Мощность переменного тока

В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для большинства простых практических расчётов не слишком полезна непосредственно. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.

Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности , удобно обратиться к теории комплексных чисел . Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой частью, полная мощность — модулем, а угол (сдвиг фаз) — аргументом.{2}\cdot g} . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S {\displaystyle S} активная связана соотношением P = S ⋅ cos ⁡ φ {\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi } .

.

Вар определяется как реактивная мощность цепи с синусоидальным переменным током при действующих значениях напряжения 1 В и тока 1 А, если сдвиг фазы между током и напряжением π 2 {\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} .

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U {\displaystyle U} и тока I {\displaystyle I} , умноженному на синус угла сдвига фаз φ {\displaystyle \varphi } между ними: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ {\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi } (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным).{2}}}} .

Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.

Необходимо отметить, что величина для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin ⁡ φ {\displaystyle \sin \varphi } для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до −90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = U I sin ⁡ φ {\displaystyle Q=UI\sin \varphi } , реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор , являются активно-индуктивными.

Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности .

Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии, возвращаемой от индуктивной и ёмкостной нагрузки в источник переменного напряжения.

Полная мощность

Единица измерения в СИ — ватт. Кроме того, используется внесистемная единица вольт-ампер (русское обозначение: В·А ; международное: V·A ). В Российской Федерации эта единица допущена к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения «электротехника» .{2}}},} где P {\displaystyle P} — активная мощность, Q {\displaystyle Q} — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0 {\displaystyle Q>0} , а при ёмкостной Q ).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: S ⟶ = P ⟶ + Q ⟶ . {\displaystyle {\stackrel {\longrightarrow }{S}}={\stackrel {\longrightarrow }{P}}+{\stackrel {\longrightarrow }{Q}}.}

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода , кабели , распределительные щиты , трансформаторы , линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому полная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Комплексная мощность

Мощность, аналогично импедансу , можно записать в комплексном виде:

Модуль комплексной мощности | S ˙ | {\displaystyle \left|{\dot {S}}\right|} равен полной мощности S {\displaystyle S} . Действительная часть R e (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Re} ({\dot {S}})} равна активной мощности P {\displaystyle P} , а мнимая I m (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Im} ({\dot {S}})} — реактивной мощности Q {\displaystyle Q} 15…200

В чем измеряется мощность?

Мощность — это количество работы в единицу времени. т.е. измеряется в джоулях в секунду. В международной системе измерения эту единицу принято называть Ватт (Watt), сокращенно Вт. Ну и производные от не кВт, мВт и т.д.

Мощность двигателей до сих пор принято измерять в лошадиных силах, хотя и quot;традиционнаяquot; мощность обязательно указывается в оф.документах

Мощность в физике в системе единиц СИ измеряется в ваттах (Вт), по фамилии автора Watt. Самая общая формула для вычисления мощности N такая: N = A/t, где А какая работа была совершена (выполнена) и t время, в течение которого эта работа совершалась. Иными словами можно отсюда дать определение, что такое мощность. Это работа, совершаемая за единицу времени. Работа выражается в джоулях (Дж), а время в секундах (с). Конкретная формула для вычисления мощности зависит от того, из какого раздела физики задана задача. Например, мощность электрического тока вычисляется по формуле N = UI, где U напряжение (в вольтах В), I ток (в амперах А).

Одну из физических величин называют мощность

На уроках физики о ней постоянно говорят, в учебниках пишут

Ватт — вот в чем измеряется мощность

Это нужно запомнить и выучить — знания эти еще могут пригодиться.

Ну и нужно согласиться с тем, что мощность разная бывает.

Мощность измеряется в Ватах в системе си.(Вт). У энергетиков более принято измерять мощность в киловатах (кВт), или мегаватах (МВт). Вт это джоуль/секунда. То есть мощность иными словами это работа или энергия в единицу времени.

Мощность — физическая величина. Существуют разные виды мощности — мощность в механике, электрическая мощность.

В единицах системы СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю,деленному на секунду.Также существует единица измерения — лошадиная сила.

Единицы мощности: 1 ватт,1 киловатт,мегаватт,1 килограмм-сила-метр в секунду,1 эрг,1 лошадиная сила.

Я могу сказать, только по бытовым домашним приборам. Мощность, к примеру, бытовых приборов (фены,утюги и т.п.) измеряется в Вт. Ватт по-русски обозначается Вт и им измеряют мощность в Международной системе единиц.

Если в данном случае имеется в виду физическая величина, которая в общем равна отношению работы, которая была выполнена за какое-то конкретное время к этому самому промежутку времени, тогда измеряется она в ваттах, обозначение в международной системе — quot;Wquot;, в русской — quot;Втquot;. Названа кстати единица измерения в честь Джеймса Уатта (Ватта), который в свое время изобрел паровую машину.

Смотря мощность чего. Мощность электрического двигателя измеряется в ваттах, киловаттах.

Мощность двигателя транспортного средства измеряется в лошадиных силах.

Работа измеряется в джоулях и килоджоулях.

Мощность — это физическая величина. И она равна работе, которая была выполнена за определенный период времени. Как следствие, формула определения мощности (в физике она обозначается буквой латинской буквой N) выглядит таким вот образом:

где А — это выполненная работа (единица измерения этой работы Джоуль), а t — это время, за которое и была выполнена данная работа (измерения времени в секундах).

Значит, что Ватт — это Джоуль/секунда.

Мощность бывает разная активная, реактивная, полная это я говорю про электрическую активная измеряется в варах, реактивная в ваттах, а полная в киловольт амперах, также есть мощность двигателя она измеряется в лошадиных силах.

Порядок определения цен и смены ценовой категории

В течение периода регулирования потребитель может изменить ценовую категорию только в рамках выбранного тарифа на услуги по передаче электрической энергии, уведомив поставщика за 10 рабочих дней до начала расчетного периода, с которого предполагается изменить ценовую категорию.

Потребитель (покупатель в отношении потребителя) имеет право выбрать:

• первую ценовую категорию – при условии выбора одноставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии;
• вторую ценовую категорию – в случае, если энергопринимающие устройства, в отношении которых приобретается электрическая энергия (мощность), оборудованы приборами учета, позволяющими получать данные о потреблении электрической энергии по зонам суток, при условии выбора одноставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии;
• третью ценовую категорию – в случае, если энергопринимающие устройства, в отношении которых приобретается электрическая энергия (мощность), оборудованы приборами учета, позволяющими измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, при условии выбора одноставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии;
• четвертую ценовую категорию – в случае, если энергопринимающие устройства, в отношении которых приобретается электрическая энергия (мощность), оборудованы приборами учета, позволяющими измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, при условии выбора двухставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии;
• пятую ценовую категорию – в случае, если энергопринимающие устройства, в отношении которых приобретается электрическая энергия (мощность), оборудованы приборами учета, позволяющими измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, при условии выбора одноставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии и включения в договор энергоснабжения (купли-продажи (поставки) электрической энергии (мощности)) условия о планировании объемов потребления электрической энергии по часам суток;
• шестую ценовую категорию – в случае, если энергопринимающие устройства, в отношении которых приобретается электрическая энергия (мощность), оборудованы приборами учета, позволяющими измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, при условии выбора двухставочного варианта тарифа на услуги по передаче электрической энергии и включении в договор энергоснабжения (купли-продажи (поставки) электрической энергии (мощности)) условия о планировании объемов потребления электрической энергии по часам суток.

Потребители, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых в границах балансовой принадлежности составляет не менее 670 кВт, могут выбирать только третью-шестую ценовую категорию без возможности выбора первой и второй ценовых категорий. При этом в случае отсутствия уведомления о выборе применяется третья ценовая категория (для случая применения одноставочного тарифа на услуги по передаче электрической энергии) или четвертая ценовая категория (для случая применения двухставочного тарифа на услуги по передаче электрической энергии).

Потребители, энергопринимающие устройства которых присоединены, в том числе опосредованно через энергопринимающие устройства, объекты по производству электрической энергии (мощности), объекты электросетевого хозяйства лиц, не оказывающих услуги по передаче, к объектам электросетевого хозяйства, входящим в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть, в том числе переданным по согласованию в установленном порядке с уполномоченным федеральным органом в аренду территориальным сетевым организациям (покупатели в отношении таких потребителей) могут выбрать только четвертую или шестую ценовую категорию (двухставочный тариф на услугу по передаче электрической энергии). При этом в случае отсутствия уведомления о выборе четвертой или шестой ценовой категории для расчетов за электрическую энергию (мощность) в отношении указанных потребителей (покупателей) применяется четвертая ценовая категория.

Потребители, энергопринимающие устройства которых опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации через энергетические установки производителей электрической энергии, могут выбрать только четвертую или шестую ценовую категорию. В случае отсутствия уведомления о выборе четвертой или шестой ценовой категории для расчетов за электрическую энергию (мощность) в отношении указанных потребителей (покупателей) применяется четвертая ценовая категория. При этом для расчетов с потребителем (покупателем) используются предельные уровни нерегулируемых цен, рассчитанные гарантирующим поставщиком для наиболее высокого уровня напряжения, на котором объекты по производству электрической энергии (мощности) производителя электрической энергии (мощности) присоединены к электрическим сетям сетевой организации, скорректированные на ставку для целей определения расходов на оплату нормативных технологических потерь электрической энергии в электрических сетях тарифа на услуги по передаче электрической энергии. Указанные предельные уровни нерегулируемых цен используются гарантирующим поставщиком в отношении объемов покупки электрической энергии (мощности), обеспеченных собственной выработкой производителя электрической энергии (мощности).

