Merkmale der Leistungsmessung. Leistung in dem, was gemessen wird. Leistung ist eine physikalische Größe, Leistungsformel Was ist die Maßeinheit für Leistung

Allgemeine Information.Leistungsmessungen sind in der Praxis der elektrischen und elektronischen Messung von Gleich- und Wechselstrom im gesamten gemasterten Frequenzbereich - bis zu Millimeter und kürzeren Wellen - sehr verbreitet.

Von besonderer Bedeutung ist die Messung der Leistung im Mikrowellenbereich, da die Leistung das einzige Merkmal des elektrischen Modus des entsprechenden Pfades ist, wenn die Messung von Strom und Spannung an der Mikrowelle aufgrund eines großen Fehlers praktisch unmöglich ist.

Die Leistung wird mit Wattmetern gemessen, die von Bruchteilen von Mikrowatt bis zu Einheiten - zehn Gigawatt - reichen.

Je nach gemessener Leistung werden Geräte in kleine Wattmeter unterteilt (<10 мВт), средней (10 мВт... 10 Вт) и большой (>10 W) Leistung.

Die Grundeinheit zur Leistungsmessung ist Watt (W). Vielfache und Untermultiplikatoren werden ebenfalls verwendet:

Gigawatt (1 GW \u003d W);

Megawatt (1 MW \u003d W);

Kilowatt (1 kW \u003d W);

Milliwatt (1 mW \u003d W);

Mikrowatt (1 μW \u003d W).

Internationale Bezeichnungen von Aggregaten sind in Anhang 1 angegeben.

Die Leistung kann nicht nur in absoluten, sondern auch in relativen Einheiten gemessen werden - Dezibel:

Indirekte und direkte Methoden werden verwendet, um die Leistung zu messen. In der Katalogklassifikation werden elektronische Wattmeter wie folgt bezeichnet: Ml - beispielhaft, M2 - Sendeleistung »MZ - absorbierte Leistung, M4 - Brücken für Leistungsmesser, M5 - Wandler (Köpfe) von Wattmetern.

Elektromechanische Wattmeter werden gemäß den auf ihren Skalen und Frontplatten angegebenen Leistungseinheiten klassifiziert: W - Wattmeter: kW - Kilowattmeter; mW - Milliwattmeter; W - Mikrowattmeter.

Leistungsmessung in Gleich- und Wechselstromkreisen mit niedrigen Frequenzen. Zur Messung der Leistung in Gleichstrom- und Wechselstromkreisen mit Industriefrequenzen werden am häufigsten elektromechanische Wattmeter elektrodynamischer und ferrodynamischer Systeme verwendet.

In der Laborpraxis werden hauptsächlich Wattmeter eines elektrodynamischen Systems der 3., 4. und 5. Genauigkeitsklasse (0,1; 0,2; 0,5) verwendet. In der Industrie werden für technische Messungen Wattmeter des ferrodynamischen Systems der Genauigkeitsklassen 6, 7 und 8 (1,0; 1,5 und 2,5) verwendet.

Die Skalen von Single-Limit-Wattmetern sind in den Werten der gemessenen Größe (Watt, Kilowatt usw.) abgestuft. Multi-Range-Wattmeter haben eine nicht abgestufte Skala. Vor der Verwendung solcher Wattmeter mit dem bekannten Nennstromwert und dem Gedächtnisspannungswert der ausgewählten Grenze sowie der Anzahl der Skalenteilungen des angewendeten Wattmeters muss dessen Teilungswert bestimmt werden von(Gerätekonstante) mit der Formel

Wenn Sie den Teilungswert für ein bestimmtes Wattmeter im ausgewählten Grenzwert kennen, können Sie den Wert der gemessenen Leistung leicht ablesen. Der gemessene Leistungswert ist

wo p -zählen der Anzahl der Unterteilungen auf der Skala des Geräts.

Wattmeter eines elektrodynamischen Systemswerden verwendet, um die Leistung in Wechselstrom- und Gleichstromkreisen mit einer Frequenz von bis zu mehreren Kilohertz zu messen.

Wattmeter des ferrodynamischen Systemsdient zum Messen der Leistung in AC- und DC-Schaltkreisen bei Industriefrequenzen.

Bei niedrigen, mittleren und hohen Gleich- und Wechselstromfrequenzen werden indirekte Verfahren zum Messen der Leistung verwendet, d.h. Spannungen, Ströme und Phasenverschiebungen werden durch nachfolgende Leistungsberechnungen bestimmt. Die Wirkleistung eines zweiphasigen Wechselstroms in einem Stromkreis mit komplexer Last wird durch die Formel bestimmt

wo U, ich-effektivspannung und Strom;

Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung.

