4 Единицы измерения электричества. Электрической мощности единица измерения

4 Единицы измерения электричества

- Вольт (часто обозначается просто V) - это величина напряжения, которое толкает ток по цепи. В Европе ток, снабжающий домашние строения, обычно имеет напряжение в 240 вольт, хотя напряжение может варьировать до 14 вольт выше или ниже этой величины.

- Ампер (амп. или А, для сокращения) - это величина, которая используется для измерения силы тока, т.е. количества электрических заряженных частиц, называемых электронами, которые проходят через данную точку цепи каждую секунду. Биллионы электронов необходимы, чтобы получить один ампер. Величина, выраженная в амперах, определяется частично напряжением и частично сопротивлением.

- Ом - величина, служащая для измерения сопротивления. Она названа в честь немецкого физика 19 века Георга Симона Ома, который установил закон, гласящий, что сила тока, проходящего через проводник, обратно пропорциональна сопротивлению. Этот закон можно выразить уравнением: Вольты/Омы = Амперы. Следовательно, если вам известны две из названных величин, вы можете вычислить и третью.

- Ватт (W) - это величина энергии, показывающая, какое количество тока в приборе потребляется в любой момент. Соотношение между вольтами, амперами и ваттами выражено другим уравнением, которое поможет вам сделать любые расчеты. Они вам могут понадобиться для вычислений в данной книге:

Вольты х Амперы = Ватты

Принято пользоваться киловаттом (kW) как единицей энергии для крупных вычислений. Один киловатт равен одной тысяче ваттов.

- Киловатт-час - это величина для измерения полного количества потребляемой энергии. Например, если вы из расходуете 1 kW энергии за 1 час, это будет отражено на счетчике, и это значение израсходованной электроэнергии будет включено в вашу книгу расчета за электричество.

5 Единицы измерения тепловой энергии

Значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты) может выводиться измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. тепловая энергия может передаваться потребителю с помощью двух видов теплоносителей: горячая вода или водяной пар.

Тепловая энергия может быть измерена в виде:

теплоты (количество теплоты), которая является характеристикой процесса теплообмена и определяется количеством энергии, получаемым (отдаваемым) телом в процессе теплообмена; в международной системе единиц (СИ) измеряется в джоулях (Дж), устаревшая единица — калория (1 кал = 4,18 Дж)).

энтальпии теплоносителя, которая является термодинамическим потенциалом (или функцией состояния) и определяется массой, температурой и давлением теплоносителя, в международной системе единиц (СИ) измеряется в калориях

Энтальпию теплоносителя, используют в качестве меры (количественной характеристики) тепловой энергии. Технологические особенности тепловой энергии предопределяют своеобразие его отпуска и приемки и, как следствие, порядок учета тепловой энергии, который зависит, во-первых, от вида теплоносителя, с помощью которого передается тепловая энергия; во-вторых, от системы теплоснабжения, подразделяющейся на открытые водяные (или паровые) и закрытые.

Измерение тепловой энергии и ее учет не являются тождественными понятиями, поскольку измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем при помощи средств измерения, а учет тепловой энергии — использование результатов измерения.

studfiles.net

В чем измеряется электроэнергия: в каких единицах?

Лампочка Единицы измерения электроэнергии официально закреплены в МСЕ (Международная система единиц).

Еще в школе на уроках физики учителя объясняют, в чем измеряется электроэнергия. Но люди, которые ввиду своей специализации не сталкиваются с такими тонкостями в повседневности, быстро забывают об этой информации. Им вполне достаточно увидеть показатели на квитанциях ЖКХ, где указывается объем электроэнергии, за которую необходимо заплатить в срок.

В чем измеряется энергия по счетчику

Все показания потребляемого тока фиксируются по счетчику, потому что расход электроэнергии регистрируется очень точно. Педанты и любители все держать под контролем предпочитают вести дополнительный учет. Достаточно просто рассчитывать потребление энергии, живя в квартире или частном доме. На производстве тоже есть специальные счетчики, контролирующие количество энергии, но там все немного сложнее, так как и объемы масштабнее.

Счетчики в квартирах и частных домах измеряют активную энергию. В промышленности учитывается реактивная, а не активная энергия.

Дабы определить, в чем измеряется использованная активная электроэнергия, применяется показатель 1 кВт∙ч. Интегрированная реактивная мощность применяется для специальных приборов учета как 1 квар∙ч.

Разница между киловатт и киловатт-час

Киловатт (кВт) – единица, используемая при измерении мощности, образованная от Ватт.

