Посчитать мощность: разбираемся во взаимосвязях этих величин

Содержание

Расчет примерной мощности электроприборов

Содержание

Простой способ расчёта мощности электроприборов

Мощность каждого электроприбора указана в техпаспорте и дублируется на прикрепленной к нему бирке или табличке. Самый простой способ расчёта — просуммировать мощности всех подключаемых к стабилизатору или ИБП потребителей.

Поправка: сейчас мы рассмотрели оборудование без электродвигателей. Оно обладает только активной составляющей мощности. К этой категории относятся электроплиты, кипятильники, лампы накаливания и др.

Холодильники, стиральные машины, дрели и прочее оборудование с электродвигателями обладает также реактивной составляющей мощности.

Для таких электроприборов необходимо вычислить полную мощность (измеряется в Вольт-Амперах (ВА)), которая, в отличие от описанного выше, не будет равна активной мощности. Соотношение между полной и активной мощностью выражается формулой:

P_полная = P_{активная} / cos (ф).

Сos(φ) указывается в документации и на бирке электроприбора (встречается обозначение PF – Power Factor). При отсутствии данных допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7-0,8.

Например, если P активная мощность электродрели составляет 700 Вт, то P полная рассчитывается как 700 / 0,7 = 1000 ВА.

Вывод: для точного расчета суммарной мощности нагрузки нужно сложить полную мощность всех выбранных приборов (в Вольт-Амперах). Для электроприборов без двигателей полная мощность будет равна активной.

Рекомендуется подбирать стабилизатор с мощностью, превышающей полученное суммированием значение на 20-30%, что обеспечит следующие преимущества:

избавит оборудование от перегрузки;
позволит подключать дополнительных потребителей.

Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой

Не следует забывать, что при запуске оборудования, содержащего электродвигатель (насос, компрессор), его «пусковой ток» в 3-5 раз превышает номинальное значение. Соответственно, в этот момент происходит пропорциональный пусковому току «скачок» нагрузки в 3-5 раз.

При выборе стабилизатора или ИБП следует обязательно учитывать пусковые токи защищаемого оборудования и подбирать аппарат по максимальному, пусковому значению мощности.

Например, если для электродрели с активной мощностью в 700 Вт купить стабилизатор на 1 кВт, то в момент запуска он будет отключаться по причине перегруза. В данном случае необходимо изделие минимум с трехкратным превышением по мощности:

700 Вт × 3 = 2,1 кВт.

Узнать больше про ИБП с двойным преобразованием.

Правила расчета мощности (производительности) кухонной вытяжки

Последствия плохой вентиляции на кухне могут быть самыми разными – от жирового налета на потолке и стенах, из-за которого уже через несколько месяцев нужно делать ремонт повторно, до постоянного плохого самочувствия, так как дышать во время готовки приходится воздухом, загрязненным вредными примесями.

Правильно подобранная кухонная вытяжка способна решить все вышеперечисленные проблемы. Однако лишь в том случае, если ее производительность будет соответствовать необходимым параметрам.

Что такое производительность вытяжного устройства? Это объем воздуха (в м3), который прибор может очистить или вывести из кухни за один час работы. Довольно часто этот показатель называют мощностью, но это не совсем верно. Мощность – это количество электроэнергии, потребляемой прибором за час работы, и измеряется она в киловаттах. Конечно, чем мощнее мотор устройства, тем больше воздуха оно может обработать, но это правило срабатывает не всегда. Поэтому вовсе не обязательно приобретать самую мощную модель, чтобы получить наилучшие результаты.

Перед покупкой многие задумываются о том, как рассчитать вытяжку для кухни, то есть правильно выбрать ее производительность, мощность и размер. От совокупности этих факторов и зависит эффективность работы вытяжного устройства. Если с размером все довольно просто – он должен соответствовать параметрам рабочей поверхности, то над выбором модели, подходящей по остальным критериям, придется попотеть.

Чтобы не купить просто симпатичный кухонный аксессуар вместо функционального устройства, вам придется перед походом в магазин рассчитать производительность вытяжки. Чтобы сделать это правильно, необходимо детально разобраться в конструкции и принципе работы вытяжных устройств, а также вывести формулу расчета. Всю необходимую информацию вы найдете в нашей статье.

Как устроена кухонная вытяжка?

Устройство вытяжки любой модели не отличается особой сложностью. Ее рабочая панель скрывает жироулавливающий фильтр, который отвечает за грубую очистку воздуха. На сетке фильтрующего картриджа задерживаются попавшие в воздух частицы жира. Этот компонент обязателен для любого вида вытяжных устройств. Он препятствует оседанию жировых загрязнений на внутренних деталях механизма, тем самым продлевая срок службы прибора.

Сразу за фильтрами располагаются вентиляторы, выводящие загрязненный воздух через воздуховод в вентиляционный канал. Вентиляторы подсоединены к двигателям, конструкция которых разработана специально для использования в вытяжках. Чтобы работа прибора была тише, производители стараются внедрять различные инновации, от покрытия лопастей тефлоном до изоляции мотора в индивидуальном корпусе. Иногда устанавливаются две турбины, работающие на меньшей мощности и, соответственно, тише.

Если вытяжка работает в режиме рециркуляции, а не отвода, в ее конструкции предусмотрен еще один фильтр – угольный. Его задача – тонкая очистка и удаление мельчайших примесей и запахов, так как воздушный поток после этого снова возвращается в помещение.

Корпус вытяжного устройства может быть выполнен из самых различных материалов. Дешевые модели чаще всего делаются из пластика, главным преимуществом которого является неприхотливость к уходу. Самыми прочными и долговечными считаются устройства из нержавеющей стали и алюминия. Очень популярно использование закаленного стекла, которое легко очищается от любых загрязнений, хорошо переносит повышенную влажность и перепады температур.

Узнав, как устроена и работает вытяжка, вы сможете правильно эксплуатировать прибор и обеспечить ему должный уход, чтобы избежать возможных поломок.

Все модели вытяжных приборов внутри устроены примерно одинаково, но отличаются конструкцией корпуса и особенностями установки. По этому критерию кухонные вытяжки принято делить на несколько видов.

Подвесные или плоские вытяжные устройства в большинстве своем относятся к бюджетной категории. Они либо устанавливаются на стене над плитой, либо крепятся к нижней части подвесного шкафа. Двигатели приборов не очень мощные, поэтому для больших помещений они не подходят.

Встраиваемые кухонные вытяжки по конструкции напоминают плоские, только устанавливаются внутрь подвесных шкафов. В последнее время появились модели для монтажа в потолок, стену и даже кухонную столешницу. Многие из них имеют довольно неплохую производительность.

Купольные (каминные) модели крепятся к стене или потолку над плитой. Этот тип вытяжных устройств является активным элементом дизайна, поэтому выбор их внешнего вида имеет большое значение. Отличаются устройства не только большим диапазоном размеров, но и широким ассортиментом цветов и форм.

Считаются одними из самых производительных. По способу установки купольные вытяжки делятся на настенные, потолочные и угловые.

Наклонные вытяжки появились на рынке относительно недавно, но уже завоевали немало поклонников. Внутреннее устройство приборов абсолютно стандартно, но внешне они разительно отличаются от всех остальных моделей. Их рабочая панель расположена не параллельно плите, а под углом к ней. Наклонные вытяжки – яркий пример внедрения современных технологий на кухне.

Островные вытяжки выбирают владельцы больших кухонь, решившие вынести рабочую поверхность на своеобразный «остров» в середине помещения. Островные модели отличаются эксклюзивным дизайном и высокой мощностью, но цена их довольно высока.

Режимы работы

Большое значение при покупке вытяжки для кухни имеет режим ее работы. Его выбор зависит от того, в каком состоянии вентиляционная система помещения. Сейчас практически не существует строгого разделения вытяжек на проточные и циркуляционные – приборы могут работать в обоих режимах. Поэтому решить, как вы будете эксплуатировать вытяжное устройство, можно уже после его покупки. Не получится установить воздуховод – купите угольный фильтр, и вытяжка будет очищать воздух, а не выводить его. Многие используют оба режима, меняя их в зависимости от условий и времени года.

Отвод воздуха

Вытяжки с отводом традиционно считаются самыми эффективными. Действительно, еще несколько лет назад рециркуляционные модели едва ли могли составить им достойную конкуренцию, однако сейчас многое поменялось.

Вытяжка с отводом в вентиляцию должна не очищать кухонный воздух, а выводить его за пределы помещения. Для этой цели к ней на этапе монтажа подсоединяется труба, ведущая в вентиляционный канал. Для обустройства воздуховода традиционно применяются трубы с гофрированной или гладкой поверхностью. Первые более просты в монтаже, так как легко повторяют любые изгибы стен, однако при прохождении через них воздуха создается дополнительный шум. Гладкие пластиковые воздуховоды (круглые и прямоугольные) монтировать сложнее, однако выглядят они более привлекательно.

Наличие жирового фильтра в вытяжке с отводом обязательно – без него внутренние детали быстро покроются слоем жира. А вот угольный можно не устанавливать – нет смысла тщательно очищать воздух, который все равно будет выводиться на улицу. Экономия на замене угольных картриджей – дополнительное преимущество отводных моделей.

Возможность установки вытяжного устройства с отводом воздуха во многом зависит от состояния вентиляционного канала. В большинстве домов старой постройки оно неудовлетворительное. Вентиляция попросту не рассчитана на установку мощных вытяжек, воздуховоды имеют небольшое сечение и часто забиты мусором. В этом случае даже прибор с высокой производительностью не будет работать достаточно эффективно. Жителям частных домов проще – они могут вывести воздуховод прямо на улицу, проложив для него индивидуальный канал. Эту практику все чаще используют и в городских квартирах.

Недостатками вытяжек с отводом в вентиляцию является повышенный уровень шума и охлаждение воздуха в помещении в зимнее время, а также сложность монтажа из-за необходимости прокладывать воздуховод.

Рециркуляция

Вытяжка рециркуляционная, в отличие от отводной, не удаляет воздух из помещения, а очищает его, возвращая затем обратно на кухню. В этом приборе угольный фильтр является не только обязательным, но и практически основным элементом. От его качества и зависит степень очистки, а значит, эффективность работы прибора.

Если жировой фильтр задерживает только взвешенные частицы жира, то угольный ловит все остальное – примеси, запахи, испарения. Естественно, что все это никуда не девается, а остается внутри – загрязнения впитывает адсорбент (активированный уголь). Очистить угольный фильтр и использовать его снова нельзя – элемент подлежит обязательной замене. Срок его службы зависит от интенсивности использования вытяжки, а также от производителя. В среднем он составляет 2-4 месяца, но некоторые картриджи в приборах премиум-класса могут прослужить и до года.

Главным преимуществом вытяжки с рециркуляцией является отсутствие необходимости в монтаже воздуховода. Просто закрепите прибор на стене, вставьте вилку в розетку, и он готов к работе. Уровень шума таких моделей значительно ниже, чем проточных.

Многие считают недостатком тот факт, что во время работы вытяжки воздух на кухне не заменяется свежим, а просто очищается. Однако при установке отводного устройства воздушный поток в холодное время года, когда невозможно открыть окно, поступает на кухню через приоткрытые двери из других помещений, а иногда и из той же вентиляции, если вытяжка не оснащена обратным клапаном. Такой воздух тоже сложно назвать свежим, хотя запахов в нем и не будет. Поэтому преимущество отводных вытяжек, которое заключается в замене загрязненного воздуха на свежий, не стоит считать столь очевидным.

Главным минусом рециркуляционных кухонных вытяжек считаются дополнительные расходы на замену угольных фильтров. Хотя, при невысокой стоимости комплектующих и довольно длительном сроке их эксплуатации, этот недостаток также довольно относителен.

Мощность кухонных вытяжек

Теперь немного поговорим о мощности вытяжки для кухни. О том, что это такое, мы уже рассказали выше. Речь пойдет именно о количестве потребляемой энергии, которое измеряется в киловаттах.

Как уже было сказано, мощность двигателя вытяжки не всегда оказывает значительное влияние на производительность устройства. По этому показателю в первую очередь стоить оценивать энергопотребление: чем ниже мощность, тем меньше электричества будет потреблять прибор. Также следует учитывать, что слишком мощные моторы производят достаточно много шума.

В зависимости от модели, мощность вытяжных устройств может быть от 25 до 600 Вт. Поэтому подключать их можно к обычным розеткам. Более мощные модели в редких случаях подключают напрямую к электропроводке.

Формула расчета

Узнав об особенностях конструкции и работы кухонных вытяжек, можно переходить к расчету производительности. Чаще всего для этой цели используется упрощенная формула, которая учитывает площадь и высоту помещения, где будет установлен прибор. Правда, некоторые предлагают рассчитывать необходимую производительность на основе суммарной тепловой мощности плиты, диаметра воздуховода и количества его изгибов, однако подобные вычисления по силам только специалистам.

Формула расчета производительности вытяжки выглядит так:

Q=S х h х 12;

Q – это необходимая производительность, S – площадь помещения, h – его высота. 12 – это коэффициент обновления воздуха в кухне за один час (согласно нормативам СНиПа).

Но данная формула предполагает, что кухонная вытяжка будет все время работать на пределе своих возможностей. Это нежелательно. Во-первых, уровень шума на максимальной скорости слишком высокий, а во-вторых, внутренние механизмы очень быстро изнашиваются. Поэтому обязательно необходим запас производительности. Какой? Сейчас подсчитаем.

