Система СИ. Единицы физических величин Международной системы СИ.
В Международной системе СИ определяется семь основных и производные единицы физических величин, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.
Основные единицы системы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ устанавливается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы международной системы СИ получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия.
Приставки используются перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
Определения основных величин
Метр равен расстоянию, проходимому светом в вакууме за 1/299 722 458-ю долю секунды.
Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.
Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 10 7 Н.
Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде — 12 массой 0,012 кг.
При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и м. б. атомами, молекулами, ионами, электронами и др. частицами.
Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10 12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Сколько в ампере ватт, как перевести амперы в ватты и киловатты
Не каждая домохозяйка сразу сообразит, как перевести амперы в ватты или в киловатты, либо наоборот — ватты и киловатты в амперы. Для чего это может потребоваться? Например, на розетке или на вилке указаны такие цифры: «220В 6А» — маркировка, отражающая предельно допустимую мощность подключаемой нагрузки. Что это значит? Какой максимальной мощности сетевой прибор можно включить в такую розетку или использовать с данной вилкой?
Чтобы получить значение мощности, достаточно перемножить две эти цифры: 220*6 = 1320 ватт — максимальная мощность для данной вилки или розетки. Скажем, утюг с паром можно будет использовать только на двойке, а масляный обогреватель — только в половину мощности.
Итак, чтобы получить ватты, нужно указанные амперы умножить на вольты: P = I*U – ток умножить на напряжение (в розетке у нас примерно 220-230 вольт). Это главная формула для нахождения мощности в однофазных электрических цепях.
Что такое сила тока:
Переводим ватты в амперы
Или случай, когда мощность в ваттах нужно перевести в амперы. С такой задачей сталкивается, например, человек, решивший выбрать защитный автомат для водонагревателя.
На водонагревателе написано, допустим, «2500 Вт» — это номинальная мощность при сетевых 220 вольтах. Следовательно, чтобы получить максимальные амперы водонагревателя, разделим номинальную мощность на номинальное напряжение, и получим: 2500/220 = 11,36 ампер.
Итак, можно выбрать автомат на 16 ампер. 10 амперного автомата будет явно не достаточно, а автомат на 16 ампер сработает сразу, как только ток превысит безопасное значение. Таким образом, чтобы получить амперы, нужно ватты разделить на вольты питания — мощность разделить на напряжение I = P/U (вольт в бытовой сети 220-230).
Сколько ампер в киловатте и сколько киловатт в ампере
Бывает часто, что на сетевом электроприборе мощность указана в киловаттах (кВт), тогда может потребоваться перевести киловатты в амперы. Поскольку в одном киловатте 1000 ватт, то для сетевого напряжения в 220 вольт можно принять, что в одном киловатте 4,54 ампера, потому что I = P/U = 1000/220 = 4,54 ампер. Верно для сети и обратное утверждение: в одном ампере 0,22 кВт, потому что P = I*U = 1*220 = 220 Вт = 0,22 кВт.
Для приблизительных расчетов можно учитывать то, что при однофазной нагрузке номинальный ток I ≈ 4 , 5Р, где Р — пот ре бляем ая мощность и киловат т ах. Например, при Р = 5 кВт , I = 4,5 х 5 = 22,5 А.
Как быть, если сеть трехфазная
Если выше речь шла об однофазной сети, то для трехфазной сети соотношение между током и мощностью несколько отличается. Для трехфазной сети P = √3*I*U, и чтобы найти ватты в трехфазной сети, необходимо умножить вольты линейного напряжения на амперы в каждой фазе и еще на корень из 3, например: асинхронный двигатель при 380 вольтах потребляет ток 0,83 ампера на каждую фазу.
Чтобы найти полную мощность, перемножим линейное напряжение, ток, и домножим еще на √3. Имеем: P = 380*0,83*1,732 = 546 ватт. Чтобы найти амперы, достаточно мощность прибора в трехфазной сети разделить на величину линейного напряжения и на корень из 3, то есть воспользоваться формулой: I = P/(√3*U).
Заключение
Зная, что мощность в однофазной сети равна P = I*U, а напряжение в сети равно 220 вольт, ни для кого не составит труда вычислить соответствующую мощность для того или иного значения тока.
Зная обратную формулу, что ток равен I = P/U, а напряжение в сети равно 220 вольт, каждый легко найдет амперы для своего прибора, зная его номинальную мощность при работе от сети.
Аналогично ведутся вычисления и для трехфазной сети, добавляется лишь коэффициент 1,732 (корень из трех — √3). Ну и удобное правило для сетевых однофазных приборов: «в одном киловатте 4,54 ампера, а в одном ампере 220 ватт или 0,22 кВт» — это прямое следствие из приведенных формул для сетевого напряжения в 220 вольт.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Энергосбережение, экономия энергии
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Ватты и вольт-амперы — извечная путаница
В настоящей статье разъясняются отличия между ваттами и вольт-амперами, а также приводятся примеры правильного и неправильного использования терминов в отношении оборудования защиты по электропитанию. При оценке нагрузки на ИБП множество людей не понимают разницы между такими единицами измерения, как ватты и вольт-амперы (V-A). Многие производители ИБП и электрооборудования еще более усиливают данную путаницу, должным образом не разграничивая данные параметры.