Что такое работа и мощность электрического тока. Работа электрического тока определение

Электрический ток вырабатывается для того, чтобы в дальнейшем использовать его в определенных целях, для совершения какой-либо работы. Благодаря электричеству, функционируют все приборы, устройства и оборудование. Сама работа представляет собой определенные усилия, прилагаемые для перемещения электрического заряда на установленное расстояние. Условно, такая работа в пределах участка цепи, будет равна численному значению напряжения на данном участке.

Для выполнения необходимых расчетов необходимо знать, в чем измеряется работа тока. Все расчеты проводятся на основании исходных данных, полученных с помощью измерительных приборов. Чем больше величина заряда, тем больше усилий требуется для его перемещения, тем большая работа будет совершена.

Что называют работой тока

Электрический ток, как физическая величина, сам по себе не имеет практического значения. Наиболее важным фактором является действие тока, характеризующееся выполняемой им работой. Сама работа представляет собой определенные действия, в процессе которых один вид энергии превращается в другой. Например, электрическая энергия с помощью вращения вала двигателя, превращается в механическую энергию. Работа самого электрического тока заключается в движении зарядов в проводнике под действием электрического поля. Фактически вся работа по перемещению заряженных частиц выполняется электрическим полем.

С целью выполнения расчетов должна быть выведена формула работы электрического тока. Для составления формул понадобятся такие параметры, как сила тока и . Поскольку работа электрического тока и работа электрического поля — это одно и то же, она будет выражаться в виде произведения напряжения и заряда, протекающего в проводнике. То есть: A = Uq. Данная формула была выведена из соотношения, определяющего напряжение в проводнике: U = A/q. Отсюда следует, что напряжение представляет собой работу электрического поля А по переносу заряженной частицы q.

Сама заряженная частица или заряд отображается в виде произведения силы тока и времени, затраченного на движение этого заряда по проводнику: q = It. В этой формуле было использовано соотношение для силы тока в проводнике: I = q/t. То есть, является отношением заряда к промежутку времени, за которое заряд проходит через поперечное сечение проводника. В окончательном виде формула работы электрического тока будет выглядеть, как произведение известных величин: A = UIt.

В каких единицах измеряется работа электрического тока

Прежде чем непосредственно решать вопрос, в чем измеряется работа электрического тока, необходимо собрать единицы измерений всех физических величин, с помощью которых вычисляется этот параметр. Любая работа , следовательно, единицей измерения данной величины будет 1 Джоуль (1 Дж). Напряжение измеряется в вольтах, сила тока — в амперах, а время — в секундах. Значит единица измерения будет выглядеть следующим образом: 1 Дж = 1В х 1А х 1с.

Исходя из полученных единиц измерения, работа эл тока будет определяться, как произведение силы тока на участке цепи, напряжения на концах участка и промежутка времени, за которое ток протекает по проводнику.

Измерение проводятся с помощью , вольтметра и часов. Эти приборы позволяют эффективно решить проблему, как найти точное значение данного параметра. При включении амперметра и вольтметра в цепь, необходимо следить за их показаниями в течение установленного промежутка времени. Полученные данные вставляются в формулу, после чего выводится конечный результат.

Функции всех трех приборов объединяются в электросчетчиках, учитывающих потребленную энергию, а фактически работу, совершенную электротоком. Здесь используется уже другая единица — 1 кВт х ч, что также означает, сколько работы было совершено в течение единицы времени.

Сам по себе электрический ток не нужен. Важным является не сам ток, а его действие.

Действие электрического тока характеризуется работой электрического тока.

Работа — это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой.

Например, была энергия кинетическая, стала энергия потенциальная, т. е. тело находилось в состоянии движения, затем оно остановилось, поднявшись при этом на некоторую высоту.

Что касается электрического тока, то мы уже знаем о движении электрических зарядов по проводнику и что движение это происходит под действием электрического поля, т. е. работу совершает электрическое поле. И работа в данном случае показывает, как энергия одного вида, например, энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии — механическую, тепловую и т. д.

Работа электрического тока связана, в первую очередь, с понятием электрического напряжения и силы тока.

Работа электрического поля — это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику.

Это утверждение получено из соотношения для электрического напряжения.

Электрическое напряжение — это работа электрического поля по переносу электрического заряда q.

Заряд — это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.

Это утверждение следует из соотношения для силы тока.

Сила тока — это отношение заряда ко времени, в течение которого протекает заряд по проводнику через поперечное сечение проводника.

Подставив в формулу определения работы , получим выражение для вычисления работы электрического тока, работы электрического поля по перемещению электрического заряда.

Работа — 1 Джоуль или 1 Дж;

Напряжение — 1 Вольт или 1 В;

Сила тока — 1 Ампер или 1 А;

Время — 1 секунда или 1 с.

Определение

Работа электрического тока равна произведению силы тока на участке цепи, напряжению на концах этого участка и времени, в течение которого протекает ток по проводнику.

Работа электрического тока связана с приборами, позволяющими определять значения указанных величин.

Напряжение определяется по прибору, который называется вольтметр . А для измерения силы тока используют амперметр (рис. 1).

Рис. 1. Изображения вольтметра и амперметра

Включив эти два прибора в электрическую цепь, наблюдая за показаниями этих приборов, определив время, в течение которого производятся измерения, определяем значение работы электрического тока..

Обратите внимание на то, что плата, которую мы производим за электроэнергию, — это плата именно за работу электрического тока. Действие электрического тока — это те самые действия, которые используются в технике, такой как нагревательные устройства, устройства, которые используются в быту (телевизоры, радиоприемники и т. д.).

Работа измеряется при помощи амперметра и вольтметра, но, тем не менее, есть отдельный прибор, который сразу способен измерять работу электрического тока

На следующем уроке мы познакомимся с понятием мощности.

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. — М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.

1. Stoom.ru ().
2. Physics.ru ().
3. Class-fizika.narod.ru ().

Домашнее задание

1. П. 50, вопросы 1-4, стр. 119, задание 24 (1). Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
2. Через реостат с сопротивлением 5 Ом протекает ток си-лой 0,5 А. Нужно определить, какую работу произведет ток в течение 4 часов (14 400 сек.).
3. С помощью каких приборов можно измерить работу электрического поля?

У каждого из нас дома есть счетчик, по показаниям которого мы ежемесячно платим за электричество. Мы оплачиваем какое-то количество киловатт-часов. Что же такое эти киловатт-часы? За что конкретно мы платим? Разберемся:)

Мы используем электричество с определенными целями. Электрический ток выполняет какую-то работу, вследствие этого и функционируют наши электроприборы. Что же такое – работа электрического тока? Известно, что работа тока по перемещению электрического заряда на некотором отрезке цепи равна численно напряжению на этом участке. Если же заряд будет отличаться, например, в большую сторону, то и работа, соответственно, будет совершена большая.

Работа тока на участке цепи: формула

Итак, мы приходим к тому, что работа тока равна произведению напряжения на участке электрической цепи на величину заряда. Заряд же, как известно, можно найти произведением силы тока на время прохождения тока. Итак, получаем формулу для определения работы тока:

A=Uq , q=It , получаем A=UIt ;

где A — работа, U- напряжение, I — сила тока, q — заряд, t — время.

Измеряется работа тока в джоулях (1 Дж). 1 Дж = 1 В * 1 А * 1 с. То есть, чтобы измерить работу, которую совершил ток, нам нужны три прибора: амперметр , вольтметр и часы. Счетчики электроэнергии, которые стоят в квартирах, как бы сочетают в себе все эти вышеперечисленные приборы в одном. Они измеряют работу, совершенную током. Работа тока в нашей квартире – это энергия, которую он израсходовал на всех включенных в сеть квартиры приборах. Это и есть то, за что мы платим. Однако, мы платим не за джоули, а за киловатт-часы. Откуда возникают эти единицы?

Мощность электрического тока

Чтобы разобраться с этим вопросом, надо рассмотреть еще одно понятие — мощность электрического тока. Мощность тока – это работа тока, совершенная в единицу времени. То есть, мощность можно найти, разделив работу на время. А работа, как мы уже знаем – это произведение силы тока на напряжение и на время. Таким образом, время сократится, и мы получим произведение силы тока на напряжение. Для мощности тока формула будет иметь следующий вид:

P=A/t , A=UIt , получаем P=UIt/t , то есть P=UI ;

где P — мощность тока. Мощность измеряется в ваттах (1 Вт). Применяют кратные величины – киловатты, мегаватты.

Работа и мощность электрического тока связаны теснейшим образом. Фактически, работа – это мощность тока в каждый момент времени, взятая за определенный промежуток времени. Именно поэтому счетчики в квартирах измеряют работу тока не в джоулях, а в киловатт-часах. Просто величина мощности в 1 ватт – это очень небольшая мощность, и если бы мы платили за ватты-в-секунду, мы бы оплачивали десятки и сотни тысяч таких единиц. Для упрощения расчетов и приняли единицу «киловатт-час».

Работа электрического тока — мера количества энергии.

Работа, совершаемая электрическим током за время t при известном напряжении U И силе тока I равна произведению напряжения на силу тока и время его действия. A=UIt

Работа измеряется в джоулях (1Дж=1В·А·с ).

1 Дж – это работа, совершаемая электрическим током силой 1 А при напряжении U=1 В в течение 1c .

Скорость совершения работы характеризуется мощностью.

Мощностью Р называется отношение работы А к промежутку времени t , за который она совершена. Таким образом, в электрической цепи:

Мощность измеряется в ваттах (1 Вт=1 Дж/с ). 1 Ватт — это мощность, при которой за 1 с совершается работа в 1 Дж .

Тепловое действие тока.

В случае, когда проводник неподвижен и химических превращений в нем не происходит, работа тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, в результате чего проводник нагревается. При этом количество выделившейся теплоты определяется по закону Джоуля – Ленца.

Закон Джоуля-Ленца.

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Q=I 2 Rt , Дж

Т.е. количество выделенного тепла равно количеству электрической энергии, полученной данным проводником при прохождении по нему тока.

