Содержание

Онлайн-калькуляторы для определения мощности ПК — теория и практика | Блоки питания компьютера | Блог

Узнать мощность своего компьютера можно по-разному: вооружиться мультиметром и тестировать вручную или зайти на онлайн-калькулятор и посчитать все за 5 минут. Последние выдают результаты автоматически — вбиваешь свои данные и готово. А мы в этом материале проверяем онлайн-калькуляторы на честность. Какие из них выдают более точные данные, какими проще и удобнее пользоваться? И стоит ли вообще доверять готовым алгоритмам или лучше все перепроверить самому?

Тестируем реальную мощность ПК

Перед проверкой калькуляторов сначала нужно определить реальную мощность ПК. Тестируем пару персональных компьютеров двумя способами:

  • Амперметром ACM91 измеряется ток по выходным линиям блока питания. Далее рассчитывается, затем суммируется мощность.
  • По входу блока питания (220 В) измеряется мощность. В этом случае делается поправка на КПД блока питания и используется как справочное значение.

ПК нагружались тестом стабильности от AIDA, видеокарта — дополнительно стресс-тестом от FurMark. Все компоненты ПК работали в штатном режиме, без разгонов. Для видеокарты была установлена максимальная производительность из предложенных производителем Profiles.

Конфигурации ПК1 и ПК2

Комплектующие

ПК 1

ПК 2

Материнская платаAsus Prime B360-Plus (ATX)Asus H81M-K (Micro-ATX)
Центральный процессорI5-8400 (TDP 65 Вт)I5-4460 (TDP 84 Вт)
ВидеокартаGTX-1650 Super (100 Вт)Нет
Устройства хранения информации

SSD A-Data SX6000 Pro, 256 ГБ, М.2 2280

SSD Samsung 860 EVO, 250 ГБ, SATA
Оперативная память (RAM)DDR4 2 модуля по 8 ГБDDR3 2 модуля по 4 ГБ
Дополнительные вентиляторы2 корпусныхНет
Блок питанияZALMAN ZM400-LE 400 ВтDeepCool DE-530 400 Вт
Прочие устройстваНетНет

Измеренная потребляемая мощность ПК

Условия измерений

ПК1

ПК2

U12CPU —линия питания процессора;

66 Вт

(I5-8400, TDP 65 Вт)

60 Вт

(I5-4460, TDP 84 Вт)

U12GPU — линия питания видеокарты;

53 Вт

U12MB — линия питания материнской платы;

60 Вт

12 Вт
U5 — линия 5 В;

7,5 Вт

1,8 Вт
U3. 3 — линия 3.3 В;

2,5 Вт

2,5 Вт
U5STB — линия дежурного источника питания.

1,5 Вт

1,5 Вт
Суммарная на выходе БП по линиям питания

191 Вт

78 Вт
По входу БП (220 В)

225 Вт (КПД БП ~86%)

98 Вт (КПД БП ~80%)

Тесты онлайн-калькуляторов мощности

Калькулятор от Bequiet

https://www.bequiet.com/ru/psucalculator

Онлайн-калькулятор от известного производителя солидных блоков питания Bequiet.

Разработчики калькулятора не стали мудрить и предусмотрели в калькуляторе расчет только по четырем основным компонентам: процессор, видеокарта, система и охлаждение. Это упрощает использование калькулятора и, надо сказать, без вреда для правильного выбора блока питания.

Калькулятор предлагает обширный список моделей процессоров — от самых древних до процессоров последних поколений. 

Мощность потребления процессора, как правило,  определяется по его TDP. Однако для последних моделей процессоров разработчики калькулятора учитывают максимальное пиковое потребление, которое в течение определенного времени может превышать TDP. Например, в соответствии со спецификацией для ЦП i5-10600K TDP составляет 125 Вт, при этом максимальная непродолжительная пиковая мощность процессора может достигать 182 Вт. И блок питания должен обеспечивать данную мощность, что и учитывается в калькуляторе. Для процессора можно указать два режима разгона: «Разогнанная версия (ОС)» и «Экстремальный разгон». При этом первый режим добавит к потреблению ЦП 10 %, а второй 25 %.

Мощность видеокарты учитывается в соответствии с характеристиками от производителя. Стоить отметить, что для последних моделей видеокарт в калькуляторе учитываются более высокие мощности, по сравнению с данными от производителя.

Так, для видеокарты RTX3060Ti для расчетов используется значение мощности в 330 Вт против 200 Вт, указанных производителем.  Список моделей внушительный — до самых последних моделей. Нашлась даже скромная GTX 1650 Super. Как и для процессоров, для видеокарты можно также указать режимы разгона. Первый режим добавит 10 % к номинальной мощности, а второй 25 %.

В разделе «Система» можно указать количество модулей памяти, устройств SATA и даже устройств PATA. Каждый модуль памяти добавляет 4 Вт к рассчитываемой мощности, каждое устройство SATA или PATA — по 15 Вт. В качестве устройства SATA я укажу свой SSD М.2, так как в калькуляторе отсутствует отдельное поле для указания таких устройств.

В разделе «Охлаждение» можно указать дополнительные вентиляторы в системе и (или) систему водяного охлаждения. Каждый вентилятор добавляет 5 Вт.

В калькуляторе предусмотрена еще одна установка — «Использование USB 3.1 Gen 2 для передачи энергии».

Спецификация USB 3.1 Gen 2 в теории подразумевает возможность передачи до 100 Вт мощности. И действительно, если установить здесь галочку, то рассчитанная потребляемая мощность компьютера увеличится на 100 Вт.

В результате мы получаем рассчитанную максимальную потребляемую мощность системы и возможность указать свои пожелания для дальнейшего выбора блока питания. 

Приоритетом мы указали цену и в качестве первой рекомендованной модели получили be quiet! SYSTEM POWER 9 400W.

Результаты

Конфигурация ПК

Рассчитанная мощность калькулятором Bequiet

Измеренная потребляемая мощность ПК

ПК1

198 Вт *

191 Вт

ПК2

107 Вт

78 Вт

*за вычетом 20 Вт на реально установленную GTX 1650 Super

Калькулятор от Сoolermaster

https://www. coolermaster.com/power-supply-calculator

Широкий выбор процессоров вплоть до последних моделей LGA1200 и AM4. Потребляемая мощность процессора определяется калькулятором по его TDP. Разгон процессора не учитывается, как и его кратковременная пиковая мощность, хотя для современных процессоров она может значительно превышать TDP.