Предпосылки
Мощность, потребляемая вычислительным оборудованием, выражается в ваттах или вольт-амперах (VA). Мощность, выраженная в ваттах, представляет собой активную мощность, потребляемую оборудованием. Вольт-амперы называют “кажущейся мощностью” – она являются результатом умножения напряжения, подаваемого на оборудование, на силу тока, потребляемую оборудованием.
Используются обе характеристики – и ватты, и вольт-амперы, но в различных целях. Характеристика в ваттах определяет активную мощность, приобретаемую у коммунального предприятия, и тепловую нагрузку, генерируемую оборудованием. Характеристика в вольт-амперах используется для расчета проводки и размыкателей цепи.
Характеристики в вольт-амперах и ваттах для некоторых типов электрической нагрузки (например, для ламп накаливания) идентичны. Однако для компьютерного оборудования характеристики в ваттах и вольт-амперах могут значительно отличаться, при этом характеристика в вольт-амперах всегда будет больше или равна характеристике в ваттах. Отношение ватт к вольт-амперам называется “коэффициентом мощности” и выражается либо в виде числа (т.е. 0,7), либо в виде процентов (т.е. 70%).
Характеристика мощности компьютера в ваттах может отличаться от характеристики в вольт-амперах
Все оборудование информационных технологий, включая компьютеры, использует импульсные источники питания. Существует два основных типа импульсных источников питания для компьютеров: 1) источники питания с коррекцией коэффициента мощности и 2) источники с конденсатором на входе. При визуальном осмотре оборудования невозможно определить используемый источник питания, и данная информация обычно не указывается в спецификациях к оборудованию. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC) поступили на рынок в середине 1990-х годов; их отличительная особенность – равенство номиналов в ваттах и вольт-амперах (коэффициент мощности от 0,99 до 1,0). В источниках с конденсатором на входе номинал в ваттах составляет от 0,55 до 0,75 вольтамперной характеристики (коэффициент мощности от 0,55 до 0,75).
Все крупное компьютерное оборудование (такое как маршрутизаторы, коммутаторы, дисковые массивы и серверы), произведенное после 1996 года, используют источник питания с коррекцией коэффициента мощности. Следовательно, для данного типа оборудования коэффициент мощности составляет 1.
Персональные компьютеры, небольшие концентраторы и аксессуары для ПК обычно используют источники питания с конденсатором на входе, поэтому для данного типа оборудования коэффициент мощности меньше единицы и обычно примерно равен 0,65. В крупном компьютерном оборудовании, произведенном до 1996 года, также обычно используется данный тип источников электропитания с коэффициентом мощности меньше единицы.
Номинальная мощность ИБП
ИБП имеют максимальные характеристики и в ваттах, и в вольт-амперах. Недопустимо превышение ни тех, ни других параметров.
Для небольших ИБП фактическим отраслевым стандартом является номинал в ваттах, составляющий приблизительно 60% от вольтамперной характеристики, это обычный коэффициент мощности большинства ПК. В некоторых случаях производители указывают только вольтамперную характеристику ИБП. Для небольших ИБП, рассчитанных на компьютерные нагрузки, для которых определен лишь вольтамперный показатель, можно использовать допущение, что номинальная мощность ИБП в ваттах составляет 60% от указанной фиксируемой мощности в вольт-амперах.
В более крупных ИБП в последнее время основное внимание уделяется мощности ИБП в ваттах, при этом номиналы ИБП в ваттах и вольт-амперах обычно равны, поскольку для обычных нагрузок эти характеристики идентичны. Более подробную информацию по вопросам коэффициента мощности крупногабаритных систем и вычислительных центров см. в Информационной статье APC 26 Опасности, связанные с гармоническими колебаниями и перегрузками нейтрали.
Примеры возникновения проблем при расчетах
Пример № 1: Рассмотрим типичный ИБП 1000 ВА. Пользователю требуется подать питание на 900-ваттный нагреватель с использованием ИБП. Мощность нагревателя составляет 900 Вт, а вольтамперная характеристика равна 900 ВА при коэффициенте мощности, равном 1. Хотя вольтамперная характеристика нагрузки составляет 900 ВА, то есть находится в пределах вольтамперной характеристики ИБП, последний, вероятно, не справится с задачей. Причина в том, что мощность устройства, равная 900 Вт, превышает мощность ИБП, которая, вероятнее всего, составляет 60% от 1000 ВА, т.е. примерно 600 Вт.
