Как найти мощность — формулы для расчета
Работа электрической цепи определяется многими параметрами, в том числе и мощностью, играющей важную роль наряду с силой тока и напряжением. Данный показатель служит одной из характеристик электрических устройств и оборудования. Поэтому довольно часто возникает вопрос, как найти электрическую мощность того или иного прибора. Это необходимо для того, чтобы знать его энергопотребление и возможности совершения полезной работы.
Содержание
Понятие мощности электрического тока
Понятие мощности тесно связано с количеством работы, которую может выполнить электрический ток в течение установленного периода времени. Работа тока заключается в преобразовании электричества в другие виды энергии – механическую, кинетическую, тепловую и другие. Следовательно, мощность, по своей сути, представляет собой скорость всех этих превращений.
Показатели – мощность и напряжение встречаются постоянно в повседневной жизни в тех областях, где используются электрические устройства.
Все они потребляют определенное количество электротока, поэтому перед началом эксплуатации должны учитываться их потенциальные возможности, параметры и технические характеристики.
Значение мощности используемых приборов требуется для того, чтобы рассчитать сечения кабелей и проводов, номиналов автоматических выключателей и другой защитной аппаратуры. Кроме того, становится возможным заранее подсчитать, за какой срок может быть выполнена та или иная работа.
Для выполнения расчетов используется формула, представляющая собой P = A/t, где А является работой, а t – установленным отрезком времени. Существует два вида мощности – активная и реактивная.
Активная и реактивная мощность
Понятие активной мощности заключается в непосредственном преобразовании электрического тока в механическую, тепловую и другие виды энергии. Этот процесс носит необратимый характер и не может быть выполнен в обратном направлении. Для измерения активной мощности существует специальная единица – ватт (Вт).
Формула определяет 1 Вт = 1 вольт х 1 ампер. В быту и на производстве применяются более высокие величины – киловатты и мегаватты.
В отличие от активной, реактивная мощность создается за счет нагрузки, возникающей в емкостных или индуктивных устройствах. Когда используется переменный ток для определения этого показателя существует формула Q = U x I x sin φ. В этом случае sin φ представляет собой сдвиг фаз, который образует сниженное напряжение и рабочий ток. Сам угол имеет значение в диапазоне 0-90 градусов или от 0 до минус 90 градусов. Для измерения реактивной мощности применяются вольт-амперы.
Индуктивные и емкостные элементы способствуют возвращению электроэнергии обратно в сеть. В результате смещений по параметрам напряжения и тока, в электрической сети могут возникнуть некоторые перегрузки и другие негативные явления. Особенно ярко это проявляется у конденсаторов, отдающих обратно весь накопленный заряд. В такие моменты происходит обратное перемещение напряжения и тока, сдвинутых относительно друг друга.
Энергия емкости и индуктивности, смещенных по фазе относительно собственных характеристик сети как раз и представляет собой реактивную мощность. Она компенсируется за счет обратного эффекта, предотвращая потери в эффективности подачи электроэнергии.
Как вычислить электрическую мощность
Составляя проект любой электрической цепи, сначала надо найти мощность и уже по ее результатам определять значение допустимой нагрузки. Для постоянного тока используется всем известная формула P = U x I, выведенная по закону Ома.
Гораздо сложнее узнать мощность если используется переменный ток. Это связано с потреблением реактивной энергии все используемой аппаратурой. Следовательно, формула, приведенная выше, соответствует полному количеству энергии, потребляемой данным устройством. Ее активная составляющая определяется с помощью cosφ, зная которую можно установить, какова часть активной энергии заключена во всей полной мощности.
Это будет выглядеть следующим образом: Ракт = Робщ х cosφ = U x I x cosφ.
Следовательно, полная мощность электроприбора определяется Робщ = Ракт/cosφ. Ее показатели будут всегда выше, нежели у активной мощности.
Примерно такая же схема расчетов используется и для трехфазных сетей, каждая из которых условно состоит из трех однофазных. Разница между ними заключается в фазном и линейном напряжении. Первое применяется в однофазном варианте и замеряется между фазой и нулем. Линейное напряжение при трех фазах измеряется между каждым линейным проводом.
Таким образом, зная, что Uлин = Uфаз х √3, найдём активную нагрузку, как P = U x I x √3. Мощность агрегата, например, электродвигателя, инженеры нашли в виде формулы P = U x I x √3 x cosφ. Как правило, мощность того или иного устройства известна заранее, а в большинстве случаев требуется вычислить ток. В этом случае сила тока определяется: I = P/(U x √3 x cosφ).