Материнская плата указывается через форм-фактор. По этому параметру добавляется определенная мощность (ATX — 70 Вт, Micro-ATX — 60 Вт, Mini-ATX — 30 Вт).

Видеокарт в списке достаточно. Мы нашли нужную GTX1650 Super. Однако не обнаружили RTX 3060Ti, хотя другие карты серии 3000 от NVIDIA присутствуют. 

Память выбирается по типу и объему. Например, одна плашка DDR4 объемом 8 Гб добавляет 3 Вт.

Есть возможность добавить SSD по его объему. Выбор одного SSD на 250 Гб добавляет 15 Вт, независимо от его объема.

HDD указывается по скорости вращения шпинделя и форм-фактору. При этом HDD с 7200RPM и 3.5″ добавляет 15 Вт, что в среднем недалеко от реальности.

Результаты расчетов

Конфигурация ПК

Рассчитанная мощность калькулятором Сoolermaster

Измеренная потребляемая мощность ПК

ПК1

256 Вт

191 Вт

ПК2

163 Вт

78 Вт

Калькулятор от Shop.kz

https://shop.kz/calculator-moschnosti-bloka-pitaniya/

Калькулятор примечателен своим удобным лаконичным интерфейсом. По параметрам, которые используются для расчетов, калькулятор идентичен калькулятору от Сoolermaster с той лишь разницей, что в расчете дополнительно учитываются используемые вентиляторы охлаждения и система жидкостного охлаждения.

Для конфигурации ПК1 это добавило еще 10 Вт (по 5 Вт на вентилятор) по сравнению с расчетами на калькуляторе Сoolermaster.

Результаты расчетов

Конфигурация ПК

Рассчитанная мощность калькулятором Shop.kz

Измеренная потребляемая мощность ПК

ПК1

266 Вт

191 Вт

ПК2

163 Вт

78 Вт

Калькулятор от Seasonic

https://seasonic.com/wattage-calculator

Калькулятор от известного популярного производителя БП.

Данный калькулятор с красочным интерфейсом отличается от рассматриваемых тем, что в результате расчетов пользователь не получает значение мощности.

Так как нет значений мощности, то и сравнивать нечего. Но Seasonic широко, а главное, положительно известна своими блоками питания. Результатом расчетов сразу же является предложение подходящих блоков питания от Seasonic.

Калькулятор от Outervision

https://outervision.com/power-supply-calculator

В калькуляторе есть возможность выбора платформы, разработчики этот раздел почему-то назвали Motherboard. По умолчанию выбран Desktop, который сразу в расчет добавляет 62 Вт мощности.

Мощность процессора определяется по его TDP. Пиковая потребляемая мощность процессора не учитывается.

Однако у калькулятора есть интересная особенность — учет параметров разгона процессора (частота и напряжение питания ядер) и видеокарты.

Память выбирается по типу и объему. Кстати, для памяти частоту разгона указать не получится, что выглядит немного не логично.

Предусмотрен выбор всевозможных устройств хранения, даже дисков с интерфейсом IDE. Есть и SSD M.2. Обширный список устройств с интерфейсом PCI и PCIe и большой выбор прочих устройств, от USB до светодиодной ленты.

Все здорово, но своей видеокарты GTX 1650 Super автор не обнаружил. Выбираем 1660, а, так как она потребляет на 20 Вт больше, то в расчетном значении вычтем 20 Вт.

В итоге получаем расчетную максимальную потребляемую мощность системы, рекомендуемую минимальную мощность блока питания (Recommended PSU Wattage) и, внимание, рекомендуемую мощность источника бесперебойного питания — ИБП (Recommended UPS rating). Вот для чего мы указываем монитор.

Результаты

Конфигурация ПК

Рассчитанная мощность калькулятором Outervision

Измеренная потребляемая мощность ПК

ПК1

264 (314) Вт*

191 Вт

ПК2

170 (220) Вт

78 Вт

*за вычетом 20 Вт на реально установленную GTX 1650 Super. В скобках указана рекомендуемая минимальная мощность БП

Считать или не считать — выводы и результаты

Подведем итог. Сведем все результаты в одну таблицу.

Конфигурация ПК

Измеренная  мощность ПК

Калькулятор Bequiet

Калькулятор Сoolermaster

Калькулятор Outervision

Калькулятор Shop.kz

ПК1

191 Вт198 Вт256 Вт264 (314) Вт

266 Вт

ПК2

78 Вт107 Вт163 Вт170 (220) Вт

163 Вт

Наиболее близкую к реальности мощность показывает калькулятор от Bequiet. Его разработчики рекомендуют использовать БП в режиме нагрузки от 50 до 80 %. Я бы остановился на рекомендации в 50 % — будет некий запас на комплектующие и те режимы работы, которые не учитывает калькулятор, плюс получим выигрыш в тишине. Тогда для рассматриваемой конфигурации ПК1 будет оптимальным использование БП мощностью 400 Вт. Может показаться, что этого маловато, но надо понимать, что калькулятор предполагает использование блоков питания от Bequiet с честной выходной мощностью.

Калькулятор Bequiet прост в использовании, но не учитывает множество устройств, которые могут быть установлены, а их потребление в сумме может быть очень даже весомым.

В калькуляторе от CoolerMaster добавлена возможность указывать типоразмер материнской платы. Это добавляет определенный резерв мощности, который может пригодиться для не учтенных комплектующих. Во всем остальном он схож с Bequiet и к нему можно применять те же рекомендации по выбору БП.

Калькулятор от CoolerMaster резервирует фиксированную мощность для неучтенных комплектующих и режимов работы.

Калькулятор от Shop.kz практически не отличается от предыдущего, за исключением того, что учитывает корпусные вентиляторы охлаждения и СЖО. Но на фоне потребления процессора и видеокарты и допускаемых погрешностей это не существенно. Если, конечно, у вас не установлены десятки вентиляторов. 

Как уже было сказано выше, калькулятор от Seasonic не показывает рассчитанную мощность БП. Видимо, разработчики решили не грузить пользователя техническими терминами, а сразу предложили подходящую к заданной конфигурации модель БП. Разумеется, от Seasonic. И такой вариант тоже может быть вполне востребован.  

Если в ПК присутствует много дополнительных устройств, то лучше все-таки использовать калькулятор от Outervision.