От того, какой тип плиты стоит у вас на кухне, напрямую зависит концентрация вредных примесей в воздухе. В соответствии с этим, в формуле нужно будет изменить коэффициент воздухообмена. Если плита электрическая, вместо 12 ставим 15, если газовая, повышаем коэффициент до 20.

Далее нужно учесть режим работы вытяжки. Если прибор проточный, на его эффективность оказывает большое влияние состояние вентиляционной шахты. Если канал загрязнен, запас производительности лучше увеличить. Некоторые специалисты рекомендуют полученный результат умножить на два. То есть (для электрической плиты):

Q= (S х h х 15) х 2.

При рециркуляционном режиме дополнительное сопротивление прохождению потока воздуха создает угольный фильтр. Поэтому производительность снова нужно увеличивать, в этот раз на 30-40%.

Преимущества вытяжек Elikor

Несмотря на большой ассортимент вытяжных устройств европейских производителей, все больше покупателей отдает предпочтение отечественным вытяжкам Elikor. Лидирующие позиции в своем сегменте компания удерживает уже более 20 лет.

Все выпускаемые модели изготавливаются с учетом основных принципов эргономики, а их функционал обеспечивает максимально комфортную работу на кухне. Одним из важнейших преимуществ вытяжек Elikor является наличие мощных моторов, которые производятся на итальянских заводах. Их использование позволило не только значительно уменьшить потребление энергии и уровень шума, но и улучшило производительность приборов.

Специальные кронштейны, входящие в комплектацию устройств, позволяют легко зафиксировать корпус даже на стене, по которой проходит газовая труба. Многоразовые пятислойные жировые фильтры легко очищаются, благодаря специальному покрытию.

Ассортимент моделей вытяжек Elikor включает несколько дизайнерских линеек, отличающихся внешним оформлением и используемыми материалами. Для оснащения современной кухни предназначены вытяжные устройства серии Модерн, имеющие строгие геометрические формы и достаточно лаконичный дизайн. Акцент в них делается на разнообразии функций и режимов.

Elikor Art – серия декоративных вытяжек, создающих яркие акценты в интерьере. Практически в каждой модели используется комбинация нескольких материалов.

Эликор Классика – это коллекция вытяжных устройств с традиционным дизайном и привычными цветовыми оттенками. Кантри – модели светлых тонов с деревянными вставками.

Впечатляют и технические характеристики вытяжек Elikor. Их производительность может достигать 1000м3/час. Приборы работают в 3-7 скоростных режимах, и при этом уровень шума не превышает нормы. Управление может быть как механическим, так и электронным (сенсорным). Светодиодные лампы обеспечивают качественное освещение. И все это вы получаете по весьма демократичной цене.

Покупка в фирменном интернет-магазине – это официальная гарантия (60 месяцев на модели с итальянской турбиной), быстрая доставка, удобное оформление заказа, телефонные консультации менеджеров.

Калькулятор расчета мощности освещения — Портал ЖКХ Архангельской области

url:gkh.dvinaland.ru/knowledge/calcs/calc2.php

При расчете мощности освещения помещения нужно учесть, что оно может быть основным или местным. Когда нужно рассчитать освещенность, вне зависимости от того, делаете ли вы расчет местного или основного освещения, нужно учитывать, что различные светильники и лампы дают разные световые потоки, яркость и интенсивность.

Для более точного расчета освещенности какого-либо освещения, учитывайте, что величина удельной мощности светильника должна браться в зависимости от типа помещения. Существуют специальные таблицы с расчетами показателей удельной мощности на освещение, учитывающий тип помещения и вид ламп:

Тип Помещения	Лампа накаливания	Галогеновая лампа	Лампа дневного света
Детская комната	30-90	70-80	18-22
Гостиная	10-35	25-30	7-9
Спальня	10-20	14-17	4-5
Коридор	10-15	11-13	3-4
Кухня	12-40	30-35	8-10
Ванная комната	10-30	23-27	6-8
Кладовая, гараж	10-15	11-13	3-4

Предлагаем Вам воспользоваться интерактивным калькулятором и рассчитать мощность освещения методом удельной мощности. Удельная мощность (P_уд) – это отношение общей мощности всех ламп помещения (необходимой для достижения заданной освещённости) к его площади. Измеряется удельная мощность в Вт/(м²) . Для большей наглядности представим эту величину в виде следующего выражения: P_уд = n * P_л / S
Где n – общее количество установленных в помещении ламп (шт.)
P_л – мощность одной лампы (Вт)
S – площадь освещаемого помещения (м²)
Если вывести из этой формулы мощность одной лампы, то получим следующее выражение: P_л = P_уд * S / n

Как посчитать амперы зная мощность и напряжение

Особенности расчета мощности по току и напряжению

Чтобы электропроводка и все электрическое оборудование, которое имеется в доме, работало исправно и правильно, необходимо правильно сделать вычисление мощности по току и электронапряжению, поскольку при неправильно подобранных показателях может возникнуть короткое замыкание или возгорание. Как сделать расчёт потребляемой мощности по току и напряжению, как вычисляется сила тока, формула через мощность и напряжение и другое, далее.

Как узнать силу тока, зная мощность и напряжения

Чтобы ответить на вопрос, как определить ток, необходимо поделить электронапряжение на общее число ватт. При этом сделать все необходимые вычисления можно самостоятельно, а можно прибегнуть к специальному онлайн-калькулятору.

Узнать потребление электроэнергии по токовой силе резистора можно умножением первой на сопротивление, выражаемое в Омах. В итоге, получится значение, представленное в вольтах, перемноженных на ом. Получится ампер.

Обратите внимание! Если нет сопротивления, нужно поделить ваттный показатель на токовую энергию, то есть следует поделить ватты на амперы и получится значение электроэнергии в вольтах. Понять мощностное показание через величину электричества с электронапряжением, можно умножив соответствующие показания с устройства.

Формулы для расчета тока в трехфазной сети

Подсчитать токовую энергию в трехфазной сети сложно, поскольку вместе одной фазы есть три. К тому же, сложность заключается в использовании нескольких схем соединения. Трудность состоит в симметрии или ее отсутствии во время распределения нагрузки по фазам.

Для определения силы тока в трехфазной сети, нужно общее число ватт поделить на показатель 1,73, перемноженный на напряжение и косинус мощностного коэффициента, который отражает активную и реактивную составляющую сопротивления нагрузки. Что касается однофазной сети, то из выражения для подсчета убирается показатель 1,73. Остается формула I = P/(U*cos φ).

Как рассчитать ампераж

Ампераж является значением электротока, которое выражена в амперах. Рассчитать ампераж можно так: I=P/U.

Расчет потребляемой мощности

Электромощность является величиной, которая отвечает за факт скорости изменения или передачи электрической энергии. Есть полная и активная мощностная нагрузка, а также активная и реактивная. Полная вычисляется так: S = √ (P2 + Q2), где P является активной частью, а Q реактивной. Для нахождения потребляемого мощностного показателя необходимо знать число электротока, которое потребляется нагрузкой, а также питательное напряжение, которое выдается при помощи источника.

Что касается бытового определения потребляемой электрической энергии, необходимо вычислить общее количество ватт питания электрических приборов и паспортные данные номинальной силы электротока котла. Как правило, все электрические приборы работают с переменным током и напряжением в 220 вольт. Для вычисления тока проще всего воспользоваться амперметром. Зная первый и второй параметры, реально узнать величину потребляемой энергии.

Стоит указать, что измерить мощность через напряжение или сделать расчет мощности по сопротивлению и напряжению возможно не только формулой, но и прибором. Для этого можно воспользоваться мультиметром с токоизмерительными клещами или специализированным измерителем — ваттметром.

Обратите внимание! Оба работают по одному и тому же принципу, указанному в руководстве по их эксплуатации.

Мощность, ток и напряжение — три составляющие расчета проводки в доме. Узнать все необходимые параметры в любой сети просто при помощи формул, представленных выше. От этих значений будет зависеть исправность работы всей домашней электрики и безопасность ее владельца.

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Расчет электрических цепей онлайн и основная формула расчета

Наверное, каждый кто делал или делает ремонт электрики сталкивался с проблемой определения той или иной электрической величины. Для кого-то это становится настоящим камнем преткновения, а для кого-то все предельно ясно и каких-либо сложностей при определении той или иной величины нет. Данная статья посвящена именно первой категории – то есть для тех, кто не очень силен в теории электрических цепей и тех показателей, которые для них характерны.

Итак, для начала вернемся немного в прошлое и постараемся вспомнить школьный курс физики, касательно электрики. Как мы помним, основные электрические величины определяются на основании всего одного закона – закона Ома. Именно этот закон является базой проведения абсолютно для любых расчетов и имеет вид:

Отметим, что в данном случае речь идет о расчете самой простейшей электрической цепи, которая выглядит следующим образом:

Подчеркнем, что абсолютно любой расчет ведется именно посредством этой формулы. То есть путем не сложных математических вычислений можно определить ту или иную величину зная при этом два иных электрических параметра. Как бы там ни было, наш ресурс призван упростить жизнь тому кто делает ремонт, а поэтому мы упростим решение задачи определения электрических параметров, вывив основные формулы и предоставив возможность произвести расчет электрических цепей онлайн.

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Как узнать напряжение зная силу тока?

Для того, чтобы узнать напряжение, зная при этом сопротивление потребителя тока можно воспользоваться формулой:

Расчет напряжения онлайн:

Если же сопротивление неизвестно, но зато известна мощность потребителя, то напряжение вычисляется по формуле:

Определение величины онлайн:

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.

Формула расчета сечения провода и как определяется сечение провода

Довольно много вопросов связано с определением сечения провода при построении электропроводки. Если углубиться в электротехническую теорию, то формула расчета сечения имеет такой вид:

Конечно же, на практике, такой формулой пользуются довольно редко, прибегая к более простой схеме вычислений. Эта схема довольно проста: определяют силу тока, которая будет действовать в цепи, после чего согласно специальной таблице определяют сечение. Более детально по этому поводу можно почитать в материале – «Сечение провода для электропроводки»

Приведем пример. Есть бойлер мощностью 2000 Вт, какое сечение провода должно быть, чтобы подключить его к бытовой электропрводке? Для начала определим силу тока, которая будет действовать в цепи:

Как видим, сила тока получается довольно приличной. Округляем значение до 10 А и обращаемся к таблице:

Таким образом, для нашего бойлера потребуется провод сечением 1,7 мм. Для большей надежности используем провод сечением 2 или 2,5 мм.

Рекомендуем ознакомиться:

Как рассчитать амперы

При создании и ремонте электрической сети питания необходимо уточнение базовых параметров: тока, напряжения, мощности, сопротивления. Такие действия выполняют перед подключением нагревательных приборов, станков, других мощных потребителей. В данной публикации рассказано о том, как рассчитать амперы и другие характеристики без ошибок.

Электрический ток

Для простоты электрические параметры часто объясняют на примере перемещения воды по трубам. Данным термином, выраженным в амперах (А), обозначают скорость передвижения электронов в проводнике. Препятствия для жидкости создают малые размеры и дистанция транспортной системы. На сопротивление электрическому току оказывают влияние:

наличие свободных электронов, химическая чистота материала;
площадь поперечного сечения (длина) провода;
температурные условия.

О напряжении, токе и мощности

Продолжив аналогии с водой, напряжение можно сравнить с давлением в магистрали. По мере увеличения разницы потенциалов (вольтаж) получают большую силу электрического тока при остальных равных условиях. Если подключить в цепь лампу накаливания, будет видно, как соответствующим образом изменяется свечение спирали.

Мощность – это комплексный показатель, определяющий потребляемую энергию. Его рассчитывают с учетом приложенного напряжения и тока в цепи.

Как рассчитать число ампер в сети

На практике применяют разные схемы вычислений. В частности, пользуются автоматизированными программами (калькуляторами). Такие инструменты предлагают бесплатно специализированные сайты в режиме онлайн. Ниже представлены формулы и примеры, которые помогут рассчитывать электрические параметры самостоятельно.

Как узнать ток, зная мощность и напряжение

Источник питания постоянного тока (аккумулятор) обеспечивает напряжение на выходе 12 Вольт. Известна мощность потребления – 2 Вт. Как рассчитать ампераж, показано на примере:

К сведению. Для удобства на практике применяют дробные и кратные величины. В данном примере – 167 мА (миллиампер).

Как узнать напряжение, зная силу тока

Выше показано, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение. Эту же формулу используют для обратного действия. Если сила тока равна 200 мА, при мощности 2 Вт в точках измерения, прибор покажет следующее напряжение:

U = P/I = 2/0,2 = 10 V.

Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение

Результат можно вычислить с помощью следующего примера:

P = I*U = 0,2 * 10 = 2 Вт.

В левой части рисунка приведена формула для расчета механической мощности:

А – полезная работа в Джоулях;
t – временной период, за который выполнена эта операция.

Как определить мощность цепи, имея тестер сопротивления

В реальных условиях существенное влияние оказывает электрическое сопротивление проводника. Выбрав соответствующий режим, можно узнать действительное значение с помощью мультитестера. Переключатель устанавливают в положение, которое соответствует определенному диапазону. Переходят от больших значений к малым до появления индикации на экране.

