Формула мощности

Как обозначаются электродвигатели различных конструкций

Обычно используются следующие обозначения:

• М101 – устанавливается горизонтально и фиксируется на лапах, приваренных к станине либо составляющих с ней единое целое.
• М201 – также горизонтальная установка, но двигатель подвешивается на лапах, размещенных сверху на станине.
• М301 – фланцевый двигатель с горизонтальной установкой; кольцевой фланец с центрирующей заточкой и отверстиями для болтов расположен на щите подшипника.
• М302 – двигатель устанавливается вертикально (рабочий конец вала располагается в нижней части); закрепляется на подшипниковом щите с помощью фланца.
• М303 – тип установки как у М302, но рабочий конец вала располагается наверху.
• М102 – как М302, но закрепление производится на лапах.
• М103 – как М102, но при установке рабочий конец вала находится сверху.
• М202 – как М302, но закрепление осуществляется фланцем на щите и лапами на станине.
• М203 – как М202, но конец рабочего вала находится в верхней части.

Сравнительная таблица

Сравнительный график переменного тока и постоянного тока

Постоянный ток

Международный символ этого напряжения DC — Direct Current (постоянный ток), а условное обозначение на электросхемах «—» или «=». Величина и полярность этого вида напряжения являются неизменными, а сила тока изменяется только при изменениях нагрузки. Этот вид электрического тока производится аккумуляторами, батарейками и элементами солнечных электростанций.

От сети постоянного тока работают двигатели трамваев, троллейбусов и другого электротранспорта. Эти электродвигатели имеют лучшие тяговые характеристики, чем двигатели переменного тока.

Информация! От постоянного напряжения работает бОльшая часть электронных схем, но они получают питание от сети переменного тока через встроенный или внешний блок питания с выпрямителем.

Переменный ток

Международное обозначение этого напряжения AC — Alternating Current (переменный ток), а условное обозначение на электросхемах «~» или «≈».

Величина и полярность переменного тока в сети всё время меняется. Частота этих изменений составляет 50Гц в Европе и некоторых других странах и 60Гц в США. Большинство бытовых и промышленных электроприборов изготавливаются для питания переменным напряжением.

Практически вся электроэнергия, используемая в быту и промышленности, является переменной. Для передачи на большие расстояния его повышают при помощи трансформаторов, а в конечной точке линии понижают до необходимой величины. Это позволяет уменьшить стоимость ЛЭП и потери. Для того, чтобы исключить колебания напряжения, для особоважных приборов устанавливаются стабилизаторы.

При увеличении напряжения и неизменной передаваемой мощности сила тока и сечение проводов пропорционально уменьшается. Если напряжение не повышать, то для подачи электроэнергии к потребителю необходимо использовать кабеля большого сечения, а передача на большие расстояния окажется невозможной. Вот почему в розетке переменный ток.

В домашней розетке два контакта — фазный и нулевой. В некоторых случаях к ним добавляется заземляющий. Это однофазное напряжение является частью трёхфазной системы. Она включает в себя три одинаковых сети. Напряжение в этих сетях сдвинуто по фазе на 120° друг относительно друга.

Вначале эта система была шестипроводной. В таком виде её изобрёл Никола Тесла. Позже М. О. Доливо-Добровольский усовершенствовал эту схему и предложил передавать трёхфазное напряжение по трём или чётырём проводам (L1, L2, L3, N). Он также показал преимущества трёхфазной системы электроснабжения перед схемами с другим числом фаз.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Термины

Электрическая мощность – мера скорости осуществления работы или энергетической передачи.

В физическом плане мощность воспринимается как скорость осуществления работы. Это определенное количество энергии, расходуемое за временной промежуток. Единицей мощности выступает ватт (джоуль в секунду). К примеру, скорость, с которой лампочка трансформирует электрическую энергию в свет и тепло, вычисляется в ваттах (Вт). Чем больше мощности, тем больше энергии тратится.

Энергетическую передачу можно использовать для работы, поэтому мощность также выступает скоростью ее выполнения. Подобный объем работы осуществляется при транспортировке груза по лестнице, если человек шагает или бежит. Чем быстрее он это делает, тем больше энергии тратит, потому что сокращает время. Мощность в перемещении транспорта выступает результатом тягового усилия колес и скорости.

Существует множество разновидностей работы и энергии, так что примеры мощности можно найти повсюду. Солнечный свет, падающий на Землю, обладает мощностью в 1.3 кВт/м2. Определенная малая часть задерживается на планете. Наша потребность в ископаемом топливе превышает ее исходное количество и сохранность, поэтому мы движемся к истощению.