Каждый проводник может пропускать, не перегреваясь, ток определенной силы. Для определения токовой нагрузки пользуются понятием плотность тока : это сила тока, приходящаяся на 1 мм 2 площади поперечного сечения проводника. J= .

В природе и технике непрерывно происходят процессы превращения энергии из одного вида в другой (рис.1.22). В источниках электрической энергии различные виды энергии преобразуются в электрическую энергию.

Например :

· в электрических генераторах 1 , приводимых во вращение каким-либо механизмом, происходит превращение в электрическую энергию механической;

· в термогенераторах 2 – тепловой;

· в аккумуляторах 9 при их разряде и гальванических элементах 10 – химической;

· в фотоэлементах 11 – лучистой.

Приёмники электрической энергии, наоборот, электрическую энергию преобразуют в другие виды энергии.

Например :

· в электродвигателях 3 электрическая энергия превращается в механическую;

· в электронагревательных приборах 5 – в тепловую;

· в электролитических ваннах 8 и аккумуляторах 7 при их заряде – в химическую;

· в электрических лампах 6 – в лучистую и тепловую;

· в антеннах 4 радиопередатчиков – в лучистую.

Рисунок 1.22. Пути превращения энергии из одного вида в другой

Контрольные вопросы

1. Назовите примеры преобразования энергии из одного вида в другой.

2. Дайте определение мощности.

3. Чему равна работа, совершаемая электрическим током за определённое время при известном напряжении и силе тока?

4. Что принято за единицу электрической энергии?

Электрическая энергия. В природе и технике непрерывно происходят процессы превращения энергии из одного вида в другой (рис. 30). В источниках электрической энергии различные виды энергии превращаются в электрическую энергию. Например, в электрических генераторах 1, приводимых во вращение каким-либо механизмом, происходит превращение в электрическую энергию механической, в термогенераторах 2 — тепловой, в аккумуляторах 9 при их разряде и гальванических элементах 10 — химической, в фотоэлементах 11 — лучистой.
Приемники электрической энергии, наоборот, электрическую энергию превращают в другие виды энергии — тепловую, механическую, химическую, лучистую и пр. Например, в электродвигателях 3 электрическая энергия превращается в механическую, в электронагревательных приборах 5 — в тепловую, в электролитических ваннах 8 и аккумуляторах 7 при их заряде — в химическую, в электрических лампах 6 — в лучистую и тепловую, в антеннах 4 радиопередатчиков — в лучистую.

Мерой количества энергии является работа. Работа W, совершаемая электрическим током за время t при известном напряжении U силе тока I, равна произведению напряжения на силу тока и на время его действия:

W = UIt (29)

Работа, совершаемая электрическим током силой 1 А при напряжении 1 В в течение 1 с, принята за единицу электрической энергии. Эта единица называется джоулем (Дж). Джоуль, который называют также ватт-секундой (Вт*с), — очень маленькая единица измерения, поэтому на практике для измерения электрической энергии приняты более крупные единицы — ватт-час (1 Вт*ч = 3600 Дж), киловатт-час (1 кВт*ч = 1000 Вт*ч = 3,6*10 6 Дж), мегаватт-час (1 МВт*ч=1000 кВт*ч=3,6*10 9 Дж).

Электрическая мощность. Энергия, получаемая приемником или отдаваемая источником тока в течение 1 с, называется мощностью. Мощность Р при неизменных значениях U и I равна произведению напряжения U на силу тока I:

P = UI (30)

Используя закон Ома для определения силы тока и напряжения в зависимости от сопротивления R и проводимости G, можно получить и другие выражения для мощности. Если заменить в формуле (30) напряжение U=IR или силу тока I=U/R=UG, то получим

P = I 2 R (31)

P = U 2 /R = U 2 G (32)

Следовательно, электрическая мощность равна произведению квадрата силы тока на сопротивление, или электрическая мощность квадрату напряжения, поделенному на сопротивление, либо квадрату напряжения, умноженному на проводимость.

Мощность, которая создается силой тока 1 А при напряжении 1 В, принята за единицу измерения мощности и называется ватт (Вт). В технике мощность измеряют более крупными единицами: киловаттами (1 кВт =1000 Вт) и мегаваттами (1 МВт=1 000 000 Вт).

Потери энергии и коэффициент полезного действия. При превращении электрической энергии в другие виды энергии или наоборот не вся энергия превращается в требуемый вид энергии, часть ее непроизводительно затрачивается (теряется) на преодоление трения в подшипниках машин, нагревание проводов и пр. Эти потери энергии неизбежны в любой машине и любом аппарате.
Отношение мощности, отдаваемой источником или приемником электрической энергии, к получаемой им мощности, называется коэффициентом полезного действия источника или приемника. Коэффициент полезного действия (к. п. д.)

? = P 2 /P 1 = P 2 /(P 2 + ?P) (33)

Р 2 — отдаваемая (полезная) мощность;
Р 1 — получаемая мощность;
?Р — потери мощности.

К. п. д. всегда меньше единицы, так как в любой машине и любом аппарате имеются потери энергии. Иногда к. п. д. выражают в процентах. Так, тяговые двигатели электровозов и тепловозов имеют к. п. д. 86-92 %, мощные трансформаторы — 96-98 %, тяговые подстанции — 94-96 %, контактная сеть электрифицированных железных дорог — около 90 %, генераторы тепловозов — 92-94 %.
Рассмотрим в качестве примера распределение энергии в электрической цепи (рис. 31). Генератор 1, питающий эту цепь, получает от первичного двигателя 2 (например, дизеля) механическую мощность Р mx = 28,9 кВт, а отдает электрическую мощность Р эл = 26 кВт (2,9 кВт составляют потери мощности в генераторе). Поэтому он имеет к. п. д. ? ген = Р эл /Р mx = 26/28,9 = 0,9.

Мощность Р эл = 26 кВт, отдаваемая генератором, расходуется на питание электрических ламп (6 кВт), на нагрев электрических плиток (7,2 кВт) и на питание электродвигателя (10,8 кВт). Часть мощности?P пр = 2 кВт теряется на бесполезный нагрев проводов, соединяющих генератор с потребителями.

В каждом приемнике электрической энергии также имеют место потери мощности. В электрическом двигателе 3 потери мощности составляют 0,8 кВт (он получает из сети мощность 10,8 кВт, а отдает только 10 кВт), поэтому к. п. д. ?дв = 10/10,8 = 0,925. Из мощности 6 кВт, полученной лампами, лишь незначительная часть идет на Создание лучистой энергии, большая часть ее бесполезно рассеивается в виде тепла. В электрической плитке на нагрев пищи расходуется не вся полученная мощность 7,2 кВт, так как часть созданного ею тепла рассеивается в окружающем пространстве. При рассмотрении электрических цепей наряду с определением токов и напряжений, действующих на отдельных участках, необходимо определять и передаваемую по ним мощность. При этом должен соблюдаться так называемый энергетический баланс мощностей. Это означает, что мощность, получаемая каким-либо устройством (источником тока или потребителем) или участком электрической цепи, должна быть равна сумме отдаваемой ими мощности и потерь мощности, которые возникают в данном устройстве или участке цепи.

Формирование объемов электроэнергии по итогам расчетного периода

166. В случае непредставления потребителем показаний расчетного прибора учета в сроки, установленные в настоящем разделе или в договоре (далее — непредставление показаний расчетного прибора учета в установленные сроки), для целей определения объема потребления электрической энергии (мощности), оказанных услуг по передаче электрической энергии за расчетный период при наличии контрольного прибора учета используются его показания, при этом:

показания контрольного прибора учета используются при определении объема потребления электрической энергии (мощности) за расчетный период в отношении потребителя, осуществляющего расчеты за электрическую энергию (мощность) с применением цены (тарифа), дифференцированной по зонам суток, только в том случае, если контрольный прибор учета позволяет измерять объемы потребления электрической энергии по зонам суток;

показания контрольного прибора учета используются при определении объема потребления электрической энергии (мощности), оказанных услуг по передаче электрической энергии за расчетный период в отношении потребителя, осуществляющего расчеты за электрическую энергию (мощность) с использованием ставки за мощность нерегулируемой цены в ценовых зонах (регулируемой цены (тарифа) для территорий, не объединенных в ценовые зоны оптового рынка) и (или) за услуги по передаче электрической энергии с использованием ставки, отражающей удельную величину расходов на содержание электрических сетей, тарифа на услуги по передаче электрической энергии (далее — потребитель, при осуществлении расчетов за электрическую энергию с которым используется ставка за мощность), с учетом следующих требований:

если контрольный прибор учета позволяет измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, то такие объемы в соответствующей точке поставки определяются исходя из показаний указанного контрольного прибора учета;

если контрольный прибор учета является интегральным, то почасовые объемы потребления электрической энергии в соответствующей точке поставки определяются следующим образом:

для 1-го и 2-го расчетных периодов подряд, за которые не предоставлены показания расчетного прибора учета, объем потребления электрической энергии, определенный на основании показаний контрольного прибора учета за расчетный период, распределяется по часам расчетного периода пропорционально почасовым объемам потребления электрической энергии в той же точке поставки на основании показаний расчетного прибора учета за аналогичный расчетный период предыдущего года, а при отсутствии данных за аналогичный расчетный период предыдущего года — на основании показаний расчетного прибора учета за ближайший расчетный период, когда такие показания были предоставлены;

для 3-го и последующих расчетных периодов подряд, за которые не предоставлены показания расчетного прибора учета, почасовые объемы потребления электрической энергии в установленные системным оператором плановые часы пиковой нагрузки в рабочие дни расчетного периода определяются как минимальное значение из объема потребления электрической энергии, определенного на основании показаний контрольного прибора учета за расчетный период, распределенного равномерно по указанным часам, и объема электрической энергии, соответствующего величине максимальной мощности энергопринимающих устройств этого потребителя в соответствующей точке поставки, а почасовые объемы потребления электрической энергии в остальные часы расчетного периода определяются исходя из равномерного распределения по этим часам объема электрической энергии, не распределенного на плановые часы пиковой нагрузки. Если определенные таким образом почасовые объемы потребления электрической энергии в плановые часы пиковой нагрузки в рабочие дни расчетного периода, установленные системным оператором, оказываются меньше, чем объем электрической энергии, соответствующий величине мощности, рассчитанной в порядке, предусмотренном пунктом 95 настоящего документа, в ценовых зонах (пунктом 111 настоящего документа — для территорий субъектов Российской Федерации, объединенных в неценовые зоны оптового рынка) для расчета фактической величины мощности, приобретаемой потребителем (покупателем) на розничном рынке, исходя из определенных в соответствии с абзацем шестым настоящего пункта почасовых объемов потребления электрической энергии, то почасовые объемы потребления электрической энергии в этой точке рассчитываются в соответствии с абзацем шестым настоящего пункта.