Узнать мощность электродвигателя по диаметру вала без бирки
При замене сломанного советского электродвигателя на новый, часто оказывается, что на нем нет шильдика.
Нам часто задают вопросы: как узнать мощность электродвигателя? Как определить обороты двигателя? В этой статье мы рассмотрим, как определить параметры электродвигателя без бирки – по диаметру вала, размерам, току.
Как определить мощность?
Существует несколько способов определения мощности электродвигателя: диаметру вала, по габариту и длине, по току и сопротивлению, замеру счетчиком электроэнергии.
По габаритным размерам
Все электродвигатели отличаются по габаритным размерам. Определить мощность двигателя можно сравнив габаритные размеры с таблицей определения мощности электродвигателя, перейдя по ссылке габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР.
Какие размеры необходимо замерить:
- Длина, ширина, высота корпуса
- Расстояние от центра вала до пола
- Длина и диаметр вала
- Крепежные размеры по лапам (фланцу)
По диаметру вала
Определение мощности электродвигателя по диаметру вала – частый запрос для поисковых систем.
Таблица с привязкой диаметров валов к мощности и оборотам для двигателей АИР и 4АМ.
| Мощность электродвигателя Р, кВт | Диаметр вала, мм | Переход к модели | |||
| 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | ||
| 0,18 | 11 | 11 | 14 | – | АИР56А2, АИР56В4, АИР63А6 |
| 0,25 | 14 | 19 | АИР56В2, АИР63А4, АИР63В6, АИР71В8 | ||
| 0,37 | 14 | 19 | 22 | АИР63А2, АИР63В4, АИР71А6, АИР80А8 | |
| 0,55 | 19 | АИР63В2, АИР71А4, АИР71В6, АИР80В8 | |||
| 0,75 | 19 | 22 | 24 | АИР71А2, АИР71В4, АИР80А6, АИР90LA8 | |
| 1,1 | 22 | АИР71В2, АИР80А4, АИР80В6, АИР90LB8 | |||
| 1,5 | 22 | 24 | 28 | АИР80А2, АИР80В4, АИР90L6, АИР100L8 | |
| 2,2 | 24 | 28 | 32 | АИР80В2, АИР90L4, АИР100L6, АИР112МА8 | |
| 3 | 24 | 32 | АИР90L2, АИР100S4, АИР112МА6, АИР112МВ8 | ||
| 4 | 28 | 28 | 38 | АИР100S2, АИР100L4, АИР112МВ6, АИР132S8 | |
| 5,5 | 32 | 38 | АИР100L2, АИР112М4, АИР132S6, АИР132М8 | ||
| 7,5 | 32 | 48 | АИР112M2, АИР132S4, АИР132М6, АИР160S8 | ||
| 11 | 38 | 48 | АИР132M2, АИР132М4, АИР160S6, АИР160М8 | ||
| 15 | 42 | 48 | 55 | АИР160S2, АИР160S4, АИР160М6, АИР180М8 | |
| 18,5 | 55 | 60 | АИР160M2, АИР160M4, АИР180М6, АИР200М8 | ||
| 22 | 48 | 55 | 60 | АИР180S2, АИР180S4, АИР200М6, АИР200L8 | |
| 30 | 65 | АИР180M2, АИР180M4, АИР200L6, АИР225М8 | |||
| 37 | 55 | 60 | 65 | 75 | АИР200M2, АИР200M4, АИР225М6, АИР250S8 |
| 45 | 75 | 75 | АИР200L2, АИР200L4, АИР250S6, АИР250M8 | ||
| 55 | 65 | 80 | АИР225M2, АИР225M4, АИР250M6, АИР280S8 | ||
| 75 | 65 | 75 | 80 | АИР250S2, АИР250S4, АИР280S6, АИР280M8 | |
| 90 | 90 | АИР250М2, АИР250M4, АИР280M6, АИР315S8 | |||
| 110 | 70 | 80 | 90 | АИР280S2, АИР280S4, АИР315S6, АИР315M8 | |
| 132 | 100 | АИР280M2, АИР280M4, АИР315M6, АИР355S8 | |||
| 160 | 75 | 90 | 100 | АИР315S2, АИР315S4, АИР355S6 | |
| 200 | АИР315M2, АИР315M4, АИР355M6 | ||||
| 250 | 85 | 100 | АИР355S2, АИР355S4 | ||
| 315 | – | АИР355M2, АИР355M4 | |||
По показанию счетчика
Как правило измерение счетчика отображаются в киловаттах (далее кВт).