Читайте также: Тарифы на электричество для жителей ДНР

Киловатт-час (кВТ∙ч) – единица, используемая при учете электроэнергии.

Они очень схожи, но это касается только названия. Более того, данные единицы относятся к разным физическим величинам.

Ватт (Вт) – системная единица, применяемая в измерении мощности. Универсальная производная в системе СИ, обладающая особым наименованием и обозначением. Была признана в 1889 году и названа в честь человека, который ее придумал в процессе создания универсальной паровой машины – Джеймс Ватт. Но в СИ единицу включили лишь в 1960 году. С того же времени она приобрела широкое применение в измерении любой мощности:

электрической;
тепловой;
механической и т. п.

Вполне допускается образование кратных и дольных показателей от исходной Ватт, для чего используется набор стандартных префиксов СИ – мега, гига, кило и т. п.

Единицы мощности кратные Вт:

1 Вт;
1 000 Вт = 1 кВт;
1 000 000 Вт = 1000 кВт = 1 мВт;
1 000 000 000 Вт = 1000 мВт = 1 000 000 кВт = 1 гВт.

Киловатт-час отсутствует в системе СИ, относясь к внесистемным единицам. С ее помощью производится исключительно измерение количества используемой или произведенной энергии.

На территории Российской Федерации использование этой единицы регламентировано ГОСТ 8.417-2002, который обуславливает однозначное название, формулировка и область применения. Рекомендовано применять кВТ∙ч в качестве основной единицы измерения учета количества электроэнергии. Потому что именно данная мера признана самой удобной и практичной, позволяющей получать самые точные результаты.

Но ГОСТ не запрещает применение кратных показателей, где это действительно уместно:

1 кВт∙ч = 1000 Вт∙ч;
1 мВт∙ч = 1000 кВт∙ч и т. п.

Вилка Правильное написание показателей:

полное прописное название пишется через дефис – киловатт-час;
сокращенное обозначение пишется через точку посередине – кВт∙ч.

Мощность электроприборов обозначается так:

ватты и киловатты – Вт, кВт, W, kW;
ватт-час и киловатт-час – Вт∙ч, кВт∙ч, W∙h, kW∙h;
вольт-амперы и киловольт-амперы – VA, kVA.

Читайте также: Тарифы на электроэнергию для юридических лиц

Вт и кВт применяются для обозначения общей физической мощности любого прибора относящегося к электрическим устройствам. Если на корпусе обозначены цифры с указанием одной из этих единиц, значит, прибор развивает данную мощность. Но для тепловых электроприборов пишут тепловую мощность, которую может выдать основной тепловой элемент.

На нашем сайте вы можете получить консультацию профессионального юриста совершенно бесплатно!

zhkhinfo.ru

Определение мощности электрического тока

Мощность электрического тока – один из основных параметров, определяющих работу электроцепи, наряду с напряжением и силой тока. Этот показатель всегда присутствует в технических характеристиках двигателей, трансформаторов, генераторов.

Генератор на электростанции

Определение

Чтобы понять, что такое мощность тока, надо определить его работу, так как они неразрывно связаны. Работа электротока заключается в энергопреобразовании из электрического вида в тепловой, кинетический и т. д. Мерилом этой энергии является работа. А мощность электрического тока – это скорость, с которой происходят преобразования. Формулой можно выразить:

P = A/t.

В чем измеряется мощность тока, проистекает из формулы, – Дж/с. Получилась единица измерения, называемая ватт (Вт). Другая единица измерения мощности, часто применяемая в энергетике, – следствие из другой формулы:

P = U*I.

Это вольтампер (ВА) и производные от нее кВА, мВА.

Важно! Благодаря последней формуле, можно заметить, что идентичную мощность электрического тока возможно получить при повышенном напряжении и маленьком токе либо при перемене местами количественного значения этих показателей. Так как при большом токе потери выше, эту зависимость используют, передавая электроэнергию по высоковольтным ЛЭП на значительные дистанции.

В электроцепях на постоянном токе существует один вид мощности, измеряемый в ваттах. Электрическая мощность, используемая при расчетах электросетей переменного тока, может быть:

активная;
реактивная;
полная;
комплексная.

Активная

Этот вид мощности электрического тока определяет работу, целиком затраченную на энергопреобразования. Пример – энергия, выделившаяся на нагрев сопротивления.

Формула расчета:

P = U*I cos φ,

где «φ» – это угол, на который сдвинуты фазы между векторами тока и напряжения.

Показатели U и I при подстановке в формулическое выражение берутся среднеквадратичные.

Формулы для расчета мощности

Реактивная

Реактивная мощность электрического тока применяется для оценки количественного показателя емкостной и индуктивной нагрузки на сеть.