В случае непредставления потребителем показаний расчетного прибора учета в установленные сроки и при отсутствии контрольного прибора учета:

для 1-го и 2-го расчетных периодов подряд, за которые не предоставлены показания расчетного прибора учета, объем потребления электрической энергии, а для потребителя, в расчетах с которым используется ставка за мощность, — также и почасовые объемы потребления электрической энергии, определяются исходя из показаний расчетного прибора учета за аналогичный расчетный период предыдущего года, а при отсутствии данных за аналогичный расчетный период предыдущего года — на основании показаний расчетного прибора учета за ближайший расчетный период, когда такие показания были предоставлены;

для 3-го и последующих расчетных периодов подряд, за которые не предоставлены показания расчетного прибора учета, объем потребления электрической энергии определяется расчетным способом в соответствии с подпунктом «а» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу, а для потребителя, в расчетах с которым используется ставка за мощность, почасовые объемы потребления электрической энергии определяются расчетным способом в соответствии с подпунктом «б» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу.

Максимальная мощность энергопринимающих устройств в точке поставки потребителя определяется в соответствии с подпунктом «а» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу.

Непредставление потребителем показаний расчетного прибора учета более 2 расчетных периодов подряд является основанием для проведения внеплановой проверки такого прибора учета.

178. В случае 2-кратного недопуска к расчетному прибору учета, установленному в границах энергопринимающих устройств потребителя, для проведения контрольного снятия показаний или проведения проверки приборов учета объем потребления электрической энергии (мощности) и оказанных услуг по передаче электрической энергии начиная с даты, когда произошел факт 2-кратного недопуска, вплоть до даты допуска к расчетному прибору учета определяется в порядке, установленном пунктом 166 настоящего документа для определения таких объемов начиная с третьего расчетного периода для случая непредставления показаний прибора учета в установленные сроки.

179. В случае неисправности, утраты или истечения срока межповерочного интервала расчетного прибора учета либо его демонтажа в связи с поверкой, ремонтом или заменой определение объема потребления электрической энергии (мощности) и оказанных услуг по передаче электрической энергии осуществляется в порядке, установленном пунктом 166 настоящего документа для случая непредоставления показаний прибора учета в установленные сроки.

В случае если в течение 12 месяцев расчетный прибор учета повторно вышел из строя по причине его неисправности или утраты, то определение объема потребления электрической энергии (мощности) и оказанных услуг по передаче электрической энергии осуществляется:

с даты выхода расчетного прибора учета из строя и в течение одного расчетного периода после этого — в порядке, установленном пунктом 166 настоящего документа для определения таких объемов в течение первых 2 расчетных периодов в случае непредставления показаний прибора учета в установленные сроки;

в последующие расчетные периоды вплоть до допуска расчетного прибора учета в эксплуатацию — в порядке, установленном пунктом 166 настоящего документа для определения таких объемов начиная с 3-го расчетного периода для случая непредставления показаний прибора учета в установленные сроки.

181. Для расчета объема потребления электрической энергии (мощности) и оказанных услуг по передаче электрической энергии в отсутствие прибора учета, если иное не установлено в пункте 179 настоящего документа, вплоть до даты допуска прибора учета в эксплуатацию:

объем потребления электрической энергии в соответствующей точке поставки определяется расчетным способом в соответствии с подпунктом «а» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу, а для потребителя, в расчетах с которым используется ставка за мощность, также и почасовые объемы потребления электрической энергии в соответствующей точке поставки — расчетным способом в соответствии с подпунктом «б» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу.

В случае если в отношении потребителя, при осуществлении в расчетах за электрическую энергию с которым используется ставка за мощность, не выполнено в соответствии с пунктом 143 настоящего документа требование об использовании приборов учета, позволяющих измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, то вплоть до выполнения указанного требования во всех точках поставки в границах балансовой принадлежности энергопринимающих устройств такого потребителя, которые оборудованы интегральными приборами учета, почасовые объемы потребления электрической энергии в установленные системным оператором плановые часы пиковой нагрузки в рабочие дни расчетного периода полагаются равными минимальному значению из объема потребления электрической энергии, определенного на основании показаний интегрального прибора учета за расчетный период, распределенного равномерно по указанным часам, и объема электрической энергии, соответствующего величине максимальной мощности энергопринимающих устройств этого потребителя в соответствующей точке поставки, а почасовые объемы потребления электрической энергии в остальные часы расчетного периода определяются исходя из равномерного распределения по этим часам объема электрической энергии, не распределенного на плановые часы пиковой нагрузки.

При этом указанный порядок определения почасовых объемов потребления электрической энергии применяется в отношении потребителей с максимальной мощностью не менее 670 кВт с 1 июля 2013 г.

В отсутствие приборов учета у потребителей, на которых не распространяются требования статьи 13 Федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в части организации учета электрической энергии, объем потребления электрической энергии рассчитывается сетевой организацией на основании расчетного способа, определенного в договоре энергоснабжения (купли-продажи (поставки) электрической энергии (мощности) и (или) оказания услуг по передаче электрической энергии), а при отсутствии такого расчетного способа — исходя из характерных для указанных потребителей (энергопринимающих устройств) объемов потребления электрической энергии за определенный период времени, которые определяются исходя из совокупных объемов потребления на основе величины максимальной мощности энергопринимающих устройств потребителя и стандартного количества часов их использования, умноженного на коэффициент 1,1.

195. Объем безучетного потребления электрической энергии определяется с применением расчетного способа, предусмотренного подпунктом «а» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу.

При этом в отношении потребителя, при осуществлении расчетов за электрическую энергию с которым используется ставка за мощность, помимо объема безучетного потребления электрической энергии также определяется величина мощности, приобретаемой по договору, обеспечивающему продажу электрической энергии (мощности), и величина мощности, оплачиваемой в части услуг по передаче электрической энергии, исходя из почасовых объемов потребления электрической энергии, определяемых в соответствии с подпунктом «б» пункта 1 приложения N 3 к настоящему документу.

Объем безучетного потребления электрической энергии (мощности) определяется с даты предыдущей контрольной проверки прибора учета (в случае если такая проверка не была проведена в запланированные сроки, то определяется с даты, не позднее которой она должна была быть проведена в соответствии с настоящим документом) до даты выявления факта безучетного потребления электрической энергии (мощности) и составления акта о неучтенном потреблении электрической энергии.

Стоимость электрической энергии в определенном в соответствии с настоящим пунктом объеме безучетного потребления включается гарантирующим поставщиком (энергосбытовой, энергоснабжающей организацией) в выставляемый потребителю (покупателю) счет на оплату стоимости электрической энергии (мощности), приобретенной по договору, обеспечивающему продажу электрической энергии (мощности), за тот расчетный период, в котором был выявлен факт безучетного потребления и составлен акт о неучтенном потреблении электрической энергии. Указанный счет также должен содержать расчет объема и стоимости безучетного потребления. Потребитель (покупатель) обязан оплатить указанный счет в срок, определенный в договоре, обеспечивающем продажу электрической энергии (мощности).

С даты составления акта о неучтенном потреблении электрической энергии объем потребления электрической энергии (мощности) и объем оказанных услуг по передаче электрической энергии определяются в порядке, предусмотренном требованиями пункта 166 настоящего документа к расчету объемов потребления электрической энергии (мощности) и оказанных услуг по передаче электрической энергии для случая непредоставления показаний прибора учета в установленные сроки начиная с 3-го расчетного периода.

Расчетные способы учета электрической энергии (мощности) на розничных рынках электрической энергии (Приложение №3 к Основным положениям функционирования розничных рынков электрической энергии)

Электроэнергия: определение и типы — стенограмма видео и урока

Питание постоянного тока

P = VI

Питание постоянного тока является самым простым. Постоянное напряжение доступно для проталкивания электрического заряда по цепи. В зависимости от встречающегося электрического сопротивления вырабатывается ток. Ток может течь только в одном направлении. Эта комбинация постоянного напряжения и одностороннего тока в какой-то момент преобразуется в другие формы энергии (обычно механическую энергию, тепло или и то, и другое).Мощность постоянного тока — это просто произведение напряжения и тока в ваттах (Вт), необходимых для обеспечения этой преобразованной энергии. Вот как записывается уравнение:

Общие сведения о мощности постоянного тока

Электроэнергия постоянного тока очень похожа на механическую энергию, генерируемую при движении на велосипеде из точки А в точку Б. Допустим, это расстояние в одну милю. Требуемая мощность зависит от того, сколько времени вам понадобится, чтобы преодолеть это расстояние.Чем быстрее вы выполните эту задачу (скорость), тем больше потребуется мощности.

