Putere electrică. Caracteristici ale măsurării puterii Unitatea de bază a puterii

Puterea este indicator fizic. Acesta definește munca efectuată pe o perioadă de timp și ajută la măsurarea schimbării energiei. Datorită unității de măsură a puterii curente, fluxul de energie de mare viteză al energiei în orice interval spațial este ușor de determinat.

Calcul și tipuri

Datorită dependenței directe a puterii de tensiunea din rețea și de sarcina curentă, rezultă că această valoare poate apărea atât din interacțiunea unui curent mare cu o tensiune scăzută, cât și ca urmare a apariției unei tensiuni semnificative cu un curent scăzut. Acest principiu este aplicabil pentru transformarea în transformatoare și pentru transmiterea energiei electrice pe distanțe mari.

Există o formulă pentru calcularea acestui indicator. Are forma P = A / t = I * U, unde:

P este un indicator al puterii curente, măsurat în wați;
A - lucru curent pe secțiunea lanțului, calculat în jouli;
t este intervalul de timp în care a fost efectuată lucrarea curentă, determinat în secunde;
U este tensiunea electrică a secțiunii circuitului, calculată în Volți;
I - puterea curentului, calculată în amperi.

Puterea electrică poate avea indicatori activi și reactivi. În primul caz, are loc transformarea forței puterii în altă energie. Se măsoară în wați deoarece contribuie la conversia volților și amperilor.

Indicatorul de putere reactivă contribuie la apariția fenomenului auto-inductiv. Această conversie returnează parțial fluxurile de energie înapoi în rețea, provocând valorile curente se schimbăși tensiuni cu impact negativ asupra rețelei electrice.

Definiția indicatorului activ și reactiv

Forța de putere activă este calculată prin determinarea valorii totale a unui circuit monofazat într-un curent sinusoidal pentru perioada de timp dorită. Formula de calcul este prezentată sub forma expresiei P = U * I * cos φ, unde:

U și I acționează ca rădăcină pătrată medie valoarea curentăși tensiune;
cos φ este unghiul de deplasare interfacială dintre aceste două mărimi.

Datorită activității energetice, electricitatea este convertită în alte tipuri de energie: energie termică și electromagnetică. Orice rețea electrică cu un curent de direcție sinusoidală sau nesinusoidală determină activitatea secțiunii circuitului prin însumarea puterilor fiecărei secțiuni individuale de circuit. Puterea electrică a unei secțiuni de circuit trifazat este determinată de suma puterii fiecărei fază.

Un indicator similar al forței puterii active este mărimea puterii de transmisie, care este calculată prin diferența dintre incidența și reflexia acesteia.

Indicatorul reactiv este măsurat în volți-amperi. Este o cantitate folosită pentru a determina sarcinile electrice create de câmpurile electromagnetice într-un circuit de curent alternativ. Unitatea de măsură a puterii curentului electric se calculează prin înmulțirea valorii efective a tensiunii din rețeaua U cu curentul alternativ I și unghiul sinusoid al fazei dintre aceste valori. Formula de calcul arată ca după cum urmează: Q = U * I * sin.

Dacă sarcina curentă este mai mică decât tensiunea, atunci deplasarea de fază este pozitivă dacă, dimpotrivă, este negativă;

Valoarea de măsurare

Unitatea electrică de bază este puterea. Pentru a determina modul în care se măsoară puterea unui curent electric, este necesar să se studieze principalele caracteristici ale acestei mărimi. Conform legilor fizicii, se măsoară în wați. În condiții de producție și în viața de zi cu zi, valoarea este convertită în kilowați. Calculele la scari mari de putere necesită conversie în megawați. Această abordare este practicată la centralele electrice pentru a produce energie electrică. Lucrul se calculează în jouli. Valoarea este determinată de următoarele relații:

Consumul de energie este indicat pe aparatul electric în sine sau în pașaportul acestuia. Prin determinarea acestui parametru, puteți obține valorile indicatorilor precum tensiunea și curent electric. Indicatorii utilizați indică modul în care se măsoară puterea electrică, pot fi sub formă de wattmetre și varmetre. Puterea reactivă a indicatorului de putere este determinată de un contor de fază, voltmetru și ampermetru. Standardul de stat pentru măsurarea puterii curente este intervalul de frecvență de la 40 la 2500 Hz.

Exemple de calcul

Pentru a calcula curentul ibricului cu o putere electrică de 2 kW, se utilizează formula: I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 A. Pentru a alimenta dispozitivul la rețea, lungimea conectorului de 6 A este nu este utilizat Exemplul de mai sus este aplicabil numai atunci când linia de fază este complet identică și tensiunea curentă. Această formulă este utilizată pentru a calcula indicatorul tuturor aparatelor de uz casnic.

Dacă circuitul este inductiv sau are o capacitate mare, atunci este necesar să se calculeze unitatea de putere a curentului folosind alte abordări. De exemplu, puterea într-un motor de curent alternativ este determinată folosind formula P = I * U * cos.

Când conectați dispozitivul la o rețea trifazată, unde tensiunea va fi de 380 V, puterea fiecărei faze separat este însumată pentru a determina indicatorul.