Для измерения мощности по показанию счетчика нужно:
- Подключить мотор и дать ему поработать в течении 6 минут.
- Замеры счетчика умножить на 10 – получаем точную мощность электромотора.
Расчет мощности по току
Для начала нужно подключить двигатель к сети и замерить показатели напряжения. Замеряем потребляемый ток на каждой из обмоток фаз с помощью амперметра или мультиметра. Далее, находим сумму токов трех фаз и умножаем на ранее замеренные показатели напряжения, наглядно в формуле расчета мощности электродвигателя по току.
- P – мощность электродвигателя;
- U – напряжение;
- Ia – ток 1 фазы;
- Ib – 2 фазы;
- Ic – 3 фазы.
Переходите по ссылке, чтобы узнать как определить ток электродвигателя по мощности
Определение оборотов вала
Асинхронные трехфазные двигатели по частоте вращения ротора делятся 4 типа: 3000, 1500, 1000 и 750 об.
мин. Приводим пример маркировки на основании АИР 180:
- АИР 180 М2 – где 2 это 3000 оборотов.
- АИР 180 М4 – 4 это 1500 об. мин.
- АИР 180 М6 – 6 обозначает частоту вращения 1000 об/мин.
- АИР 180 М8 – 8 означает, что частота вращения выходного вала 750 оборотов.
Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя – снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.
У двигателя на 3000 об/мин катушка обмотки статора занимает половину окружности – 180 °, то есть начало и конец секции параллельны друг другу и перпендикулярны центру. У электромоторов 1500 оборотов угол равен 120 °, у 1000 – 90 °. Схематический вид катушек изображен на чертеже. Все обмоточные данные двигателей смотрите в таблице.
Узнать частоту вращения с помощью амперметра
Узнать обороты вала двигателя, можно посчитав количество полюсов. Для этого нам понадобится миллиамперметр – подключаем измерительный прибор к обмотке статора.
При вращении вала двигателя стрелка амперметра будет отклонятся. Число отклонений стрелки за один оборот – равно количеству полюсов.
- 2 полюса – 3000 об/мин
- 4 полюса – 1500 об/мин
- 6 полюса – 1000 об/мин
- 8 полюса – 750 об/мин
Если не получилось узнать мощность и обороты
Если не получилось узнать мощность и обороты электродвигатели или вы не уверены в измерениях – обращайтесь к специалистам «Систем Качества». Наши специалисты помогут подобрать нужный мотор или провести ремонт сломанного электродвигателя АИР.
Эта запись была опубликована Полезные статьи и обзоры.Калькулятор работы и мощности
Создано Bogna Szyk
Отзыв Стивена Вудинга
Последнее обновление: 20 июня 2022 г. и калькулятор мощности
Этот калькулятор работы и мощности поможет вам определить механическую мощность конкретного устройства. Вы также можете использовать его, чтобы узнать, какую работу будет выполнять машина данной мощности за определенный промежуток времени.
Если вы хотите рассчитать электрическую мощность, попробуйте наш калькулятор закона Ома.
Определение работы
В физике работа, совершаемая объектом, понимается как количество энергии, которое необходимо приложить для перемещения на определенное расстояние. Например, это может быть энергия, необходимая для подъема по лестнице тяжелых сумок, или кинетическая энергия, приводящая к движению тела.
Как правило, он рассчитывается как силы, умноженной на перемещение объекта. Точнее говоря, это скалярное произведение этих двух величин. Измеряется в джоулях (Дж), что выражается как кг·м²/с² в единицах СИ или киловатт-часах (кВтч).
Говоря о джоулях, вы можете найти наш конвертер нм в джоули интересным чтением.
Определение мощности
Мощность – это скорость изменения работы или количество работы, выполненной за определенный промежуток времени. Чем выше мощность устройства, тем больше работы оно может выполнить за заданный период времени.
Измеряется в ваттах (Вт), что эквивалентно кг·м²/с³ в единицах СИ.