Из-за холма и трения на дороге потребуется определенное усилие на педали для достижения определенной скорости. Сила, которую вы прикладываете к педалям, подобна напряжению. Скорость, достигаемая байком, подобна текущей. Если вы удвоите усилие на педалях, вы удвоите скорость вращения педалей и, таким образом, вы удвоите скорость велосипеда, если не переключаете передачи.

А как насчет мощности? Оказывается, что вы можете измерить мощность на примере велосипеда почти так же, как в цепях постоянного тока.Если вы умножите силу, прилагаемую к педалям, на скорость, достигаемую велосипедом, вы сможете измерить, сколько энергии в единицу времени требуется, чтобы добраться из точки A в точку B с желаемой скоростью. Вот что такое сила!

Альтернативные вычисления для питания постоянного тока

Если вы знаете две из трех переменных в цепи постоянного тока (напряжение, ток и сопротивление), вы всегда можете рассчитать мощность постоянного тока. Два других удобных уравнения:

Пример и использование источника постоянного тока

Предположим, что батарея 12 В подключена к галогенной фаре с внутренним сопротивлением 4 Ом.Сколько электроэнергии подается на фару?

Источник постоянного тока используется для приложений с низким напряжением или когда важна портативность. Большинство приложений, требующих батареи, работают на постоянном токе. В следующей таблице показаны некоторые варианты использования постоянного тока:

Как видите, фары автомобиля вырабатывают напряжение 12 вольт и мощность 40 ватт.Не слишком уж экстремально, правда? Что ж, как вы можете видеть ниже, у лунохода на Луне есть двигатель, который работает от 36 вольт и имеет мощность 746 ватт. Есть много вариантов используемых нами устройств.

AC Power

В следующий раз, когда вы увидите линии передачи высокого напряжения, присмотритесь к ним поближе. Вы, вероятно, увидите набор из трех основных линий, а затем, возможно, меньший провод выше или ниже трех. Часто вы увидите две параллельные системы, по три линии с каждой стороны башни.Эти три линии, плюс меньший провод заземления, представляют тип питания переменного тока, называемый трехфазный , что просто означает, что есть три независимых системы питания переменного тока, которые работают сбалансированным образом.

В 1870-х и 1880-х Томас Эдисон и другие выступали за использование постоянного тока в США. Первая практическая трехфазная система переменного тока была продемонстрирована только в 1891 году. Оказывается, что мощность переменного тока генерировать намного проще, потому что она создается вращающимися машинами, такими как водяные турбины, и ее легче использовать в промышленных приложениях, в основном в двигателях.Победил переменный ток, и теперь мы используем трехфазную сеть для передачи электроэнергии по всему миру.

Когда источник питания приближается к потребителям (например, к домам в вашем районе), он обычно разделяется на отдельные, однофазных линий переменного тока, что означает, что имеется только одна цепь переменного тока, а напряжение снижается до пригодного для использования. уровни с помощью трансформаторов. В вашем районе у вас могут быть однофазные опоры питания, которые выглядят как изображение на экране прямо сейчас (если ваша электросеть не находится под землей):

К тому времени, когда в ваш дом поступит переменный ток, у вас обычно будет 110–120 В плюс пара цепей 220–240 В для таких вещей, как духовки, сушилки и центральное кондиционирование / отопление.

Питание переменного тока возникает в результате непостоянных напряжений и токов; они циклически переключаются между положительным и отрицательным значениями, совершая круговой обход 60 раз в секунду (60 Гц в США). Хорошей иллюстрацией этого является представление о маятнике, движущемся вперед и назад. Если мы допустим, что правая сторона часов представляет положительное положение маятника, а левая сторона — отрицательное, мы получим приблизительную диаграмму движения маятника во времени, которую вы можете видеть на своем экране прямо сейчас:

Движение маятника представляет собой примерно синусоидальную волну, и это та же форма волны, что и напряжение, и ток в цепях переменного тока.

Определение мощности переменного тока

Мощность переменного тока по-прежнему определяется как произведение напряжения и тока, но это немного сложнее математически. Не вдаваясь в подробности, мы можем рассмотреть один довольно простой расчет мощности переменного тока. Допустим, вас интересует потребляемая мощность электронагревателя. Нагреватель является примером резистивной нагрузки , потому что он действует во многом как резистор (который преобразует напряжение и ток в тепло).При чисто резистивной нагрузке (еще один хороший пример — огни) мы можем рассчитать мощность, используя среднее напряжение, средний ток и сопротивление следующим образом:

Среднее значение напряжения и тока находится путем умножения пикового значения синусоидальных волн для напряжения и тока на 70,7%.

Пример и использование источника переменного тока

Высоковольтный промышленный нагреватель питается от переменного напряжения с пиковым значением 340 В.Внутреннее сопротивление ТЭНа 8 Ом. Какую электрическую мощность преобразует обогреватель?

Питание переменного тока обычно используется в приложениях с более высоким напряжением или когда портативность не является проблемой. В следующей таблице показаны некоторые распространенные варианты использования питания переменного тока:

Как видите, многие из этих примеров потребляют много энергии, например сушилки для белья.Поэтому мы стараемся делать как можно меньше нагрузок. Вот почему ваша мама всегда говорит вам не оставлять свет включенным, когда вы выходите из комнаты. Мощность, производимая тостером, также объясняет, почему — если мы не обращаем внимания — мы получаем почерневшую огарку, когда готовим тосты утром.

Резюме урока

Электроэнергия возникает всякий раз, когда электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии, такие как тепловая или механическая энергия. Питание постоянного тока чаще используется в низковольтных устройствах, где важна мобильность.Он рассчитывается как произведение напряжения и тока в ваттах, и есть еще две удобные формы уравнения.

Уравнение, которое мы используем для расчета потока постоянного тока, выглядит следующим образом:

I = P / V

Для быстрого ознакомления, напряжение измеряется в вольтах (В), мощность измеряется в ваттах (Вт), а ток измеряется в амперах (а).

Электропитание переменного тока имеет несколько форм и также рассчитывается как произведение напряжения и тока. Трехфазный состоит из трех независимых симметричных цепей переменного тока; легко сгенерировать; и используется для передачи на большие расстояния, а также в некоторых промышленных двигателях. Однофазный — это тип источника переменного тока, который используется для высокого напряжения (110 В или 220 В) в домашних условиях.

Если нагрузка чисто резистивная , то вы можете использовать уравнение мощности постоянного тока для переменного тока, если вы используете среднее напряжение и средний ток. Среднее значение составляет 70,7% от пикового значения синусоидальных волн напряжения и тока. Чтобы рассчитать мощность, потребляемую устройством, работающим от переменного тока, вам нужно возвести среднее напряжение в квадрат и разделить на сопротивление, которое измеряется в омах.

Самый быстрый словарь в мире: Vocabulary.com

Электроэнергия — определение, использование и формула

Определение электроэнергии

Что подразумевается под электрической мощностью? Мощность обычно определяется как скорость выполнения работы.Когда это делается относительно времени и в электрической цепи, это называется электрической мощностью. С другой стороны, электрическая мощность определяется как скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи в единицу времени. Электроэнергия универсальна — ее можно вырабатывать в генераторах в наших домах, а можно снабжать электрическими батареями, используемыми в устройствах.

Блок электроэнергии

Когда вы толкаете или тянете что-то на какое-то расстояние, вы выполняете некоторую работу, и это выражается в Джоулях.Мощность — это скорость выполнения любой работы. Ватт — это единица измерения мощности. Это скорость выполнения работы или скорость выполнения некоторой работы. Это производная единица в метрической системе.

Единица измерения электрической мощности — ватт.

Один ватт — это один Джоуль работы, выполняемой с объектом в секунду. Он определяется как Джоуль в секунду. Ватт обозначается как W. Если вы выполняете 75 Вт работы в секунду, это означает, что вы выполняете 75 джоулей работы каждую секунду. Когда мы рассчитываем мощность, мы просто берем работу и время, необходимое нам для ее выполнения.

Напряжение — это электродвижущая сила или разность потенциалов между двумя точками, которая означает объем работы, необходимый для перемещения заряда между двумя точками. Единица измерения напряжения — Вольт. Ампер обозначается буквой A и является единицей измерения электрического тока.

Мощность, потребляемая в электрической цепи, известна как один ватт, когда через эту электрическую цепь протекает один ампер тока. В этом случае к нему приложена разность потенциалов в 1 вольт.

Если вы хотите обозначить большую единицу электроэнергии, вы можете использовать киловатт (равный 1000 ватт).

Вы также можете использовать гигаватт и мегаватт для более крупных единиц электроэнергии.

Формула электроэнергии

Для расчета мощности самое простое уравнение — это работа, деленная на время.

(1) P = Вт / т

Вт — работа выполнена; t — время

Однако вышеупомянутое используется в основном для механической энергии. Для электроэнергии используется другое уравнение, когда мы вычисляем работу через количество заряда и разность потенциалов, через которую движется заряд.

(2) W = qV

Где q = общий использованный заряд, а V = напряжение

Когда мы подставляем (1) в (2), мы понимаем, что мощность теперь является зарядом, умноженным на напряжение, деленное на время.

(3) P = qV / t

Кроме того, мы знаем, что ток — это заряд в секунду, который проходит через цепь в любой данный момент времени.

(4) q = It

Где q = общий заряд и I = ток (амперы)

Теперь, когда мы подставляем (4) в (3), мы понимаем, что мощность — это ток, умноженный на время, умноженный на напряжение, деленное на время.В этом случае время вычитается из числителя и знаменателя, чтобы получить окончательное уравнение:

P = IV

Здесь P — мощность, V или напряжение — это разность потенциалов в цепи, а I электрический ток.

Мощность также можно записать как

P = V2 / R или I2R

Где V — напряжение, R — сопротивление, а I — электрический ток.

Их можно получить, применив закон Ома, согласно которому электрический ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Проблемы с электроснабжением и ответы на них

Q1. Электрическая лампа 280 В — 10 А используется в течение 30 минут. Сколько энергии на это требуется?