In einer Schaltung mit einer rein ohmschen Last , wenn \u003d 0, \u003d 1, ist die Wechselstromleistung

, (3.33)

pulsstromleistung:

In der Praxis wird die durchschnittliche Leistung normalerweise über eine Impulswiederholungsperiode gemessen:

(3-35)

wo q -auslastungsgrad: q \u003d;

Pulsdauer;

Pulsformfaktor 1;

Pulswiederholungszeitraum.

Methoden zur Messung der Hochfrequenzleistung... Es gibt zwei typische Methoden zur Leistungsmessung (je nach Typ: absorbiert oder übertragen).

Absorbierte Leistungist die von der Last verbrauchte Leistung. In diesem Fall wird die Last durch ihr Äquivalent ersetzt, und die gemessene Leistung wird bei dieser äquivalenten Last vollständig abgeführt, und dann wird die Leistung des thermischen Prozesses gemessen. Die Last des Wattmeters nimmt die Leistung vollständig auf, daher werden solche Geräte als Wattmeter der aufgenommenen Leistung bezeichnet (Abbildung 3.16, und).Da die Last die gemessene Leistung vollständig aufnehmen muss, kann das Gerät nur bei getrenntem Verbraucher verwendet werden. Der Messfehler ist umso geringer, je vollständiger die Anpassung des Eingangswiderstands des Wattmeters an den Ausgangswiderstand der untersuchten Quelle oder die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung gewährleistet ist.

Zahl: 3.16. Methoden zur Messung der absorbierten (o) und übertragenen Leistung mit Wattmetern (b)

Macht weitergebenist die vom Generator auf die tatsächliche Last übertragene Leistung. Geräte, die es messen, werden als Durchgangsleistungs-Wattmeter bezeichnet. Solche Wattmeter verbrauchen einen kleinen Teil der Quellleistung, und das meiste davon wird in der realen Nutzlast freigesetzt (Abb. 3.16, b).

Die Durchgangsleistungs-Wattmeter umfassen Geräte an Hall-Wandlern mit einer absorbierenden Wand und anderen Geräten.

Im Bereich hoher und ultrahoher Frequenzen werden keine indirekten Methoden zur Leistungsmessung verwendet, da die Werte der Stromstärke und des Spannungsabfalls in verschiedenen Abschnitten der Übertragungsleitung unterschiedlich sind. Darüber hinaus ändert der Anschluss des Messgeräts die Betriebsart des Messkreises. Daher werden bei Mikrowellenfrequenzen andere Methoden verwendet: 1 zum Beispiel Umwandlung elektromagnetischer Energie in Wärmeenergie (kalorimetrische Methode), Änderung des Widerstands eines Widerstands (Thermistormethode).

Kalorimetrische Methodedie Leistungsmessung ist sehr genau. Diese Methode wird im gesamten Hochfrequenzbereich angewendet, wenn relativ hohe Leistungen gemessen werden, wenn ein Wärmeverlust auftritt. Die kalorimetrische Methode basiert auf der Umwandlung elektrischer Energie in Wärme, wenn eine bestimmte Flüssigkeit im Kalorimeter eines Wattmeters erhitzt wird (Abb. 3.17). Als nächstes wird die Leistung geschätzt, indem aus der bekannten Temperaturdifferenz und dem bekannten Flüssigkeitsvolumen, das durch das Kalorimeter fließt, bestimmt wird:

, (3.36)

wo ist der Koeffizient der verwendeten Flüssigkeit;

- volumen der erhitzten Flüssigkeit.

Zahl: 3.17. Kalorimetrisches Wattmetergerät

Der Fehler der kalorimetrischen Methode beträgt 1 ... 7%.

Thermistor (bolometrisch) Methodedie Leistungsmessung basiert auf der Nutzung der Eigenschaft von Thermistoren, ihren Widerstand unter dem Einfluss der absorbierten Leistung elektromagnetischer Wellen zu ändern. Thermistoren und Bolometer werden als Thermistoren verwendet.

Thermistorist eine Halbleiterplatte (oder -scheibe), die in einem Glasballon eingeschlossen ist. Thermistoren haben einen negativen Temperaturkoeffizienten, d.h. Mit steigender Temperatur sinkt ihr Widerstand.

Bolometerist eine dünne Platte aus Glimmer oder Glas, die mit einer Schicht (Film) aus Platin beschichtet ist. Filmbolometer haben eine sehr hohe Empfindlichkeit (bis zu ... W). Bolometer haben einen positiven Temperaturkoeffizienten, d.h. Mit steigender Temperatur steigt ihr Widerstand.

Die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit von Thermistoren ist höher als die von Bolometern, aber die Parameter von Bolometern sind stabiler, weshalb sie in beispielhaften Wattmetern (Untergruppe M1) verwendet werden.

Das Thermistorverfahren bietet eine hohe Empfindlichkeit und wird daher zur Messung niedriger und mittlerer Leistungen verwendet. Die Verwendung von Gewindebohrern und Trennvorrichtungen ermöglicht die Messung hoher Leistungen. Der Fehler von Thermistor-Wattmetern beträgt 4 ... 10% und hängt meistens vom Grad der Lastanpassung ab.