Пример № 2: Рассмотрим ИБП 1000 ВА. Пользователю требуется подать питание на 900-ваттный файловый сервер с использованием ИБП. Файловый сервер оснащен источником питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его характеристики следующие: 900 Вт и 900 ВА. Хотя вольтамперная характеристика нагрузки составляет 900 ВА, то есть находится в пределах вольтамперной характеристики ИБП, последний не справится с задачей. Причина в том, что мощность устройства, равная 900 Вт, превышает мощность ИБП, которая составляет 60% от 1000 ВА, т.е. примерно 600 Вт.
Как избежать ошибок при расчетах
Специальная программа для подбора ИБП, размещенная на сайте APC by Schneider Electric www.apc.com, поможет решить эти проблемы, поскольку мощность нагрузки для указанного оборудования проверяется. Кроме того, этот селектор поможет избежать превышения нагрузок как в ваттах, так и в вольт-амперах.
На паспортной табличке оборудования номинал зачастую указан в ВА, что затрудняет вычисление номинала в ваттах. Если для расчетов используются характеристики, указанные в паспортной табличке, пользователь может подобрать систему, на первый взгляд соответствующую характеристике ВА, но в действительности она будет превышать мощность ИБП в ваттах.
Если вольтамперная характеристика нагрузки не будет превышать 60% вольтамперной характеристики ИБП, это гарантирует отсутствие превышения номинала ИБП в ваттах. Поэтому, если нет точных данных о мощности нагрузки в ваттах, безопаснее всего придерживаться следующего правила: совокупные характеристики нагрузки на паспортной табличке должны быть менее 60% от вольтамперной характеристики ИБП.
Отметим, что такой консервативный подход к расчетам обычно приводит к завышению мощности ИБП и увеличению времени срабатывания против ожидаемого. При необходимости оптимизации системы и точного подбора времени срабатывания используйте селектор ИБП APC by Schneider Electric на сайте www.apc.com .
Заключение
Указание мощности, потребляемой компьютерами, зачастую не позволяет легко подобрать мощность ИБП. Можно подобрать системы, характеристики которых будут на первый взгляд правильными, но, тем не менее, они будут приводить к перегрузке ИБП. Чтобы обеспечить бесперебойную работу системы, следует слегка завысить номинал ИБП по сравнению с характеристиками оборудования, указанными на паспортной табличке. Запас мощности также обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в увеличении автономного времени работы ИБП.
Обратитесь к сотрудникам Ruba Technology для более подробной консультации в вопросах мощности устройств и источниках бесперебойного питания. Наши специалисты помогут выбрать и купить ИБП, полностью соответствующее требованиям и характеристикам технической среды того или иного оборудования.
Переводим Вольт-Амперы (ВА) в Ватты (Вт)
Нередко наши покупатели, видя в названии стабилизатора цифры, принимают их за мощность в Ваттах. На самом деле, как правило, производитель указывает полную мощность прибора в Вольт-Амперах, которая далеко не всегда равна мощности в Ваттах. Из-за этого нюанса возможны регулярные перегрузки стабилизатора по мощности, что в свою очередь приведет к его преждевременному выходу из строя.
Электрическая мощность включает в себя несколько понятий, из которых мы рассмотрим наиболее для нас важные:
Полная мощность (ВА) — величина, равная произведению силы тока (Ампер) на напряжение в цепи (Вольт). Измеряется в Вольт-Амперах.
Активная мощность (Вт) — величина, равная произведению силы тока (Ампер) на напряжение в цепи (Вольт) и на коэффициент нагрузки (cos φ). Измеряется в Ваттах.
Коэффициент мощности (cos φ) — величина, характеризующая потребитель тока. Говоря простым языком, этот коэффициент показывает, скольно нужно полной мощности (Вольт-Ампер), чтобы «запихнуть» требуемую на совершение полезной работы мощность (Ватт) в потребитель тока. Этот коэффициент можно найти в технических характеристиках приборов-потребителей тока. На практике он может принимать значения от 0.6 (например, перфоратор) до 1 (нагревательные приборы). Cos φ может быть близок к единице в том случае, когда потребителями тока выступают тепловые (тэны и т.п.) и осветительные нагрузки. В остальных случаех его значение будет варьироваться. Для простоты это значение принято считать равным 0.8.
Активная мощность (Ватты) = Полная мощность (Вольт-Амперы) * Коэффициент мощности (Cos φ)
Т.е. при выборе стабилизатора напряжения на дом или на дачу в целом, его полную мощность в Вольт-Амперах (ВА) следует умножить на коэффициент мощности Cos φ = 0.8. В результате мы получаем приблизительную мощностьв Ваттах (Вт) на которую рассчитан данный стабилизатор. Не забывайте в расчетах принять во внимание пусковые токи электродвигателей. В момент пуска их потребляемая можность может превысить номинальную от трёх до семи раз.