указано на этикетке.

В какой-то момент измеритель мощности показал, что телевизор использует 243 вольта и 0,421 ампер. Если мы будем следовать общепринятому мнению и просто умножим Вольт и Ампер без коэффициента мощности, мы получим полную потребляемую мощность следующим образом: –

• Ампер (А) X Вольт (В) = ВА
• 243 В x 0.421 А = 102,3 ВА

… затем ложно представить его как 102,3 Вт

Когда мы добавляем в расчет коэффициент мощности, мы получаем совсем другую цифру. Поскольку в то время измеритель мощности показал коэффициент мощности 0,65, расчет будет:

• Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
• 234 В x 0,421 А x 0,65 = 66,5 Вт

Надеюсь, вы понимаете, почему так важно делать правильный расчет.

К счастью, наши подключаемые измерители мощности сделают эти расчеты за вас.Имейте в виду, что некоторые дешевые измерители мощности не выполняют эти измерения точно и не всегда отображают реальную мощность.

Наши измерители мощности отображают реальную мощность (ватты), а также амперы (А), вольт (В) и коэффициент мощности, чтобы вы могли проверить расчет, если вам нужно.

Подключаемый измеритель мощности Reduction Revolution – наш самый дешевый и самый популярный вариант. Power Mate Lite – это высокоточная модель, которую используют профессиональные энергоаудиторы.

См. Также: наш бесплатный онлайн-калькулятор эксплуатационных расходов.

– Холли Ловелл-Смит

расчетов мощности

Расчет мощности

Power – это умение делать работу, будь то поднимать лифты или шуметь. Когда вы пропускаете ток через провод, вы передаете мощность от источника к точке использования. Одно из главных преимуществ электричества – мы можем делать беспорядок. бизнес по производству электроэнергии в Неваде и удобное использование гостинная.

Единица измерения мощности – ватт, названия после Джеймс Ватт, прославившийся паровым двигателем. Мощность, доступная в электрическом схема

P = мощность в ваттах

E = ЭДС в вольтах

I = ток в амперах.

Конечно, ток через провод контролируется импедансом – обычно мы знаем импеданс и напряжение и воспользуйтесь производной формулой

Важно отметить, что мощность будет меняться как квадрат напряжения.Если мы контролируем ток через известное сопротивление, эта формула имеет то же моральный.

Рассеиваемая мощность

Многие электронные устройства выделяют тепло в качестве побочного эффект от их основного использования. Например, резисторы и трансформаторы нагреваются при прохождении через них тока. Жара не хорош для чего угодно (как раз наоборот), но мы должны знать об этом поэтому мы не пытаемся пропустить через что-то достаточно тока, чтобы его сжечь вверх.Большинство устройств имеют максимальную номинальную мощность, превышающую этот рейтинг. рискует уничтожить. Например, большинство резисторов рассчитаны на четверть ватта. Итак, какое напряжение мы можем безопасно подать на 100 Ом? резистор?

Передача энергии

В мире аудио вы все еще слышите много поговорим о «согласовании импедансов». Что это значит? Любое устройство с реальным выходом будет некоторое сопротивление между сигналом схема питания и выходной разъем.Вот типичный вывод строений:

Треугольники обозначают усилители. или какой-то другой источник тока. Всегда есть какая-то комбинация резисторы, конденсаторы и / или трансформаторы для регулировки выхода напряжение и защитить источник тока от коротких замыканий. Что бы ни после того, как источник тока будет иметь импеданс – обычно это все собраны вместе и названы «импедансом источника».

Теперь вот что будет выглядеть любой ввод нравится:

Даже если это не так конструкция, что касается устройства-источника, следующее гаджет по линии представит некоторое (надеюсь, фиксированное) сопротивление через выход.Вы помните из очерка о законе Ома, что когда мы соединим их вместе, у нас будет делитель напряжения. Если сопротивление входа второго устройства достаточно низкое, чтобы загрузить выход второго устройства, напряжение на подключении будет ниже, чем ожидалось, и текущий спрос может превышать источник готов к поставке. (Источник может быть даже поврежден.)