При R=20 Ом, зная силу тока I= 200 мА, мощность вычисляют по следующей формуле:

P = I2*R = 0,04*20 = 0,8 Вт.

При необходимости уточняют напряжение:

U = I*R = 0,2*20 = 4 V.

Формула расчета сечения провода

Площадь сечения цилиндрического проводника вычисляют по стандартной геометрической формуле подсчета:

где:

К сведению. Для измерения провода используют микрометр или штангенциркуль.

При отсутствии специализированных инструментов узнавать размер можно с применением подручных средств. Взяв карандаш или другую подходящую основу с одинаковой шириной по продольной оси, наматывают последовательно провод. Приложив конструкцию к линейке, уточняют длину. Делением на количество витков получают диаметр проводника. Далее пользуются рассмотренной выше формулой.

Таблица ватт ампер для выбора сечения проводников по максимальному току (суммарной мощности потребления)

Расчет электрических цепей онлайн и основная формула расчета

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Как узнать напряжение зная силу тока?

Расчет напряжения онлайн:

Определение величины онлайн:

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Расчет цепи онлайн:

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Формула расчета сечения провода и как определяется сечение провода

Как видим, сила тока получается довольно приличной. Округляем значение до 10 А и обращаемся к таблице:

Рекомендуем ознакомиться:

Как рассчитать силу тока – практические советы для домашнего электрика

Для подбора кабеля, сечения проводов, выключателей защиты, следует вычислить силу тока. Проводка, автоматы с неверно подобранными показателями опасны: может случиться замыкание и пожар.

Говоря об электроприборах, сети, прежде всего упоминают о напряжении. Его величина указывается в вольтах (В), обозначается U. Показатель напряжения зависит от нескольких факторов:

материала проводки;
сопротивления прибора;
температуры.

Один из главных показателей электричества — напряжение

Различают виды напряжения – постоянное и переменное. Постоянное, если на один конец цепи поступает отрицательный потенциал, на другой – положительный. Самый доступный пример постоянного напряжения – батарейка. Нагрузку подключают, соблюдая полярность, иначе можно повредить устройство. Постоянный ток невозможно без потерь передать на значительные расстояния.

Переменный ток возникает, когда постоянно меняется его полярность. Количество изменений называют частотой, измеряется в герцах. Переменные напряжения возможно передавать очень далеко. Используют экономически выгодные трехфазные сети: в них минимальные потери электроэнергии. Они выполнены четырьмя проводами: три фазных и нулевой. Если посмотреть на линию электропередач, увидим 4 провода между столбами. От них к дому подводят два – фазный ток 220 В. Если подключить 4 провода, потребитель получит линейный ток 380 В.

Характеристика электричества не ограничивается напряжением. Важна сила тока в амперах (А), обозначение – латинская I. В любом месте цепи она одинакова. Для измерения служат амперметр, миллиамперметр, мультиметр. Ток бывает очень большой, тысячи ампер, и маленький – миллионные части ампер. Малую силу измеряют миллиамперами.

Амперметр служит для измерения силы тока

Движение электричества по любому материалу вызывает сопротивление. Оно выражается омами (Ом), обозначается R или r. Сопротивление зависимо от сечения и материала проводника. Чтобы охарактеризовать сопротивление разных материалов, употребляется термин удельное сопротивление. Медь характеризуется меньшим сопротивлением, чем алюминий: 0,017 и 0,03 Ом соответственно. У короткого провода сопротивление меньше, чем у длинного. Толстый провод отличается от толстого меньшим сопротивлением.

Характеристика любого прибора содержит указания мощности (ватты (В) или киловатты (кВт). Мощность обозначают P, зависит от напряжения и тока. Из-за сопротивления проводки энергия частично теряется – от источника требуется ток больше необходимого.

При двух известных величинах всегда можно найти третью. Для вычислений наиболее часто пользуются законом Ома с тремя величинами: силой тока, напряженим, сопротивлением: I=U/R.

Он применяется для цепи с нагрузкой из ТЭНов, лампочек, резисторов, имеющих активное сопротивление.

Если имеются катушки, конденсаторы, это уже реактивное сопротивление, обозначают X. Катушки создают индуктивное (XL), конденсаторы – емкостное сопротивление (XC). Сила тока рассчитывается с применением формулы, в основе которой также закон Ома: I=U/X.

Прежде определяют индуктивное и емкостное сопротивления, они вместе составляют реактивное сопротивление (C+L).

Индуктивное вычисляется: XC=1/2πfC. Для расчета емкостного используем формулу XL=2πfL.

Формулы содержат обозначения, требующие объяснения: π=3,14, f – это частота. По ним вычисляется ток, если имеется катушка или конденсатор.

Прокладывая электропроводку, предварительно следует узнать силу тока. Ошибки чреваты неприятностями – проводка, розетки плавятся. Если он фактически превышает расчетный, проводка нагревается, плавится, происходит обрыв или замыкание. Ее приходится менять, но это не самое неприятное – возможен и пожар.

При монтаже проводки необходимо знать силу тока

Ток сети для практических потребностей находят, зная мощность приборов: I=P/U, где P – мощность потребителя. В реальности учитывается коэффициент мощности – cos φ. Для однофазной сети: I = P/(U∙cos φ),

трехфазной – I = P/(1,73∙U∙cos φ).

Для одной фазы U принимают 220, для трех – 380. Коэффициент большинства приборов 0,95. Если подключают электродвигатель, сварку, дроссель, коэффициент 0,8. Подставляя 0,95, для однофазной сети выходит:

I = P/209, трехфазной – I = P/624. Если коэффициент 0,8, для двух проводов: I = P/176, для четырех: I = P/526.

Трехфазный ток меньше втрое, нагрузка распределяется поровну между фазами. Подсчитывая нагрузку, предусматривают запас 5%, для двигателей, сварочных агрегатов – 20%.

Приборы иногда используют одновременно. Чтобы вычислить нагрузку, суммируют токи устройств. Подход возможен, если они имеют схожий коэффициент мощности. Для потребителей с разными коэффициентами используют средний показатель. Иногда к трехфазной системе подключают однофазные и трехфазные изделия. Вычисляя ток, складывают все нагрузки.

Ток, протекающий по проводке, нагревает ее. Степень нагрева зависит от его силы и сечения проводки. Правильно подобранный греется несильно. Если ток имеет большую силу, проводка недостаточное сечение, она сильно нагревается, изоляция плавится, возможен пожар. Для правильного подбора сечения пользуются таблицами ПУЭ.

Сечение провода и сила тока определяют степень нагрева проводки

Предположим, требуется подключить электрокотел 5 кВт. Используем медный трехжильный кабель в рукаве. Проводим вычисления: 5000/220 = 22,7. Подходящее значение в таблице 27 А, сечение 4 мм2, диаметр – 2,3 мм. Сечение всегда выбирают с небольшим запасом для полной гарантии. Теперь есть уверенность, что провода не перегреются, не загорятся.

Для защиты сети пользуются плавкими предохранителями. Они работают так, что при некоторой силе тока предохранитель плавится и разрывает цепь. Поэтому гвоздь или первый попавшийся медный провод вместо предохранителя использовать нельзя, когда-нибудь это приведет к серьезным проблемам. Если нужного предохранителя нет, используют медный провод подходящего диаметра, пользуясь таблицей.

Плавкие предохранители постепенно уходят, им на смену пришли автоматические выключатели. Выбрать их не так просто, как кажется. Допустим, проводка рассчитана на 22 А, ближайший автомат на 25 А. Значит, ставить его? Оказывается, нет. Обозначение С25 вовсе не значит, что при 26 амперах он разорвет цепь. Даже если нагрузка превысит значение в полтора раза, он моментально не отключит сеть. Нагреется и сработает минуты через две.

Ставить нужно автомат меньшего номинала. Ближайший – С16. Он может отключить сеть при 17 А и при 24, и никто не скажет, сколько времени пройдет. На срабатывание влияет много факторов. Устройство имеет две защиты – электромагнитную и тепловую. Электромагнитная защита отключает сеть за 0,2 секунды при значительной перегрузке.

Следует выбирать автомат, срабатывающий при возможно меньшей силе тока.

Еще один вид устройств отключения – УЗО. Он лишен тепловой и электромагнитной защиты. Указанный номинал служит, чтобы определять ток, который выдержит УЗО без повреждений. Так что логично после УЗО поставить автомат на максимальный ток. Существуют приборы защиты, представляющие симбиоз автомата с УЗО – дифавтоматы.

Как рассчитать мощность светодиодной ленты?

Светодиодные ленты уверенно завоевывают популярность, и при выборе освещения горожане все чаще отдают предпочтение именно светодиодной ленте. Это стильно, современно и безопасно. К тому же, как известно, использование светодиодов позволяет существенно сократить расходы на электроэнергию.

Что нужно знать при выборе светодиодной ленты? Об этом расскажем в нашей статье.

Самые распространенные – это ленты, работающие от напряжения в 12 вольт. Также встречаются 18 и 24-вольтовые ленты. В нашем интернет-магазине широко представлены самые популярные 12-вольтовые ленты.

Для эксплуатации светодиодных лент нам потребуется импульсный блок питания, который преобразует 220 вольт в 12. Основная характеристика для нас в таких блоках питания — это их мощность, и подбирать блок питания нужно исходя из расчета мощности вашей светодиодной ленты.

Расчет мощности светодиодной ленты

Чтобы наглядно продемонстрировать, как рассчитать мощность и энергопотребление светодиодной ленты, воспользуемся для примера лентой Gauss LED 3528/120-SMD, которую вы можете приобрести в интернет-магазине люстр и светильников «Антарес-свет».

Мощность 1 м ленты равна 9,6 Вт. Длина ленты – 5 м.
Посчитаем мощность 5 м ленты:

9,6 Вт х 5 м = 48 Вт.

Очень важно! Мощность ленты не должна быть выше 80% мощности блока питания или трансформатора. Иными словами, необходимо выдержать запас мощности примерно 15-20%, иначе может произойти перегруз.

Посчитаем 20% от общей мощности ленты:
48 х 20 / 100 = 9,6 Вт

Теперь посчитаем потребляемую мощность ленты с тридцатипроцентным запасом:
48 + 9,6 = 57, 6 Вт

Исходя из полученных данных, следует подбирать блок питания. В нашем случае он должен быть 60 Вт.

Сколько электроэнергии потребляет светодиодная лента

Посчитаем энергопотребление нашей светодиодной ленты.

Это можно сделать, воспользовавшись следующей формулой:
Мощность ленты х количество часов работы / 1000

Если предположить, что наша светодиодная лента будет работать 5 часов в сутки, то получается:
48 х 5 / 1000 = 0, 24 кВт/ч (за 5 часов работы)

Калькулятор расчета мощности конвектора по площади помещения

Подобрать конвектор по параметрам

Стены

Общая длина внешних (холодных) стен помещения м

Высота стены м

Количество слоев материала наружних стен 1 2 3 4 5

Тип материала:

Слой 1 ЖелезобетонКерамзитобетонГазо и пенобетон, газо и пеносиликатПлиты из гипсаЛисты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80) на цементно песчаном раствореКирпич силикатный обыкновенный (ГОСТ 379-79) на цементно песчаном раствореКирпич керамический пустотныйКирпич, теплая керамикаГранит, гнейс и базальтМраморИзвестнякТуфСосна и ельДубФанера клеенаяКартон облицовочныйПлиты минераловатныеПенополистиролПенопласт ПХВ-1ПенополиуретанГравий керамзитовыйПеностекло или газостекло
Толщина слоя м

Слой 2 ЖелезобетонКерамзитобетонГазо и пенобетон, газо и пеносиликатПлиты из гипсаЛисты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80) на цементно песчаном раствореКирпич силикатный обыкновенный (ГОСТ 379-79) на цементно песчаном раствореКирпич керамический пустотныйКирпич, теплая керамикаГранит, гнейс и базальтМраморИзвестнякТуфСосна и ельДубФанера клеенаяКартон облицовочныйПлиты минераловатныеПенополистиролПенопласт ПХВ-1ПенополиуретанГравий керамзитовыйПеностекло или газостекло
Толщина слоя м

Слой 3 ЖелезобетонКерамзитобетонГазо и пенобетон, газо и пеносиликатПлиты из гипсаЛисты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80) на цементно песчаном раствореКирпич силикатный обыкновенный (ГОСТ 379-79) на цементно песчаном раствореКирпич керамический пустотныйКирпич, теплая керамикаГранит, гнейс и базальтМраморИзвестнякТуфСосна и ельДубФанера клеенаяКартон облицовочныйПлиты минераловатныеПенополистиролПенопласт ПХВ-1ПенополиуретанГравий керамзитовыйПеностекло или газостекло
Толщина слоя м

Слой 4 ЖелезобетонКерамзитобетонГазо и пенобетон, газо и пеносиликатПлиты из гипсаЛисты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80) на цементно песчаном раствореКирпич силикатный обыкновенный (ГОСТ 379-79) на цементно песчаном раствореКирпич керамический пустотныйКирпич, теплая керамикаГранит, гнейс и базальтМраморИзвестнякТуфСосна и ельДубФанера клеенаяКартон облицовочныйПлиты минераловатныеПенополистиролПенопласт ПХВ-1ПенополиуретанГравий керамзитовыйПеностекло или газостекло
Толщина слоя м

Слой 5 ЖелезобетонКерамзитобетонГазо и пенобетон, газо и пеносиликатПлиты из гипсаЛисты гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80) на цементно песчаном раствореКирпич силикатный обыкновенный (ГОСТ 379-79) на цементно песчаном раствореКирпич керамический пустотныйКирпич, теплая керамикаГранит, гнейс и базальтМраморИзвестнякТуфСосна и ельДубФанера клеенаяКартон облицовочныйПлиты минераловатныеПенополистиролПенопласт ПХВ-1ПенополиуретанГравий керамзитовыйПеностекло или газостекло
Толщина слоя м

Остекление

Пол

Кровля

0 Вт Тепловая мощность конвектора

Подберите модель

Расчет мощности конвектора: полезные таблицы и формулы

При проектировании системы отопления в квартире или доме важно определить необходимую мощность теплового оборудования. Для этого нужно знать площадь помещения, высоту потолков, количество внешних стен и окон для применения повышающего коэффициента. Если высота потолков в доме – около 2,7 м, вы легко произведете расчет мощности конвекторов по площади. Согласно нормам СНиП 41-01-2003, 1 кВт тепловой энергии достаточно для обогрева 10 кв. м помещения.