Zu den wichtigsten messtechnischen Merkmalen von Wattmetern, die Sie bei der Auswahl eines Geräts kennen müssen, gehören:

Gerätetyp (absorbierte oder übertragene Leistung);

Leistungsmessbereich;

Frequenzbereich;

Zulässiger Messfehler;

Standing Wave Ratio (SWR) des Leistungsmessereingangs oder des Reflexionsmoduls.

Kontrollfragen

1. Geben Sie die Regel für die Aufnahme eines Amperemeter in den zu untersuchenden Stromkreis an.

2. Was ist der Zweck von Shunts?

3. Wie ändert sich der Widerstand des Shunt-Amperemeter?

4. Wie ist der Shunt mit dem Amperemeter verbunden?

5. Amperemeter von welchem \u200b\u200bSystem werden am häufigsten bei der Messung von Gleichstrom verwendet?

6. Mit welchen Systemen wird die Stärke I des Wechselstroms hoher Frequenzen gemessen?

7. Welche Regeln müssen bei der Messung des Hochfrequenzstroms beachtet werden?

8. Geben Sie das Ersatzschaltbild eines Amperemeter zur Messung der Stromstärke niedriger Frequenzen an.

9. Geben Sie das Ersatzschaltbild des Amperemeter zur Messung der Stromstärke hoher Frequenzen an.

10. Listen Sie die Hauptparameter des Amperemeter auf.

11. Was ist die Anforderung an den Innenwiderstand des Amperemeter?

12. Warum ist es unmöglich, ein elektromechanisches Amperemeter eines elektrodynamischen Systems zur Messung von hochfrequentem Wechselstrom zu verwenden?

13. Nennen Sie die Vorteile von Amperemeter für magnetoelektrische Systeme.

14. Nennen Sie die Nachteile von Amperemeter des magnetoelektrischen Systems.

15. Wie viele Shunts enthält ein elektromechanisches Amperemeter mit fünf Messbereichen?

16. Was ist der grundlegende Unterschied zwischen einem Voltmeter und einem Amperemeter?

17. Wie ist das Voltmeter an den Stromkreis angeschlossen?

18. Was ist der Zweck zusätzlicher Widerstände?

19. Was muss getan werden, um den Spannungsmessbereich eines elektromechanischen Voltmeters zu erweitern?

20. Nennen Sie die Vor- und Nachteile elektromechanischer Voltmeter.

21. Aus welchen Gründen werden elektronische Analogvoltmeter klassifiziert?

22. Mit welchen Strukturdiagrammen werden elektronische analoge Voltmeter gebaut?

23. Nennen Sie die Vor- und Nachteile elektronischer analoger Voltmeter.

24. Warum haben Voltmeter vom Typ U - D eine hohe Empfindlichkeit?

25. Warum haben Voltmeter vom Typ D - U einen weiten Frequenzbereich?

26. Was sind die Vorteile elektronischer digitaler Voltmeter gegenüber elektronischen analogen?

27. Warum haben elektronische analoge Voltmeter eine Skala in Dezibel?

28. Was sind die wichtigsten messtechnischen Merkmale bei der Auswahl eines Voltmeters?

29. In welchen Einheiten wird die Spannung gemessen?

30. Was sind Multimeter?

31. Mit welchen Geräten kann die Leistung in Gleichstromkreisen gemessen werden?

32. Mit welchen Geräten kann die Leistung in Wechselstromkreisen mit sinusförmigem Strom von Industriefrequenzen gemessen werden?

33. Mit welcher Methode kann die geringe Leistung im Mikrowellenbereich gemessen werden?

34. Mit welcher Methode kann eine hohe Leistung im Mikrowellenbereich gemessen werden?

35. Was müssen Sie wissen, um die Leistung eines Impulssignals zu bestimmen?

36. Bestimmen Sie die dem Widerstand zugewiesene Leistung R \u003d1 kΩ mit 5 mA Gleichstrom.

37. Bestimmen Sie den Verluststrom R.- 2 kΩ Leistung, wenn ein sinusförmiger Strom mit einer Amplitude von 4 mA durch ihn fließt.

38. Was ist die kalorimetrische Methode zur Leistungsmessung?

39. Was ist die Methode zur Messung der Thermistorleistung?

40. Was ist ein Bolometer und wo wird es verwendet?

41. Zeigen Sie die Vorteile eines Thermistors gegenüber einem Bolometer auf.

42. Weisen Sie auf die Nachteile eines Thermistors gegenüber einem Bolometer hin.

43. Nennen Sie die Vor- und Nachteile elektrodynamischer Wattmeter.

44. Zu welcher Gruppe und Untergruppe gehören die Leistungsmesser?

45. Welchen Teil der Energie verbrauchen Wattmeter Durchgangsleistung?

Leistung ist ein physikalischer Indikator. Es identifiziert die im Laufe der Zeit geleistete Arbeit zur Messung der Energieänderung. Dank der Maßeinheit der Stromleistung ist es einfach, den Hochgeschwindigkeitsenergiefluss von Energie in jeder räumlichen Lücke zu bestimmen.