Для предотвращения этого производители указывают полное сопротивление нагрузки, на которое рассчитано их устройство.Это называется «выходным сопротивлением». Это не то же самое, что сопротивление источника – выходное сопротивление – это ожидаемое входное сопротивление нагрузки, и будет работать с импедансом источника (как нижняя ветвь напряжения делитель), чтобы установить правильные выходные уровни.

Раньше, если устройство указывало выходное сопротивление 600 Ом, нужно было подключить нагрузку 600 Ом, ни больше ни меньше. Это потому, что до середины 60-х годов большинство оборудование имело выходные трансформаторы, как на левой схеме выше.(Они требовались для электрических цепей.) Вы помните из эссе о сопротивление, которое индуктор, такой как вторичная катушка трансформатор имеет постоянную времени, зависящую от соответствующего импеданс – с некоторым импедансом он становится фильтром. 600 Ом было входной импеданс промышленного стандарта для передачи плоского сигнала в звуковой диапазон. (Есть еще такой стандарт для видео – 75 Ом, а вам лучше следовать за ним.) Если вы хотите послать сигнал двум устройств приходилось использовать специальный усилитель-распределитель, т.к. просто подключив два входа по 600 Ом к одному выходу, вы получите 300 Ом. нагрузка.

Было легко получить входное сопротивление 600 Ом потому что у большинства оборудования на входе тоже есть трансформатор. Тем не мение, были части оборудования, у которых был более высокий выходной импеданс (сделанный для рынок домашнего аудио, в основном), и если вы нагружаете их на 600 Ом, они бы не работали. В современном оборудовании отсутствуют входные трансформаторы (они либо дорогие, либо низкокачественные, либо и то, и другое) и использует ввод схемы с более высоким импедансом, обычно 10 кОм или даже 50 кОм. В Преимущество этого в том, что вы можете подключиться ко всему, и вы можете водить несколько входов без усилителей распределения.Выходы по-прежнему способен управлять 600 Ом (обычно), но подключать более высокий сопротивление не вредит, поскольку требуется меньший ток. Если вам нужно подключите высокоимпедансный вход к старомодному выходу на 600 Ом, вы должны добавить “согласующий резистор” 600 Ом через связь. Любая часть оборудования, где это действительно важно, будет иметь встроенный такой резистор с переключателем оконечной нагрузки для подключения это когда нужно.

Микрофоны

Микрофоны все еще имеют старое отличие высокий импеданс vs.низкий импеданс. Потому что хорошие микрофоны в них еще есть трансформаторы (см. эссе о связях и балансные кабели), а в дешевых нет. Поскольку микрофон производит очень маленький ток, вы не можете подключить микрофон с высоким Z к входу с низким Z и ожидайте, что это сработает. Микрофон с низким Z будет работать на входе с высоким Z, но частотная характеристика может быть искажена.

Усилители мощности и Колонки

Импеданс действительно критичен, когда дело доходит до подключение колонок.Усилители предназначены для обеспечения большого количества мощности, но мы не можем позволить себе тратить ее зря, подключив более высокую сопротивление, чем необходимо. Истинный импеданс динамика варьируется во всем место с частотой (там катушки), но будет “номинальный” рейтинг, который представляет собой самый низкий рейтинг для любого протяженность времени. Обычно это 8 Ом, хотя сейчас вы видите много Конструкции с сопротивлением 4 Ом на рынке аудиофилов.

спроектированы так, чтобы максимально безопасный ток до 2 Ом или около того, поэтому динамик на 8 Ом представляет собой скромный запас прочности.Если вы подключите два динамика на 8 Ом параллельно, вы подадите на усилитель 4 Ом, и звук станет громче с некоторый риск. Риск чего? Что ж, на более дешевых усилителях вы сожжете предохранитель, а на более лучших загорится свет, сообщающий вам текущий сработала защита, и ваш звук будет ужасным – вероятно сильно обрезан. Худшее, что может случиться, – это перегоревший усилитель.

[ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ] Обрезанный звук даже при умеренном громкость, может повредить ваши динамики – почему? Потому что у квадратных волн больше всего их энергии в высоких парциальных.В типичном трехполосном динамике НЧ-динамик, который обычно передает большую часть мощности, будет рассчитан на сотни ватт, но твитер будет рассчитан только на 20-50 Вт. Накачать 75 Вт высокочастотной энергии и до свидания твитер.