Калькулятор Outervision выдает сразу рекомендуемую мощность БП. Для рассматриваемой конфигурации ПК1 калькулятор рекомендует БП мощностью 358 Вт. Округляем в большую сторону до ближайшей сотни — получаем 400 Вт.

При расчете можно учесть время использования компьютера за сутки. При этом калькулятор добавляет 5 % к рекомендуемой минимальной мощности блока питания, если ПК будет использоваться в режиме 24/7 против одного часа. Таким образом условно определяется некий запас надежности БП при круглосуточной работе ПК.

Калькулятор показывает предполагаемый ток по основным линиям БП, предлагает рассчитать экономию электроэнергии и финансовую выгоду при использовании БП с более продвинутыми сертификатами эффективности. Правда, применительно это только к БП от EVGA.

Калькулятор Outervision рассчитывает мощность источника бесперебойного питания (ИБП). Не забудьте указать диагональ используемого монитора.

Все калькуляторы в некоторой степени грешат отсутствием некоторых моделей комплектующих. Наверное обычный пользователь не станет искать схожие по характеристикам модели, анализировать и сравнивать. Если возникнет такая проблема, то скорее всего он просто откажется от калькулятора и пойдет по форумам с вопросом какой БП выбрать.

Для таких юзеров есть и другие способы определения мощности БП. Например, можно ориентироваться на рекомендации производителей видеокарт. В частности, для GTX-1650 Super рекомендуется мощность БП 450 Вт, что в общем, соответствует значениям, которые получены при помощи калькуляторов с учетом рекомендаций.

Если же в ПК не используется отдельная видеокарта, то можно смело использовать современный блок питания с минимальной мощностью 300–400 Вт. Этого будет более чем достаточно для стандартной конфигурации настольного ПК.

Итог

Принимая во внимание поправки к программам, всеми перечисленными калькуляторами можно уверенно пользоваться. Результаты получаются вполне достоверными, а рекомендации по блокам питания — жизнеспособными. Для продвинутых пользователей больше подходит Outervision благодаря куче дополнительных опций и расширенным советам. Для владельцев ПК с минимальной конфигурацией можно использовать калькуляторы от Bequiet или Сoolermaster, хотя бы просто чтобы не запутаться. В любом случае онлайн-калькуляторы являются отличным инструментом для оценки потребляемой мощности вашего ПК и помогут в выборе блока питания или даже ИБП.

Как выбрать блок питания для компьютера можно почитать тут, или тут. А для любознательных есть хорошая публикация о том, как работает БП компьютера.

Как рассчитать мощность генератора?

Надежный источник электропитания – это основа основ для нормальной жизнедеятельности дома. Рачительный хозяин всегда знает, что, подобрав надежный генератор, он решит сразу несколько проблем, связанных с постоянными отключениями света, ненадежностью стационарных систем электрообеспечения, перебоями в подаче тока и т.д.

Генераторы плотно закрепили за собой первое место по частоте использования в загородных домах, в местах с трудными окружающими условиями, с необходимостью обязательного наличия автономного питания. В зависимости от используемого топлива генераторы делятся на бензогенераторы, газовые генераторы, дизельгенераторы. Каждый из этих видов имеет свои преимущества и недостатки: бензиновые генераторы – обладают возможностью долгой беспрерывной работы, топливо для них доступно на любой бензозаправке, при работе они не издают большого шума; дизельные генераторы – более долговечны, надежны и качественны, однако топливо для них достать не так просто, да и цена на такой вид генераторов довольно высокая, что является приемлемой платой за высокое качество; газовые генераторы – не издают никакого шума, обладают высоким КПД действия, однако на них, также как и на дизельные генераторы, довольно трудно достать топливо, да и цена на такую продукцию довольно высока.

Генератор можно использовать как основным источником питания для электросети дома, так и дополнительным источником, для питания отдельных агрегатов, требующих большой нагрузки ( насосов, станков, и т.д.)

Одним из важнейших критериев при выборе нужного Вам генератора, является его мощность. Правильно рассчитав необходимую мощность генератора, Вы сможете не волноваться за перегрузку сети, возникновение коротких замыканий и прочие неприятности.

Расчет мощности генератора начинается с сложения мощностей всех приборов, которые будут непосредственно к нему подключены или будут работать одновременно, создавая нагрузку. Мощность генератора должна быть на 20-30 % больше, чем полученная при сложении суммарная мощность всех приборов, что позволит создать некий запас для плавной и бесперебойной работы агрегата. Нельзя забывать и про высокие пусковые токи приборов реактивной нагрузки, что приводит к необходимости подбора генератора повышенной мощности. Пусковой ток- это ток, который необходим для запуска прибора, и он превышает номинальные значения токов в несколько раз. Принцип его действия можно рассмотреть на простом примере: ведь для того, чтобы сдвинуть строительную катушку с места, Вы затратите гораздо больше энергии, нежели на дальнейшее качение по поверхности, а Ваше первоначальное усилие и является аналогом пускового тока для прибора. Для подсчета максимальной мощности прибора необходимо умножить его номинальную мощность на специальный коэффициент, учитывающий данный нюанс. Для разных приборов он обладает разным значением ( ниже приведены коэффициенты для основных приборов, применяемых в домах, загородных участках и в мастерских):

  • Холодильник – 5
  • Морозильник – 5
  • Микроволновая печь – 2
  • Стиральная машина – 3
  • Дрель – 1,5
  • Прибор для очистки под давлением – 5
  • Перфоратор – 3
  • Болгарка – 2
  • Компьютер – 2
  • Кассовый аппарат – 2
  • Кондиционер – 5
  • Пила – 2

Например, можно провести примерный расчет необходимой мощности генератора для дачи. Складываем мощности имеющихся в наличии электроприборов, каждое номинальное значение увеличиваем в 2- 5 раз, в связи с наличием пусковых токов.

  • Холодильник 200 Вт
  • Телевизор 250 Вт
  • Персональный компьютер 400 Вт
  • Насос системы отопления 100 Вт
  • Дрель 450 Вт
  • Шлифовальный станок 450 Вт
  • Обогреватель 1500 Вт
  • Пылесос 1100 Вт
  • Утюг 1250 Вт
  • Лампа накаливания 100 Вт
  • Прожектор 500 Вт

Получаем значение, приблизительно равное 13 тысяч Вт, что является номинальной мощностью необходимого генератора. Теперь прибавим к этому значению 20-30%, получаем необходимую нам мощность генератора, равную 15600 Вт. . Агрегат с такой мощностью способен полностью обеспечить током заданное в примере количество электроприборов, обеспечивая их бесперебойную и безопасную работу.