Ca exemplu, putem lua în considerare un cazan cu trei faze cu o putere de 3 kW, fiecare consumând 1 kW. Curentul de fază este calculat prin formula I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 A.

Pe orice dispozitiv este indicat indicatorul de putere electrică. Transmisia de putere mare utilizată în producție se realizează prin linii de înaltă tensiune. Energia este transformată folosind substații în curent electricși este furnizat pentru utilizare în rețeaua electrică.

Datorită calculelor simple, se determină valoarea puterii. Cunoscându-i sensul, poți face selecție corectă tensiune pentru funcționarea completă a dispozitivelor casnice și industriale. Această abordare va ajuta la evitarea epuizării aparatelor electrice și va proteja rețelele electrice de supratensiuni.

Cea mai importantă sarcină a statisticii echipamentelor este măsurarea puterii motoarelor centralei. Puterea motorului se numește capacitatea sa de a efectua anumite lucrări pe unitatea de timp (secundă). Unitatea de bază a puterii este kilowatul (kW). Deoarece echipamentul de putere al unei centrale poate include motoare a căror putere este exprimată în unități diferite, puterea totală a tuturor motoarelor este exprimată în kilowați. Pentru a face acest lucru, utilizați următoarele relații constante:

Puterea motorului poate fi caracterizată din diferite puncte de vedere.

În funcție de designul motorului, puterea se distinge între teoretic, indicator și efectiv (real).

Puterea teoretică(#) se determină prin calcule bazate pe ipoteza că nu există pierderi mecanice (din frecare) și pierderi termice (din radiații) în motor. Puterea teoretică poate fi calculată pentru orice motoare.

Indicator de putere(#/s) - puterea motorului ținând cont de termică, dar excluzând pierderile mecanice. Măsurat M.nd pe partea motorului unde se termină pierderile de radiații.

Al treilea tip de capacitate de proiectare este putere efectivă (G Aceasta este puterea reală, ținând cont de pierderile termice și mecanice. Măsurat la arborele de lucru al motorului.

În funcție de intensitatea funcționării motorului, puterea acestuia se poate modifica, prin urmare, există astfel de puteri cu sarcină: normală (economică), maximă lungă și maximă scurtă.

Puterea este normală(L/^g) este puterea la care motorul consumă cel mai economic combustibil și energie pe unitatea de forță, adică are cea mai mare eficiență (eficiență). Când sarcina se abate în sus sau în jos de la randamentul normal. scade.

În principal în scopul obținerii cantitate maxima energie în timpul funcționării dispozitivelor de putere, pentru acestea se stabilește un mod de sarcină maximă, în care motorul poate funcționa pentru o perioadă nedeterminată de lungă perioadă de timp fără deteriorarea stării sale. Se numește caracteristica de putere a sarcinii maxime a majorității motoarelor de putere durata maxima (Mmt()-

Putere maximă pe termen scurt (nr.) este sarcina maximă a motorului pentru care poate funcționa pentru o perioadă scurtă de timp fără accident, de obicei nu mai mult de 30 de minute.

Toate cele trei tipuri de putere de sarcină sunt potențiale, deoarece determină nu sarcina reală, ci sarcina posibilă. Pentru a caracteriza pe deplin puterea unui motor, puterea acestuia, prin proiectare și prin sarcină, ar trebui să fie luată în considerare simultan. De regulă, aceasta va fi puterea efectivă continuă maximă.

Pentru a caracteriza puterea motorului conform scopului operațional Ele disting între puterea conectată, instalată, disponibilă, vârf, rezervă, medie reală și medie anuală.

Capacitate conectată (Mprisd) este puterea tuturor receptoarelor conectate la centrala electrică, inclusiv puterea motoarelor electrice de curentul altcuiva pentru abonați și a motoarelor electrice a curentului propriu.

Marile centrale electrice furnizează energie electrică abonaților cu programe de încărcare diferite. De exemplu, dimineața cererea de energie pentru producție și transport urban (tramvaie, troleibuze) crește brusc, dar pentru iluminat scade; La orele de seară, munca unor întreprinderi se oprește, dar nevoia de locuri de divertisment pentru energie electrică crește brusc. Datorită conexiunii non-simultane a abonaților la stație, capacitatea conectată este de obicei mai multa putere stații de 2-2,5 ori. Deci, o stație cu o capacitate de 30 mii kW poate deservi abonații ale căror receptori de putere sunt de 60 mii kW sau mai mult.

Putere instalată(l/) este puterea totală maximă efectivă pe termen lung a motoarelor instalate (pentru o centrală electrică - puterea generatoarelor electrice).

Deoarece unele dintre motoarele aflate în reparație și care așteaptă reparații nu pot fi utilizate, este de mare importanță putere disponibilă (Мяві)- puterea totală a tuturor dispozitivelor, minus cele care sunt în reparație sau așteaptă reparații.

Pentru o anumită perioadă, de exemplu pe zi, lună sau trimestru, este important să se determine sarcina maximă, care se numește puterea de vârf a ShA.