При последовательном подключении двух динамиков вы представьте нагрузку 16 Ом и получите половину тока. Так как это сейчас проехав вдвое больше диффузоров, вы получите столько же звука, и это может даже звучать немного лучше, потому что отдельные динамики не работают так усердно.

Немного подумав, вы, наверное, сможете способа подключить четыре динамика и по-прежнему показывать 8 Ом нагрузка.

Это обсуждение должно также указать на необходимость использования толстого провода для громкоговорителей. Проволока 20 калибра имеет сопротивление около 0,01 Ом на фут, поэтому вам нужно всего около 20 футов кабеля для изменения импеданса на 5%, потери тока и отстройка катушек кроссовера. Лучше использовать 18 ga при 0,006 Ом на фут или даже 16 га при 0.004 Ом.

Между прочим, есть такие вещи, как высокий импедансные динамики. Это мелочи, которые можно найти в аэропорту потолки – сотни из них подключены параллельно, и каждый динамик для этого есть понижающий трансформатор. Усилители, которые работают эти системы имеют выход 70 вольт и не будут работать с вашим динамики вообще. Вы можете использовать эти маленькие колонки, если возьмете трансформаторы выключены.

PQE 02.10.98

Назад к музыке 126 темы

Как оценить потребность в электроэнергии

Когда вы получаете счет за электроэнергию каждый месяц, вы можете не понимать, как именно была рассчитана общая сумма.Каждое устройство в вашем доме вносит свой вклад в общую сумму счета. Чтобы выяснить, какие приборы и устройства потребляют больше всего энергии, вы можете оценить общие требования к мощности , для каждого устройства. Эта оценка также полезна для оценки требований к мощности для альтернативной или резервной системы энергоснабжения.

Оценить потребности в энергии и затраты на питание электронного устройства или прибора очень просто. На задней панели каждого устройства есть этикетка с указанием потребляемой мощности.Это число, которое вам понадобится, чтобы вычислить потребление энергии и требования. Наряду с ваттами вам нужно будет оценить количество часов в день, в течение которых устройство или прибор используется. Если вы предпочитаете не проверять все свои устройства вручную, вы можете приобрести устройство, которое поможет вам оценить потребление энергии. Эти устройства варьируются от простых устройств для измерения мощности до сложных решений для домашнего мониторинга. В этом посте мы предполагаем, что у вас нет доступа к сложному решению для домашнего мониторинга.Если вы новичок в чтении этикеток с энергопотреблением на задней панели ваших приборов и устройств, просмотрите следующие несколько разделов с справочной информацией, чтобы получить представление об основах электротехники и терминологии.

Предпосылки: основы электротехники

Чтобы понять электрические термины, указанные на этикетках прибора или устройства, необходимо понять несколько электрических терминов. Основные термины: напряжение, ток и сопротивление:

• Напряжение (Вольт): Разница потенциальной энергии (заряда) между двумя точками в цепи.Одна точка имеет больше энергии, чем другая, и разница между точками называется напряжением. Напряжение измеряется в вольтах.
• Ток (Амперы): Поток электронов (заряд) между двумя точками в цепи. Сила тока измеряется в амперах.
• Сопротивление (Ом): Сопротивление – это электрическое сопротивление (сложность) между двумя точками проводника. Сопротивление измеряется в Ом.

Напряжение, ток и сопротивление связаны уравнением, называемым законом Ома:

V = I x R

где V – вольт, I – ток, а R – сопротивление.При описании напряжения, тока и сопротивления часто используется аналогия «вода, текущая в трубе». Ток аналогичен потоку воды, а напряжение – это давление в трубе. Когда напряжение (давление) выше, будет течь более сильный ток. На рисунке 1 показана аналогия с водой с (а) давлением (напряжением) без тока и (б) давлением (напряжением) и током.

Рисунок 1. Механическое изображение напряжения и тока.