В зависимости от мощности генераторы можно разделить на несколько групп – генераторы высокой мощности – свыше тридцати киловатт ; генераторы средней мощности- до тридцати киловатт : генераторы малой мощности- до семи киловатт.
Подобрать генератор правильной мощности, подходящий именно Вам, жизненно необходимо. Ведь, неправильно выбрав мощность генератора, Вы рискуете столкнуться с многочисленными неприятностями, которые будут выражаться в перебоях подачи электроэнергии, коротких замыканиях, которые могут привести к произвольному самовозгоранию внутри помещений, отключению электроприборов с возможной их же поломкой и т.д. Правильный выбор генератора, с предшествующим ему грамотным расчетом мощности, позволит Вам обеспечить свой дом, электроприборы и электроинструменты бесперебойной подачей энергии, и забыть про волнения, связанные с электробезопасностью.

Как рассчитать мощность тепловой пушки

Тепловая пушка предназначена для быстрого обогрева производственных, бытовых и жилых помещений в том случае, когда невозможно провести центральное отопление. Перед покупкой и установкой такого оборудования, во избежание переплаты за энергоносители, рекомендуется рассчитать его требуемую мощность и подобрать оптимальный вариант топлива.

В связи с тем, что производители предлагают газовые, дизельные и электрические тепловые пушки, следует обратить внимание на следующие факторы:

  • наличие/отсутствие трехфазной сети. Если имеется центральная сеть напряжением 380 В, это позволит подключить, в случае надобности, электрическую тепловую пушку;
  • наличие/отсутствие вентиляции и величину воздухообмена. При низком уровне последнего рекомендуются электрические модели и топливные пушки непрямого нагрева. Если в помещении имеется мощная вентиляция, то можно установить оборудование с прямым действием.

После определения требуемого типа тепловой пушки следует произвести дополнительные вычисления, позволяющие подобрать оптимальную модель для обогрева.

Расчет мощности

Он производится по следующей формуле:

W = V . T . k

  • V – объем обогреваемого помещения, м3;
  • T – разность между внутренней и внешней (наружной температурой), оС;
  • k – коэффициент теплоизоляции здания.

Величина последнего параметра зависит от типа обогреваемого помещения. В нем учитывается качество изоляции стен, количество, вид и размер окон, тип крыши и кровельного покрытия. В соответствии с этим значение коэффициента будет следующим:

  • 0,6–0,9. Для помещений с высоким уровнем изоляции. Окна имеют двойные рамы, небольшую суммарную площадь. Кровельное покрытие, крыша, стены и пол очень хорошо утеплены;
  • 1,0–1,9. Помещение со средней теплоизоляцией. Здание имеет стандартную кровлю, стены из двойной кирпичной кладки. Крыша и окна утеплены, общая площадь проемов невелика;
  • 2,0–2,9. Строение с минимальной теплоизоляцией. Стены сложены из кирпича в один слой, конструкция окон и кровли упрощена;
  • 3,0–4,0. Теплоизоляция отсутствует. К сооружениям такого типа относятся как открытые площадки, так и деревянные хозяйственные строения (сарай, гараж). В первом случае при расчете необходимо брать максимальное значение (4,0).

Разность наружной и внутренней температуры воздуха зависит от климатической зоны, в которой располагается обогреваемое здание. При вычислении рекомендуется брать минимальное значение для данного региона.

Пример расчета

Помещение с высокой теплоизоляцией имеет объем 500 м3, расположено в регионе с минимальной внешней температурой –10 оС и требуемой внутренней +20 оС.

Мощность тепловой пушки составит:

W = 500 × 0,9 × (30 оС) = 13 500 ккал/час.

Учитывая, что 1 кВт/ч = 859,8 ккал/час, получаем искомое значение: 13 500 : 859,8 = 15,8 кВт.


Как рассчитать мощность дровяной печи — Статьи — Печи-екб.

рф

Дровяная печь — отличный вариант для отопления небольших зданий. Однако при выборе той или иной отопительной конструкции перед потребителем встает вопрос: как рассчитать мощность дровяной печи для дома, чтобы не замерзнуть или не платить за дрова огромные суммы? Есть ряд советов.

Вычисляем площадь и объем помещения

Посчитайте площадь комнаты или помещения, которое необходимо обогреть. Чтобы вычислить объем, умножьте площадь на высоту потолков.

Важно! Учтите также толщину стен, утеплителя и прочих элементов здания, минимизирующих теплопотери. Помимо этого посчитайте дверные проемы, арки, окна – факторы, увеличивающие «уход» тепла из помещения. Если выделяемое тепло восполняет возможные теплопотери, температура в комнате будет стабильной.

Рассчитываем мощность

Если не вдаваться в серьезные формулы для вычисления, то расчет выглядит примерно так: на 1 куб отапливаемого помещения должен приходиться 1 кВт мощности дровяной печи.

Обратитесь к инструкции

К каждому отопительному изделию в комплекте идет инструкция, в которой четко указаны параметры обогреваемого помещения и мощность печи. Если вы сомневаетесь в верности представленных нами формул, то воспользуйтесь руководством к прибору. В любом случае вам необходимо знать площадь и объем комнаты, ориентируясь на эти показатели, вы без труда сделаете верный выбор.

Также в магазине вы можете получить консультацию специалиста, который порекомендует вам оптимальный вариант. Учитывайте, что профессионал с опытом оперирует не только официальными сведениями о моделях, но и статистикой пользователей, а также сервисных центров, обслуживающих печи.

Экономить не нужно

В магазинах представлено множество печей на любой вкус и кошелек. Выбирая печь для собственного дома, бани или коттеджа, руководствуйтесь нашими советами, но учитывайте, на какой уровень закладки дров вы будете ориентироваться. Если вы рассчитываете на низкий расход деревянных поленьев, максимальной отдачи от выбранной тепловой конструкции не ждите. В данном случае работает принцип «чем больше дров, тем больше тепла».

Как рассчитать мощность на основе работы и времени

Иногда важен не только объем выполняемой работы, но и скорость ее выполнения. В физике понятие мощности дает вам представление о том, сколько работы вы можете ожидать за определенный промежуток времени.