Se numește diferența dintre puterea disponibilă și cea de vârf putere de rezervă. Este alcătuit din două părți care au o semnificație economică diferită: puterea motoarelor de rezervă, menite să le înlocuiască pe cele care funcționează în caz de accident și subsarcina a motoarelor care funcționează în timpul orelor de vârf.

Pentru multe calcule practice este determinat puterea medie reală L. Se calculează pentru un motor individual împărțind energia generată în timpul perioadei în kilowați-oră la timpul real de funcționare în ore, adică

Pentru a calcula puterea medie reală a mai multor motoare care lucrează împreună, energia pe care o produc trebuie împărțită la timpul de funcționare al tuturor motoarelor, redus cu timpul funcționării lor în comun. Astfel, formula pentru puterea medie reală a două motoare care funcționează împreună într-una sau alta combinație va avea forma

Exemplul 7.1

Calculați puterea medie reală a două motoare, dintre care primul a funcționat de la 6 la 16 ore și a produs 630 kW x oră de energie, iar al doilea a funcționat de la 8 la 23 de ore și a produs 715 kW x oră de energie.

Cantitatea totală de energie produsă: 630 + 715 = 1345 kW x h.

Timp total de funcționare a motorului: (16-6) + (23-8) = 25 ore.

Timp de funcționare a motorului: (16-8) = 8 ore.

Pe lângă puterea medie reală, calculați puterea medie anuală (M), care arată câți kilowați-oră de energie sunt produse pe oră în medie pe an.

Pentru a face acest lucru, energia produsă este împărțită la numărul de ore de lecție - 8760. este întotdeauna mai mic decât și raportul lor A^UL^ caracterizează gradul de utilizare a motorului în timp pe o perioadă anuală.

Întreprinderile au instalate motoare care îndeplinesc diverse funcții: motoarele primare produc energie mecanică, iar motoarele secundare transformă energia mecanică. energie în electric(generatoare electrice) sau electrice în mecanice și termice (motoare electrice și dispozitive electrice).

Dacă, pentru a determina puterea totală a unei întreprinderi, se adaugă puterea motoarelor primare și secundare, atunci va fi permisă o numărare repetată; În plus, calculul puterii totale ar trebui să includă doar puterea care este utilizată în procesul de producție. În consecință, puterea motoarelor instalate la centrala electrică a întreprinderii, a cărei energie este furnizată lateral, nu trebuie luată în considerare la determinarea capacității energetice a unei anumite întreprinderi, deoarece aceasta va fi luată în considerare la întreprinderile care consumă energie.

Orez. 7.1. V

Din fig. 7.1 arată că motoarele primare pot conduce direct mașinile de lucru sau pot transmite energie mecanică generatoarelor electrice pentru a o transforma în energie electrică; Electricitatea de la propriile generatoare electrice poate fi folosită atât pentru a alimenta motoare electrice și dispozitive electrice de curent propriu și mixt, cât și pentru a satisface nevoile economice ale întreprinderii. O parte din electricitate poate fi eliberată în lateral. În același timp, energia primită din exterior asigură funcționarea motoarelor electrice și a dispozitivelor electrice de curent străin și mixt. Puterea motoarelor primare directe și puterea motoarelor de transport sunt luate în considerare independent. Însumând puterile motoarelor primare și secundare, vom permite dubla numărare. Prin urmare, se aplică formula de calcul capacitatea energetică a întreprinderii, care elimină complet numărarea dublă:

Puterea totală a motoarelor primare Nr.) ia în considerare și puterea motoarelor cu acțiune directă și a celor utilizate în vehiculele din fabrică.

Formula 7.3 nu numai că elimină renumărarea puterii, dar face și distincția între puterea unei acționări mecanice și electrice.

Puterea acționării mecanice este egală cu diferența dintre puterea tuturor motoarelor primare ale întreprinderii și puterea acelei părți a acestora care deservește generatoarele electrice. (Mpd-M^^^^). Acest diferența este puterea motoarelor primare conectate direct la mașinile de lucru (folosind un sistem de transmisie sau angrenaj).

Puterea unei acționări electrice este definită ca suma puterilor motoarelor electrice și a dispozitivelor electrice, adică motoare secundare care deservesc direct procesul de producție.

Uneori, atunci când se calculează puterea energetică a unei întreprinderi, puterea motoarelor primare care deservesc generatoarele electrice Gp.d.obs.el.gen)> necunoscut. Pentru a o determina, trebuie să înmulțiți puterea generatoarelor electrice cu un factor de 1,04. Originea acestui coeficient este următoarea: randamentul mediu al generatoarelor electrice se consideră a fi 0,96, ceea ce înseamnă că puterea motoarelor primare care le deservesc poate fi obținută prin împărțirea puterii motoarelor primare la 0,96 sau înmulțirea cu = 1.04. 0,96

Pentru a determina cantitatea de energie consumată de întreprindere, utilizați o formulă similară cu cea utilizată pentru a calcula puterea totală:

Exemplu 7.2

Calculați capacitatea reală potențială și medie a întreprinderii, știind că întreprinderea a lucrat timp de 200 de ore și puțin lui Următoarele echipamente de alimentare sunt la dispoziția noastră:

^^=400+50+350 0,736+100 0,736 - 250-1,04 + 220 + 600 = І34І.2l5zh.