Электроэнергия также может быть выражена в единицах мощности, называемых Вт .Ватт – это единица измерения электрической мощности, представленная током в один ампер в цепи с разностью потенциалов в 1 вольт. Мощность связана с напряжением и током следующим уравнением:

P = I x V

где P – мощность, I – ток, а V – вольты. Мощность (электрическая энергия) измеряется в ваттах или киловаттах. Его также можно измерить с течением времени. Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Вт в определенный момент времени.Киловатт-час (кВтч) – это электрическая энергия, равная мощности, подаваемой одним киловаттом за один час.

Справочная информация: напряжение переменного и постоянного тока

Электрические концепции, которые мы описали до сих пор, являются примерами постоянного тока (DC) . Постоянный ток (DC) – это электрический ток, который течет линейно в постоянном направлении. Существует также другой тип тока, называемый переменным током (AC) , который отличается от постоянного тока, потому что он меняет направление.Рисунок 2 иллюстрирует разницу между этими двумя концепциями. Как показано, постоянное напряжение постоянно. Напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму, что означает, что оно изменяется со временем.

Рис. 2. Визуальная разница между постоянным и переменным напряжением.

Мы можем использовать предыдущую аналогию с водой для описания переменного тока; вместо воды, текущей по трубе, вода в трубе перемещается вперед и назад с помощью рукоятки, соединенной с поршнем.На рисунке 3 показана иллюстрация этой концепции. Брызги жидкости могут быть очень быстрыми – 50 или 60 циклов в секунду (50 или 60 Гц). Устройства, которые питаются от топливных элементов , или батарей , используют питание постоянного тока; однако устройства, которые подключаются к стене в наших домах, используют переменный ток.

Рисунок 3. Переменный ток Аналогия напряжения (напряжения) и тока.

Проверка необходимой энергии

Чтобы оценить использование энергии в вашем доме, могут помочь следующие источники:

• Счета за электричество
• Рейтинг оборудования
• Ожидаемые профили нагрузки

Посмотрев на свой счет за электричество, вы можете увидеть, как ваши ватты меняются от месяца к месяцу в течение года.Ваше потребление энергии носит сезонный характер и зависит от того, где вы живете. Например, если вы живете в холодном климате, ваши зимние счета могут быть намного выше, чем ваши летние, из-за необходимости в тепле зимой. В жарком климате ваш летний счет может быть намного выше, чем ваш зимний, из-за того, что кондиционер работает все лето.

Каждый прибор или электронное устройство имеет паспортную табличку, на которой указаны напряжение, сила тока, частота и мощность. Обычно они расположены на задней панели устройства.Эти рейтинги представляют собой максимальное количество мощности, которое может быть поставлено; следовательно, номинальная мощность, указанная на паспортной табличке, теоретически соответствует 100-процентному использованию. Многие устройства не работают со 100-процентной загрузкой; поэтому использование номинальных значений на паспортной табличке может привести к завышению требований к мощности. Пример паспортной таблички показан на Рисунке 4.

Рисунок 4. Паспортные таблички электронного устройства.

Хотя потребление энергии можно рассчитать на основе ваших счетов за электроэнергию и паспортных табличек устройства, фактические измерения дадут более точные данные.Фактические измерения нагрузки можно получить с помощью ватт-часов. Эти фактические измерения нагрузки часто используются для проектирования PV , топливных элементов и систем резервного питания от батарей. Фактическая нагрузка требуется для определения размера и стоимости системы альтернативной энергии . Часто разработчики систем рекомендуют потребителю изменить свои методы энергопотребления, чтобы минимизировать потребление энергии, чтобы фотоэлектрическая система могла быть спроектирована с учетом этих требований вместо установки более крупной системы для компенсации пикового использования.