Мощность в физике — это количество проделанной работы, деленное на время, затраченное на ее выполнение, или скорость работы. Вот как это выглядит в виде уравнения:

Предположим, у вас есть два быстроходных катера одинаковой массы, и вы хотите знать, какой из них позволит вам разогнаться до 120 миль в час быстрее.Не обращая внимания на такие глупые детали, как трение, вам потребуется такой же объем работы, чтобы разогнаться до такой скорости, но сколько времени это займет? Если одной лодке требуется три недели, чтобы разогнать вас до 120 миль в час, это может быть не та лодка, которую вы возьмете на гонки. Другими словами, объем работы, которую вы выполняете за определенное время, может иметь большое значение.

Если работа, выполненная в любой момент времени, изменяется, вы можете вычислить среднюю работу, выполненную за время t. Средняя величина в физике часто записывается с чертой над ней, как в следующем уравнении для средней мощности:

Мощность — это работа или энергия, разделенная на время, поэтому мощность измеряется в джоулях в секунду, что называется ватт — знакомый термин для любого, кто использует что-либо электрическое.Вы сокращаете ватт до просто W, поэтому 100-ваттная лампочка преобразует 100 джоулей электрической энергии в свет и тепло каждую секунду.

Вы иногда сталкиваетесь с конфликтами символов в физике, таких как W для ватт и W для работы. Однако этот конфликт не является серьезным, поскольку один символ соответствует единицам (ваттам), а другой — концепции (работе). Заглавные буквы стандартны, поэтому обязательно обратите внимание на единицы измерения, а не на понятия.

Обратите внимание: поскольку работа и время являются скалярными величинами (у них нет направления), мощность также является скалярной величиной.

Скажем, например, что вы едете в санях, запряженных лошадьми, к дому своей бабушки. В какой-то момент лошадь разгоняет сани с вами, общей массой 500 кг, с 1,0 м/с до 2,0 м/с за 2,0 секунды. Сколько сил уходит на этот ход? Предполагая, что трение о снег отсутствует, общая работа, выполненная санями, по теореме о работе-энергии равна

.

Подстановка чисел дает

Потому что лошадь делает эту работу за 2.0 секунд, необходимая мощность

Одна лошадиная сила равна 745,7 ватта, поэтому лошадь дает вам около половины лошадиной силы — не так уж и много для открытых саней с одной лошадью.

Статистическая мощность: что это такое, как ее рассчитать

Определения статистики > Статистическая мощность

Чтобы следовать этой статье, вы можете сначала прочитать следующие статьи:
Что такое проверка гипотез?
Что такое ошибки типа I и типа II?

Что такое сила?

Посмотрите видео с кратким обзором мощности.

Статистическая мощность: обзор


Видео не видно? Кликните сюда.

Статистическая мощность исследования (иногда называемая чувствительностью) показывает, насколько вероятно исследование сможет отличить фактический эффект от случайного. Это вероятность того, что тест правильно отвергает нулевую гипотезу (то есть «доказывает» вашу гипотезу). Например, исследование с мощностью 80% означает, что исследование имеет 80%-ную вероятность того, что тест даст значимые результаты.

  • Высокая статистическая мощность означает, что результаты теста, вероятно, достоверны.По мере увеличения мощности вероятность совершения ошибки второго рода уменьшается.
  • Низкая статистическая мощность означает, что результаты теста сомнительны.

Статистическая мощность поможет вам определить, достаточно ли велик размер вашей выборки.
Можно выполнить проверку гипотезы без расчета статистической мощности. Если размер вашей выборки слишком мал, ваши результаты могут оказаться неубедительными, хотя они могли бы быть убедительными, если бы у вас была достаточно большая выборка.


Статистическая мощность и бета-версия

Ошибка типа I — это неправильное отклонение истинной нулевой гипотезы.Альфа – это размер теста . Ошибка типа II — это когда вы не отвергаете ложную нулевую гипотезу. Это β.

.

Бета(β) — это вероятность того, что вы не отвергнете нулевую гипотезу, если она ложна. Статистическая мощность есть дополнение этой вероятности: 1-В

Как рассчитать статистическую мощность

Статистическая мощность довольно сложна для расчета вручную. Эта статья на MoreSteam хорошо объясняет это.

Программное обеспечение

обычно используется для расчета мощности.

Анализ мощности

Анализ мощности — это метод определения статистической мощности: вероятность обнаружения эффекта при условии, что эффект действительно существует. Другими словами, мощность — это вероятность отвергнуть нулевую гипотезу, если она ложна. Обратите внимание, что мощность отличается от ошибки типа II, которая возникает, когда вы не можете отвергнуть ложную нулевую гипотезу. Таким образом, вы могли бы сказать, что мощность — это ваша вероятность не совершить ошибку второго рода.

Простой пример анализа мощности

Допустим, вы проводили испытание лекарства и оно работает.Вы проводите серию испытаний с эффективным лекарством и плацебо. Если бы у вас была степень 0,9, это означает, что в 90% случаев вы бы получили статистически значимый результат. В 10% случаев ваши результаты не будут статистически значимыми. Мощность в этом случае говорит вам о вероятности найти разницу между двумя средними значениями, которая составляет 90%. Но в 10% случаев вы не найдете разницы.


Причины для проведения анализа мощности

Вы можете запустить анализ питания по многим причинам, в том числе:

  • Чтобы найти количество попыток, необходимых для получения эффекта определенной величины.Это, вероятно, наиболее распространенное использование анализа мощности — оно говорит вам, сколько испытаний вам нужно провести, чтобы избежать ошибочного отклонения нулевой гипотезы.
  • Чтобы найти мощность, учитывая размер эффекта и количество доступных попыток. Это часто полезно, когда у вас ограниченный бюджет, например, на 100 испытаний, и вы хотите знать, достаточно ли этого количества испытаний для обнаружения эффекта.
  • Чтобы подтвердить ваши исследования. Проще говоря, анализ мощности — это хорошая наука.

Расчетная мощность сложна и обычно всегда выполняется с помощью компьютера.Список ссылок на онлайн-калькуляторы мощности можно найти здесь.

Посетите наш канал YouTube, где вы найдете сотни видеороликов об элементарной статистике и вероятности!