Pentru a calcula Dacă este necesar să se determine energia consumată de întreprindere:

Yeschipr = 80000 + 42000 sau 0,736+10000 - 0,736 - 48000 sau 1,04 + 42000 + 90000 = 200352 kW.

Conceptul de putere (M) este asociat cu productivitatea unui anumit mecanism, mașină sau motor. M poate fi definit ca cantitatea de muncă efectuată pe unitatea de timp. Adică, M este egal cu raportul dintre muncă și timpul petrecut la finalizarea acesteia. În sistemul internațional de unități (SI) general acceptat, unitatea comună de măsură M este watul. Împreună cu aceasta, cai putere (CP) este încă un indicator alternativ pentru M. În multe țări din întreaga lume, se obișnuiește să se măsoare M al motoarelor cu ardere internă în CP și M al motoarelor electrice în wați.

Varietăți de EIM

Pe măsură ce progresul științific și tehnologic s-a dezvoltat, a apărut un număr mare de unități diferite de măsură a puterii (PMU). Printre acestea, cele solicitate astăzi sunt W, kgsm/s, erg/s și hp. Pentru a evita confuzia la trecerea de la un sistem de măsurare la altul, a fost întocmit următorul tabel EIM, în care se măsoară puterea reală.

Tabele de relații dintre EIM

EIM	W	kgsm/s	erg/s	hp
1 W	1	0,102	10^7	1,36 x 10^-3
1 kg	10^3	102	10^10	1,36
1 megaW	10^6	102 x 10^3	10^13	1,36 x 10^3
1 kgcm pe secundă	9,81	1	9,81 x 10^7	1,36 x 10^-2
1 erg pe secundă	10^-7	1,02 x 10^-8	1	1,36 x 10^-10
1 CP	735,5	75	7,355 x 10^9	1

Măsurarea lui M în mecanică

Toate corpurile din lumea reală sunt puse în mișcare de o forță aplicată lor. Impactul asupra corpului unuia sau mai multor vectori se numește lucru mecanic (P). De exemplu, forța de tracțiune a unei mașini o pune în mișcare. Astfel se realizează R mecanic.

Din punct de vedere științific, P este o mărime fizică „A”, determinată de produsul dintre mărimea forței „F”, distanța de mișcare a corpului „S” și cosinusul unghiului dintre vectorii de aceste două cantități.

Formula de lucru arată astfel:

A = F x S x cos (F, S).

M „N” în acest caz va fi determinat de raportul dintre cantitatea de muncă și perioada de timp „t” în care forțele au acționat asupra corpului. Prin urmare, formula care definește M va fi:

Motor mecanic M

Mărimea fizică M în mecanică caracterizează capacitățile diferitelor motoare. La mașini, M-ul motorului este determinat de volumul camerelor de ardere a combustibilului lichid. M al unui motor este munca (cantitatea de energie generată) pe unitatea de timp. În timpul funcționării sale, motorul transformă un tip de energie într-un alt potențial. În acest caz, motorul transformă energia termică din arderea combustibilului în energie cinetică a mișcării de rotație.

Important de știut! Principalul indicator al motorului M este cuplul maxim.

Este cuplul care creează forța de tracțiune a motorului. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât M al unității este mai mare.

La noi, unitățile de putere M sunt calculate în cai putere. Există o tendință mondială de a calcula M în W. Acum, caracteristica de putere este indicată în documentație în două dimensiuni simultan în CP. și kilowați. În ce unitate de măsurare M este determinată de producătorul instalațiilor electrice și mecanice de putere.

M electricitate

Electricul M se caracterizează prin viteza de conversie a energiei electrice în energie mecanică, termică sau luminoasă. Conform Sistemului International SI, un watt este un EIM în care se măsoară puterea totală a electricității.

Putere- o mărime fizică egală în cazul general cu rata de schimbare, transformare, transmitere sau consum a energiei sistemului. Într-un sens mai restrâns, puterea este egală cu raportul dintre munca efectuată într-o anumită perioadă de timp și această perioadă de timp.

Distinge putere medie pe o perioadă de timp

și putere instantanee în în acest moment timp:

Integrala puterii instantanee într-o perioadă de timp este egală cu energia totală transferată în acest timp:

Unități de măsură. Unitatea de putere a Sistemului Internațional de Unități (SI) este watul, egal cu un joule împărțit la o secundă. lucru mecanic putere electrică

O altă unitate comună, dar acum depășită, de măsurare a puterii este caii putere. În recomandările sale, Organizația Internațională de Metrologie Legală (OIML) enumeră caii putere ca unitate de măsură „care ar trebui retrasă de la utilizare cât mai curând posibil acolo unde este utilizată în prezent și care nu ar trebui introdusă dacă nu este utilizată”.

Relațiile dintre unitățile de putere (vezi Anexa 9).

Putere mecanică. Dacă o forță acționează asupra unui corp în mișcare, atunci această forță funcționează. Puterea în acest caz este egală cu produsul scalar dintre vectorul forță și vectorul viteză cu care se mișcă corpul:

Unde F- puterea, v- viteza, - unghiul dintre vectorul viteză și forță.