A1. В приведенном выше вопросе

В или напряжение = 280 вольт

I или электрическая мощность = 10 ампер

T или время = 30 минут = 30 x 60 секунд = 1800 секунд

Итак, электрическая мощность может быть рассчитана.

P = IV

P = 10 x 280

P = 2800 Вольт Ампер = 2800 Вт = 2800 Дж / сек

Однако электрическая энергия — это электрическая мощность, умноженная на время.

Электрическая энергия = P x t = 2800 Дж / сек x 1800 сек = 5040000 Дж

= 5040 Дж

Q2. Энергия, потребляемая утюгом в течение 2 минут, составляет 18 кДж при напряжении 250 вольт. Насколько велик ток в утюге?

A2. Здесь t = 2 минуты = 120 секунд

Энергия = 18 килоджоулей = 18000 Джоулей

Напряжение = 250 В

Электрическая мощность = P = Вт / t = 18000 Дж / 120 секунд = 150 Вт

Следовательно, электрический ток ( I) = P / V = ​​150/250 = 0.60 ампер

Электроэнергия — определение, формула, единица, потребление

В общем, мощность определяется как скорость выполнения работы или скорость расходования энергии. Точно так же электрическая мощность определяется как скорость потребления электрической энергии. Он представляет собой скорость, с которой электрическая энергия преобразуется в другую форму энергии.

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ

В целом мощность определяется как скорость выполнения работы или скорость расходования энергии.Точно так же электрическая мощность определяется как норма потребления электрической энергии. Это представляет собой скорость, с которой электрическая энергия преобразуется в другую форма энергии.

Предположим, что есть ток «I» протекает через проводник с сопротивлением «R» в течение времени «t», затем потенциал разница между двумя концами проводника составляет «V». Проделанная работа «W» перемещение заряда через концы проводника определяется уравнением (4.19) следующим образом:

Вт = VIt,

Мощность P = Работа / Время = VIт / т

P = V I (4,21)

Таким образом, электроэнергия представляет собой произведение электрического тока и разности потенциалов из-за который ток проходит в цепи.

Единица СИ электрического мощность ватт.Когда ток в 1 ампер проходит по концам проводник, который находится при разности потенциалов 1 вольт, затем электрический мощность

P = 1 вольт × 1 ампер = 1 ватт

Таким образом, один ватт — это мощность, потребляемая при работе электрического устройства при разности потенциалов один вольт, и по нему проходит ток в один ампер. Более крупная единица мощности, которая чаще используется киловатт.

Электроэнергия потреблена как в домах, так и на производстве. Потребление электроэнергии основано на двух Факторы: (i) количество электроэнергии и (ii) продолжительность использования. Электрические Потребляемая энергия определяется как произведение электроэнергии на время использования. Например, если на два часа потребляется 100 ватт электроэнергии, то потребляемая мощность 100 × 2 = 200 ватт-час.Потребление электроэнергии составляет измеряется и выражается в ватт-часах, хотя в системе СИ используется ватт-секунда. В На практике требуется большая единица электрической энергии. Этот более крупный блок киловатт-час (кВтч). Один киловатт-час иначе известен как одна единица электроэнергия. Один киловатт-час означает, что электрическая мощность 1000 ватт использовался в течение часа. Следовательно,

1 кВтч = 1000 Втч = 1000 × (60 × 60) ватт-секунда = 3,6 × 10 ⁶ Дж

Теги: Определение, Формула, Единица, Потребление, 10-я Наука: Электричество

Учебный материал, Примечания к лекциям, Задание, Ссылка, Описание Wiki-описания, краткое деталь

10 Наука: Электричество: Электроэнергетика | Определение, формула, единица, расход

| Law Insider

Связано с порогом электрической мощности

Энергетический котел означает бойлер, в котором пар или другой пар генерируется под давлением более 15 фунтов на квадратный дюйм для использования вне его, или бойлер, в котором вода нагревается и предназначен для работы при давлении выше 160 фунтов на квадратный дюйм и / или температуре выше 250 градусов по Фаренгейту путем прямого приложения энергии от сжигания топлива или электричества, солнечной или ядерной энергии.

высокоэффективная когенерация означает когенерацию, отвечающую критериям, изложенным в Приложении II;

Электроагрегат означает любой парогенераторный агрегат, который сконструирован с целью обеспечения более одной трети своей потенциальной электрической выходной мощности и более 25 МВт электрической мощности для любой системы распределения электроэнергии, выставленной на продажу. Любой пар, подаваемый в парораспределительную систему с целью подачи пара в пароэлектрический генератор, который будет производить электрическую энергию для продажи, также учитывается при определении выходной мощности электрической энергии затронутого объекта.

Repower означает замену существующего двигателя на более новый, более чистый двигатель или источник энергии, сертифицированный EPA и, если применимо, CARB, чтобы соответствовать более строгому набору стандартов выбросов двигателя. Repower включает, помимо прочего, замену дизельного двигателя на двигатель, сертифицированный для использования с дизельным или чистым альтернативным топливом, замену дизельного двигателя на источник электроэнергии (например, сеть, аккумулятор), замену дизельного двигателя на топливный элемент, замена дизельного двигателя на электрический генератор (генераторная установка), модернизация дизельного двигателя на паромах / буксирах с использованием сертифицированной EPA системы восстановления и / или модернизация дизельного двигателя на паромах / буксирах с обновлением двигателя, сертифицированного EPA.Электроэнергетические реповеры и реповеры на топливных элементах не требуют сертификации EPA или CARB.

Рентгеновский высоковольтный генератор означает устройство, которое преобразует электрическую энергию из потенциала, подаваемого рентгеновским контролем, в рабочий потенциал трубки. Устройство также может включать в себя средства для преобразования переменного тока в постоянный, трансформаторы накала для рентгеновских трубок, высоковольтные переключатели, электрические защитные устройства и другие соответствующие элементы.

Турбина означает систему преобразования энергии ветра, предназначенную для выработки электроэнергии, состоящую из лопастей ротора, соответствующей управляющей или преобразующей электроники и других вспомогательных структур.

Когенерационная установка означает установку, которая производит электрическую энергию и полезную тепловую энергию для промышленных, коммерческих или отопительных и охлаждающих целей посредством последовательного или одновременного использования энергии исходного топлива и рекуперации отработанного тепла.

средний низкий уровень воды в источниках или «MLWS» означает самый низкий уровень, которого в среднем достигают весенние приливы за определенный период времени;

Общий азот означает сумму всех форм азота, включая нитрат, нитрит, аммиак и органический азот;

Услуга по выработке электроэнергии означает предоставление розничной электроэнергии и мощности, которые генерируются за пределами места, где измеряется потребление такой электроэнергии и мощности для целей розничного выставления счетов, включая связанные с этим соглашения и договоренности;

Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы означает дизельное топливо с содержанием серы не более пятнадцати частей на

высокое напряжение означает классификацию электрического компонента или цепи, если его рабочее напряжение> 60 В и ≤ 1500 В постоянного тока или> 30 В и ≤ 1000 В переменного тока среднеквадратичное значение (действующее значение).

Подключаемый к сети гибридный электромобиль (PHEV) означает транспортное средство, которое похоже на гибрид, но оснащено более крупной и усовершенствованной батареей, которая позволяет подключать и заряжать автомобиль в дополнение к заправке бензином. Эта большая батарея позволяет автомобилю работать на сочетании электрического и бензинового топлива.

Рабочее давление означает давление, при котором детали ирригационной системы рассчитаны на работу производителем.

Инфраструктура для разгрузки поездов означает инфраструктуру для разгрузки поездов, разумно необходимую для разгрузки железной руды с железной дороги, подлежащей переработке или смешанной с другой железной рудой, на предприятиях по переработке или смешивании в непосредственной близости от инфраструктуры разгрузки этого поезда и, как следствие, затем железорудные продукты загружаются на железную дорогу для транспортировки (прямо или косвенно) в порт погрузки. Компания должна получить предварительное принципиальное одобрение министерства

средний уровень половодья или «MHWS» означает наивысший уровень, которого весенние приливы достигают в среднем за период времени;

Генераторный блок означает установку, которая преобразует топливо или энергетический ресурс в электрическую энергию.

Эффективность орошения (IE) означает измерение количества полезной воды, деленное на количество нанесенной воды. Эффективность орошения определяется на основе измерений и оценок характеристик ирригационной системы и методов управления. Эффективность орошения для целей этого постановления составляет 0,75 для верхних опрыскивателей и 0,81 для капельных систем.

Электрораспределительная компания или EDC означает любую электрическую компанию, подпадающую под юрисдикцию Комиссии.

Электрооборудование означает подземное оборудование, которое содержит диэлектрическую жидкость, необходимую для работы такого оборудования, как трансформаторы и подземный электрический кабель.

Инфраструктура загрузки поездов означает конвейеры, складские площади, оборудование для смешивания и сортировки, штабелеукладчики, перегрузочные машины и другую инфраструктуру, разумно необходимую для погрузки железной руды, грузовых товаров или других продуктов на соответствующую железную дорогу для транспортировки (прямо или косвенно ) в порт погрузки; и

Геотермальная энергия означает энергию, содержащуюся в тепле, которая непрерывно течет наружу от земли и используется в качестве единственного источника энергии для производства электроэнергии.

Электрический велосипед означает велосипед или трехколесный велосипед, который оборудован

линия электропередачи означает любую линию, которая используется для передачи электроэнергии для любых целей и включает

Когенерация означает одновременное производство тепловой энергии и электрическая или механическая энергия;

Точка соединения означает точку (-и) подключения (-ий), в которой проект подключен к сети, то есть она должна находиться на уровне шин 11/22 кВ подстанции MSEDCL.

Определение, Единица, Типы, Формула и Решенные Примеры!