Ссылки

Бейер, Стандартные математические таблицы WH CRC, 31-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, стр. 536 и 571, 2002 г.
Агрести А. (1990) Категориальный анализ данных. Джон Уайли и сыновья, Нью-Йорк.
Додж, Ю. (2008). Краткая энциклопедия статистики. Спрингер.
Салкинд, Н. (2016). Статистика для людей, которые (думают, что они) ненавидят статистику: использование Microsoft Excel 4-го издания.

————————————————– ————————-

Нужна помощь с домашним заданием или контрольным вопросом? С Chegg Study вы можете получить пошаговые ответы на свои вопросы от эксперта в данной области. Ваши первые 30 минут с репетитором Chegg бесплатны!

Комментарии? Нужно опубликовать исправление? Оставьте комментарий на нашей странице в Facebook .


Как рассчитать среднюю мощность, воздействующую на объект по работе и времени | Физика

Шаги для расчета средней мощности, действующей на объект на основе работы и времени

Шаг 1: Определите известные значения, такие как масса, расстояние, работа, время и т. д.

Шаг 2: Определите, какое неизвестное значение мы пытаемся найти.

Шаг 3: Определите, какие уравнения нам нужно решить для неизвестного значения, и при необходимости перекомпонуйте.

Шаг 4: Вычислите желаемое неизвестное значение.

Уравнения и определения для расчета средней мощности, действующей на объект в зависимости от работы и времени

Мощность: Мощность — это скорость выполнения работы или количество энергии, переданной за определенный период времени.Он представлен заглавной P . Единицей мощности в системе СИ является ватт. Он представлен заглавной W .

Уравнение мощности: {eq}P= \dfrac{W}{\Delta t} {/экв}

Работа: Работа — это передача энергии, используемой для перемещения объекта на расстояние. Он представлен заглавной W . Единица работы в СИ такая же, как и для энергии — джоуль. Он представлен заглавной J .

Мы будем использовать все эти шаги и определения при расчете средней мощности, действующей на объект из работы и времени, в следующих двух примерах.

Пример задачи 1. Вычисление средней мощности, воздействующей на объект на основе работы и времени

Подъемник поднимает 100-килограммовый ящик с земли на платформу высотой 5 метров. Если процесс занял 10 секунд, какова средняя сила, с которой лифт воздействовал на ящик?

Шаг 1: Определите известные значения, такие как масса, расстояние, работа, время и т. д.

  • Мы знаем, что масса ящика 100 кг. Расстояние, которое нас интересует, равно 5 м.Время 10 секунд.

Шаг 2: Определите, какое неизвестное мы пытаемся найти.

  • Мы пытаемся найти силу, прикладываемую лифтом к ящику.

Шаг 3: Определите, какие уравнения нам нужно решить для неизвестного значения, и при необходимости перестройте.

  • Мы воспользуемся уравнением гравитационной потенциальной энергии, чтобы определить изменение энергии при подъеме ящика. {экв} PE_g = мгч {/экв}
  • Мы воспользуемся теоремой о работе и энергии, которая показывает, что изменение энергии равно работе, выполненной над ящиком.
  • Затем мы рассчитаем мощность, используя уравнение, найденное в разделе «Уравнения и определения».

Шаг 4: Рассчитайте требуемые значения.

  • Мы определим землю как нулевую высоту, что означает, что потенциальная энергия на уровне земли равна нулю. Далее рассчитаем потенциальную энергию на пяти метрах. Ускорение свободного падения у поверхности Земли, g , равно 9,8 метра в секунду в квадрате.

{экв}PE_g = (100 \ кг)(9.2})(5\м)=4900\Дж {/экв}

  • Этот результат означает, что изменение энергии, равное работе, от земли до 5-метровой платформы составляет 4900 Дж.
  • Теперь мы подставляем известные значения в наше уравнение и находим мощность.

{eq}P=\dfrac{W}{\Delta t}=\dfrac{4900 \J}{10\s}= 490\W {/экв}

Этот результат показывает, что мощность, производимая подъемником на ящик, составляет 490 Вт.

Пример задачи 2. Вычисление средней мощности, воздействующей на объект на основе работы и времени

Рельсовая пушка ускоряет 0.Снаряд массой 5 ​​кг из состояния покоя разгоняется до 500 метров в секунду за 0,7 секунды. Какова средняя мощность, которую рельсовая пушка оказывает на снаряд?

Шаг 1: Определите известные значения, такие как масса, расстояние, работа, время и т. д.

  • Мы знаем, что масса снаряда составляет 0,5 килограмма. Изменение скорости составляет 500 метров в секунду. Время 0,7 секунды.

Шаг 2: Определите, какое неизвестное мы пытаемся найти.

  • Мы пытаемся найти мощность, прикладываемую рельсовой пушкой к снаряду.2 {/экв}
  • Мы воспользуемся теоремой о работе и энергии, которая показывает, что изменение энергии равно работе, выполненной над ящиком.
  • Затем мы рассчитаем мощность, используя уравнение, найденное в разделе «Уравнения и определения».

Шаг 4: Рассчитайте требуемые значения.

  • Нам говорят, что снаряд изначально покоится, его начальная скорость равна нулю. Это означает, что начальная кинетическая энергия равна нулю. Далее мы рассчитаем кинетическую энергию, когда снаряд летит со скоростью 500 метров в секунду. 2 =62 500 \Дж {/экв}

    • Этот результат означает, что изменение энергии, равное работе, от состояния покоя до 500 метров в секунду составляет 62 500 джоулей.
    • Теперь мы подставляем известные значения в наше уравнение и находим мощность.

    {eq} P = \ dfrac {W} {\ Delta t} = \ dfrac {62 500 \ J} {0,7 \ s} = 89 286 \ W {/экв}

    Этот результат показывает нам, что мощность, действующая на снаряд рельсовой пушки, составляет 89 286 Вт.

    Получите доступ к тысячам практических вопросов и пояснений!

    Как легко рассчитать удельную мощность – даже в уме!

    Если вы всегда хотели научиться простому способу расчета удельной мощности — даже без использования нашего калькулятора, даже в уме, — эта статья в блоге для вас. 2

  • И, наконец, разделите мощность лазера на площадь, чтобы получить плотность мощности
  • Этот расчет может быть немного утомительным и занимать много времени, особенно для техников и инженеров, которые хотят сделать расчет как можно быстрее и проще.

    Как я могу облегчить вам задачу?

    Рад, что вы спросили!