Нельзя менять формы, не потеряв тепловую энергию (мощность потери энергии). К примеру, у нас есть лампа накаливания с мощностью в 60 Вт. Она передает в свете лишь 5 Вт, а 55 Вт рассеивается в виде тепла. Более того, стандартная электростанция отдает лишь 35-40% своего топлива в виде электричества. Все остальное фиксируется как тепловая энергия. Если она функционирует на угле, то создает 1000 мегаватт (1 МВт = 106 Вт). А на химической энергии со скоростью 2500 МВт она отдает окружающей среде 1500 Мвт тепла.

Угольные электростанции создают огромное количество энергии. Этот пример взят из Китая. Но большая часть удаляется в качестве тепла в окружающую среду. Именно поэтому используют огромные охлаждающие башни. Передача тепла – неизбежные последствия добычи электроэнергии из любого топлива (угольное, природный газ, ядерное, нефтяное и т.д.)

Отличие переменного от постоянного

Прежде всего постоянное напряжение должно генерироваться на подстанциях с относительно низким напряжением для предоставления потребителю (220В). Однако, при одновременном подключении нескольких приборов, суммарное значение возрастает. В этой ситуации, для передачи напряжения на большие расстояния, необходимо использовать толстый и дорогостоящий кабель. Только так можно получить возможность транспортировки тока на большие расстояния с минимальными потерями мощности.

В примере с переменным, генерируемое электричество способно преодолевать большое расстояние с наименьшими потерями. С 1980 г. появилась возможность выпрямления трёхфазного электрического тока и его обратное преобразование.

Основным отличием AC напряжения от DC тока заключается в том, что последний показывает сравнительную стабильность. Под этим подразумевается, что он не изменяет частоту направления движения.

Из-за того, что движение постоянного тока течёт равномернее, направление протекания электронов осуществляется строго в одном направлении. Причем источник в данной ситуации имеет, как положительный, так и отрицательный полюс. Таким образом, постоянный ток преимущественно используют в высоковольтных линиях (для транспортировки на значительные расстояния). После преобразования в переменный, он передаётся в наши розетки.

Отношение к амперам и вольтам

Помимо двух формул, которые были рассмотрены выше, для определения часто используется еще одна. Сфера ее применения — электрика. Между мощностью и основными величинами, характеризующими электрический ток, также прослеживается определенная взаимосвязь.

Зная напряжение и силу тока, можно безошибочно определить электрическую мощность. Для этого достаточно перемножить два известных значения. Например, если сила тока составляет 5 ампер, а напряжение — 50 вольт, то искомая величина в этом случае будет равна 250 Вт. Такое число получается в результате умножения 5 на 50.

Формула для определения электрической величины записывается в виде P=IV. Буквенные обозначения следующие:

• P — электрическая мощность;
• I — сила тока;
• V — напряжение.

Если использовать вольтметр и амперметр, можно определить мощность. Но чтобы узнать мощность участка цепи, необязательно проводить вычислительные операции. Существует специальное измерительное устройство, которое по аналогии с вольтметром и амперметром называется ваттметром. Его достаточно включить в сеть, чтобы узнать значение.

По какой формуле вычисляется

Формула механической мощности — средняя и мгновенная мощность

В следующих пунктах рассмотрены подробно типичные ситуации (подключаемые устройства):

• источник постоянного напряжения (светодиоды);
• ~220V, одна фаза (кухонная вытяжка);
• ~380V, три фазы (станок).

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

С помощью изученных принципов можно выяснить, как посчитать мощность (пример):

• к источнику 5 V последовательно подключают несколько светодиодов;
• измеряют ток в цепи с помощью мультиметра (0,85 А);
• для определения количества ватт формула «P = I * U» поможет узнать результат: 5 * 0,85 = 4,25 Вт.

Как узнать мощность однофазной нагрузки

Без поправочных коэффициентов можно применить аналогичный алгоритм при подключении лампочки накаливания. Однако в рассматриваемом примере (вытяжка) вычисляют мощность переменного тока по формуле с учетом индуктивных параметров электродвигателя. В этом случае применяют специальный корректирующий множитель – cosϕ.

Треугольник мощностей

Как определить мощность, показывает следующий алгоритм действий:

• берут из сопроводительной документации значение cosϕ (например, 0,75);
• эти же данные производители указывают на типовых шильдиках;
• измеряют ток (1,25 А);
• напряжение известно – 220 B;
• чтобы определить мощность тока, формула дополняется соответствующим множителем:

Pакт = 1,25 * 220 *0,75 = 206,25 Вт.