Berechnung und Typen

Aufgrund der direkten Abhängigkeit der Leistung von der Spannung im Netzwerk und der Strombelastung kann dieser Wert sowohl aus der Wechselwirkung eines großen Stroms mit einer niedrigen Spannung als auch aus dem Auftreten einer signifikanten Spannung mit einem niedrigen Strom resultieren. Dieses Prinzip gilt für die Umwandlung in Transformatoren und bei der Übertragung von Elektrizität über große Entfernungen.

Es gibt eine Formel zur Berechnung dieses Indikators. Es hat die Form P \u003d A / t \u003d I * U, wobei:

• P ist ein Maß für die Stromleistung, gemessen in Watt;
• A - aktuelle Arbeiten am Kettenabschnitt, berechnet in Joule;
• t fungiert als Zeitintervall, in dem die aktuelle Arbeit ausgeführt wurde, wird in Sekunden bestimmt;
• U ist die elektrische Spannung des Schaltungsabschnitts, berechnet in Volt;
• I - Stromstärke, berechnet in Ampere.

Elektrische Energie kann aktive und reaktive Anzeigen haben. Im ersten Fall wird die Kraft in eine andere Energie umgewandelt. Sie wird in Watt gemessen, da sie die Umwandlung von Volt und Ampere erleichtert.

Die Blindleistungsanzeige trägt zum Auftreten eines Selbstinduktionsphänomens bei. Eine solche Transformation gibt die Energieflüsse teilweise an das Netzwerk zurück, wodurch die aktuellen Werte werden verschoben und Spannungen mit negativer Auswirkung auf das Stromnetz.

Bestimmung des aktiven und reaktiven Indikators

Die Wirkleistung wird berechnet, indem der Gesamtwert eines einphasigen Stromkreises in einem sinusförmigen Strom über einen gewünschten Zeitraum bestimmt wird. Die Berechnungsformel wird in Form des Ausdrucks P \u003d U * I * cos φ dargestellt, wobei:

• U und ich wirken als Effektivstrom und -spannung;
• cos φ ist der Phasenwinkel zwischen diesen beiden Werten.

Aufgrund der Energieaktivität wird Elektrizität in andere Energiearten umgewandelt: Wärme und elektromagnetische Energie. Jedes elektrische Netzwerk mit einem sinusförmigen oder nicht sinusförmigen Strom bestimmt die Aktivität des Kettenabschnitts durch Summieren der Leistungen jedes einzelnen Kettenspaltes. Die elektrische Leistung eines dreiphasigen Kettenabschnitts wird durch die Summe jeder Phasenleistung bestimmt.

Ein ähnlicher Indikator für die Wirkkraft ist der Wert der Sendeleistung, der aus der Differenz zwischen Fall und Reflexion berechnet wird.

Der reaktive Indikator wird in Voltampere gemessen. Diese Größe wird verwendet, um die elektrischen Lasten zu bestimmen, die durch elektromagnetische Felder in einem Wechselstromkreis erzeugt werden. Die Maßeinheit für die Leistung des elektrischen Stroms wird berechnet, indem der quadratische Mittelwert der Spannung im Netzwerk U mit dem Wechselstrom I und dem Phasensinuswinkel zwischen diesen Werten multipliziert wird. Die Berechnungsformel lautet wie folgt: Q \u003d U * I * sin.

Wenn die Strombelastung geringer als die Spannung ist, ist die Phasenverschiebung positiv, im Gegenteil negativ.

Messwert

Die elektrische Haupteinheit ist Strom. Um zu bestimmen, in welcher Leistung der elektrische Strom gemessen wird, müssen die Hauptmerkmale dieser Größe untersucht werden. Nach den Gesetzen der Physik wird es in Watt gemessen. In Bezug auf die Produktion und den Alltag wird der Wert in Kilowatt umgerechnet. Bei umfangreichen Berechnungen muss in Megawatt umgerechnet werden. Dieser Ansatz wird in Kraftwerken zur Erzeugung elektrischer Energie praktiziert. Die Arbeit wird in Joule gemessen. Der Wert wird durch die folgenden Beziehungen bestimmt:

Die Kraft des Verbrauchers ist auf dem elektrischen Gerät selbst oder im Reisepass angegeben. Nachdem Sie diesen Parameter ermittelt haben, können Sie die Werte von Indikatoren wie Spannung und elektrischem Strom abrufen. Die verwendeten Indikatoren geben an, in was die elektrische Leistung gemessen wird. Sie können in Form von Wattmetern und Varmetern wirken. Die Blindleistung der Leistungsanzeige wird durch ein Phasenmessgerät, ein Voltmeter und ein Amperemeter bestimmt. Der Zustandsstandard für die Messung der Stromleistung ist der Frequenzbereich von 40 bis 2500 Hz.