    Используя следующую формулу, вы можете напрямую найти плотность мощности лазерного луча, используя диаметр луча в миллиметрах:

    Вот как получается это уравнение: Мы можем написать выражение для плотности мощности луча диаметром 1 мм, которое будет просто:

    Деление выражения плотности мощности луча диаметром 1 мм — Мощность / π (0. 2 :

    Примечание. В этой формуле предполагается, что луч представляет собой луч с плоской вершиной, где плотность мощности луча однородна.

    Для гауссова луча с заданной талией в мм умножьте эту формулу на два, чтобы получить приведенную выше формулу (коэффициент умножения связан с тем, что для гауссова луча пиковая мощность в центре вдвое превышает среднюю мощность Плотность луча Значение на самом деле ближе к 255, а не к 250, но эта разница тривиальна, внося только ошибку ~ 2%. Мы используем число 250 просто потому, что его легче запомнить и выполнить вычисления в уме, чем число 255! )

    Расчет статистической мощности и размера выборки

    Прогнозирование статистической мощности Z-теста

    Односторонний тест
    Рабочий пример

    Средняя популяция (μ 0 ) для концентрации меди в крови лам была принята равной 8,72 мкмоль/л со стандартным отклонением популяции наблюдений 1,3825. Мы спрашиваем, какова вероятность того, что односторонний Z-тест правильно отклонит нулевую гипотезу при сравнении среднего размера выборки = 4, взятого из совокупности, со средним значением μ 1 из 9.59 мкмоль/л.

    Мощность   =   P[Z > 1,6449 − (9,59 − 8,72) / (1,3825 / √4)]
     
    =   P[Z > 0,3863 ]
     
    =   0,3496

    односторонний тест составляет всего 35%.

    Двусторонний тест
    Рабочий пример

    Используя те же самые параметры, что и в приведенном выше примере, мы спрашиваем, какова будет вероятность того, что двусторонний Z-тест правильно отклонит нулевую гипотезу.

    Мощность   =   P[ Z > 1,96 – (9,59 – 8,72) / (1,3825/√4) ]   +   1 – P[ Z > -1,96 – (9,59 – 8,72) 2/(1√4) 2/(1,3825/√4) )]
    = P[Z > 0,7014] + 1 − P[ Z > −3,2186]
    = 0,2415 + 1 − 0,999356
    = 0,2421

    Можно сделать вывод, что шанс получить значимый результат при двустороннем тесте всего 24.21%. Обратите внимание, что вероятность ошибки типа III здесь очень мала и составляет всего 0,0006, поэтому она мало влияет на расчет мощности.

    Очевидно, что если бы мы взяли только четыре образца, у нашего теста было бы очень мало шансов отвергнуть нулевую гипотезу. Тогда возникает вопрос, сколько образцов потребуется, чтобы дать нам разумный шанс (скажем, 80%) отвергнуть нулевую гипотезу. Мы могли бы использовать повторные оценки мощности для разных размеров выборки, чтобы построить кривую мощности:

    { Рис. 2 }

    Требуемое количество отсчетов для степени 80% можно было бы считать с графика — в этом случае нам потребуется около 20 отсчетов. Но было бы намного проще изменить уравнение и напрямую оценить необходимое количество выборок.

    Оценка необходимого размера выборки для Z-теста

    Односторонний тест
    Рабочий пример

    Если нормальная концентрация меди в крови лам 8.72 со стандартным отклонением 1,3825, сколько выборок нужно было бы сделать, чтобы обнаружить уровень более чем на 10% выше этого уровня (то есть разница 0,87 или более) с мощностью 80%. Используя приведенную выше формулу:

    нет   =   (1,6449 + 0,8416) 2  1,3825 2   =   15,6
    (9. 59 − 8,72) 2

    Мы можем заключить, что для получения значимой разницы на уровне 5% при среднем значении, на 10% большем, чем среднее значение по популяции, нам нужно было бы отобрать не менее 16 животных.

    Двусторонний тест

    Вычисления размера выборки для двустороннего теста идентичны, за исключением того, что вы используете значения z при α/2 вместо α.

    Рабочий пример

    Если нормальная концентрация меди в крови лам 8.72 со стандартным отклонением 1,3825, сколько выборок нужно было бы сделать, чтобы обнаружить разницу в 10% или более выше или ниже этого уровня (то есть разница 0,87 или более) с мощностью 80%. Используя приведенную выше формулу:

    нет   =   (1,96 + 0,8416) 2 1,3825 2   =   19,8
    (9. 59 − 8,72) 2

    Мы можем заключить, что для получения значимой разницы на уровне 5% для среднего значения на 10% больше или меньше, чем среднее значение для популяции, мы должны были бы взять образцы не менее 20 животных.

    Как рассчитать мощность вашей камеры

    Сколько энергии вам нужно на съемочной площадке? Узнайте, как рассчитать его, чтобы никогда не заканчиваться.

    Если вы похожи на меня, отправляясь на съемочную площадку, вы выбросите почти все батарейки, которые у вас есть, в чехол для камеры.Но сколько вам понадобится, и было бы здорово узнать, сколько ваша камера потребляет, прежде чем начать?

    Знать, сколько энергии потребляет ваша камера (и все аксессуары к ней), так же важно, как и знать, сколько она весит. Было бы безумием ставить свою установку на кран или карданный подвес, не зная, не перегрузите ли вы ее. Точно так же немного безумно приходить на съемочную площадку в надежде, что у вас достаточно силы, вместо того, чтобы просто знать, что она есть.


    Рассчитать

    Итак, как ты собираешься это сделать? Вы суммируете энергопотребление всех устройств, которые будете использовать, и определяете, сколько энергии вам потребуется.Если вы используете всю систему от одного источника питания, такого как аккумуляторная система V-Mount, которую я использую, это простая проблема. Вы можете сделать все это с отдельными батареями и устройствами.

    Аккумуляторы

    Cine оцениваются в ватт-часах. Аккумулятор емкостью 98 Вт-ч обеспечивает работу устройства мощностью 98 Вт в течение одного часа. Если вам интересно, почему это 98, а не 100, то это потому, что американское Федеральное управление гражданской авиации утверждает, что вы можете упаковывать в багаж только батареи менее 100 ватт-часов, поэтому большинство производителей делают их немного меньше, чтобы облегчить путешествие.