Расчет потребления энергии

Общее количество энергии, потребляемой вашим домом, можно легко рассчитать, выполнив шесть простых шагов:

1. Укажите количество ватт для каждого прибора или электронного устройства (это называется «нагрузкой» для каждого устройства). Все существующие и планируемые электрические нагрузки должны быть идентифицированы.
2. Оцените среднесуточное использование (количество часов в день, в течение которых прибор или электронное устройство работают)
3. Умножьте мощность устройства на количество часов, в течение которых вы его используете (это даст вам определенное количество «ватт-часов»). Например, если вы используете телевизор на 120 Вт в течение двух часов в день. Вы можете умножить мощность на количество часов, используемых в день, чтобы получить 240 ватт-часов в день.
4. В вашем счете за электричество электричество указано в киловатт-часах. Чтобы сравнить потребление энергии в киловатт-часах, нам нужно будет преобразовать ватт-часы в киловатт-часы. Поскольку 1 киловатт равен 1000 ватт, разделите на 1000, чтобы преобразовать ватт-часы (Втч) в киловатт-часы (кВтч):

240 Втч / 1000 = 0.24 кВтч

5. Чтобы сравнить эти числа с вашим счетом за электроэнергию, нам нужно преобразовать это число в количество часов, которые прибор или устройство использует в месяц. Например, 0,24 кВтч x 30 дней = 7,2 кВтч в месяц.
6. Чтобы рассчитать затраты на электроэнергию и сравнить их с вашим счетом за электричество, посмотрите на свой счет за электричество, чтобы определить, сколько вы платите за кВтч. Если в вашем счете указано, что вы платите 0,12 доллара за киловатт-час, стоимость может быть оценена следующим образом: 7.2 кВтч в месяц x 0,12 доллара США за кВтч = 0,86 доллара США в месяц.

Вы можете организовать эти числа, как в Таблице 1 ниже.

Таблица 1. Таблица для расчета среднесуточной энергии.

Заполнив Таблицу 1, вы можете получить хорошую оценку количества электроэнергии, которое вы используете каждый месяц, и связанных с этим затрат. Чтобы определить размер системы накопления энергии, вам также нужно будет посмотреть на требуемую пиковую мощность (максимальное количество энергии, которое может потребоваться в день) и продолжительность средней мощности (наибольший промежуток времени, в течение которого средняя мощность составляет нужный).Среднее энергопотребление определяет общее количество энергии, потребляемой за день.

Заключение

В этом посте мы рассмотрели основные электрические термины, такие как напряжение, ток, сопротивление, мощность, постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Затем мы использовали эти концепции для расчета потребности в энергии для прибора или устройства. Эти потребности в энергии можно использовать для оценки общего потребления энергии и связанных с этим затрат на эту энергетическую нагрузку. Расчет этих требований может помочь вам уменьшить ваши счета за электроэнергию и помочь вам определить размер фотоэлектрической, резервной аккумуляторной батареи или другой альтернативной энергетической системы.

Доктор Коллин Шпигель – консультант по математическому моделированию и техническому письму (президент SEMSCIO) и профессор, имеющий докторскую степень. и степень магистра инженерных наук. Она имеет семнадцатилетний опыт работы в инженерии, статистике, науке о данных, исследованиях и написании технических статей для многих компаний в качестве консультанта, сотрудника и независимого владельца бизнеса. Она является автором книг « Designing and Building Fuel Cells » (McGraw-Hill, 2007) и «PEM Fuel Cell Modeling and Simulation using MATLAB» (Elsevier Science, 2008).Ранее она владела Clean Fuel Cell Energy, LLC, организацией по топливным элементам, которая обслуживала ученых, инженеров и профессоров по всему миру.

Как определить потребность в мощности для вашего дома на колесах

Как определить потребность в мощности вашего автофургона

В нашей последней статье мы рассмотрели ватт вместе с ватт-часами и их значение для RVer. В этом посте мы рассмотрим, как определить номинальную мощность устройства в ваттах, если его нет в списке или если вы хотите узнать, что конкретное устройство потребляет в течение определенного периода времени (ватт-часов).

Что такое ватты?

Первое, что нужно знать, это то, что ватты – это произведение напряжения на амперы, обычно выражаемое как (ватты = амперы X вольт), которые также можно выразить как (вольт X амперы = ватты) или (амперы X вольт = ватты). Следовательно, если вы знаете рабочее напряжение и потребляемую мощность прибора, вы можете определить мощность в ваттах.