Как рассчитать мощность конвекторов по площади?

В соответствии со строительными нормами номинальная мощность конвектора для комнаты 25 кв. м составит:

(25 кв. м : 10 кв. м) * 1 кВт = 2,5 кВт

или

25 кв. м * 0,1 кВт = 2,5 кВт

Полученный результат приведен без учета особенностей помещения. Для повышения точности вычислений учтите следующие факторы:

расположение конвектора под окном снижает теплоотдачу, поэтому для компенсации тепловых потерь выбирайте оборудование на 5 – 10 % мощнее;
если окна занимают большую площадь стены (панорамные, французские), а также выходят на север и северо-восток, при расчетах увеличьте результат на 15 %;
угловое расположение помещения требует увеличения мощности на 20 %, а при наличии в такой комнате 2 окон полученный результат повышают на 30 %.

Сделать расчеты наиболее точными вам поможет таблица повышающих коэффициентов:

Особенность помещения	Коэффициент
Отсутствие утепления стен	1,1
Установка конвектора под окном	1,05
Монтаж конвектора в угловом помещении с 1 окном	1,2
Монтаж конвектора в угловом помещении с 2 окнами	1,3
Наличие однослойных стеклопакетов	0,9
Высота потолков от 2,8 до 3 м	1,05

Произведем расчет мощности электрического конвектора отопления для угловой комнаты с двумя внешними стенами и площадью 18 кв. м:

(18 кв. м * 0,1 кВт) * 1,2 = 2,16 кВт

В некоторых регионах при расчете учитывают климатические особенности, но в средней полосе России погодный коэффициент равен 1,0.

Расчет мощности конвектора по объему помещения

Согласно положениям СП 60.13330.2012, для обогрева помещений с очень высокими и низкими потолками необходимо 41 Вт на 1 куб. м объема. Зная длину, ширину комнаты и высоту потолка, вы сможете рассчитать мощность отопления на калькуляторе по формуле:

abc * 0,041 кВт,

где abc – формула расчета объема;

0,041 кВт – норматив тепловой энергии.

Рассчитаем мощность конвектора для комнаты 3х4 м с потолками 2 м:

(3*4*2) * 0,041 = 0,984 кВт

Для обогрева такой комнаты потребуется конвектор мощностью 1 кВт (без учета повышающих коэффициентов).

Как рассчитать необходимую мощность электрического щита

Зачем это нужно?

Расчёт мощности щитка необходимо выполнить для:

оптимального распределения нагрузки в существующих однофазных сетях с учётом сечения кабеля;
равномерного распределения нагрузки по фазам в трехфазной сети;
обнаружения «узких мест» сети для последующей модернизации;
подбора кабеля нужного диаметра для прокладки новой проводки;
подбора защитного оборудования;
определения уровня затрат на электроэнергию.

Как видно из перечня, расчёт мощности является основополагающим при построении электросети и сборке электрощита.

Теоретическая основа расчётов

Номинальная мощность электроприборов обычно указывается на шильдике на приборе или же в паспорте к нему. Если же мощность не указана, но есть показатель тока, то для расчёта применяется следующая формула:

P=I∙U, Вт

где I – сила тока, А

U – напряжение в сети, В

Для определения суммарной мощности группы потребителей на одной линии применяется следующая формула:

Р_расч=К_с(Р₁+Р₂+Р₃+…+Р_n), Вт

Где с — коэффициент спроса,

Р₁, Р₂, Р₃, Р_n— номинальные мощности отдельных приборов, Вт

Коэффициент спроса указывает на возможность одновременного включения всех приборов линии. При одновременном включении всех устройств К_с=1. На практике это происходит редко, поэтому для жилых помещений коэффициент спроса принят на уровне 0,8 для 2х потребителей, 0,75 для 3х и 0,7 – 5 и более.

Также при расчётах мощности нужно учитывать соотношение реактивной и активной составляющих сопротивления нагрузки (cos φ, Вт / ВА).

Поэтому формула полной расчетной мощности будет выглядеть так:

S_p=Р_расч/ cos φ , ВА

Где cos φ — коэффициент мощности.

При расчёте мощности для жилого помещения этот коэффициент принимают равным 0,95 – 0,98. Если же планируется подключение приборов с большим индуктивным сопротивлением (например, компрессор, насос, электродрель, перфоратор), то в расчет нужно закладывать cos φ равный 0,8.

Именно этот показатель нужно использовать при построении сети, распределении нагрузки на фазы. Также на основании полученных данных производится вычисление расчётной величины силы тока:

I_расч=S_Р/ U, А

На основании этого показателя происходит подбор сечения кабеля для проводки, а также защитной автоматики для установки в щиток.

Пример расчёта мощности электрощита

Разберём подробнее расчёт на следующем примере.

Допустим, нужно подключить к щиту кухню, на которой предполагается использовать следующие приборы:

электропечь с духовкой, 8800 Вт;
микроволновка, 2200 Вт;
чайник, 2000 Вт;
мультиварка, 1000 Вт;
тостер, 750 Вт;
вытяжка, 400 Вт;
холодильник, 250 Вт.

Произведём расчёт общей мощности помещения. Для этого складываем показатели мощности всех приборов:

Р_общ=8800+2200+2000+1000+750+400+250=15400 (Вт)

К линии планируется подключать все приборы, поэтому коэффициент спроса примем К_с=0,7. Расчётная мощность составит:

Р_расч=15400∙0,7=10780 (Вт)

Из перечня электроприборов видно, что в их числе нет устройств с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому cos φ можно взять одинаковый для всех – 0,98. Уточнить этот показатель для каждого прибора можно по справочным таблицам. Полная расчётная мощность с учётом cos φ составит:

S_Р=10780 / 0,98=11000 (ВА)

Также необходимо сделать вычисление силы тока:

I_расч=11000 / 220=50 (А)

Вычисленные показатели используются для определения входящей мощности электрического щита, а также для определения параметров для вводного автомата и защитных устройств на вводе.

Также нужно сделать вычисления по каждому отдельному потребителю. Это потребуется для равномерного распределения всех потребителей по фазам, определения нагрузки на каждую отдельную линию и подбор защитной автоматики для каждой из линий. Это удобно сделать в табличном документе Excel.

Мощных потребителей нужно выводить отдельной линией соответствующего сечения кабеля и установкой на неё специальной силовой розетки и автомата подходящего по номиналу. Обычно для подключения розеток используется кабель сечением 2,5 мм² и устанавливаются автоматические выключатели на 16 А. Поэтому нагрузку на розеточные линии следует распределить так, чтобы не превышать эти значения. В противном случае будет происходить постоянное срабатывание защитного автомата. При установке автомата большим номиналом будет происходить перегрузка проводки, что приведет к её перегреву и опасно возгоранием.

В таблице цветами выделены отдельные линии, которые нужно предусмотреть при проектировании щита для подключения всех потребителей.

Расчёт мощности щитка должен в обязательном порядке выполняться при проектировании проводки и самого щита. Без этих вычислений высока вероятность неэффективного использования или перегрузки линий электросети.

Оцените новость:

Калькулятор мощности

Калькулятор энергопотребления: рассчитывает электрическую мощность / Напряжение / Текущий / сопротивление.

Калькулятор мощности постоянного тока

Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Calculate кнопка:

Расчет мощности постоянного тока

Расчет напряжения (В) по току (I) и сопротивлению (R):

В _(В) = I _(А) × R _(Ом)

Расчет комплексной мощности (S) из напряжения (В) и тока (I):

P _(Ш) = В _(В) × I _(A) = В ² _(В)/ R _(Ом) = Я ² _(А) × R _(Ом)

Калькулятор мощности переменного тока

Введите 2 величины + 2 фазовых угла , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Расчет мощности переменного тока

Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (А), умноженному на импеданс Z в омах (Ом):

В _(В) = I _(A) × Z _(Ом) = (| I | × | Z |) ∠ ( θ _I + θ _Z )

Комплексная мощность S в вольтах (ВА) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A):

S _(ВА) = В _(В) × I _(A) = (| V | × | I |) ∠ ( θ _В — θ _I )

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ):

P _(Ш) = В _(В) × I _(А) × cos φ

Реактивная мощность Q в вольт-амперах, реактивная (VAR) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A), на синусоиде комплексного фазового угла мощности ( φ ):

Q _(VAR) = V _(V) × I _(A) × sin φ

Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ):

PF = | cos φ |

Калькулятор энергии и мощности

Введите 2 значения , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Расчет энергии и мощности

Средняя мощность P в ваттах (Вт) равна потребляемой энергии E в джоулях (Дж), деленной на период времени Δ t в секундах (с):

P _(Ш) = E _(Дж) / Δ т _(с)

Электроэнергия ►

См.

Также

Мощность | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Рассчитайте мощность, рассчитав изменения энергии во времени.
Изучите потребление энергии и расчеты стоимости потребляемой энергии.

Что такое мощность?

Рис. 1. Эта мощная ракета космического корабля «Индевор» действительно работала и потребляла энергию с очень высокой скоростью. (Источник: НАСА)

Power — это слово вызывает в воображении множество образов: профессиональный футболист, отталкивающий своего противника, драгстер, ревущий от стартовой линии, вулкан, выбрасывающий лаву в атмосферу, или взлетающая ракета, как на рисунке 1.

Эти образы силы объединяет быстрое выполнение работы, что соответствует научному определению мощности ( P ) как скорости выполнения работы.

Мощность

Мощность — это скорость выполнения работы.

[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {W} {t} \\ [/ latex]

В системе СИ для измерения мощности используется Вт (Вт), где 1 ватт равен 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с).

Поскольку работа — это передача энергии, мощность — это также скорость, с которой энергия расходуется.Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Дж энергии в секунду. Большая мощность означает большой объем работы или энергии, выработанный за короткое время. Например, когда мощный автомобиль быстро разгоняется, он выполняет большой объем работы и потребляет большое количество топлива за короткое время.

Расчет мощности по энергии

Пример 1. Расчет мощности для подъема по лестнице

Какова выходная мощность для женщины весом 60,0 кг, которая преодолевает лестничный марш высотой 3,00 м за 3,50 с, начиная с состояния покоя, но имея конечную скорость 2?00 м / с? (См. Рисунок 2.)

Рис. 2. Когда эта женщина бежит наверх, начиная с отдыха, она преобразует химическую энергию, исходную из пищи, в кинетическую энергию и потенциальную энергию гравитации. Ее выходная мощность зависит от того, насколько быстро она это сделает.

Стратегия и концепция

Работа, переходящая в механическую энергию, составляет Вт = KE + PE. 2 + mgh \\ [/ latex], где h — высота лестницы по вертикали.2 \ right) \ left (3.00 \ text {m} \ right)} {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & \ frac {120 \ text {J} +1764 \ text {J} } {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & 538 \ text {W} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Женщина выполняет 1764 Дж работы, чтобы подняться по лестнице, по сравнению со всего лишь 120 Дж, чтобы увеличить свою кинетическую энергию; таким образом, большая часть ее мощности требуется для подъема, а не для ускорения.

Впечатляет, что полезная выходная мощность этой женщины чуть меньше 1 лошадиных сил (1 л.с. = 746 Вт)! Люди могут генерировать с помощью мышц ног в течение коротких периодов больше лошадиных сил, быстро превращая доступный в крови сахар и кислород в рабочую мощность.(Лошадь может выделять 1 л.с. в течение нескольких часов подряд.) Как только кислород истощается, выходная мощность снижается, и человек начинает быстро дышать, чтобы получить кислород для усвоения большего количества пищи — это известно как этап аэробных упражнений . Если бы женщина поднималась по лестнице медленно, ее выходная мощность была бы намного меньше, хотя объем выполняемой работы был бы таким же.

Установление соединений: расследование на вынос — измерение номинальной мощности

Определите собственную номинальную мощность, измерив время, необходимое вам, чтобы подняться по лестнице.Мы проигнорируем выигрыш в кинетической энергии, так как приведенный выше пример показал, что это была небольшая часть выигрыша в энергии. Не ожидайте, что ваша мощность будет больше 0,5 л.с.