Как найти мощность тока в трехфазной сети

В этих сетях электричество поступает к потребителям по разным цепям. Вместо «фазного» в данном случае применяют понятие «линейного» напряжения, которое измеряется между отдельными проводниками (Uлин=380В). Чтобы рассчитать мощность корректно, применяют дополнительный множитель (√3 = 1,7321).

Средняя P в активной нагрузке

Зная мощность переменного тока (350 Вт), после простого преобразования базовой формулы можно вычислить:

I = P/ (U * √3 * cosϕ) = 350 / (380 * 1,7321 * 0,75) = 350/ 493,6485 = 0,7 А.

Формулы для нахождения мощности

С уроков физики многие помнят разнообразные задачки, в которых нужно было высчитать мощность тока. Как тогда, так и сегодня используется для поиска ватт формула: N = A/t.

Расшифровывалась она следующим образом: А – это количество работы, разделенное на время (t), на протяжении которого она была выполнена. А если еще вспомнить, что работа измеряется в Джоулях, а время – в секундах, получается, что 1 Вт – это 1Дж/1с.

Рассмотренную формулу можно немного видоизменить. Для этого стоит вспомнить простейшую схему для нахождения работы: A = F х S. Согласно ей получается, что работа (А) равна производной совершающей ее силы (F) на путь, пройденный объектом под воздействием данной силы (S). Теперь для нахождения мощности (ватт) формулу первую совмещаем со второй. Получается: N = F х S /t.

Обозначение и история возникновения

Прежде чем приступать к подробному рассмотрению ватта, нужно дать ему правильное обозначение. Ватт — это единица, которая используется для измерения мощности. Чаще всего название записывается в сокращенном виде — Вт. Английское сокращение величины — W.

История единицы измерения Вт начинается с конца позапрошлого века. Ее впервые стали использовать в Великобритании. Но это не означает, что необходимость измерять мощность появилась именно в то время. Ее определяли и до появления этой единицы.

Для измерения физической величины, которая сегодня у многих ассоциируется преимущественно с электричеством, уже в XVIII веке использовалась единица, называемая лошадиной силой. За ее основу была взята мощность ездовых лошадей. Традиция измерять в лошадиных силах сохранилась и сегодня, будучи успешно перенесенной с лошадей на автомобили. Сегодня одна лошадиная сила равна примерно 735 Вт.

До введения ватта лошадиные силы в различных странах были разными. Единица Вт получила свое название в честь ученого, которого считают прародителем промышленной революции. Его звали Джеймсом Ваттом. Жил он в XVIII—XIX столетиях и прославился тем, что создал паровой универсальный двигатель.

Много своих работ ученый посвятил изучению мощности. Именно он для ее измерения впервые начал использовать лошадиную силу. Спустя 63 года после его смерти была введена и названа в его честь та самая единица, которая используется до сих пор.

Значение слова мощность

Примеры употребления слова мощность в литературе.

Но реакторщику должно быть ясно, что если реактор выведен в критическое состояние и мощность поднята до 200 МВт, то при положительном быстром мощностном коэффициенте реактивности, а именно таким он был, нет препятствий для подъема мощности. Что же тогда говорить о машинах грузоподъемностью 10, 20, 30 тонн, автомотрисах с моторами мощностью в 300—500 лошадиных сил, автопоездах?

Если деятельность классических кибернетических систем обычно направлена на поддержание постоянства в контролируемой системе, как это, например, имеет место в термостате, то в энергетическом, адаптационном и репродуктивном гомеостате происходит саморазвитие, увеличивающее мощность этих систем в соответствии с потребностями развития организма.

ЛТП — лазеры точечного поражения — представляли собой батареи излучателей когерентного светового потока мощностью несколько десятков мегаватт, они равномерно располагались по всей длине корабля на его наружной обшивке в особых кассетах по нескольку десятков лазеров, и их расположение было выбрано с расчетом ведения максимально плотного огня практически по всем азимутам подлета.

Подтянуть ремень безопасности и привязные ремни, включить обогрев трубки Пито и антиобледенитель, освещение кабины на полную мощность, скорость снизить до 275 узлов и стараться держать самолет в горизонтальном полете.

Телескоп Аресибо, работая в режиме радара, способен послать в заданном направлении один мегаватт мощности, думала она, тогда цивилизация, даже чуть опережающая нас, может передать сотни мегаватт или более!

Однако Володя опытным глазом подметил, что модель Аржанца слишком широка в крыльях — не по мощности мотора, — и от этого ветер качает ее в полете.