Un caz special de putere în timpul mișcării de rotație:

M- cuplul, - viteza unghiulară, - pi, n- viteza de rotatie (rotatii pe minut, rpm).

Putere electrică

Putere mecanică. Puterea caracterizează viteza cu care se lucrează.

Puterea (N) este o mărime fizică egală cu raportul dintre munca A și perioada de timp t în care a fost efectuată această muncă.

Puterea arată cât de mult se lucrează pe unitatea de timp.

În Sistemul Internațional (SI), unitatea de putere este numită Watt (W) în onoarea inventatorului englez James Watt (Watt), care a construit primul motor cu abur.

[N]= W = J/s

1 W = 1 J / 1s
1 Watt este egal cu puterea unei forțe care efectuează 1 J de lucru într-o secundă sau când o sarcină de 100 g este ridicată la o înălțime de 1 m într-o secundă.

Însuși James Watt (1736-1819) a folosit o altă unitate de putere - cai putere (1 CP), pe care a introdus-o pentru a compara performanța unui motor cu abur și a unui cal.

1 CP = 735 W.

Cu toate acestea, puterea unui cal mediu este de aproximativ 1/2 CP, deși caii sunt diferiți.

„Motoarele vii” își pot crește pentru scurt timp puterea de mai multe ori.

Un cal își poate crește puterea atunci când alergă și sare de până la zece ori sau mai mult.

Făcând un salt la o înălțime de 1 m, un cal cu o greutate de 500 kg dezvoltă o putere egală cu 5.000 W = 6,8 CP.

Se crede că puterea medie a unei persoane în timpul mersului liniștit este de aproximativ 0,1 CP. adică 70-90W.

Când alergă și sări, o persoană poate dezvolta o putere de multe ori mai mare.

Se dovedește că cea mai puternică sursă de energie mecanică este o armă de foc!

Folosind un tun, poți arunca cu o viteză de 500 m/s o ghiule de tun cu o greutate de 900 kg, dezvoltând aproximativ 110.000.000 J de lucru în 0,01 secunde. Această lucrare este echivalentă cu munca de ridicare a 75 de tone de marfă în vârful piramidei Keops (înălțime 150 m).

Puterea loviturii de tun va fi de 11.000.000.000 W = 15.000.000 CP.

Forța de tensiune în mușchii unei persoane este aproximativ egală cu forța gravitației care acționează asupra acesteia.

aceasta formula este valabila pentru miscarea uniforma cu viteza constanta si in cazul miscarii variabile pentru viteza medie.

Din aceste formule reiese clar că la putere constantă a motorului, viteza de deplasare este invers proporțională cu forța de tracțiune și invers.

Aceasta este baza pentru principiul de funcționare al cutiei de viteze (cutie de viteze) a diferitelor vehicule.

Putere electrică. Puterea electrică este o mărime fizică care caracterizează viteza de transmitere sau conversie a energiei electrice. La studierea rețelelor de curent alternativ, pe lângă puterea instantanee corespunzătoare definiției fizice generale, se introduc și conceptele de putere activă, egală cu valoarea medie a puterii instantanee pe o perioadă, puterea reactivă, care corespunde energiei care circulă fără disipare din sursă către consumator și înapoi și puterea totală, calculată ca produs dintre valorile efective ale curentului și tensiunii fără a ține cont de defazarea.

U este munca efectuată la deplasarea unui coulomb, iar curentul I este numărul de coulombi care trec într-o secundă. Prin urmare, se arată produsul dintre curent și tensiune job full time, finalizat în 1 secundă, adică puterea electrică sau puterea curentului electric.

Analizând formula de mai sus, putem trage o concluzie foarte simplă: deoarece puterea electrică „P” depinde în mod egal de curentul „I” și de tensiunea „U”, atunci, prin urmare, aceeași putere electrică poate fi obținută fie cu un curent ridicat și o tensiune de curent scăzut sau, dimpotrivă, la tensiune înaltă și curent scăzut (Acest lucru este utilizat atunci când se transmite energie electrică pe distanțe lungi de la centralele electrice la locurile de consum, prin conversia transformatorului la substații electrice cu creștere și coborâre) .

Puterea electrică activă (aceasta este puterea care este convertită irevocabil în alte tipuri de energie - termică, ușoară, mecanică etc.) are propria unitate de măsură - W (Watt). Este egal cu 1 volt ori 1 amper. În viața de zi cu zi și în producție, este mai convenabil să măsurați puterea în kW (kilowați, 1 kW = 1000 W). Centralele electrice folosesc deja unități mai mari - mW (megawați, 1 mW = 1000 kW = 1.000.000 W).

Puterea electrică reactivă este o mărime care caracterizează acest tip de sarcină electrică care este creată în dispozitive (echipamente electrice) prin fluctuațiile de energie (de natură inductive și capacitive) ale câmpului electromagnetic. Pentru curentul alternativ convențional, este egal cu produsul dintre curentul de funcționare I și căderea de tensiune U cu sinusul unghiului de fază dintre ele:

Q = U*I*sin(unghi).