Примеры силы

Рис. 3. Огромное количество электроэнергии вырабатывается угольными электростанциями, такими как эта в Китае, но еще большее количество энергии идет на передачу тепла в окружающую среду. Здесь большие градирни необходимы для передачи тепла так же быстро, как оно производится.Передача тепла характерна не только для угольных электростанций, но является неизбежным следствием выработки электроэнергии из любого топлива — ядерного, угля, нефти, природного газа и т. п. (Источник: Kleinolive, Wikimedia Commons)

Примеры силы ограничены только воображением, потому что видов столько же, сколько форм работы и энергии. (См. Некоторые примеры в Таблице 1.) Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, имеет максимальную мощность около 1,3 киловатт на квадратный метр (кВт / м ²).Крошечная часть этого остается на Земле в течение длительного времени. Наш уровень потребления ископаемого топлива намного превышает скорость его хранения, поэтому они неизбежно истощатся. Сила означает, что энергия передается, возможно, меняя форму. Невозможно полностью преобразовать одну форму в другую, не потеряв часть ее в виде тепловой энергии. Например, лампа накаливания мощностью 60 Вт преобразует в свет всего 5 Вт электроэнергии, а 55 Вт рассеивается в тепловую энергию.

Кроме того, обычная электростанция преобразует в электричество только 35-40% топлива. Остаток превращается в огромное количество тепловой энергии, которая должна быть распределена в виде теплопередачи так же быстро, как и создается. Электростанция, работающая на угле, может производить 1000 мегаватт; 1 мегаватт (МВт) — это 10 ⁶ Вт электроэнергии. Но электростанция потребляет химическую энергию в размере около 2500 МВт, создавая передачу тепла в окружающую среду в размере 1500 МВт. (См. Рисунок 3.)

Таблица 1. Выходная или потребляемая мощность
Объект или явление	Мощность в ваттах
Сверхновая (в пике)	5 × 10 ³⁷
Галактика Млечный Путь	10 ³⁷
Крабовидная туманность пульсар	10 ²⁸
Солнце	4 × 10 ²⁶
Извержение вулкана (максимальное)	4 × 10 ¹⁵
Молния	2 × 10 ¹²
Атомная электростанция (полная передача электроэнергии и тепла)	3 × 10 ⁹
Авианосец (полезная и теплопроводная)	10 ⁸
Драгстер (общий полезный и теплопередающий)	2 × 10 ⁶
Автомобиль (общая полезная и теплоотдача)	8 × 10 ⁴
Футболист (общий полезный и теплопередающий)	5 × 10 ³
Сушилка для белья	4 × 10 ³
Человек в состоянии покоя (вся теплопередача)	100
Обычная лампа накаливания (общая полезная и теплопередающая)	60
Сердце, человек в состоянии покоя (общая полезная и теплоотдача)	8
Часы электрические	3
Карманный калькулятор	10 ⁻³

Мощность и энергопотребление

Обычно нам приходится платить за энергию, которую мы используем. Стоимость энергии для электрического прибора оценить легко и интересно, если известны его потребляемая мощность и затраченное время. Чем выше уровень энергопотребления и чем дольше прибор используется, тем больше его стоимость. Норма потребляемой мощности равна [латекс] P = \ frac {W} {t} = \ frac {E} {t} \\ [/ latex], где E — энергия, поставляемая электроэнергетической компанией. Таким образом, энергия, потребляемая за время т , составляет

E = балл.

В счетах за электроэнергию указано количество использованной энергии в единицах киловатт-час (кВт⋅ч) , , которое является произведением мощности в киловаттах и времени в часах. Этот блок удобен тем, что потребление электроэнергии на уровне киловатт в течение нескольких часов является типичным.

Пример 2. Расчет затрат на энергию

Какова стоимость эксплуатации компьютера мощностью 0,200 кВт, 6 часов в день в течение 30 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,120 доллара США за кВт⋅ч?

Стратегия

Стоимость основана на потребленной энергии; Таким образом, мы должны найти E из E = Pt и затем рассчитать стоимость. Поскольку электрическая энергия выражается в кВт⋅ч, в начале такой задачи удобно преобразовать единицы в кВт и часы.

Решение

Энергопотребление в кВт⋅ч составляет

[латекс] \ begin {array} {lll} E & = & Pt = (0.200 \ text {kW}) (6.00 \ text {h / d}) (30.0 \ text {d}) \\\ text {} & = & 36.0 \ text {кВт} \ cdot \ text {h} \ end {array} \\ [/ latex]

, а стоимость просто равна

Стоимость

= (36,0 кВт ч) (0,120 долл. США за кВт) ч) = 4,32 долл. США в месяц.

Обсуждение

Стоимость использования компьютера в этом примере не является ни чрезмерной, ни незначительной. Понятно, что стоимость — это сочетание силы и времени. Когда оба высокие, например, кондиционер летом, стоимость высока.

Мотивация к экономии энергии стала еще более убедительной из-за ее постоянно растущей цены. Зная, что потребляемая энергия является продуктом мощности и времени, вы можете оценить затраты для себя и сделать необходимые оценочные суждения о том, где можно сэкономить энергию. Необходимо уменьшить либо мощность, либо время. Наиболее экономически выгодно ограничить использование мощных устройств, которые обычно работают в течение длительного времени, например водонагревателей и кондиционеров. Сюда не входят устройства с относительно высокой мощностью, такие как тостеры, потому что они работают всего несколько минут в день. Он также не будет включать электрические часы, несмотря на то, что они используются 24 часа в сутки, потому что они являются устройствами с очень низким энергопотреблением. Иногда можно использовать устройства с большей эффективностью, то есть устройства, потребляющие меньше энергии, для выполнения той же задачи.Одним из примеров является компактная люминесцентная лампа, которая дает в четыре раза больше света на ватт потребляемой мощности, чем ее собрат с лампами накаливания.

Современная цивилизация зависит от энергии, но нынешние уровни потребления и производства энергии не являются устойчивыми. Вероятность связи между глобальным потеплением и использованием ископаемого топлива (с сопутствующим образованием углекислого газа) сделала сокращение использования энергии, а также переход на неископаемое топливо первостепенное значение. Несмотря на то, что энергия в изолированной системе является сохраняемой величиной, конечным результатом большинства преобразований энергии является передача тепла в окружающую среду, которая больше не используется для выполнения работы.Как мы обсудим более подробно в Термодинамике, способность энергии производить полезную работу «деградировала» в процессе преобразования энергии.

Сводка раздела

Мощность — это скорость выполнения работы или в форме уравнения для средней мощности P для работы Вт , выполненной за время t , [латекс] P = \ frac {W} {t} \\ [/ латекс]
В системе СИ для измерения мощности используется ватт (Вт), где [латекс] 1 \ text {W} = 1 \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex].
Мощность многих устройств, таких как электродвигатели, также часто выражается в лошадиных силах (л.с.), где 1 л.с. = 746 Вт.

Концептуальные вопросы

Большинство электроприборов имеют мощность в ваттах. Зависит ли этот рейтинг от того, как долго прибор включен? (В выключенном состоянии это устройство с нулевой ваттностью.) Объясните в терминах определения мощности.
Объясните в терминах определения мощности, почему потребление энергии иногда указывается в киловатт-часах, а не в джоулях.Какая связь между этими двумя энергетическими единицами?
Искра статического электричества, которую вы можете получить от дверной ручки в холодный сухой день, может передавать несколько сотен ватт мощности. Объясните, почему такая искра не травмирует вас.

Задачи и упражнения

Пульсар в Крабовидной туманности (см. Рис. 4) — это остаток сверхновой, которая произошла в 1054 г. н.э. Используя данные из таблицы 1, вычислите приблизительный коэффициент, на который мощность этого астрономического объекта снизилась после его взрыва.
Рис. 4. Крабовидная туманность (предоставлено ESO, через Wikimedia Commons)
Предположим, что звезда в 1000 раз ярче, чем наше Солнце (то есть излучающая в 1000 раз большую мощность), внезапно становится сверхновой. Используя данные из Таблицы 1: (a) Во сколько раз увеличивается его выходная мощность? (б) Во сколько раз ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, сверхновая? (c) Основываясь на ваших ответах, обсудите, возможно ли наблюдать сверхновые в далеких галактиках. Обратите внимание, что существует порядка 10 ¹¹ наблюдаемых галактик, средняя яркость которых несколько меньше нашей собственной галактики.
Человек в хорошем физическом состоянии может выдавать 100 Вт полезной мощности в течение нескольких часов подряд, возможно, вращая педали механизма, приводящего в действие электрический генератор. Пренебрегая любыми проблемами эффективности генератора и практическими соображениями, такими как время отдыха: (а) Сколько человек потребуется, чтобы запустить электрическую сушилку для белья мощностью 4,00 кВт? (б) Сколько людей потребуется, чтобы заменить большую электростанцию, вырабатывающую 800 МВт?
Сколько стоит эксплуатация 3.Электрические часы 00-Вт на год при стоимости электроэнергии 0,0900 $ за кВт · ч?
Большой бытовой кондиционер может потреблять 15,0 кВт электроэнергии. Какова стоимость эксплуатации этого кондиционера 3,00 часа в день в течение 30,0 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,110 доллара США за кВт · ч?
(a) Какова средняя потребляемая мощность в ваттах прибора, потребляющего 5,00 кВт · ч энергии в день? б) Сколько джоулей энергии устройство потребляет в год?
(а) Какова средняя полезная выходная мощность человека, который делает 6.00 × 10 ⁶ Дж полезной работы за 8.00 ч? (b) Работая с такой скоростью, сколько времени потребуется этому человеку, чтобы поднять 2000 кг кирпичей 1,50 м на платформу? (Работу по поднятию тела можно пропустить, потому что здесь она не считается полезной работой.)
Драгстер массой 500 кг разгоняется до конечной скорости 110 м / с за 400 м (около четверти мили) и сталкивается со средней силой трения 1200 Н. Какова его средняя выходная мощность в ваттах и лошадиных силах, если это занимает 7,30 с?
(а) Сколько времени займет автомобиль весом 850 кг с полезной мощностью 40?0 л. с. (1 л.с. = 746 Вт) для достижения скорости 15,0 м / с без учета трения? (b) Сколько времени займет это ускорение, если при этом автомобиль также преодолеет холм высотой 3,00 м?
(a) Найдите полезную выходную мощность двигателя лифта, который поднимает груз массой 2500 кг на высоту 35,0 м за 12,0 с, если он также увеличивает скорость в состоянии покоя до 4,00 м / с. Обратите внимание, что общая масса уравновешенной системы составляет 10 000 кг, т.е. только 2500 кг поднимается в высоту, но все 10 000 кг ускоряются. (б) Сколько это стоит, если электричество стоит 0 долларов.0900 за кВт · ч?
(а) Каково доступное энергосодержание в джоулях батареи, которая обеспечивает работу электрических часов мощностью 2,00 Вт в течение 18 месяцев? (b) Как долго батарея, способная обеспечить 8,00 × 10 ⁴ Дж, сможет работать с карманным калькулятором, потребляющим энергию со скоростью 1,00 × 10 ⁻³ Вт?
(a) Сколько времени потребуется самолету массой 1,50 × 10 ⁵ кг с двигателями, вырабатывающими мощность 100 МВт, чтобы достичь скорости 250 м / с и высоты 12,0 км, если сопротивление воздуха будет незначительным? б) Если это действительно занимает 900 с, какова мощность? (c) Учитывая эту мощность, какова средняя сила сопротивления воздуха, если самолет занимает 1200 с? (Подсказка: вы должны найти расстояние, которое самолет преодолеет за 1200 с при постоянном ускорении. )
Рассчитайте выходную мощность, необходимую для 950-килограммового автомобиля, чтобы преодолеть уклон 2,00 ° с постоянной скоростью 30,0 м / с, столкнувшись с сопротивлением ветра и трением в сумме 600 Н. Явно покажите, как вы выполняете шаги, указанные в Стратегиях решения проблем в области энергетики .
(a) Вычислите мощность на квадратный метр, приходящуюся от Солнца в верхние слои атмосферы Земли. (Возьмем выходную мощность Солнца равной 4,00 × 10 ²⁶ Вт.) [/ Latex] (b) Часть этой мощности поглощается и отражается атмосферой, так что максимум 1.30 кВт / м ² достигает поверхности Земли. Вычислите площадь в км ² солнечных коллекторов, необходимых для замены электростанции, вырабатывающей 750 МВт, если коллекторы преобразуют в электричество в среднем 2,00% максимальной мощности. (Такая малая эффективность преобразования связана с самими устройствами и тем фактом, что солнце находится прямо над головой лишь на короткое время. ) При тех же предположениях, какая площадь потребуется для удовлетворения энергетических потребностей Соединенных Штатов (1,05 × 10 ²⁰ J)? Энергетические потребности Австралии (5.4 × 10 ¹⁸ Дж)? Энергетические потребности Китая (6,3 × 10 ¹⁹ Дж)? (Эти значения энергопотребления взяты с 2006 г.)