Berechnungsbeispiele

Zur Berechnung des Stroms des Wasserkochers mit einer elektrischen Leistung von 2 KW wird die Formel I \u003d P / U \u003d (2 * 1000) / 220 \u003d 9 A verwendet. Um das Gerät an das Stromnetz anzuschließen, wird die Steckerlänge von 6 A nicht verwendet. Das angegebene Beispiel gilt nur für die Phase und Stromspannung. Nach dieser Formel wird der Indikator aller Haushaltsgeräte berechnet.

Wenn die Schaltung induktiv ist oder eine große Kapazität hat, ist es notwendig, die Leistungseinheit des Stroms unter Verwendung anderer Ansätze zu berechnen. Beispielsweise wird die Leistung in einem Wechselstrommotor unter Verwendung der Formel P \u003d I * U * cos bestimmt.

Wenn Sie das Gerät an ein dreiphasiges Netzwerk anschließen, in dem die Spannung 380 V beträgt, um die Anzeige zu bestimmen, werden die Leistungen jeder Phase separat summiert.

Als Beispiel können wir einen dreiphasigen Kessel mit einer Leistung von 3 kW betrachten, von denen jeder 1 kW verbraucht. Der Phasenstrom wird nach der Formel I \u003d P / U * cos φ \u003d (1 * 1000) / 220 \u003d 4,5 A berechnet.

Auf jedem Gerät wird eine Anzeige der elektrischen Leistung angezeigt. Die Übertragung großer Leistungsmengen, die in der Produktion verwendet werden, erfolgt über Hochspannungsleitungen. Energie wird von Umspannwerken in elektrischen Strom umgewandelt und wird zur Verwendung am Netz geliefert.

Dank einfacher Berechnungen wird der Leistungswert ermittelt. Wenn Sie den Wert kennen, können Sie die richtige Spannungsauswahl für den vollen Betrieb von Haushalts- und Industriegeräten treffen. Dieser Ansatz trägt dazu bei, ein Durchbrennen von Elektrogeräten zu vermeiden und das Stromnetz vor Spannungsspitzen zu schützen.

Wir alle begegnen jeden Tag Elektrogeräten, ohne sie hört unser Leben auf. Und jeder von ihnen hat eine bestimmte Kapazität in den technischen Anweisungen. Heute werden wir herausfinden, was es ist, die Arten und Methoden der Berechnung herausfinden.

An das Stromnetz angeschlossene Elektrogeräte arbeiten in einem Wechselstromkreis, daher werden wir die Stromversorgung unter diesen Bedingungen berücksichtigen. Lassen Sie uns jedoch zunächst eine allgemeine Definition des Konzepts geben.

Leistung ist eine physikalische Größe, die die Umwandlungs- oder Übertragungsrate elektrischer Energie widerspiegelt.

Im engeren Sinne wird elektrische Leistung als das Verhältnis der über einen bestimmten Zeitraum geleisteten Arbeit zu diesem Zeitraum bezeichnet.

Wenn wir diese Definition weniger wissenschaftlich umformulieren, stellt sich heraus, dass Energie eine bestimmte Energiemenge ist, die ein Verbraucher über einen bestimmten Zeitraum verbraucht. Das einfachste Beispiel ist eine herkömmliche Glühlampe. Die Geschwindigkeit, mit der eine Glühbirne verbrauchten Strom in Wärme und Licht umwandelt, ist ihre Leistung. Je höher der anfängliche Indikator für die Glühbirne ist, desto mehr Energie verbraucht sie und desto mehr Licht gibt sie ab.

Da in diesem Fall nicht nur der Prozess der Umwandlung von Elektrizität in eine andere ( licht, Wärme usw.), aber auch beim Schwingungsprozess der elektrischen und magnetischen Felder tritt eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung auf, die bei weiteren Berechnungen berücksichtigt werden sollte.

Bei der Berechnung der Leistung in einem Wechselstromkreis ist es üblich, aktive, reaktive und Gesamtkomponenten zu unterscheiden.

Wirkleistungskonzept

Aktive „Nutzleistung“ ist der Teil der Leistung, der den Prozess der Umwandlung elektrischer Energie in eine andere Energie direkt charakterisiert. Es wird mit dem lateinischen Buchstaben P bezeichnet und gemessen in ( W.).

Berechnet nach der Formel: P \u003d U⋅I⋅cosφ,

wobei U und I der Effektivwert der Spannung bzw. des Stroms der Schaltung sind, ist cos φ der Cosinus des Phasenwinkels zwischen Spannung und Strom.