    Начнем с корпуса камеры: перейдите на страницу характеристик камеры и посмотрите на страницу ее мощности. (Я использую B&H, потому что они хорошо справляются с поиском и размещением спецификаций на страницах своих продуктов. ) Что касается Canon C200, мне пришлось найти его на веб-сайте Canon Europe. Можно просто погуглить потребляемая мощность и название вашего устройства.

    Изображение через Canon.

    вижу, что C200 18w в режиме 4K Raw. Это не говорит мне, записывает ли он или находится в режиме ожидания, но можно с уверенностью предположить, что это максимальная ничья.Ниже указано, что батарея BP30, которая поставляется с камерой и представляет собой батарею емкостью 31 ватт-час, обеспечивает работу камеры примерно в течение 130 минут или чуть более двух часов. Таким образом, 31, деленное на 18, равно 1,7, что дает оценку 130 минут — вероятно, при условии, что вы не собираетесь все время снимать на камеру.

    Итак, если я подключу камеру к аккумулятору на 150 Втч, я смогу записывать восемь часов, но это до того, как мы добавим какие-либо другие аксессуары.

    Затем мы добавим TVLogic F7h с потребляемой мощностью 19 Вт.Да, это больше, чем у камеры, и, вероятно, имеет максимальную яркость 3600 нит (которую я использую только на ярком солнце снаружи). Но, если мы посчитаем максимальное потребление всех этих устройств, у нас будет запас прочности.

    Изображение через TVLogic.

    Далее болт Терадек с гораздо более скромными 7 Вт. Если бы я добавил второй монитор или беспроводной мотор следящей фокусировки, я бы добавил и это.

    Добавление 18, 19 и 7 дает нам 44, поэтому мне потребуется 44 ватт-часа для работы камеры в течение одного часа.Опять же, это на полную мощность, поэтому вы получите больше времени работы, чем это, но это дает вам запас прочности.

    Для 10-часовой съемки мне понадобится 440 ватт-часов. Я суммирую емкость своих батарей и знаю, хватит ли мне их на день.

    Если я снимаю двумя камерами, мне понадобится в два раза больше и так далее. Если у меня есть четыре камеры и источники света, потребляющие 100 Вт, вы можете быстро увидеть, как можно настроить батарею на 100 Вт.


    Изображение на обложке через Джанаку Дхармасену.

    Ищете дополнительные советы и рекомендации по съемке фильмов? Ознакомьтесь с этими статьями.

    Как рассчитать энергопотребление

    Вопрос: Рассчитывается ли энергопотребление приводов щеточных двигателей по формуле:
    (ток цепи LSI x ток двигателя) x напряжение питания?

     

    Ответ. При расчете (Ток двигателя x Напряжение питания), поскольку включается потребляемая мощность самого двигателя, определение потребляемой мощности драйвера Pc при работе при постоянном напряжении становится в основном:

    Pc = (Ток цепи слабого сигнала x Напряжение источника) + [Ток двигателя x (Выходное напряжение на низком уровне + Выходное напряжение на высоком уровне)].

    Рис. 1. Пример эквивалентной схемы

    В эквивалентной схеме на рис. 1 выше у нас есть ток цепи малого сигнала Icc, напряжение питания Vcc и ток двигателя Io. Поскольку выходной сигнал МОП-транзистора часто представляется значениями сопротивления, при заданном сопротивлении ВКЛ на выходе верхнего плеча RonH и сопротивлении ВКЛ нижнего плеча RonL, выходное напряжение на стороне высокого напряжения VH определяется как Io x RonH и, аналогично, низкое Выходное напряжение стороны VL от Io x RonL. Это позволяет рассчитать потребляемую мощность Pc по формуле: Icc x Vcc + Io x (VH + VL) → Icc x Vcc + Io 2 x (RonH + RonL).

    Как рассчитать энергопотребление при ШИМ-приводе

    Рисунок 2. Работа ШИМ

    В качестве примера, во время операции рекуперации тока с двумя выходами, ведущими к двигателю, рассмотрим случай включения выходного транзистора на стороне земли, как показано на рисунке 2b выше.

    За один период работы ШИМ (tpwm), на выходе OUT1 определяем:

    tr: Время перехода с низкого уровня на высокий

    tdr: Текущее время поставки для поддержания высокого уровня

    tf: Время перехода с High на Low

    trc: время текущей регенерации для поддержания низкого уровня, которое разделено на 4 части; другой выход OUT2 постоянно находится в режиме низкого уровня.

    Простой способ представить себе эту операцию и рассчитать потребляемую мощность состоит в том, что изменение выходного напряжения от высокого к низкому и наоборот является постоянным и прямолинейным между токами. Изменение тока при регенерации и подаче напряжения также происходит прямолинейно.

    Энергопотребление компонента изменения напряжения представляет собой произведение постоянной времени напряжения и постоянной времени тока, интегрированных в каждый момент времени, в то время как потребление энергии компонента изменения тока определяется произведением сопротивления на квадрат постоянной времени тока , интегрированный в каждый момент времени.

    Энергопотребление Er компонента tr составляет:

    Er ≒ • ip1 • VM・tr + (ip1) 2 • RonL • tr

    Энергопотребление Ef компонента tf:

    Ef ≒ • ip2 • VM • tf + (ip2) 2 • RonL • tf

    Энергопотребление Edr компонента tdr:

    Edr ≒ • {(ip1) 2 + ip1 • ip2 + (ip2) 2 } • (RonH + RonL) • tdr

    Энергопотребление Erc компонента trc:

    Erc ≒ • {(ip1) 2 + ip1 • ip2 + (ip2) 2 } • (2 • RonL) • trc

    Потребляемая мощность на выходе Pc_ot рассчитывается путем деления суммы этих 4 компонентов на общее время:

    Pc_ot ≒ (Er + Edr + Ef + Erc)/tpwm

    Чтобы получить общую потребляемую мощность Pc, нам нужно добавить ток цепи Icc и напряжение питания Vcc:

    Pc ≒ Pc_ot + Vcc • Icc

    В случае, когда tr и tf значительно меньше tpwm практически без изменения тока и ip1=ip2, мощность определяется по формуле:

    Pc ≒ (ip1) 2 • {(RonH + RonL) • tdr/tpwm + (2 • RonL) • trc/tpwm} + Vcc • Icc

    , который представляет собой сумму соотношений времени привода и времени рекуперации по отношению к одному периоду ШИМ генерируемой мощности на основе измененного пути тока во время работы привода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.