Глоссарий

мощность: скорость выполнения работы

ватт: (Вт) единица мощности СИ, с [латексом] 1 \ text {W} = \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex]

лошадиных сил: старая единица мощности вне системы СИ, с 1 л.с. = 746 Вт

киловатт-час: установка кВт · час, используемая в основном для выработки электроэнергии, предоставляемой электроэнергетическими компаниями

Избранные решения проблем и упражнения

1.2 × 10 ⁻¹⁰

3. (а) 40; (б) 8 миллионов

5. 149 долларов США

7. а) 208 Вт; (б) 141 с

9. (а) 3,20 с; (б) 4,04 с

11. (а) 9,46 × 10 ⁷ Дж; (б) 2,54 л

13. Определить известные: m = 950 кг, угол наклона θ = 2,00º, v = 3,00 м / с, f = 600 N

Выявить неизвестные: мощность P автомобиля, сила F , что автомобиль применяется к дороге

Решение для неизвестных: [латекс] P = \ frac {W} {t} = \ frac {Fd} {t} = F \ left (\ frac {d} {t} \ right) = Fv \\ [/ latex ], Где F параллельно уклону и должно противодействовать силам сопротивления и силе тяжести: [латекс] F = f + w = 600 \ text {N} + mg \ sin \ theta \\ [/ latex] .4 \ text {W} \ end {array} \\ [/ latex]

Около 28 кВт (или около 37 л.с.) приемлемо для автомобиля, чтобы преодолеть небольшой уклон.

Как рассчитать механическую мощность

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Кенрик Везина

Вы можете найти механическую мощность , которые используются повсюду в современном мире. Вы сегодня ездили на машине? Он использовал энергию, получаемую либо от топлива, либо от батареи, для перемещения взаимосвязанного ряда механических компонентов — осей, шестерен, ремней и так далее — пока, наконец, эта энергия не использовалась для вращения колес и движения транспортного средства вперед.

Мощность в физике — это мера скорости , с которой работа выполняется с течением времени. Слово «механический» просто описательное; он говорит вам, что мощность связана с машиной и движением различных компонентов, таких как трансмиссия автомобиля или шестерни часов.

Формула механической силы использует те же фундаментальные законы физики, которые используются для других форм силы.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Мощность P определяется как работа Вт более раз т по следующей формуле.Примечание по единицам измерения: мощность должна быть в ваттах (Вт), работа — в джоулях (Дж), а время — в секундах (с) — всегда перепроверяйте перед вводом значений.

Механическая мощность подчиняется тем же законам, которые регулируют другие типы энергии, такие как химическая или тепловая. Механическая мощность — это просто мощность, связанная с движущимися компонентами механической системы, например шестернями, колесами и шкивами внутри старинного Часы.

Энергия, Сила, Работа и Сила

Чтобы понять выражение для механической силы, полезно выделить четыре взаимосвязанных термина: энергия , сила , работа и мощность .

Энергия E , которую содержит объект, является мерой того, сколько работы он может выполнить; другими словами, сколько движения он может создать. Он измеряется в джоулях (Дж).
A force F , по сути, толкает или притягивает. Силы передают энергию между объектами. Как и скорость, сила имеет величину и направление . Он измеряется в Ньютонах (Н).
Если сила перемещает объект в том же направлении , в котором она действует, она выполняет работу .По определению, одна единица энергии необходима для выполнения одной единицы работы. Поскольку энергия и работа определяются друг с другом, они оба измеряются в джоулях (Дж).
Мощность является мерой скорости , при которой выполняется работа или энергия используется с течением времени. Стандартная единица мощности — ватт (Вт).

Уравнение для механической мощности

Из-за взаимосвязи между энергией и работой существует два распространенных способа математического выражения мощности.Первый — работы Вт и время t :

P = \ frac {W} {t}

Мощность в линейном движении

Если вы Имея дело с линейным движением, вы можете предположить, что любая приложенная сила перемещает объект вперед или назад по прямой траектории в соответствии с действием силы — подумайте о поездах на рельсах. Поскольку компонент направления в основном заботится о себе, вы также можете выразить мощность в терминах простой формулы, используя силу , расстояние и скорость .

В этих ситуациях работа W может быть определена как сила F × расстояние d . Подключите это к основному уравнению выше, и вы получите:

P = \ frac {Fd} {t}

Заметили что-нибудь знакомое? При линейном движении расстояние , деленное на времени — это определение для скорости ( v ), поэтому мы также можем выразить мощность как:

P = F \ frac {d } {t} = Fv

Пример расчета: перевозка белья

Хорошо, это было много абстрактной математики, но давайте приступим к работе сейчас, чтобы решить примерную задачу:

Ваши родители просят вас нести 10-килограммовая загрузка чистого белья наверху. Если обычно вам требуется 30 секунд, чтобы подняться по лестнице, а высота лестницы составляет 3 метра, оцените, сколько энергии вам потребуется, чтобы перенести одежду с нижней части лестницы наверх.

На основе подсказки мы знаем, что время t будет 30 секунд, но у нас нет значения для работы W . Однако мы можем упростить сценарий для оценки. Вместо того чтобы беспокоиться о перемещении белья вверх и вперед на каждом отдельном этапе, давайте предположим, что вы просто поднимаете его по прямой с начальной высоты.Теперь мы можем использовать выражение P = F × d / t для выражения механической мощности, но нам все еще нужно выяснить задействованную силу.

Для переноски белья необходимо противодействовать действию силы тяжести на него. Поскольку сила тяжести составляет F = мг в направлении вниз, вы должны приложить ту же силу в направлении вверх. Обратите внимание, что g — это ускорение свободного падения, которое на Земле составляет 9,8 м / с ². Имея это в виду, мы можем создать расширенную версию стандартной формулы мощности:

P = mg \ frac {d} {t}

И мы можем подставить наши значения массы, ускорения, расстояния и времени:

P = (10 \ times 9,8) \ frac {3} {30} = 9,08 \ text {ватт}

Таким образом, вам нужно будет потратить около 9,08 Вт, чтобы носить белье.

Последнее замечание о сложности

Наше обсуждение ограничилось довольно простыми сценариями и относительно простой математикой. В продвинутой физике сложные формы уравнения механической мощности могут потребовать использования расчетов и более длинных, более сложных формул, которые учитывают множественные силы, криволинейное движение и другие усложняющие факторы.

Если вам нужна более подробная информация, база данных HyperPhysics, размещенная в Университете штата Джорджия, является отличным ресурсом.

Калькулятор экспонент

Использование калькулятора

Это онлайн-калькулятор показателей степени. Вычислите степень больших целых и действительных чисел. Вы также можете вычислять числа в степени большой степени меньше 1000, отрицательной степени и действительных чисел или десятичных знаков для степеней.

Для больших показателей попробуйте Калькулятор больших показателей

В учебных целях решение расширяется, когда основание x и показатель степени n достаточно малы, чтобы поместиться на экране. Как правило, эта функция доступна, когда основание x является положительным или отрицательным однозначным целым числом, возведенным в степень положительного или отрицательного однозначного целого числа. Кроме того, когда основание x является положительным или отрицательным двузначным целым числом, возведенным в степень положительного или отрицательного однозначного целого числа, меньшего 7 и большего -7.{4}} \)

\ (= \; \ dfrac {1} {3 \ cdot 3 \ cdot 3 \ cdot 3} \)

\ (= \; \ dfrac {1} {81} \)

\ (= 0,012346 \)

экспонент:

Обратите внимание, что -4 ² и (-4) ² дают разные ответы: -4 ² = -1 * 4 * 4 = -16, а (-4) ² = (-4) * (-4) = 16. Если вы вводите отрицательное значение для x, например -4, этот калькулятор принимает (-4) ⁿ .

«Когда знак минус встречается в экспоненциальном представлении, следует соблюдать определенную осторожность. Например, (-4) ² означает, что -4 нужно возвести во вторую степень. Следовательно (-4) ² = (-4) * (-4) = 16. С другой стороны, -4 ² представляет собой аддитивную инверсию 4 ². Таким образом, -4 ² = -16. Может помочь подумать о -x ² как -1 * x ² … «[1]

Примеры:

3 в степени 4 записывается 3 ⁴ = 81.
-4 в степени 2 записывается (-4) ² = 16.
-3 в степени 3 записывается (-3) ³ = -27. Обратите внимание, что в этом случае ответ будет одинаковым для -3 ³ и (-3) ³, однако они все равно рассчитываются по-разному. -3 ³ = -1 * 3 * 3 * 3 = (-3) ³ = -3 * -3 * -3 = -27.
Для 0 в степени 0 ответ будет 1, однако это считается определением, а не фактическим вычислением.м} \)
Список литературы
[1] Алгебра и тригонометрия: функциональный подход; М. Л. Киди и Марвин Л. Биттингер; Издательская компания «Аддисон Уэсли»; 1982, стр. 11.
Математический форум: Показатели и отрицательные числа.
Подробнее о теории экспонент см. Экспонентные законы.
Для вычисления дробных показателей используйте нашу Калькулятор дробных показателей.
Для вычисления корня или корней используйте наш Калькулятор корней.
Как определить требования к питанию
Одна из самых сложных концепций при рассмотрении размещения центров обработки данных — это определение необходимого количества энергооборудования. Есть много способов узнать, каковы ваши требования к питанию, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:
Ток (амперы)
Напряжение (вольт)
Электрическая мощность (ватты)
Расчет потребляемой мощности
Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:
ампер * вольт = ватт
Эта формула определяет, сколько энергии потребляет оборудование в данный момент.
Метод №1: Использование измерителей и лицевых панелей для определения требований к электропитанию вашего оборудования
Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, отображающий потребление энергии. На ЖК-дисплее PDU ниже вы видите, что как основной, так и резервный PDU потребляют 9 ампер:
ЖК-дисплей PDU
Производители также должны отображать допустимые диапазоны напряжения и силы тока, потребляемые на нагрузку, на лицевой панели оборудования:
Лицевая панель оборудования с указанием допустимого диапазона напряжения и потребляемого тока на нагрузку Подобное ИТ-оборудование
обычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 В и совместимо с питанием как 120 В, так и 208 В. К этим конкретным блокам распределения питания относятся APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 А в цепях на 208 В (80% от 30 А в соответствии с Национальным электрическим кодексом из соображений безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:
9 ампер * 208 вольт = 1872 Вт
Причина, по которой мы используем только одно из значений 9 А, заключается в том, как сконфигурированы первичная и резервная мощность. Первичное и резервное питание означает два или более блока питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одно и то же устройство, они должны потреблять одинаковую мощность.
При планировании резервирования мощности каждая цепь (первичная и резервная) должна быть рассчитана таким образом, чтобы выдерживать общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.
Мы обнаружили, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).
Не забудьте оставить место для маневра для «снижения мощности», поскольку все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.
Метод № 2: Использование списков оборудования для определения требований к электропитанию вашего оборудования
Если у вас нет PDU со считыванием показаний усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования.Вам нужно будет изучить спецификации производителя по мощности для каждой единицы оборудования, чтобы определить:
Конфигурация оборудования CPU / RAM / HDD / SSD
Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные источники питания)
Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие для сетевых коммутаторов)
Например, один из наших клиентов может перечислить следующие единицы оборудования:
4 сервера Dell PowerEdge R420
1 коммутатор Juniper EX4200-48T
1 межсетевой экран FortiGate Fortinet 310B
Давайте определим максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования. Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации производителя по питанию и находим:
Dell PowerEdge R420 имеет блок питания мощностью 550 Вт.
Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
FortiGate Fortinet 310B может потреблять максимум 5–3 А в сетях 100–240 В. Мы знаем, что нам нужна максимальная потребляемая мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольты.) В таблице данных 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство фактически потребляет на ампер меньше, чем на ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в таблице данных указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это цепь на 120 В, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.
Итак, чтобы определить максимальное энергопотребление в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:
4 сервера Dell: 4 сервера * 550 Вт каждый = 2200 Вт
1 коммутатор Juniper: 320 Вт (оставьте как есть)
1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 Вт
Затем сложите их вместе :
2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт
Максимальное энергопотребление этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.
Знание максимальной требуемой мощности дает основу для определения того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает предела максимальной мощности.
В SCTG мы гарантируем 100% бесперебойную работу при питании (и пропускной способности!). Часть нашего безупречного успеха в этом — это глубокие исследования и анализ, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть — это уровень резервирования, встроенный в наши центры обработки данных (например, этот).
Все, что нужно, — это базовая формула, чтобы правильно определить ваши требования к мощности. А если вам нужно, чтобы кто-то перепроверил вашу работу, вы всегда можете связаться с нами.
Введение в оценку мощности и размера выборки
ЗАДАЧИ
Понимание оценки мощности и размера выборки.
Поймите, почему мощность является важной частью как дизайна исследования, так и анализа.
Поймите разницу между расчетами размера выборки в сравнительных и диагностических исследованиях.
Узнайте, как выполнить расчет размера выборки.
— (a) Для непрерывных данных
— (b) Для прерывистых данных
— (c) Для диагностических тестов
МОЩНОСТЬ И ОЦЕНКА РАЗМЕРА ОБРАЗЦА
Оценка мощности и размера выборки — это мера того, сколько пациентов необходимо для исследования.Почти все клинические исследования предполагают изучение выборки пациентов с определенной характеристикой, а не всей популяции. Затем мы используем эту выборку, чтобы сделать выводы обо всей совокупности.
В предыдущих статьях серии по статистике, опубликованной в этом журнале, статистический вывод использовался для определения того, верны ли найденные результаты или, возможно, только случайно. Ясно, что мы можем уменьшить вероятность того, что наши результаты будут получены случайно, устранив предвзятость в дизайне исследования, используя такие методы, как рандомизация, ослепление и т.Однако на возможность того, что наши результаты могут быть неверными, влияет другой фактор — количество обследованных пациентов. Интуитивно мы предполагаем, что чем больше доля исследуемой популяции, тем ближе мы подойдем к истинному ответу для этой популяции. Но сколько нам нужно изучить, чтобы как можно ближе подойти к правильному ответу?
ЧТО ТАКОЕ МОЩНОСТЬ И ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО
Оценка мощности и размера выборки используется исследователями для определения количества субъектов, необходимых для ответа на исследовательский вопрос (или нулевую гипотезу).
Примером может служить случай тромболизиса при остром инфаркте миокарда (ОИМ). В течение многих лет врачи считали, что это лечение принесет пользу, учитывая предполагаемую этиологию ОИМ, однако последовательные исследования не подтвердили этот факт. Лишь после завершения «мега-испытаний» с достаточной мощностью было доказано небольшое, но важное преимущество тромболизиса.
Как правило, в этих испытаниях сравнивали тромболизис с плацебо, и часто в качестве основного критерия оценки исхода использовалась смертность через определенное количество дней.Основная гипотеза исследований могла заключаться в сравнении, например, смертности от тромболизиса на 21 день по сравнению с плацебо. Тогда есть две гипотезы, которые нам нужно рассмотреть:
Нулевая гипотеза состоит в том, что нет разницы между методами лечения с точки зрения смертности.
Альтернативная гипотеза состоит в том, что существует разница между методами лечения с точки зрения смертности.
Пытаясь определить, являются ли две группы одинаковыми (принимая нулевую гипотезу) или они разные (принимая альтернативную гипотезу), мы потенциально можем допустить два вида ошибок. Они называются ошибкой типа I и ошибкой типа II.
Считается, что ошибка типа I возникла, когда мы неверно отклонили нулевую гипотезу (т. Е. Она верна и между двумя группами нет разницы) и сообщаем о различии между двумя изучаемыми группами.
Считается, что ошибка типа II возникает, когда мы принимаем нулевую гипотезу неправильно (то есть она ложна и существует разница между двумя группами, которая является альтернативной гипотезой), и сообщаем, что между двумя группами нет никакой разницы.
Их можно представить в виде таблицы два на два (таблица 1).
Расчеты мощности говорят нам, сколько пациентов необходимо, чтобы избежать ошибок типа I или типа II.
Термин «мощность» обычно используется в отношении всех оценок размера выборки в исследованиях. Строго говоря, «мощность» означает количество пациентов, необходимое для того, чтобы избежать ошибки типа II в сравнительном исследовании. Оценка размера выборки — это более всеобъемлющий термин, который рассматривает не только ошибку типа II и применим ко всем типам исследований. В просторечии эти термины используются как синонимы.
ЧТО ВЛИЯЕТ НА МОЩНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ?
Есть несколько факторов, которые могут повлиять на силу исследования. Это следует учитывать на ранней стадии разработки исследования. Некоторые факторы мы контролируем, другие — нет.
Точность и дисперсия измерений в пределах любого образца
Почему исследование может не найти разницы, если она действительно есть? Для любого данного результата от выборки пациентов мы можем определить только распределение вероятностей вокруг этого значения, которое подскажет, где находится истинное значение популяции.Самый известный пример этого — 95% доверительный интервал. Размер доверительного интервала обратно пропорционален количеству изучаемых предметов. Таким образом, чем больше людей мы изучаем, тем точнее мы можем определить истинную ценность населения.
Рисунок 1 показывает, что для одного измерения, чем больше предметов изучается, тем уже становится распределение вероятностей. В группе 1 среднее значение 5 с широкими доверительными интервалами (3–7). За счет увеличения вдвое количества исследуемых пациентов (но в нашем примере с сохранением значений неизменными) доверительные интервалы сузились (3.5–6.5), что дает более точную оценку истинного среднего значения для населения.
Рисунок 1
Изменение ширины доверительного интервала с увеличением числа испытуемых.
Распределение вероятностей того, где находится истинное значение, является неотъемлемой частью большинства статистических тестов для сравнения между группами (например, тесты t ). Исследование с небольшим размером выборки будет иметь большие доверительные интервалы и будет отображаться как статистически ненормальное, только если между двумя группами существует большая разница.На рисунке 2 показано, как увеличение числа испытуемых может дать более точную оценку различий.
Рисунок 2
Эффект уменьшения доверительного интервала для демонстрации истинной разницы в средних. Этот пример показывает, что первоначальное сравнение между группами 1 и 3 не показало статистической разницы, поскольку доверительные интервалы перекрывались. В 3-й и 4-й группах количество пациентов увеличилось вдвое (хотя среднее значение осталось прежним). Мы видим, что доверительные интервалы больше не перекрываются, указывая на то, что разница в средних вряд ли произошла случайно.
Величина клинически значимой разницы
Если мы пытаемся обнаружить очень небольшие различия между видами лечения, необходимы очень точные оценки истинной численности населения. Это связано с тем, что нам необходимо очень точно найти истинное значение населения для каждой группы лечения. И наоборот, если мы находим или ищем большую разницу, может быть приемлемо довольно широкое распределение вероятностей.
Другими словами, если мы ищем большую разницу между методами лечения, мы можем принять широкое распределение вероятностей, если мы хотим обнаружить небольшую разницу, нам потребуются большая точность и малые распределения вероятностей. Поскольку ширина вероятностных распределений в значительной степени определяется тем, сколько предметов мы изучаем, очевидно, что искомая разница влияет на расчеты размера выборки.
Факторы, влияющие на расчет мощности
Точность и дисперсия измерений в пределах любого образца
Величина клинически значимой разницы
Насколько мы уверены, чтобы избежать ошибки типа 1
Тип статистического теста, который мы проводим
При сравнении двух или более выборок мы обычно мало контролируем размер эффекта.Однако нам нужно убедиться, что разницу стоит обнаружить. Например, можно разработать исследование, которое продемонстрировало бы сокращение времени начала местной анестезии с 60 до 59 секунд, но такая небольшая разница не будет иметь клинического значения. И наоборот, исследование, демонстрирующее разницу от 60 секунд до 10 минут, явно будет. Указание «клинически важного различия» является ключевым компонентом расчета размера выборки.
Насколько важна ошибка типа I или типа II для рассматриваемого исследования?
Мы можем указать, насколько мы должны быть обеспокоены, чтобы избежать ошибки типа I или типа II.Считается, что ошибка типа I возникла, когда мы неправильно отклонили нулевую гипотезу. Обычно мы выбираем вероятность ошибки I типа <0,05. Это означает, что если мы найдем положительный результат, шансы найти это (или большую разницу) будут менее чем в 5% случаев. Этот показатель, или уровень значимости, обозначается как pα и обычно устанавливается нами заранее при планировании исследования при выполнении расчета размера выборки. По соглашению, а не по замыслу, мы чаще выбираем 0.05. Чем ниже уровень значимости, тем ниже мощность, поэтому использование 0,01 соответственно уменьшит нашу мощность.
(Чтобы избежать ошибки типа I — то есть, если мы найдем положительный результат, шансы найти это или большую разницу будут менее чем в α% случаев)
Считается, что ошибка типа II возникает, когда мы неправильно принимаем нулевую гипотезу и сообщаем, что между двумя группами нет разницы. Если действительно существует разница между вмешательствами, мы выражаем вероятность получения ошибки типа II и то, насколько вероятно, что мы ее обнаружим.Этот рисунок обозначается как pβ. Меньше условностей относительно принятого уровня pβ, но цифры 0,8–0,9 являются общими (то есть, если разница действительно существует между вмешательствами, то мы обнаружим ее в 80–90% случаев).
Предотвращение ошибки типа II — суть расчетов мощности. Мощность исследования pβ — это вероятность того, что исследование обнаружит заранее определенное различие в измерениях между двумя группами, если оно действительно существует, при заданном значении pα и размере выборки N.
Тип статистического теста, который мы проводим
Расчеты размера выборки показывают, как вероятнее всего будут работать статистические тесты, использованные в исследовании. Поэтому неудивительно, что тип используемого теста влияет на то, как рассчитывается размер выборки. Например, параметрические тесты лучше при обнаружении различий между группами, чем непараметрические тесты (именно поэтому мы часто пытаемся преобразовать базовые данные в нормальные распределения). Следовательно, для анализа, основанного на непараметрическом тесте (например, Манна-Уитни U), потребуется больше пациентов, чем один на основе параметрического теста (например, тест Стьюдента t ).
СЛЕДУЕТ ВЫПОЛНЯТЬ РАСЧЕТ РАЗМЕРА ОБРАЗЦА ДО ИЛИ ПОСЛЕ ИССЛЕДОВАНИЯ?
Ответ определенно до, иногда во время, а иногда и после.
При разработке исследования мы хотим удостовериться, что проделанная нами работа стоит того, чтобы получить правильный ответ и получить его наиболее эффективным способом. Это сделано для того, чтобы мы могли набрать достаточно пациентов, чтобы наши результаты были адекватными, но не слишком много, чтобы мы тратили время на получение большего количества данных, чем нам нужно.К сожалению, при разработке исследования нам, возможно, придется сделать предположения о желаемой величине эффекта и дисперсии данных.
Промежуточные расчеты мощности иногда используются, когда известно, что данные, использованные в исходных расчетах, сомнительны. Их следует использовать с осторожностью, поскольку повторный анализ может привести к тому, что исследователь остановит исследование, как только будет получена статистическая значимость (что может произойти случайно несколько раз во время набора субъектов). Как только исследование начнется, анализ промежуточных результатов может быть использован для выполнения дальнейших расчетов мощности и внесения соответствующих корректировок в размер выборки.Это может быть сделано для того, чтобы избежать преждевременного завершения исследования, или в случае спасения жизни или применения опасных методов лечения, чтобы избежать продления исследования. Расчет промежуточного размера выборки следует использовать только в том случае, если это указано в методе априорного исследования.