Формула расчета:

Q = U*I sin φ.

Для реактивной мощности электрического тока применяют единицу измерения вольтампер реактивный (ВАр, кВАр, мВАр).

Реактивная часть появляется при расчете мощности в электрической цепи, к которой подключена индуктивность или емкость:

Индуктивность – это любая катушка: трансформаторная, реакторная, обмотки электродвигателя и т. д. Из-за происходящих процессов самоиндукции электрическая энергия не вся преобразовывается в другой вид, а определенное количество возвращается в сеть. Так как вектор ее смещен по фазе, сеть работает с перегрузкой;
Конденсатор, представляющий собой емкость, работает аналогичным образом, но смещение вектора возвращаемой энергии находится в противофазе по сравнению с индуктивным.

Важно! Для повышения качества электроэнергии и более эффективной работы электросетей свойство индуктивности и емкости работать в противофазе используется для компенсации реактивной энергии (применение конденсаторных батарей).

Конденсаторные батареи

Полная

Зная активную и реактивную составляющую, можно определить, чему равна полная мощность электрического тока. Хотя она не характеризует потребление энергии по факту, расчеты необходимы для определения нагрузки на компоненты электросетей: воздушные и кабельные линии, коммутационные аппараты, трансформаторы.

Формула расчета:

S = U*I, результат измеряется в вольтамперах.

Если использовать для расчета активную и реактивную составляющую, то полное мощностное значение определяется извлечением квадратного корня из суммы их квадратов.

Как измеряется

Количественный мощностной показатель измеряется несколькими способами с помощью разных приборов:

ваттметры, варметры для прямых замеров;
амперметры и вольтметры для косвенных замеров;
фазометр, позволяющий оценить влияние реактивной составляющей.

Прямые замеры

Служат для прямого измерения активного и реактивного мощностного показателя. Все ваттметры и варметры делятся на:

Аналоговые. Существуют стрелочные приборы и с самопишущими устройствами. На них отображается активная мощностная величина. Состоят из неподвижной катушки, включенной в цепь последовательно, и подвижной с параллельным подключением. Стрелка отклоняется от взаимного влияния создаваемых магнитных полей;
Цифровые. Содержат микропроцессоры, вычисляющие значения активной и реактивной составляющих на основе измерений тока и напряжения.

Цифровой варметр

Существуют трехфазные и однофазные приборы, многофункциональные ваттметры для замеров других параметров: частоты, силы тока, напряжения.

Косвенные замеры

При косвенных замерах в цепь подключается амперметр и вольтметр, снимаются их показания, затем, подставляя их в формулическое выражение, вычисляется количественный мощностной показатель.

Фазометры

Замерить коэффициент, на который умножается активная мощность, cos φ, можно с помощью фазометра, что позволяет оценить влияние реактивного компонента.

Аналоговое устройство работает по тому же принципу, что и идентичный ваттметр. Только шкала проградуирована в значениях cos φ. Подключение прибора производится к одним клеммам последовательно, к другим –параллельно, чтобы измерять напряжение и электроток. В трехфазных устройствах надо подсоединить все фазы.

Высокоточные цифровые приборы содержат детекторы, непосредственно сравнивающие фазы, и микропроцессоры, обрабатывающие информацию.

Фазометры нашли широкое применение при регулировании работы генераторов и синхронных электродвигателей:

У синхронного электродвигателя cos φ зависит от возбуждающего тока. При регулировании его функционирования в режиме отдачи реактивной составляющей, чтобы уменьшить ее негативное влияние, используют фазометр;
В генераторах применяется ручное регулирование cos φ с целью поддержания стабильности его параметров в пусковых режимах. Если нагрузка индуктивная, и cos φ в индуктивной зоне шкалы снижается, возможен опасный нагрев статорной обмотки. При нахождении cos φ в емкостной зоне генератор работает на потребление тока, что недопустимо.

Фазометр

Регулирование cos φ

Если cos φ понижается, то в сети увеличиваются потери, а полезная часть работы по преобразованию электроэнергии уменьшается. Соответственно, растет потребление из сети. При этом напряжение падает.

Важно! Для обеспечения наилучшего соотношения параметров электросети необходимо поддерживать cos φ на уровне 0,95 в индуктивной части шкалы фазометра.

Для компенсации индуктивной нагрузки, уменьшающей cos φ, на электрических подстанциях устанавливают конденсаторные батареи. Когда индуктивная составляющая падает значительно, батареи отключаются. Иногда это реализуется в автоматическом режиме. Отслеживание cos φ производится по фазометру.