Электроэнергия — это результат Электроэнергии. Когда электрический ток течет, он выполняет некоторую работу. Эта работа генерирует энергию, которую можно накапливать и использовать в качестве энергии. Электроэнергия похожа на механическую, и обе могут быть преобразованы друг в друга. В этой статье мы узнаем об основах электроэнергии, мощности для электрической цепи, ЭДС (электродвижущей силы), элемента, батареи и внутреннего сопротивления.

Электроэнергетика

Все электрические работы выполняются в цепи.

или

Энергия, подаваемая источником ЭДС для поддержания тока в электрической цепи в течение заданного времени, называется электрической энергией, потребляемой в цепи.

Электрическая энергия, Вт = VIt

Электрическая энергия = электрическая мощность × время

Единица измерения электроэнергии в системе СИ — Джоуль.

1 Джоуль = 1 вольт × 1 ампер × 1 секунда = 1 ватт × 1 секунда.

Коммерческая единица электроэнергии называется киловатт-час (кВтч).2 \ over {R}} \)

Подробности см. Здесь.

Что такое единица измерения мощности?

Единица измерения мощности — ватт, который обозначается символом W. Он назван в честь шотландского инженера Джеймса Ватта. Один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда ток в один ампер I тока протекает через сеть с разностью электрических потенциалов в один вольт.

Проблемы с электропитанием

Аккумулятор 12 В подключен к резистору с сопротивлением 21 Ом.Какой ток и мощность на резисторе?

Решение:

I = V / R = 12/21 = 4/7 A

P = VI = 12 × 4/7 = 48/7 Дж / с или 6,86 Вт

Получите магнитный эффект электрического тока в деталях.

Типы электроэнергии

1. Мощность постоянного тока: Мощность постоянного тока является произведением напряжения и тока.
2. Электропитание переменного тока: Электропитание переменного тока подразделяется на три типа.
   • Полная мощность: Полная мощность — это бесполезная мощность или мощность холостого хода.
   • Активная мощность: Активная мощность — это активная мощность, рассеиваемая на сопротивлении цепи.
   • Реактивная мощность: мощность, развиваемая реактивным сопротивлением цепи, называется реактивной мощностью.

Что такое ячейка?

Это устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую энергию, известную как электрический элемент. Ячейка является источником постоянной ЭДС, но не постоянного тока.

Первичные и вторичные элементы

Первичные элементы:

• Первичные элементы имеют высокую плотность и разряжаются очень медленно.Поскольку внутри нет жидкости, эти клетки также называются сухими.
• Внутреннее сопротивление этих ячеек высокое, и химическая реакция, протекающая в ячейке, необратима. Стоимость этих ячеек разумная и простая в использовании.
• Примеры: Щелочные батареи, сухие элементы и кнопочные элементы являются наиболее распространенными первичными элементами.

Ознакомьтесь со статьей Application of Thermodynamics здесь.

Вторичный элемент:

• Вторичный элемент имеет низкую плотность энергии по сравнению с первичным и состоит из расплавленных солей и влажных элементов.
• Внутреннее сопротивление вторичного элемента низкое, и химическая реакция, участвующая в генерации ЭДС, обратима.
• Первоначальная стоимость изготовления этих ячеек немного высока и немного сложна в использовании по сравнению с первичной ячейкой. Примеры: литий-ионный аккумулятор и никель-кадмиевый аккумулятор.

Элемент и батарея

Алессандро Вольта изобрел первую первичную электрическую батарею, и поэтому единица измерения электрического потенциала называется вольт (В).

Энергия, запасенная в ячейке, является источником энергии, которая превращает химическую энергию в электрическую.

Когда соединены две или более ячеек, это называется аккумулятором.

Примеры ячеек: ячейка Zn Cu, ячейка NI MH, Li-ion и т. Д.

Вы также можете проверить подробную информацию о законах термодинамики.

Терминология клетки

ЭДС клетки (E):

• Количество энергии (химической), которое преобразуется в электрическую энергию на кулон заряда, называется ЭДС клетки.

Или

• Разность потенциалов на клеммах элемента, когда он не подает ток.

Разность потенциалов (В):

• Напряжение на выводе элемента, когда он подает ток на внешнее сопротивление, называется разностью потенциалов или разностью выводов.
• Разница потенциалов равна произведению тока и сопротивления, т.е. V = i R

Внутреннее сопротивление элемента (r):

• Электролит элемента обеспечивает сопротивление прохождению электрического тока. , оно известно как внутреннее сопротивление ячейки.2 \ over R} \)

  (Поскольку R и r идут последовательно друг с другом)

  Подставляя это значение i в уравнение (1), мы получаем

  \ (V = E — [({ E \ over {R + r}}). R] \\\)

  \ (V = E [1 — ({r \ over {R + r}})] \\\)

  \ (V = E [{(R + r) -r \ over {R + r}}] \\\)

  \ (V = E [{R \ over {R + r}}] \\\)

  \ ( V (R + r) = ER \\\)

  \ (VR + Vr = ER \\\)

  \ (Vr = R (EV) \\\)

  \ (r = R {(EV) \ over V} \\\)

  \ (r = R ({E \ over V} -1) \)

  Зная E, V и R, можно вычислить значение ‘r’.

  Подробнее о колебаниях см. В связанной статье.

  Последовательная и параллельная ячейка
  Комбинация идентичных ячеек серии

  Ячейки добавляют положительный полюс одной ячейки к отрицательной клемме другой и так далее.

  Применение Закона Кирхгофа ,

  Итак,

  \ (i = {nE \ over {R + nr}} e-ir + e-ir + and-ir +… (n раз) -iR = 0 \)

  Эквивалентная ЭДС комбинации

  \ (E_ {eq} = nE \)

  Эквивалентное внутреннее сопротивление

  \ (r_ {eq} = nr \)

  В последовательной комбинации добавляется ЭДС каждой ячейки .

  Чтобы получить подробную информацию о ядерной физике, кандидаты могут посетить связанную статью.

  Параллельная комбинация идентичных ячеек

  Ячейки добавляют клемму + ve к клемме + ve другой и –ve к клемме –ve соответственно.

  Применяя закон Кирхгофа,

  \ (e- {1 \ over {nr}} — iR = 0 \\\)

  \ (i = {E \ over {R + {r \ over n}}} \)

  Итак,

  Эквивалентная ЭДС

  \ (E_ {eq} = E \)

  Эквивалентное внутреннее сопротивление

  \ (r_ {eq} = r / n \)

  В параллельной комбинации текущая емкость батарея увеличивается, в то время как напряжение остается как исходная ЭДС элемента.

  Также подробно ознакомьтесь с типами термодинамических процессов, чтобы улучшить вашу подготовку.

  Наконечник памяти

  Для получения максимального тока элементы должны быть соединены последовательно, если эффективное внутреннее сопротивление меньше внешнего сопротивления, и параллельно, если эффективное внутреннее сопротивление больше внешнего сопротивления.

  Мы надеемся, что приведенная выше статья NCERT об электроэнергии, сопротивлении и ЭДС окажется полезной для кандидатов, сдающих предстоящие конкурсные экзамены.Для получения дополнительных сведений, статей и заметок следите за вкладками в приложении Testbook и получайте все обновления на свой смартфон! Загрузите приложение, чтобы попробовать практические наборы, пробные тесты и т. Д., Чтобы лучше провести настоящий экзамен.

  Часто задаваемые вопросы об электроэнергии

  Q.1 Что такое электроэнергия?

  Ans.1 Энергия, подаваемая источником ЭДС для поддержания тока в электрической цепи в течение заданного времени, называется электрической энергией, потребляемой в цепи.

  Q.2 Что такое электроэнергия?

  Ans.2 Скорость, с которой электрическая энергия потребляется или рассеивается в другие формы энергии, называется электрической мощностью.

  Q.3 Что такое ячейка?

  Ans.3 Это устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую, известную как электрический элемент.

  Q.4 Что такое аккумулятор?

  Ans.4 Когда два или более элемента соединены, это называется аккумулятором.

  Q.5 Что такое ЭДС клетки?

  Ans.5 Количество энергии (химической), которое преобразуется в электрическую энергию на один кулон заряда, называется ЭДС ячейки.

  Создайте бесплатную учетную запись, чтобы продолжить чтение

  • Получайте мгновенные оповещения о вакансиях бесплатно!

  • Получите ежедневную капсулу GK и текущих новостей и PDF-файлы

  • Получите более 100 бесплатных пробных тестов и викторин

  
  

  Подпишитесь бесплатно Уже есть аккаунт? Войти

  Следующее сообщение

  Что такое электроэнергия | Определение, формула и примеры

  Всегда электрическая мощность в электрической цепи определяет, сколько энергии идет на устройство, систему или место и сколько стоит эта энергия.

  Очень важно хорошее понимание взаимосвязей для электроэнергии , единицы измерения мощности и правил, определяющих мощность.

  Вы всегда должны помнить, что для источника электроэнергии (например, генератора и аккумулятора) номинальная мощность подразумевает максимальную мощность, которую может выдать устройство.

  Для потребителя номинальная мощность (нагрузка) подразумевает потребность устройства в электроэнергии, чтобы в требуемых условиях эксплуатации (напряжение и ток) оно могло работать с хорошей эффективностью и с минимальным риском повреждения.

  Требуемая электрическая мощность должна быть доступна устройству для правильной работы. Если такая мощность не предоставляется (источником, линией или источником питания), могут возникнуть некоторые недостатки, которые могут привести к повреждению и сбоям.

  Электрическая мощность: Мощность в виде электроэнергии, измеряемая электрическими единицами (мощность — это объем работы за 1 секунду).

  Если ток не изменяется, а напряжение удваивается, электрическая мощность удваивается, а если напряжение не меняется, а ток удваивается, мощность удваивается.Это отношение

  \ [\ begin {matrix} P = VI & {} & \ left (1 \ right) \\\ end {matrix} \]

  Где P в ваттах, V в вольтах и ​​ I в амперах.