Puterea reactivă are propria unitate de măsură numită VAR (volt-ampere reactiv). Notat cu litera „Q”.

Densitatea de putere. Puterea specifică este raportul dintre puterea motorului și masa acestuia sau alt parametru.

Densitatea puterii vehiculului. În raport cu mașinile, puterea specifică este puterea maximă a motorului împărțită la întreaga masă a mașinii. Puterea unui motor cu piston împărțită la deplasarea motorului se numește putere în litri. De exemplu, puterea în litri a motoarelor pe benzină este de 30...45 kW/l, iar pentru motoarele diesel fără turboalimentare - 10...15 kW/l.

O creștere a puterii specifice a motorului duce în cele din urmă la o reducere a consumului de combustibil, deoarece nu este nevoie să transportați un motor greu. Acest lucru se realizează prin aliaje ușoare, design îmbunătățit și amplificare (creșterea vitezei și a raportului de compresie, utilizarea turboalimentării etc.). Dar această dependență nu este întotdeauna observată. În special, motoarele diesel mai grele pot fi mai economice, deoarece eficiența unui diesel modern cu turbocompresor ajunge până la 50%

În literatura de specialitate, folosind acest termen, este adesea dată valoarea inversă kg/cp. sau kg/kW.

Puterea specifică a rezervoarelor. Puterea, fiabilitatea și alți parametri ai motoarelor rezervorului creșteau și se îmbunătățiu constant. Dacă în primele modele se mulțumiu în principal cu motoarele de automobile, atunci cu creșterea masei tancurilor în anii 1920-1940. Motoarele de aeronave adaptate și, ulterior, motoare diesel (multi-combustibil) special concepute pentru rezervoare, au devenit larg răspândite. Pentru a asigura performanța de conducere acceptabilă a unui tanc, puterea sa specifică (raportul dintre puterea motorului și greutatea de luptă a tancului) trebuie să fie de cel puțin 18-20 CP. Cu. /T. Puterea specifică a unor tancuri moderne (vezi Anexa 10).

Putere activă. Puterea activă este valoarea medie a puterii curentului alternativ instantaneu pe o perioadă:

Puterea activă este o cantitate care caracterizează procesul de transformare a energiei electrice într-un alt tip de energie. Cu alte cuvinte, puterea electrică, așa cum ar fi, arată rata consumului de energie electrică. Aceasta este puterea pentru care plătim bani, care se numără la contor.

Puterea activă poate fi determinată folosind următoarea formulă:

Caracteristicile de putere ale sarcinii pot fi specificate cu precizie printr-un singur parametru (putere activă în W) numai în cazul curentului continuu, deoarece într-un circuit de curent continuu există un singur tip de rezistență - rezistența activă.

Caracteristicile de putere ale sarcinii în cazul curentului alternativ nu pot fi specificate cu precizie de un singur parametru, deoarece există doi diferite tipuri rezistență - activă și reactivă. Prin urmare, doar doi parametri: puterea activă și putere reactiva caracteriza cu precizie sarcina.

Principiile de funcționare ale rezistenței active și reactive sunt complet diferite. Rezistență activă - transformă ireversibil energia electrică în alte tipuri de energie (termică, luminoasă etc.) - exemple: lampă cu incandescență, încălzitor electric.

Reactanță - stochează alternativ energia și apoi o eliberează înapoi în rețea - exemple: condensator, inductor.

Puterea activă (disipată prin rezistența activă) se măsoară în wați, iar puterea reactivă (circulând prin reactanță) se măsoară în vars; De asemenea, pentru a caracteriza puterea de sarcină se folosesc încă doi parametri: puterea aparentă și factorul de putere. Toți acești 4 parametri:

Putere activă: denumire P, unitate: Watt.

Putere reactivă: denumire Q, unitate de măsură: VAR (Volt Ampere reactiv).

Putere aparentă: denumire S, unitate: VA (Volt Ampere).

Factor de putere: denumire k sau cosФ, unitate de măsură: mărime adimensională.

Acești parametri sunt legați prin următoarele relații:

S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S.

CosФ se mai numește și factor de putere.

Prin urmare, în inginerie electrică, oricare dintre acești parametri sunt specificați pentru a caracteriza puterea, deoarece restul poate fi găsit din acești doi.

La fel este și cu sursele de alimentare. Puterea lor (capacitatea de încărcare) este caracterizată de un parametru pentru sursele de curent continuu - puterea activă (W) și doi parametri pentru surse. Sursa de curent alternativ. De obicei, acești doi parametri sunt puterea aparentă (VA) și puterea activă (W).

Majoritatea biroului și aparate electrocasnice, activ (nu sau reactanță mică), prin urmare puterea lor este indicată în wați. În acest caz, atunci când se calculează sarcina, se utilizează valoarea puterii UPS în wați. Dacă sarcina sunt computere cu surse de alimentare (PSU) fără corecție a factorului de putere de intrare (APFC), imprimanta laser, frigider, aparat de aer condiționat, motor electric (de exemplu, o pompă submersibilă sau un motor ca parte a unei mașini), lămpi cu balast fluorescent etc. - toate ieșirile sunt utilizate în calcul. Date UPS: kVA, kW, caracteristici de suprasarcină etc.