Примеры:

• Тостер на 120 вольт потребляет 9 ампер. (120 В x 9 А = 1080 Вт)
• Микроволновая печь на 120 В и потребляемая сила тока 12.5 ампер (120 вольт x 12,5 ампер = 1500 Вт)
• Не забудьте включить свои 12-вольтовые приборы: 12-вольтовую печь RV (печатная плата и двигатель вентилятора) с потребляемой силой тока 7 ампер (12 вольт X 7 ампер = 84 ватта)

С некоторыми приборами потребляемая сила тока зависит от того, как вы их используете. Например, у вас может быть телевизор с плоским экраном, который позволяет регулировать яркость дисплея вместе с регулятором громкости, который, в свою очередь, влияет на количество ампер, необходимых для его питания.

Эта сумма может быть значительно меньше суммы, указанной на задней стороне устройства. Возможно, у вас есть прибор, который периодически включается и выключается, как холодильник, и вы хотите знать, сколько энергии потребляется в течение установленного периода времени (ватт-часов). В вышеупомянутых ситуациях подумайте о покупке ваттметра.

Следите за потреблением энергии. Фото через Amazon

Как вы измеряете ватт?

Подключив 120-вольтный прибор к ваттметру (или всему вашему жилому дому) в течение заданного периода времени, вы можете измерить потребленные ватт-часы.Даже если прибор потребляет постоянный ток при использовании (например, 120-вольтовая лампа), вы все равно можете использовать ваттметр для расчета требований к мощности в ваттах, а не выполнять математические вычисления (амперы X вольт), как в примерах, приведенных выше. или для проверки заявленных характеристик производителя. Никогда не превышайте номинальную мощность мультиметра.

После того, как вы определили требования для каждого из устройств вашего дома на колесах (не забудьте преобразователь), просто сложите те, которые, вероятно, будут работать одновременно, и вы узнаете, какая потребляемая мощность на берегу выражается в ваттах.Сила тока, необходимая для запуска компрессора кондиционера, требует короткой вспышки чрезмерного тока, чтобы заставить вещи вращаться, что необходимо учитывать.

Теперь, когда мы знаем, как рассчитать ватт и ватт-часы, что вы собираетесь делать с этой информацией? Существует несколько полезных приложений для определения потребности в мощности на берегу (120 В) в ваттах:

• Если вы часто занимаетесь сушкой в ​​лагере, эта информация поможет вам выбрать генератор правильного размера, отвечающий потребностям вашего дома на колесах.
• Если вы живете в своем доме на колесах и всегда подключены к береговому источнику питания в течение длительных периодов времени, вы можете определить свое потребление в ватт-часах. Это поможет вам определить, является ли более экономичным платить установленную ежемесячную плату за электричество или попросить кемпинг с электросчетчиком и платить только за то электричество, которое вы фактически потребляете.
• При въезде в автостоянку, где есть только электрические розетки на 20 и 30 ампер, вам нужно всего лишь разделить потребляемую мощность на 120 вольт, чтобы определить минимальную схему усилителя, к которой вы можете с комфортом подключиться.

Помните: Вт = вольт X ампер, что также может быть выражено как ватт / вольт = ампер. Поэтому, если вы определили, что вашему жилому дому обычно не требуется более 2100 пиковых ватт береговой мощности, вы можете без проблем подключиться к розетке на 20 ампер (2100 Вт / 120 вольт = 17,5 ампер). Потребляемая мощность 17,5 А меньше 20 А, так что у вас может быть комфортный запас «дополнительной» мощности.

И наоборот, вы можете представить себе розетку на 120 В на 20 А как на розетку на 2400 Вт (120 В x 20 А = 2400) или розетку на 120 В 30 А как на розетку 3600 Вт (120 В x 30 амперы = 3600).

Примечание: розетки на 50 ампер содержат две ножки на 50 ампер и 120 вольт, что в сумме дает 100 ампер или 12 000 ватт. Посетите эту страницу, если вам нужна дополнительная информация о розетках на 50 А для жилых домов.

Изучение основ электрических вычислений – еще одно приключение в RVing!

Следуйте за приключениями Дэйва на автофургоне, путешествуя по Западу в поисках забытых и уникальных мест. Для Дэйва дом – это место, где вы его припаркуете, и чем дальше, тем лучше!