WICHTIG! Die zuvor beschriebene Formel eignet sich zur Berechnung von Schaltkreisen, wobei jedoch leistungsstarke Einheiten normalerweise ein Netzwerk mit einer Spannung von 380 V verwenden. In diesem Fall sollte der Ausdruck mit der Wurzel von drei oder 1,73 multipliziert werden

Blindleistungskonzept

Blindleistung ist die Leistung, die beim Betrieb von Elektrogeräten mit induktiver oder kapazitiver Last erzeugt wird und die auftretenden elektromagnetischen Schwingungen widerspiegelt. Einfach ausgedrückt, es ist Energie, die von der Stromquelle zum Verbraucher gelangt und dann zum Netzwerk zurückkehrt.

Es ist natürlich unmöglich, diese Komponente im Geschäftsleben einzusetzen, außerdem schadet sie dem Stromversorgungsnetz weitgehend, weshalb sie normalerweise versuchen, dies zu kompensieren.

Dieser Wert wird mit dem lateinischen Buchstaben Q bezeichnet.

MERKEN! Die Blindleistung wird nicht in den üblichen Watt gemessen ( W.) und in Blindvoltampere ( Var).

Berechnet nach der Formel:

Q \u003d U⋅I⋅sinφ,

wobei U und I die Effektivspannung bzw. der Effektivstrom der Schaltung sind, ist sinφ der Sinus des Phasenwinkels zwischen Spannung und Strom.

WICHTIG! Bei der Berechnung kann dieser Wert je nach Bewegung der Phase entweder positiv oder negativ sein.

Kapazitive und induktive Lasten

Der Hauptunterschied zwischen reaktiven ( kapazitiv und induktiv) Last - das Vorhandensein von Kapazität und Induktivität, die dazu neigen, Energie zu speichern und später an das Netzwerk weiterzugeben.

Eine induktive Last wandelt die Energie eines elektrischen Stroms zuerst in ein Magnetfeld um ( für eine halbe halbe Periode) und wandelt dann die Energie des Magnetfelds in elektrischen Strom um und überträgt ihn auf das Netzwerk. Ein Beispiel sind Asynchronmotoren, Gleichrichter, Transformatoren, Elektromagnete.

WICHTIG! Wenn eine induktive Last in Betrieb ist, liegt die Stromkurve immer um einen halben Zyklus hinter der Spannungskurve zurück.

Eine kapazitive Last wandelt die Energie eines elektrischen Stroms in ein elektrisches Feld um und wandelt dann die Energie des resultierenden Feldes wieder in elektrischen Strom um. Beide Prozesse finden wiederum jeweils eine halbe Periode statt. Beispiele sind Kondensatoren, Batterien, Synchronmotoren.

WICHTIG! Während des Betriebs der kapazitiven Last liegt die Stromkurve um einen halben Zyklus vor der Spannungskurve.

Leistungsfaktor cosφ

Leistungsfaktor cosφ ( lesen Sie Cosinus Phi) Ist eine skalare physikalische Größe, die die Effizienz des Stromverbrauchs widerspiegelt. Einfach ausgedrückt zeigt der cosφ-Faktor das Vorhandensein des Blindteils und die Menge des empfangenen aktiven Teils relativ zur Gesamtleistung.

Der cosφ-Faktor ergibt sich aus dem Verhältnis von aktiver elektrischer Leistung zu scheinbarer elektrischer Leistung.

BEACHTEN SIE! Für eine genauere Berechnung sollte die harmonische Verzerrung der Sinuskurve berücksichtigt werden, bei normalen Berechnungen werden sie jedoch vernachlässigt.

Der Wert dieses Koeffizienten kann von 0 bis 1 variieren ( wenn die Berechnung in Prozent erfolgt, dann von 0% bis 100%). Aus der Berechnungsformel ist nicht schwer zu verstehen, dass die aktive Komponente und damit die Leistung des Geräts umso besser ist, je größer ihr Wert ist.

Vollleistungskonzept. Machtdreieck

Die Scheinleistung ist ein geometrisch berechneter Wert, der der Wurzel der Summe der Quadrate der Wirk- bzw. Blindleistung entspricht. Es ist mit dem lateinischen Buchstaben S bezeichnet.

S. \u003d U⋅I

WICHTIG! Die scheinbare Leistung wird in Voltampere ( VA).

Das Leistungsdreieck ist eine bequeme Darstellung aller zuvor beschriebenen Berechnungen und der Beziehung zwischen Wirk-, Blind- und Scheinleistung.

Die Beine reflektieren die reaktiven und aktiven Komponenten, die Hypotenuse - die volle Kraft. Nach den Geometriegesetzen ist der Kosinus des Winkels φ gleich dem Verhältnis der aktiven und der Gesamtkomponente, dh er ist der Leistungsfaktor.