Она кивнула Арли, которая перевела всю оставшуюся мощность силовых установок в тяговое поле.

А вот эта турбинка, — Асмодей с нежностью поднимал и поворачивал небольшой приборчик, — по мощности не заменит настоящих двигателей, но если ее закрепить на обыкновенной доске да спарить с гравитатором, а у нас гравитаторов два, то ведь получится самолет.

Он наклонился, обнял обмякшие плечи Стэна тонкой рукой, прижал аспиратор ко рту Стэна и включил его на полную мощность.

Оставленную ледником многометровую толщу смешанных с валунами суглинков и глин — морену — можно увидеть во многих дорожных карьерах на берегах озера, а в бассейне Бабинской Имандры, в карьере рудника Чалмозеро, мощность морены превышает 10 метров.

При осмотре последствий прямого попадания тяжелой бомбы в общественное бомбоубежище Лей ничем не интересовался, кроме как толщиной пробитых перекрытий в сопоставлении с их мощностью в его личном бункере, расположенном в практически безопасном предместье Груневальд.

Эти двое — Бондаренко уже наслышан был об этой паре — объединили усилия и сумели добиться колоссального увеличения мощности лазера.

Рыбтрест имеет бондарные мастерские, вырабатывающие до полумиллиона бочек в год на такую-то сумму, а также корабельные мастерские такой-то мощности.

В сфере компьютерных сетей брандмауэр представляет собой барьер, защищающий от фигурального пожара — попыток злоумышленников вторгнуться в сеть, для того чтобы скопировать, изменить или стереть информацию либо чтобы воспользоваться полосой пропускания, памятью или вычислительной мощностью работающих в этой сети компьютеров.

Системные единицы

Дадим определение: под мощностью в физике понимают величину, которая характеризует работоспособность (скорость передачи или преобразования энергии) механизмов и устройств. Оно связано с другим понятиям – работой.

В механике мощность находят по формуле:

$P = \frac {dA}{dt} = F \cdot v \cdot cos \alpha$, из которой следует, что под мощностью понимается работа, измеренная в Джоулях, отнесенная ко времени ее выполнения в секундах.

Рис. 1. Работа по перемещению груза.

Либо:

$P = \frac {dW}{dt}$, т.е. как скорость изменения энергии системы.

В электродинамике для мощности имеется своя формула:

$P = U \cdot I$

Таким образом, единица измерения мощности – это Джоули, деленные на секунду (Вольты, умноженные на Амперы), или Ватты. Последнее название дали в честь инженера Джеймса Уатта, создавшего паровую машину. Именно Ватт является единицей мощность в системе СИ.

В промышленности и на приборах зачастую используют более крупные единицы – киловатты, мегаватты и др. Они получаются добавлением стандартных десятичных приставок. Соответственно, 1 кВт = 1000 Вт, 1 МВт = 1 000 000 Вт.

Рис. 2. Мощность на электрическом приборе.

В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда), получившей распространение в электродинамике, мощность принято измерять в эргах, отнесенных к секунде. $ 1 \: эрг = 10^{-7} \: Дж $, тогда $ 1 \: Ватт = 10^7 \: \frac {эрг}{с} $

В системе МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) мощность измеряется в килограммах-силах, умноженных на метр и деленных на с. $1 \: кгс = 10 \: Н$, и тогда $1 \: Ватт = 0,1 \: \frac {кгс \cdot м}{с}$

Как измеряют мощность разных видов

Измерение разных мощностных видов происходит по формулам, выведенным с конца прошлого и позапрошлого столетия. Для каждой разновидности есть свое точное алгебраическое правило. Так, измерить механическую можно по первой формуле, а электрическую по второй. Что касается гидравлической, ее можно вычислить по третьему алгебраическому правилу.

Измерение по формулам

Механическая

Механической мощностью является скалярный вид произведения силового вектора на скоростной вектор, при котором движется какой-то объект. Исходя из формулы для вычисления этого показателя, чтобы отыскать его, необходимо знать показатель вектора силы со скоростным вектором, а последний из них равен модулю силы, перемноженному на модуль скорости и векторный угол скорости с силой.

Что касается вычисления тела, которое совершает вращательные движения, можно отметить, что нужно иметь представление о показателе момента силы с угловой скоростью.

Дополнительная информация! Если в задаче эти данные неизвестны, можно двукратное число Пи перемножить на частоту вращения в минуту на момент силы, а затем полученные сведения поделить на 60. Таким образом совершаются вычисления в механике, если нужно понять, какую силу имеет двигатель или прочий силовой агрегат.