Putere reactivă. Puterea reactivă, metode și tipuri (mijloace) de compensare a puterii reactive.

Puterea reactivă este partea din puterea totală cheltuită în procesele electromagnetice într-o sarcină care are componente capacitive și inductive. Nu face performanță muncă utilă, determină încălzirea suplimentară a conductoarelor și necesită utilizarea unei surse de energie de putere sporită.

Puterea reactivă se referă la pierderile tehnice în rețelele electrice conform Ordinului Ministerului Industriei și Energiei al Federației Ruse nr. 267 din 4 octombrie 2005.

În condiții normale de funcționare, toți consumatorii de energie electrică al căror mod este însoțit de apariția constantă a câmpurilor electromagnetice (motoare electrice, echipamente de sudare, lămpi fluorescenteși multe altele) încărcați rețeaua atât cu componente active, cât și reactive ale consumului total de energie. Această componentă reactivă a puterii (denumită în continuare putere reactivă) este necesară pentru funcționarea echipamentelor care conțin inductanțe semnificative și, în același timp, poate fi considerată o sarcină suplimentară nedorită a rețelei.

Cu un consum semnificativ de putere reactivă, tensiunea din rețea scade. În sistemele de alimentare cu deficit de putere activă, nivelul de tensiune este de obicei mai scăzut decât cel nominal. Puterea activă insuficientă pentru a finaliza echilibrul este transferată către astfel de sisteme de la sistemele energetice învecinate care au puterea generată în exces. De obicei, sistemele de alimentare au deficit de putere activă și deficit de putere reactivă. Cu toate acestea, este mai eficient să nu transferați puterea reactivă lipsă de la sistemele de alimentare învecinate, ci să o generați în dispozitivele de compensare instalate în sistemul de alimentare dat. Spre deosebire de puterea activă, puterea reactivă poate fi generată nu numai de generatoare, ci și de dispozitive de compensare - condensatoare, compensatoare sincrone sau surse de putere reactivă statică care pot fi instalate la substații. reteaua electrica.

Compensarea puterii reactive, în prezent, este un factor important în rezolvarea problemei economisirii energiei și a reducerii sarcinilor pe rețeaua electrică. Potrivit estimărilor experților autohtoni și străini de top, ponderea resurselor energetice, în special a energiei electrice, ocupă o sumă semnificativă în costul de producție. Acesta este un argument suficient de puternic pentru a aborda serios analiza și auditul consumului de energie al unei întreprinderi, dezvoltarea unei metodologii și căutarea mijloacelor de compensare a puterii reactive.

Compensarea puterii reactive. Mijloace de compensare a puterii reactive. Sarcina reactivă inductivă creată de consumatorii electrici poate fi contracarată cu o sarcină capacitivă prin conectarea unui condensator de dimensiuni precise. Aceasta reduce puterea reactivă consumată din rețea și se numește corecție a factorului de putere sau compensare a puterii reactive.

Avantajele utilizării unităților condensatoare ca mijloc de compensare a puterii reactive:

· pierderi specifice reduse de putere activă (pierderile proprii ale condensatoarelor cosinus moderne de joasă tensiune nu depășesc 0,5 W la 1000 VAr);
· fără piese rotative;
· instalare și operare simplă (nu necesită fundație);
· investiții de capital relativ reduse;
· capacitatea de a selecta orice putere de compensare necesară;
· Posibilitate de instalare si conectare in orice punct din reteaua electrica;
· fara zgomot in timpul functionarii;
· costuri de operare reduse.

În funcție de conexiunea unității condensatoare, sunt posibile următoarele tipuri de compensare:

1. Compensare individuală sau constantă, în care puterea reactivă inductivă este compensată direct în punctul de apariție, ceea ce duce la descărcarea firelor de alimentare (pentru consumatorii individuali care funcționează în regim continuu cu putere constantă sau relativ mare - motoare asincrone, transformatoare, aparate de sudat, lămpi cu descărcare etc.).
2. Compensare de grup, în care, similar compensării individuale pentru mai mulți consumatori inductivi care funcționează simultan, este conectat un condensator constant comun (pentru motoarele electrice situate aproape unul de celălalt, grupuri de lămpi cu descărcare). Aici linia de alimentare este de asemenea descărcată, dar numai înainte de distribuirea către consumatorii individuali.
3. Compensare centralizată, în care un anumit număr de condensatoare sunt conectate la dulapul de distribuție principal sau de grup. O astfel de compensare este de obicei utilizată în sistemele electrice mari cu sarcini variabile. O astfel de instalație de condensator este controlată de un regulator electronic - un controler care analizează constant consumul de putere reactivă din rețea. Astfel de regulatoare pornesc sau opresc condensatori, cu ajutorul cărora se compensează puterea reactivă instantanee a sarcinii totale și, astfel, se reduce puterea totală consumată din rețea.