Расчет мощности переменного тока – Физический класс [Видео 2021]

Power Equations

Но этот урок называется «Мощность переменного тока», так как же нам рассчитать мощность, используемую цепью переменного тока? Как обсуждалось в другом видеоуроке, мощность – это энергия, используемая в секунду, измеряемая в ваттах (или джоулях в секунду).А в схеме его можно вычислить, умножив ток на напряжение. Мы можем сделать то же самое для цепи переменного тока; мы просто используем среднеквадратичное значение тока и среднеквадратичное напряжение. Итак, ниже представлено наше основное уравнение для мощности в цепи переменного тока: действующее значение напряжения, измеренное в вольтах, умноженное на действующее значение тока, измеренное в амперах.

Но что, если вы не знаете действующее значение напряжения или тока? Что, если вместо этого вы знаете пиковое напряжение V-ноль и пиковое значение тока I-ноль? Что ж, тогда нам нужно будет использовать предыдущие уравнения для среднеквадратичного напряжения и действующего тока.Но чтобы не использовать более одного уравнения, мы можем подставить эти уравнения в уравнение мощности, например:

Это упрощает представление о том, что мощность, используемая в цепи переменного тока, равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение, деленному на два.

Пример расчета

Хорошо, давайте попробуем пример! Вы проводите испытания энергосберегающей лампочки.Вы обнаружите, что максимальное напряжение, которое он когда-либо использует, составляет 240 вольт, а максимальный ток, который проходит через него, составляет 0,12 ампер. Для обычной лампочки вы просматриваете некоторые значения и обнаруживаете, что среднеквадратичное напряжение составляет 120 вольт, а среднеквадратичный ток – 0,5 ампер. Какая разница в мощности, используемой двумя лампочками?

Хорошо, нам нужно выяснить, сколько энергии потребляет каждая лампочка, а затем сравнить их. Для первого нам даны максимальные значения, а для второго – среднеквадратичные значения.Итак, нам нужно использовать разные уравнения для каждого, а затем сравнить два значения мощности.

Что касается энергосберегающей лампочки, мы знаем, что V-ноль составляет 240 вольт, а I-ноль – 0,12 ампер. Итак, мы можем вычислить мощность, используя это уравнение: (240 * 0,12) / 2 = 14,4 Вт.

Для обычной лампочки известно, что среднеквадратичное напряжение составляет 120 вольт, а среднеквадратичное значение – 0,5 ампер. Итак, все, что нам нужно сделать здесь, это использовать это уравнение и умножить два вместе: 120 * 0,5 = 60 Вт.

Наконец, чтобы найти разницу между ними, вычтите меньшее число из большего: 60 – 14.4 = 45,6 Вт. Таким образом, разница в потребляемой мощности между двумя лампочками составляет 45,6 Вт. Вот и все – готово!

Краткое содержание урока

Почти каждое электрическое устройство, которое мы используем в повседневной жизни, работает от переменного тока. Переменный ток (или переменный ток) – это когда ток очень быстро переключает направление, а не течет только в одном направлении по цепи – в одну сторону, затем в противоположную, снова и снова. Это создает ток, который изменяется синусоидально, что означает, что он изменяется в форме синусоидальной кривой, например, этой:

Поскольку ток переключается, изменяется и напряжение, и потребляемая мощность.Все они следуют синусоиде. Из-за этого мы склонны выражать ток и напряжение как специальные средние значения, называемые среднеквадратичное значение (или среднеквадратичное значение ). Цепь переменного тока будет иметь среднеквадратичный ток и среднеквадратичное напряжение, и эти значения определяются следующими уравнениями, где V-ноль – пиковое или максимальное напряжение, а I-ноль – пиковый или максимальный ток. Это вершина и основание синусоиды.

Как обсуждалось в другом уроке, мощность – это энергия, используемая в секунду, измеряемая в ваттах (или джоулях в секунду).В цепи переменного тока есть два основных уравнения, которые вы можете использовать для расчета мощности: верхнее, где вы умножаете среднеквадратичное напряжение на среднеквадратичное значение тока; или нижний, где вы умножаете пиковое напряжение на пиковый ток, а затем делите на два.