Когда мы оцениваем результаты испытаний с отрицательными результатами, особенно важно поставить под сомнение размер выборки исследования. Вполне может быть, что исследование было недостаточно мощным и что мы неправильно приняли нулевую гипотезу, ошибку типа II.Если бы в исследовании было больше субъектов, тогда бы вполне могла быть обнаружена разница. В идеальном мире этого никогда не должно происходить, потому что расчет размера выборки должен появляться в разделе методов всех документов, реальность показывает нам, что это не так. Как потребитель исследований мы должны иметь возможность оценивать эффективность исследования по предоставленным результатам.
Ретроспективный расчет размера выборки в этой статье не рассматривается. Несколько калькуляторов ретроспективного размера выборки доступны в Интернете (калькуляторы мощности UCLA (http: // Calculators. stat.ucla.edu/powercalc/), Интерактивные статистические страницы (http://www.statistics.com/content/javastat.html).
ДЛЯ КАКОГО ТИПА ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛЖЕН ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ?
Практически все количественные исследования могут быть предметом расчета размера выборки. Однако они могут иметь небольшую ценность в ранних поисковых исследованиях, когда доступны скудные данные, на которых можно основывать расчеты (хотя это можно решить, предварительно выполнив пилотное исследование и используя полученные данные).
Очевидно, что расчет размера выборки является ключевым компонентом клинических испытаний, поскольку в большинстве этих исследований упор делается на выявление величины различий между терапиями. Все клинические испытания должны иметь оценку размера выборки.
В других типах исследований оценка размера выборки должна выполняться, чтобы повысить точность наших окончательных результатов. Например, основными критериями результатов для многих диагностических исследований будут чувствительность и специфичность для конкретного теста, обычно указываемые с доверительными интервалами для этих значений. Как и в случае сравнительных исследований, чем больше изучается количество пациентов, тем больше вероятность, что результаты выборки будут отражать истинную ценность населения. Выполняя расчет размера выборки для диагностического исследования, мы можем указать точность, с которой мы хотели бы сообщить доверительные интервалы для чувствительности и специфичности.
Поскольку клинические испытания и диагностические исследования, вероятно, составят основу исследовательской работы в области экстренной медицины, в данной статье мы сконцентрировались на них.
МОЩНОСТЬ В СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Исследования, содержащие непрерывные нормально распределенные данные
Предположим, что Эгберт Эверард участвовал в клиническом испытании с участием пациентов с гипертонией. Новый антигипертензивный препарат, сок Джабба, сравнивали с бендрофлуазидом в качестве нового препарата первой линии для лечения гипертонии (таблица 2).
Таблица 2
Эгберт записывает некоторые вещи, которые, по его мнению, важны для расчетов
Как видите, цифры для pα и pβ несколько типичны.Обычно они устанавливаются по соглашению, а не меняются от одного исследования к другому, хотя, как мы увидим ниже, они могут меняться.
Ключевым требованием является «клинически важное различие», которое мы хотим выявить между группами лечения. Как обсуждалось выше, эта разница должна быть клинически важной, поскольку, если она очень мала, о ней, возможно, не стоит знать.
Еще одна цифра, которую нам необходимо знать, — это стандартное отклонение переменной в исследуемой популяции.Измерения артериального давления представляют собой форму нормально распределенных непрерывных данных и, как таковые, будут иметь стандартное отклонение, которое Эгберт обнаружил в других исследованиях, посвященных аналогичным группам людей.
Зная эти последние две цифры, мы можем вычислить стандартизированную разницу, а затем использовать таблицу, чтобы дать нам представление о необходимом количестве пациентов.
Разница между средними значениями является клинически важной разницей, то есть она представляет собой разницу между средним артериальным давлением в группе бендрофлуазида и средним артериальным давлением в новой группе лечения.
Из каракулей Эгберта:
Используя таблицу 3, мы видим, что при стандартизированной разнице 0,5 и уровне мощности (pβ) 0,8 необходимое количество пациентов составляет 64. Эта таблица предназначена для односторонней гипотезы (?) Нулевая гипотеза требует, чтобы исследование быть достаточно мощным, чтобы определить, какое лечение лучше или хуже другого, поэтому нам понадобится минимум 64 × 2 = 128 пациентов. Это сделано для того, чтобы мы были уверены, что у нас есть пациенты, которые попадают в обе стороны от установленной нами средней разницы.
Таблица 3
Как мощность изменяется со стандартизованной разницей
Другой метод установки размера выборки — использование номограммы, разработанной Гором и Альтманом ², как показано на рисунке 3.
Рисунок 3
Номограмма для расчета объема выборки.
Из этого мы можем использовать линейку, чтобы присоединить стандартизованную разницу к мощности, необходимой для исследования.Там, где край пересекает среднюю переменную, указывается требуемое число N.
Номограмму также можно использовать для расчета мощности для двустороннего сравнения гипотез непрерывного измерения с одинаковым количеством пациентов в каждой группе.
Если данные не распределяются нормально, номограмма ненадежна, и следует искать официальную статистическую помощь.
Исследования с категориальными данными
Предположим, что Эгберт Эверард в своем постоянном стремлении улучшить уход за своими пациентами, страдающими инфарктом миокарда, был убежден фармацевтическим представителем помочь в проведении исследования нового препарата для посттромболизиса, Jedi Flow. Из предыдущих исследований он знал, что потребуются большие числа, поэтому выполнил расчет размера выборки, чтобы определить, насколько сложной будет задача (таблица 4).
Таблица 4
Расчет размера выборки
И снова значения pα и pβ стандартные, и мы установили уровень для клинически важной разницы.
В отличие от непрерывных данных, расчет размера выборки для категориальных данных основан на пропорциях.Однако, как и в случае с непрерывными данными, нам все равно необходимо рассчитать стандартизированную разницу. Это позволяет нам использовать номограмму для определения необходимого количества пациентов.
p ₁ = пропорциональная смертность в группе тромболизиса = 12% или 0,12
p ₂ = пропорциональная смертность в группе Jedi Flow = 9% или 0,09 (это 3% клинически важная разница в смертности, которую мы хотим показать).
P = (p ₁₊ p ₂) / 2 =
Стандартизированная разница составляет 0,1. Если мы воспользуемся номограммой и проведем линию от 0,1 до оси мощности на 0,8, мы сможем увидеть от точки пересечения с центральной осью на уровне 0,05 pα, нам нужно 3000 пациентов для исследования. Это означает, что нам нужно 1500 пациентов в группе Jedi Flow и 1500 в группе тромболизиса.
МОЩНОСТЬ В ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ
Расчет мощности редко используется в диагностических исследованиях, и, по нашему опыту, мало кто о них знает. Они имеют особое значение для практики неотложной медицины в связи с характером нашей работы. Описанные здесь методы взяты из работы Buderer. ³
Доктор Эгберт Эверард решает, что диагностику переломов голеностопного сустава можно улучшить с помощью нового портативного ультразвукового устройства в отделении неотложной помощи в «Звезде Смерти». Устройство DefRay используется для обследования голеностопного сустава и позволяет определить, сломана ли лодыжка. Доктор Эверард считает, что это новое устройство может снизить потребность пациентов в часах ожидания в радиологическом отделении, что позволит избежать боли в ушах у пациентов, когда они вернутся. Он считает, что DefRay можно использовать в качестве инструмента скрининга, только пациенты с положительным результатом теста DefRay будут отправлены в отделение радиологии, чтобы продемонстрировать точный характер травмы.
Он разрабатывает диагностическое исследование, в котором все пациенты с подозрением на перелом голеностопного сустава обследуются в отделении неотложной помощи с помощью DefRay.Этот результат записывается, а затем пациенты отправляются на рентгенограмму независимо от результата теста DefRay. Затем доктор Эверард и его коллеги сравнят результаты DefRay со стандартной рентгенограммой.
Пропущенные переломы лодыжки стоили отделению доктора Эверарда больших денег в прошлом году, поэтому очень важно, чтобы DefRay работал хорошо, если его приняли в качестве скринингового теста. Эгберту интересно, сколько пациентов ему понадобится. Делает заметки (таблица 5).
Таблица 5
Расчеты Эверарда
Для диагностического исследования мы рассчитываем мощность, необходимую для достижения либо адекватной чувствительности, либо адекватной специфичности. При расчетах используется стандартный способ представления диагностических данных «два на два», как показано в таблице 6.
Таблица 6
Таблица отчетов два на два для диагностических тестов
Для расчета потребности в адекватной чувствительности
Для расчета потребности в адекватной специфичности
Если бы Эгберт был в равной степени заинтересован в тесте со специфичностью и чувствительностью, мы бы выбрали большее из двух, но это не так. Он больше всего заинтересован в том, чтобы тест имел высокую чувствительность, чтобы исключить переломы лодыжки. Поэтому он принимает цифру за чувствительность — 243 пациента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Оценка размера выборки является ключом к проведению эффективных сравнительных исследований. Понимание концепций мощности, размера выборки и ошибок типа I и II поможет исследователю и критическому читателю медицинской литературы.
ВИКТОРИНА
Какие факторы влияют на расчет мощности для пробной терапии?
Доктор Эгберт Эверард хочет сделать новый анализ крови (ситтастический) для диагностики гена темной стороны. Он хочет, чтобы тест имел чувствительность не менее 70% и специфичность 90% с уровнем достоверности 5%. Распространенность заболевания в этой популяции составляет 10%.
Если д-р Эверард должен был испытать новое средство от ожогов легкой саблей, надеялись, что это снизит смертность с 55% до 45%.Он устанавливает pα на 0,05 и pβ на 0,99, но обнаруживает, что ему нужно много пациентов, поэтому, чтобы облегчить себе жизнь, он меняет мощность на 0,80.
Сколько пациентов в каждой группе ему понадобилось с pα равным 0,05 и pβ до 0,80?
Сколько пациентов ему нужно с большей (исходной) мощностью?
Ответы на викторину
См. Рамку.
(i) 2881 пациент; (ii) 81 пациент
(i) около 400 пациентов в каждой группе; (ii) около 900 пациентов в каждой группе
Благодарности
Мы хотели бы поблагодарить Fiona Lecky, почетного старшего преподавателя по неотложной медицине, Hope Hospital, Salford, за ее помощь в подготовке этой статьи.
ССЫЛКИ
Driscoll P , Wardrope J.Введение в статистику. Дж. Accid Emerg Med2000; 17: 205.
↵
Гор СМ , Альтман Д.Г. Насколько велика выборка. В: Статистика на практике . Лондон: Издательство BMJ, 2001: 6–8.
↵
Buderer NM . Статистическая методология: I. Включение распространенности заболевания в расчет размера выборки для определения чувствительности и специфичности. Acad Emerg Med 1996; 3: 895–900.
Калькулятор блока питания — Калькулятор мощности блока питания
Выберите компоненты
Центральный процессор (ЦП)
Выберите марку Выберите марку Это поле обязательно к заполнению. Выбрать серию Выбрать серию Это поле обязательно к заполнению.
Материнская плата
Выберите материнскую платуATXE-ATXMicro ATXMini-ITXThin Mini-ITXSSI CEBSSI EEBXL ATSВыберите материнскую плату Это поле обязательно к заполнению.
Графический процессор (GPU)
Выбрать набор микросхем Выберите набор микросхем Выбрать серию Выбрать серию Икс 121
Оперативная память (RAM)
Выберите объем памяти 32 ГБ DDR4 16 ГБ DDR48 ГБ DDR44 ГБ DDR432 ГБ DDR 38 ГБ DDR34 ГБ DDR32 ГБ DDR3 Выберите объем памяти Икс 1234561
Твердотельный накопитель (SSD)
Выберите твердотельный накопитель Не установлен До 120 ГБ — 256 ГБ 256 ГБ — 512 ГБ 512 ГБ — 1 ТБ 1 ТБ + Выберите твердотельный накопитель Икс 123456781
Жесткий диск (HDD)
Выберите жесткий диск Не установлен 5400 об / мин 3. Жесткий диск 5 дюймов, 7200 об / мин 3,5 дюйма, 10000 об / мин 2,5 дюйма, 10000 об / мин, 3,5 дюйма, 15 000 об / мин, 2,5 дюйма, жесткий диск 15 000 об / мин, 3,5 дюйма, HDD Выберите жесткий диск Икс 123456781
Оптический привод (CD / DVD / Blu-Ray)
Выберите оптический привод Не установлен Blu-RayDVD-RWCOMBOCD-RWDVD-ROMCD-ROM Выберите оптический привод
Рекомендуемая мощность блока питания:
0 Вт
ПРИМЕЧАНИЕ. Рекомендуемая мощность блока питания дает только общее представление о том, что следует учитывать при выборе блока питания.Карты PCI, внешние устройства, устройства USB и FireWire, охлаждающие вентиляторы и другие компоненты могут нуждаться в большей мощности.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать требования к блоку питания?
Лучший блок питания для вашего ПК — это тот, который обеспечивает необходимую мощность для всех компонентов одновременно.Чтобы рассчитать это вручную, необходимо умножить суммарный ток всех компонентов на общее напряжение всех компонентов. Результат — общая мощность, необходимая для сборки вашего ПК. Если вы введете все компоненты сборки вашего ПК в наш калькулятор, он сделает это за вас и предоставит список вариантов.
Почему мне следует использовать калькулятор для поиска источника питания?
Блок питания обеспечивает питание всех компонентов, и если вы установите неправильный блок питания, вы можете повредить компоненты.Правильный блок питания обеспечит все ваши компоненты постоянным количеством энергии, когда им это нужно.
Какие самые популярные марки блоков питания я могу купить?
Как узнать, что у блока питания правильный размер?
В каждом корпусе ПК есть место для блока питания, хотя оно может различаться по размеру и форме. Например, корпуса малого форм-фактора не смогут вместить блок питания, предназначенный для корпуса средней или полной башни. Всегда лучше смотреть на размеры корпуса вашего ПК и убедиться, что вы покупаете блок питания, который может поместиться в отведенном для этого месте.
Где я могу получить новости о блоках питания?
Как узнать, какой блок питания купить?
Прежде чем вы решите, какой блок питания купить, важно, чтобы вы знали все компоненты, которые в настоящее время есть в вашей сборке, или те, которые вы хотели бы включить. Вот полный список элементов, которые необходимо учитывать при расчете потребностей в источнике питания.
Материнская плата — Убедитесь, что вы знаете, какая материнская плата (настольная, серверная, портативная и т. Д.) Установлена в вашей сборке в настоящее время или какой форм-фактор вы хотите использовать в своей новой сборке. Это важный компонент ваших расчетов, потому что почти все в вашей сборке подключается к материнской плате и получает питание от нее.
Центральный процессор (ЦП) — Убедитесь, что вы знаете марку, модель или серию и размер гнезда.
Графический процессор (GPU) — Вам нужно будет учесть фактическую потребляемую мощность и количество дополнительных контактов питания, которые может иметь графический процессор. Это будет 6, 8, 6 + 6, 6 + 8 или 8 + 8 контактов — и это на каждый графический процессор. Поэтому убедитесь, что у вашего блока питания достаточно кабеля для этого. В большинстве блоков питания будет хотя бы один кабель, совместимый с 8-контактным или 6-контактным разъемом.
Память (RAM) — Всегда знайте количество карт памяти, которые может поддерживать ваша материнская плата, а также размер (ГБ) каждой из них.
Оптический дисковод — Если ваша сборка ПК включает в себя оптический дисковод, не забудьте включить его в свои расчеты. Также убедитесь, что вы знаете тип оптического носителя (Blu-ray, CD-ROM и т. Д.) Вашего оптического привода.
Жесткие диски (HDD) — Вам необходимо знать размер (дюймы) и число оборотов в минуту (например,грамм. 7200 об / мин) каждого жесткого диска, который у вас в настоящее время есть в вашей сборке или который вы хотите включить.
Твердотельный накопитель (SSD) — Вам необходимо знать размер (ГБ) каждого твердотельного накопителя, который у вас в настоящее время есть в вашей сборке или который вы хотели бы включить. Помните, что иногда их можно прикрепить к материнской плате.
Вентиляторы / Периферийные устройства — Вы можете захотеть добавить надстройки, такие как звуковая карта или вентиляторы корпуса RGB. Эти устройства также потребляют небольшое количество энергии, поэтому будьте осторожны, округляя мощность в ваттах для размещения периферийных устройств.
Что такое сертификация 80 PLUS?
80 PLUS — это сертификат, который измеряет эффективность источника питания. Производители добровольно отправят свою продукцию в независимую лабораторию для проверки энергоэффективности источника питания при различных нагрузках. На основании результатов блоки питания получают один из 6 уровней сертификации: 80 PLUS, 80 PLUS Bronze, 80 PLUS Silver, 80 PLUS Gold, 80 PLUS Platinum или 80 PLUS Titanium.
.
No related posts.

Разное