Wie man Wirk-, Blind- und Scheinleistung findet. Berechnungsbeispiel

Alle Berechnungen basieren auf den zuvor angegebenen Formeln und dem Potenzdreieck. Werfen wir einen Blick auf das häufigste Problem in der Praxis.

In der Regel geben Elektrogeräte die Wirkleistung und den Wert des cosφ-Faktors an. Mit diesen Daten ist es einfach, die reaktiven und Gesamtkomponenten zu berechnen.

Dazu dividieren wir die Wirkleistung durch den cosφ-Faktor und erhalten das Produkt aus Strom und Spannung. Dies wird die volle Leistung sein.

Wie cosφ in der Praxis gemessen wird

Der Wert des cosφ-Koeffizienten wird normalerweise auf den Etiketten von Elektrogeräten angegeben. Wenn es jedoch erforderlich ist, ihn in der Praxis zu messen, verwenden sie ein spezielles Gerät - einen Phasenmesser. Auch ein digitales Wattmeter kann diese Aufgabe problemlos bewältigen.

Wenn der resultierende cosφ niedrig genug ist, kann er praktisch kompensiert werden. Dies geschieht hauptsächlich durch die Aufnahme zusätzlicher Geräte in die Kette.

1. Wenn die reaktive Komponente korrigiert werden muss, sollte ein reaktives Element in den Stromkreis aufgenommen werden, das einem bereits funktionierenden Gerät entgegenwirkt. Um den Betrieb eines Induktionsmotors, beispielsweise einer induktiven Last, zu kompensieren, ist ein Kondensator parallel geschaltet. Ein Elektromagnet ist angeschlossen, um den Synchronmotor zu kompensieren.
2. Wenn es erforderlich ist, Nichtlinearitätsprobleme zu korrigieren, wird ein passiver cosφ-Korrektor in die Schaltung eingeführt, beispielsweise kann es sich um eine Drossel mit hoher Induktivität handeln, die in Reihe mit der Last geschaltet ist.

Strom ist einer der wichtigsten Indikatoren für Elektrogeräte. Daher ist es nicht nur für Schulkinder und auf Technologie spezialisierte Personen, sondern auch für jeden von uns nützlich zu wissen, was er ist und wie er berechnet wird.

Leistung ist eine physikalische Größe, die im allgemeinen Fall der Änderungs-, Umwandlungs-, Übertragungs- oder Energieverbrauchsrate im System entspricht. Im engeren Sinne entspricht die Leistung dem Verhältnis der in einem bestimmten Zeitraum geleisteten Arbeit zu diesem Zeitraum.

Unterscheiden Sie zwischen durchschnittlicher Leistung über einen bestimmten Zeitraum

und momentane Leistung zu einem bestimmten Zeitpunkt:

Das Integral der Momentanleistung über einen Zeitraum ist gleich der gesamten übertragenen Energie während dieser Zeit:

Einheiten. Im Internationalen Einheitensystem (SI) ist die Maßeinheit für die Leistung das Watt, das ein Joule geteilt durch eine Sekunde ist. mechanische Arbeitsleistung elektrisch

Eine andere übliche, aber mittlerweile veraltete Maßeinheit für die Leistung ist die Leistung. In ihren Empfehlungen stuft die Internationale Organisation für legale Metrologie (OIML) die Leistung als Maßeinheit ein, "die so schnell wie möglich aus dem Verkehr gezogen werden sollte, wo sie derzeit verwendet wird, und die nicht eingeführt werden sollte, wenn sie nicht verwendet wird".

Beziehungen zwischen Leistungsteilen (siehe Anhang 9).

Kraft in der Mechanik... Wenn eine Kraft auf einen sich bewegenden Körper wirkt, erledigt diese Kraft die Arbeit. Die Leistung ist in diesem Fall gleich dem Skalarprodukt des Kraftvektors durch den Vektor der Geschwindigkeit, mit der sich der Körper bewegt:

wo F. - Macht, v - Geschwindigkeit, - Winkel zwischen dem Vektor von Geschwindigkeit und Kraft.

Ein Sonderfall der Kraft während der Drehbewegung:

M. - Kraftmoment, - Winkelgeschwindigkeit, - Zahl pi, n - Rotationsfrequenz (Anzahl der Umdrehungen pro Minute, U / min.).

Elektrische Energie

Mechanische Kraft.Kraft kennzeichnet die Arbeitsgeschwindigkeit.

Die Leistung (N) ist eine physikalische Größe, die dem Verhältnis von Arbeit A zu dem Zeitintervall t entspricht, in dem diese Arbeit abgeschlossen wurde.

Die Leistung zeigt an, welche Arbeit pro Zeiteinheit ausgeführt wird.

Im Internationalen System (SI) heißt die Leistungseinheit Watt (W) nach dem englischen Erfinder James Watt (Watt), der die erste Dampfmaschine gebaut hat.