Как рассчитать мощность с помощью калькулятора работы и мощности
- Определить стоимость работы. Вы можете либо напрямую ввести это значение в наш калькулятор, либо использовать расширенный режим
Вт = 9000 Дж. - Определите время , в которое будет выполнена работа. Здесь мы можем взять
t = 60 с. - Мощность равна работе, деленной на время . В этом примере
P = 9000 Дж/60 с = 150 Вт. - Вы также можете использовать наш калькулятор мощности для поиска работы — просто введите значения мощности и времени .
Чтобы узнать о некоторых реальных применениях энергии, воспользуйтесь калькулятором циклической мощности!
FAQ
Как вы считаете время от питания и работы?
Поскольку мощность равна работе в единицу времени , продолжительность работы можно рассчитать, разделив работы на мощность.
Какие единицы используются для расчета работы и мощности?
Единицей работы является джоулей (Дж) , что составляет кг·м²/с² в единицах СИ. Другой стандартной единицей работы является кВтч .
Единицей мощности является ватт (Вт) , что равно числу джоулей работы, выполняемой в секунду .
Сколько джоулей в кДж?
В кДж (килоджоуле) содержится 1000 джоулей . Всякий раз, когда вы видите букву k перед единицей, это означает, что единица умножается на 1000.
Сколько джоулей в 1 лошадиной силе?
Одна лошадиная сила равна 735,5 ватт или джоулей в секунду. Итак, если в течение 1 секунды совершается работа в одну лошадиную силу, это равно 735,5 джоулей . Умножьте на продолжительность работы в секундах, чтобы найти полную энергию в джоулях.
Что такое джоули в секунду?
Джоулей в секунду — это скорость работы выполненных работ, более известная как мощность .
Единицей мощности является ватт (Вт) , единицами измерения которого являются Дж/с.
Bogna Szyk
Посмотрите 83 похожих калькулятора классической механики ⚙️
УскорениеУгол поворотаУгол берега… Еще 80
Как рассчитать мощность на основе работы и времени
скорость, с которой вы делаете работу, это важно. В физике понятие мощности дает вам представление о том, сколько работы вы можете ожидать за определенный промежуток времени.
Предположим, у вас есть два быстроходных катера одинаковой массы, и вы хотите знать, какой из них позволит вам разогнаться до 120 миль в час быстрее. Не обращая внимания на такие глупые детали, как трение, вам потребуется такой же объем работы, чтобы разогнаться до такой скорости, но сколько времени это займет? Если одной лодке требуется три недели, чтобы разогнать вас до 120 миль в час, это может быть не та лодка, которую вы возьмете на гонки.
Другими словами, объем работы, которую вы выполняете за определенное время, может иметь большое значение.
Если работа, выполненная в любой момент времени, изменяется, вы можете вычислить среднюю работу, выполненную за время t.
Средняя величина в физике часто записывается с чертой над ней, как в следующем уравнении для средней мощности:Мощность — это работа или энергия, разделенная на время, поэтому мощность выражается в джоулях в секунду, что называется ватт — знакомый термин для любого, кто использует что-либо электрическое. Вы сокращаете ватт до просто W, поэтому 100-ваттная лампочка преобразует 100 джоулей электрической энергии в свет и тепло каждую секунду.
Вы иногда сталкиваетесь с конфликтами символов в физике, таких как W для ватт и W для работы. Однако этот конфликт не является серьезным, поскольку один символ соответствует единицам (ваттам), а другой — концепции (работе). Заглавные буквы стандартны, поэтому обязательно обратите внимание на единицы измерения, а не на понятия.
Обратите внимание: поскольку работа и время являются скалярными величинами (у них нет направления), мощность также является скалярной величиной.
Скажем, например, что вы едете в санях, запряженных лошадьми, к дому своей бабушки. В какой-то момент лошадь разгоняет сани с вами, общей массой 500 кг, с 1,0 м/с до 2,0 м/с за 2,0 секунды. Сколько сил уходит на этот ход? Предполагая, что трение о снег отсутствует, общая работа, совершаемая санями, по теореме о работе и энергии равна 9.0003
Подстановка чисел дает
Поскольку лошадь выполняет эту работу за 2,0 секунды, необходимая мощность составляет
.Одна лошадиная сила равна 745,7 ватта, поэтому лошадь дает вам около половины лошадиной силы — не так уж и много для открытых саней с одной лошадью.
Эта статья из книги:
- Физика I Для чайников,
Об авторе книги:
Доктор Стивен Хольцнер написал более 40 книг по физике и программированию.