Электрическая

Электрической мощностью называется величина, которая показывает, с какой скоростью или преобразованием двигается электрическая энергия. Для изучения мгновенной электрической мощностной характеристики на определенном участке цепи, необходимо знать значение тока и напряжения мгновенного тока и перемножить данные значения.

Чтобы понять, сколько составляет активный, полный, реактивный или мгновенный реактивный мощностный показатель, нужно знать точные цифры амплитуды тока, амплитуды напряжения, угла тока с напряжением, а также угловую скорость и время, поскольку все существующие физические формулы сводятся к этим параметрам. Также в формулах задействуется синус, косинус угла и значение 1/2.

Понятие электрической мощности

Гидравлическая

Гидравлическим мощностным показателем в гидромашине или гидроцилиндре называется произведение машинного перепада давления на жидкостный расход. Как правило, это основная формулировка, взятая из единственной существующей формулы для вычисления.

Обратите внимание! Больше алгебраических и инженерных правил можно найти в прикладной науке о движениях жидкостей и газов, а именно в гидравлике

Постоянного и переменного тока

Что касается мощности постоянного с переменным током, то чаще всего их причисляют к электрической разновидности. Конкретного понятия для двух разновидностей нет, однако их можно вычислить, исходя из имеющихся алгебраических установок. Так, мощностью постоянного тока является произведение силы тока и постоянного напряжения или же удвоенное значение силы тока на электрическое сопротивление, которое, в свою очередь, вычисляется делением двойного напряжения на обычное сопротивление.

Что касается переменного тока, это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.

Чтобы измерить эти показатели, можно воспользоваться как указанными выше приборами, так и фазометром. Этот прибор служит, чтобы вычислить реактивную разновидность по государственному эталону.

Понятие переменной мощности тока

В целом, мощность — это величина, основное предназначение которой показывать силу работы конкретного прибора и во многих случаях скорость деятельности, взаимодействуя с ним. Она бывает механической, электрической, гидравлической и для постоянного с переменным током. Измеряется по международной системе в ваттах и киловаттах. Приборами для ее вычисления выступает вольтметр, ваттметр. Основные формулы для самостоятельного расчета перечислены выше.

Характеристика ватт-часов

В бытовой сфере часто используется очень похожая на ватт по названию единица измерения — ватт-час. Но между обычными ваттами и ватт-часами существует большая разница. Не стоит одну единицу принимать за другую. Их невозможно и переводить друг в друга. Ватт-час — это единица, с помощью которой измеряется количество выработанной или потребленной энергии, а не скорость ее потребления.

Чтобы можно было понять разницу между ваттом и ватт-часом, можно рассмотреть пример использования обычного телевизора мощностью в Вт, равной 250:

1. Если в доме больше ничего не будет включено, то через 60 минут показания счетчика увеличатся на 250 ватт-часов (0,25 киловатт-часов).
2. Если при таких же условиях телевизор будет работать три часа подряд, то на счетчике набежит уже 750 ватт-часов (0,75 киловатт-часов). Очевидно, телевизор потребляет 250 Вт в час. Количество используемой им энергии, измеряемое в ватт-часах, зависит от времени работы.

Выводы

Для того чтобы иметь представление, что такое мощность и сила тока, потребуется изучить параметры, которые относятся к понятиям физики. Вольт и Ватт – единицы, которые позволяют измерять силу и мощность в электрическом потоке

Для лучшего понимания особенностей физических процессов рекомендуется обратить внимание на то, что нельзя приравнивать эти два значения.  В этом случае мощность является скоростью, с которой устройство, работающее от электрического тока, потребляет поступающую и непрерывно перемещающуюся энергию. Простой пример для понимания процесса: лампочка может давать освещение

Интенсивность его можно регулировать от тусклого до очень яркого и даже слепящего. Мощность и интенсивность в этом случае будут зависеть от того, с какой скоростью лампочкой потребляется энергия. Если яркость требуется выше, то расход электричества будет больше. Для экономии потребления следует замедлить поступление энергии – сделать световой поток тусклым. Показатель мощности распространяется на все электрические приборы, которые используются на производствах или в бытовых условиях. Непосредственно мощность при этом не всегда связана с электроэнергией. В этом и заключается основное различие показателей Вольт и Ватт.

Похожие записи:

Формула электрического сопротивления от а до я для новичков Основные способы определения полярности у светодиода Направление тока: от минуса к плюсу или наоборот? Топ новых гаджетов 2020 года Сравнительный анализ энергосберегающих ламп и ламп накаливания в быту ? ардуино уно распиновка, схема платы