Puterea este o mărime fizică care arată câtă energie se mișcă în interior circuit electric echipamente specifice. Ce este, în ce unități este exprimată, cum se măsoară puterea, ce dispozitive există pentru asta? Mai multe despre asta și mai multe mai jos.

Puterea se numește formă scalară mărime fizică, care este egală cu rata de schimbare cu conversia, transmiterea sau consumul energiei sistemului. Conform unui concept mai restrâns, acesta este un indicator care este egal cu raportul dintre timpul petrecut la muncă și perioada în sine petrecută la muncă. În mecanică este desemnată prin simbolul N. În inginerie electrică se folosește litera P Adesea se poate vedea și simbolul W, din cuvântul watt.

Putere

Există o diferență între util, brut și nominal într-un motor de mașină. Puterea utilă este puterea motorului, excluzând costurile care sunt cheltuite pentru funcționarea tuturor celorlalte sisteme. Plină este puterea indicată fără deduceri, iar nominală este indicată și garantată de fabrică.

Informații suplimentare! Este de remarcat faptul că există și putere sonoră și sunet exploziv. În primul caz, este o mărime scalară asociată undelor sonore și energiei sonore, care se măsoară și în wați, iar al doilea este asociată cu eliberarea de energie a descompunerilor TNT.

Concept de bază din tutorial

In ce se masoara?

Cai putere este considerată o unitate de măsură învechită. Răspunzând în mod clar la întrebarea cum se măsoară puterea mecanică, este de remarcat faptul că, conform indicatorilor internaționali moderni, unitatea de putere este watul. Este demn de remarcat faptul că watul este o unitate derivată care este legată de altele. Este egal cu Joule pe secundă sau cu kilogramul ori metrul pătrat împărțit la secundă. De asemenea, un watt este un volt înmulțit cu un amper.

Este important să rețineți că un watt este împărțit în mega, kilo și volți amperi.

Formule de măsurare

Puterea este o cantitate care este direct legată de alți indicatori. Astfel, este direct legată de timp, forță, viteză, vector de forță și viteză, forță și modul de viteză, cuplu și frecvență de rotație. Adesea, în formulele de calcul al tipului de putere electrică, se utilizează și numărul Pi, indicatorul de rezistență, curentul instantaneu cu tensiune într-o anumită secțiune a rețelei electrice, puterea activă, totală și reactivă. Un participant direct la calcul este amplitudinea cu viteza unghiulară și puterea inițială a curentului cu tensiunea.

Electric

Puterea electrică este o mărime care arată viteza sau transformarea cu care se mișcă energia electrică. Pentru a studia caracteristica puterii electrice instantanee într-o anumită secțiune a circuitului, este necesar să se cunoască valoarea curentului și tensiunea curentului instantaneu și să se înmulțească aceste valori.

Pentru a înțelege cât de mult este indicatorul de putere reactivă activă, totală, reactivă sau instantanee, trebuie să cunoașteți numărul exact de amplitudine a curentului, amplitudinea tensiunii, unghiul curentului cu tensiunea, precum și viteza unghiulară și timpul, deoarece toate formulele fizice existente sunt reduse la aceşti parametri. Formulele folosesc, de asemenea, sinusul, cosinusul unghiului și valoarea 1/2.

Conceptul de energie electrică

Hidraulic

Indicatorul de putere hidraulică dintr-o mașină hidraulică sau un cilindru hidraulic este produsul căderii de presiune a mașinii și debitul de lichid. De obicei, aceasta este formularea de bază luată din singura formulă existentă pentru calcul.

Fiţi atenți! Mai multe reguli algebrice și de inginerie pot fi găsite în știința aplicată a mișcării lichidelor și gazelor, și anume hidraulica.

Curent continuu și alternativ

În ceea ce privește puterea de curent continuu și alternativ, acestea sunt cel mai adesea clasificate ca varietate electrică. Nu există un concept specific pentru cele două varietăți, dar ele pot fi calculate pe baza setărilor algebrice disponibile. Deci, puterea curentului continuu este produsul dintre curent și tensiune constantă, sau de două ori valoarea curentului cu rezistenta electrica, care la rândul său se calculează împărțind de două ori tensiunea la rezistența obișnuită.

În ceea ce privește curentul alternativ, acesta este produsul dintre puterea curentului cu tensiunea și cosinusul defazării. În acest caz, numai soiurile active și reactive pot fi numărate cu ușurință. Puteți afla valoarea completă a puterii prin dependența vectorială a acestor indicatori și a zonei.

Pentru a măsura acești indicatori, puteți utiliza atât instrumentele de mai sus, cât și un contor de fază. Acest dispozitiv este utilizat pentru a calcula varietatea reactivă conform standardului de stat.

Conceptul de putere variabilă a curentului

În general, puterea este o cantitate al cărei scop principal este să arate puterea unui anumit dispozitiv și, în multe cazuri, viteza activității care interacționează cu acesta. Poate fi mecanic, electric, hidraulic și pentru curent continuu și curent alternativ. Măsurată conform sistemului internațional în wați și kilowați. Instrumentele de calcul sunt un voltmetru și un wattmetru. Formulele de bază pentru calcule independente sunt enumerate mai sus.