Расчеты разных видов мощности показывают, насколько работа сети надежна и эффективна, позволяют оценить потери в количественном выражении.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Единицы измерений сил электрических токов, мощности и напряжения

Как становится известно любому школьнику, начинающему знакомиться с физикой, каждое физическое «количество» обязательно связано с его единицей. В области электричества ампер, вольт и ватт настолько распространены, что каждый, кто сменил лампочку или предохранитель, знаком с этими названиями. Это относится к подавляющему большинству людей, независимо от их образования.

Электрический ток

Что такое ампер

Сила тока определятся количественным показателем заряда, прошедшего по сечению провода в единичный отрезок времени. Так как I = q/t, то единица силы тока будет Кл/с (заряд измеряется в кулонах, а время в секундах).

Все электрические процессы можно описать формулами, а расчеты по этим выражениям должны производиться в определенных единицах. За единицу измерения электрического тока, кроме расчетной – Кл/с, приняли ампер.

Ампер – это базовая единица СИ, единственная из электрических, полученная из результатов эксперимента. Определение единицы измерения силы тока происходит из исследования магнетизма. Электрические токи в проводах приводят к возникновению магнитных полей (закон Био-Савара). Магнитные поля характеризуются действием магнитных сил (закон Ампера).

Официальное определение ампера в системе СИ выглядит так: если постоянный ток силой в 1 А поддерживается в двух параллельных проводниках бесконечной длины и пренебрежимо малого поперечного сечения, размещенных на дистанции 1 м в вакууме, то созданная между ними сила равна 2 х 10 (в минус седьмой степени) Н на метр длины.

Определение единицы силы тока

Диапазон тока в разных условиях сильно варьируется, на много порядков, поэтому удобно использовать кратные величины:

1 мкА (микроампер) равен 0,000001 А;
1 мА (миллиампер) равен 0,0001 А;
1кА (килоампер) равен 1000 А.

Другие электрические единицы связаны с ампером и между собой. Так, например, единица напряжения вольт (В) – это Вт/А, где Вт – единица мощности, а единичная величина сопротивления Ом – это В/А. Измерение напряженности электрического поля производят в В/м.

Повседневные примеры использования силы тока:

устройство для слухового аппарата – 0,7 мА;
56-дюймовый телевизор с плазменной технологией – 250/290 мА;
небольшая духовка или тостер – 120 мА;
лампа накаливания – 500/830 мА;
фен – 15 мА.

История

В 80-е годы 19-го века фактическое значение ампера было определено и электролитическим методом – путем определения веса металла, который он способен осаждать из раствора за определенное время. Количество осажденного металла пропорционально всему количеству проходящего электричества.

Интересно. Результаты, полученные разными исследованиями, находились в тесном соответствии, вывод состоял в следующем: ампер представлен тем количеством тока, которое способно осаждать 4,025 грамма серебра в час или 0,001118 грамм в секунду.

Единица силы тока ампер названа в честь французского физика и математика Андре-Мари Ампера. Он провел много экспериментов, связанных с ранней наукой об электричестве. Учитывая эту новаторскую работу, многие считают его отцом электродинамики. В знак признания большого вклада Ампера в создание фундаментальных основ современной электротехники название «ампер» было установлено как стандартная единица измерения силы тока на международной конференции электриков в 1881 году.

В 2011 г. принято решение о пересмотре определения отдельных единиц, в частности ампера. Предполагается, что он будет привязан к заряду электрона, который составляет 1, 602176565 х 10 (в минус 19 степени) Кл. Тогда и 1 Кл равен 6,241509343 х 10 (в 18 степени) заряда электрона.

Другие системы единиц

В альтернативных системах, не получивших широкого распространения, присутствуют другие единицы измерения тока:

Система СГСМ (электромагнитная). Один абампер, или био, определяется, исходя из измерения силы в динах, а длины – в сантиметрах. Физический смысл абампера идентичный. 1 абампер = 10 ампер;
Система СГСЭ (электростатическая). Взаимосвязь между ампером и статампером: 1 А = 2997924536,843 статА.

Эти единичные величины часто используются в теоретической физике.

Амперметр

Для практического измерения силы тока применяются амперметры, которые существуют аналоговые и цифровые, для измерения постоянного и переменного тока, больших и малых величин. Их шкала проградуирована в амперах (мА, кА). Подключение в электроцепь выполняется последовательно.

Миллиамперметр

С помощью количественной единицы тока можно просчитать любую цепь, определить параметры электрических аппаратов и приборов и выбрать их для использования.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Каталог товаров