  Уравнение 1 ясно показывает, что для того, чтобы электрическая мощность была постоянной (такая ситуация часто встречается на практике), если напряжение уменьшается, то ток должен увеличиваться, а если ток увеличивается, напряжение должно уменьшаться. Увеличение тока сверх номинального значения эквивалентно перегрузке, что нежелательно.

  Пример расчета электроэнергии 1

  Измеренный ток в нити накала лампочки, подключенной к батарее 12 В, составляет 5 А. Какова потребляемая электрическая мощность лампочки?

  Решение

  Мощность определяется произведением напряжения на силу тока:

  $ P = VI = 12 * 5 = 60 Вт

  $
  Энергия и мощность

  «Энергия» — это потенциал для выполнения работы , и он может быть в различных формах, таких как электрическая энергия, ядерная энергия, тепловая энергия (тепло), энергия ветра и солнечная энергия.«Работа» здесь подразумевает механическую или другую работу.

  Механическая работа — это, например, подъем груза или двигатель автомобиля. Механическая работа более ощутима по сравнению с другими видами работ. Например, , двигатель может выполнять механическую работу, но аккумулятор не выполняет механическую работу напрямую. Однако он может запускать двигатель, выполняющий механическую работу; таким образом, аккумулятор может работать. Имеет электрическую энергию.

  Энергия может быть преобразована из одной формы в другую.Например, рассмотрим паровую турбину, которая может выполнять механическую работу. Это преобразование тепла в механическую энергию. В этом смысле, когда электрический чайник нагревает воду, он выполняет работу. Он потребляет энергию и преобразует ее в работу.

  Энергия может быть измерена, как и любой другой объект, в соответствующих единицах измерения. Предположим, что у машины или устройства есть энергия. Сколько в нем энергии? Энергия может быть измерена в единицах тепла, таких как калории и британские тепловые единицы, рабочие единицы или единицы энергии.

  Единицей измерения энергии является джоулей, а единицей измерения работы может быть фут-фунт и ньютон-метр. Фактически, один джоуль равен одному ньютон-метру.

  В сочетании с энергией имеем мощность . Мы всегда можем задать вопрос: «Если машина может выполнять определенный объем работы, сколько времени она занимает?» Например, сколько времени нужно чайнику, чтобы вскипятить в нем воду? Ответ на этот вопрос стоит в power , который также используется для сравнения между различными источниками энергии.

  Мощность — это объем работы, выполненной за 1 секунду устройством, которое может выполнять работу. Это мера силы источников энергии. Например, двигатель меньшего размера имеет меньшую мощность, чем двигатель большего размера. То есть он может выполнять меньше работы, чем более крупный двигатель, за то же время или, выполняя ту же работу для меньшего двигателя, требуется больше времени.

  Аналогично , меньшему (менее мощному) чайнику требуется больше времени, чтобы вскипятить такое же количество воды, по сравнению с более крупным чайником.

  Таким образом, электрическая мощность определяется делением энергии на время.

  \ [Power = \ frac {Energy} {Time} \]

  Электрическая мощность обычно измеряется в ваттах и ​​ киловаттах. Энергия иногда (особенно в случае электрической энергии) измеряется в единицах мощности, умноженных на единицу времени; то есть ватт-секунда и киловатт-час используются как единицы энергии.

  Практически для любого прибора, включая лампочки, мощность написана на самом приборе или на паспортной табличке.Кроме того, всегда отображается рабочее напряжение. Например, на лампочке вы можете увидеть «100 Вт, 120 В.» Это означает, что

  • Рабочее напряжение лампочки составляет 120 В. Вы не должны подключать эту лампочку к напряжению, значительно превышающему 120 В; в то время как обычно приемлемо, если вы подключаете его к 125 В, но если вы подадите 180 В на эту лампочку, вы обязательно ее сожжете.
  • При подключении к 120 В мощность, потребляемая лампочкой, составляет 100 Вт. Более того, если подключить ее к более высокому напряжению, мощность будет больше 100 Вт, а если напряжение, используемое для лампы, ниже, то мощность ниже 100 Вт.

  Обратите внимание, что физически лампочка не меняется, и в ней есть только нить накала с определенным сопротивлением. Сопротивление нити в холодном состоянии меньше, чем в зажженном.

  Пример расчета электроэнергии 2

  Какое сопротивление нити накала лампы 100 Вт, 120 В?

  Решение

  Ток в нити накала лампочки можно найти по формуле Уравнение 1 :

  \ [I = \ frac {P} {V} = \ frac {100W} {120A} = 0.83A \]

  Из V = IR,

  \ [R = \ frac {V} {I} = \ frac {120} {0.83} = 144 \ Omega \]

  Пример расчета электроэнергии 3

  Какова потребляемая мощность лампочки 100 Вт, 120 В, если она подключена к сети 110 В?

  Решение

  Независимо от того, к какому напряжению подключена лампочка, ее нить не меняется. Когда лампочка подключена к напряжению 110 В, ее нить накаливания все еще нагревается, и с хорошей точностью можно предположить, что ее сопротивление остается на уровне 144 Ом (см. , пример 2, ).

  Ток при подключении этой лампочки к 110 В составляет

  \ [I = \ frac {V} {R} = \ frac {110} {144 \ Omega} = 0,764A \]

  Таким образом, мощность лампочки

  .

  $ P = VI = 110 * 0,764 = 84W $

  Хорошо видно, что если напряжение, приложенное к лампочке (или любому другому устройству с резистивным элементом), не совпадает с ее номинальным напряжением, то нельзя ожидать получения номинальной электрической мощности.

  Обратите внимание, что если приложенное напряжение намного меньше номинального значения, то нить накала лампочки недостаточно нагрета, и ее сопротивление не может оставаться неизменным.Его сопротивление становится немного меньше.

  Как видно из закона Ома и соотношения для электроэнергии, существует четыре взаимосвязанных электрических объекта для любой резистивной нагрузки : сопротивление, напряжение, ток и мощность. {2}}} \\\ end {align}

  долларов

  Все уравнения можно составить в виде диаграммы, показанной на Рис. 1 .

  Рисунок 1 Сводная диаграмма отношений между напряжением, током, сопротивлением и электрической мощностью.

  Измерение электроэнергии и энергии

  Из того факта, что электрическая мощность является продуктом напряжения и тока, очевидно, что ваттметр для измерения мощности должен работать на основе стрелки (если аналоговая) или дисплея (если цифровая), смещение или значение которой пропорциональна значениям как напряжения, так и тока в цепи.

  В то время как ваттметр может использоваться в панелях электрических генераторов для индикации мгновенной мощности, он обычно не используется техническим специалистом и не входит в функции мультиметра .

  Однако измерение энергии очень часто используется для расчета стоимости электроэнергии. В каждом доме и здании установлен счетчик электроэнергии, который измеряет потребляемую электрическую энергию. Основа такого измерителя — круглый диск, который вращается и заставляет ряд шестеренок вращаться, как в часах.

  Скорость вращения этого диска пропорциональна мощности, потребляемой в цепи, а количество оборотов в течение периода представляет собой энергию, потребляемую в течение этого периода.

  Единица измерения электрической мощности — ватт.

  Киловатт (1000 Вт) — это более крупная единица измерения, а для еще более крупных показателей производства энергии более распространенной единицей мощности является мегаватт (1 000 000 Вт).

  Поскольку энергия — это продукт силы и времени, мы можем написать

  $ \ begin {matrix} E = Pt & {} & \ left (2 \ right) \\\ end {matrix} $

  Если P — электрическая мощность в ваттах, а T — время в секундах, то E определяет энергию в джоулях.В электричестве очень часто используется более крупная единица энергии.

  Если мощность указана в кВт, а время — в часах (3600 секунд), то единицей измерения энергии является кВт-час (киловатт-час). Киловатт-час — единица измерения энергии, эквивалентная (1000) (3600) = 3 600 000 джоулей.

  Лучшее понимание кВт-ч возможно следующим образом. Один кВт-час — это энергопотребление одной лампочки мощностью 100 Вт за 10 часов, двух лампочек мощностью 100 Вт за 5 часов или десяти лампочек мощностью 100 Вт за 1 час.

  Пример расчета электроэнергии 4

  Лампочка мощностью 100 Вт включается 5 часов в день. Подсчитайте количество энергии, потребляемой лампочкой за год.

  Решение

  $ \ begin {align} & Number \ text {} из \ text {} часов \ text {} \ text {} light \ text {} — это \ text {} на \ text {} в \ text {} a \ text {} год = 365 * 5 = 1825 \ text {} грн. \\ & Energy = Pt = 100 * 1825 = 182 500 Вт-час = 182,5 кВт-час \\\ end {align}

  долларов США
  Пример расчета затрат на электроэнергию 5

  Если стоимость электроэнергии составляет 8 центов за кВт-час, какова стоимость электроэнергии, используемой лампочкой в ​​ Пример 4 ?

  Решение

  $ Годовая стоимость = 182.

  No related posts.

  Разное

  Похожие записи

  Как правильно промывать нос при насморке: эффективные методы и растворы

  18.11.2024

  Питание кормящей мамы: что можно есть при грудном вскармливании

  17.11.2024

  Лучшая зимняя обувь для детей 2 лет: выбираем комфортные и надежные модели

  16.11.2024

  Детская комната для новорожденного: оформление, дизайн и планировка

  15.11.2024

  Увлажнитель воздуха: польза и вред для здоровья, отзывы специалистов и пользователей

  14.11.2024

  Добавить комментарий Отменить ответ

  Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Комментарий *

  Имя *

  Email *

  Сайт

  +7 495 120-13-73, 8 800 500-97-74; [email protected] [email protected]

  Карта сайта