[N] \u003d W \u003d J / s

• 1 W \u003d 1 J / 1 s
• 1 Watt entspricht der Kraft einer Kraft, die in 1 Sekunde eine Arbeit von 1 J ausführt oder wenn ein Gewicht von 100 g in 1 Sekunde auf eine Höhe von 1 m angehoben wird.

James Watt (1736-1819) selbst verwendete eine andere Leistungseinheit - PS (1 PS), die er einführte, um die Leistung einer Dampfmaschine und eines Pferdes zu vergleichen.

1 PS \u003d 735 W.

Die Leistung eines durchschnittlichen Pferdes beträgt jedoch etwa 1/2 PS, obwohl die Pferde unterschiedlich sind.

"Lebende Motoren" können für kurze Zeit ihre Leistung um ein Vielfaches erhöhen.

Ein Pferd kann seine Kraft beim Laufen und Springen auf das Zehnfache oder mehr steigern.

Bei einem Sprung in eine Höhe von 1 m entwickelt ein 500 kg schweres Pferd eine Leistung von 5000 W \u003d 6,8 PS.

Es wird angenommen, dass die Leistung einer Person beim leisen Gehen im Durchschnitt etwa 0,1 PS beträgt. d.h. 70-90W.

Beim Laufen, Springen kann eine Person eine um ein Vielfaches größere Kraft entwickeln.

Es stellt sich heraus, dass die stärkste mechanische Energiequelle Schusswaffen sind!

Mit Hilfe einer Kanone können Sie einen 900 kg schweren Kern mit einer Geschwindigkeit von 500 m / s werfen und in 0,01 Sekunden etwa 110.000.000 J Arbeit entwickeln. Diese Arbeit entspricht der Arbeit am Heben von 75 Tonnen Fracht auf die Spitze der Cheops-Pyramide (Höhe 150 m).

Die Leistung des Kanonenschusses beträgt 11.000.000.000 W \u003d 15.000.000 PS.

Die Spannungskraft in den Muskeln eines Menschen entspricht ungefähr der auf ihn einwirkenden Schwerkraft.

diese Formel gilt für gleichmäßige Bewegungen bei konstanter Geschwindigkeit und bei variabler Bewegung für Durchschnittsgeschwindigkeit.

Aus diesen Formeln ist ersichtlich, dass bei konstanter Motorleistung die Bewegungsgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Schubkraft ist und umgekehrt.

Dies ist die Grundlage für das Funktionsprinzip des Getriebes verschiedener Fahrzeuge.

Elektrische Energie... Elektrische Energie ist eine physikalische Größe, die die Übertragungs- oder Umwandlungsrate elektrischer Energie kennzeichnet. Bei der Untersuchung von Wechselstromnetzen werden neben der der allgemeinen physikalischen Definition entsprechenden Momentanleistung auch die Konzepte der Wirkleistung eingeführt, die dem Durchschnittswert der Momentanblindleistung über den Zeitraum entspricht, der der Energie entspricht, die ohne Verlust von der Quelle zum Verbraucher und umgekehrt zirkuliert, und der Gesamtleistung, berechnet als das Produkt der effektiven Werte von Strom und Spannung ohne Berücksichtigung der Phasenverschiebung.

U ist die Arbeit, die beim Bewegen eines Coulomb ausgeführt wird, und der Strom I ist die Anzahl der Coulomb, die in 1 Sekunde durchlaufen werden. Daher zeigt das Produkt aus Strom und Spannung die in 1 Sekunde geleistete Gesamtarbeit, dh die elektrische Leistung oder die Leistung des elektrischen Stroms.

Aus der obigen Formel lässt sich eine sehr einfache Schlussfolgerung ziehen: Da die elektrische Leistung "P" gleichermaßen vom Strom "I" und von der Spannung "U" abhängt, kann daher die gleiche elektrische Leistung entweder mit einem hohen und einem kleinen Strom erhalten werden Spannung oder umgekehrt mit hoher Spannung und niedrigem Strom (Dies wird verwendet, wenn Elektrizität über entfernte Entfernungen von Kraftwerken zu Verbrauchsorten übertragen wird, indem Transformatoren in Umspannwerken umgewandelt werden).

Aktive elektrische Leistung (dies ist Leistung, die unwiderruflich in andere Arten von Energie umgewandelt wird - Wärme, Licht, Mechanik usw.) hat eine eigene Maßeinheit - W (Watt). Es ist gleich dem Produkt von 1 Volt mal 1 Ampere. Im Alltag und bei der Arbeit ist es bequemer, die Leistung in kW zu messen (Kilowatt, 1 kW \u003d 1000 W). Kraftwerke verbrauchen bereits größere Einheiten - MW (Megawatt, 1 MW \u003d 1000 kW \u003d 1.000.000 W).

Blindleistungsleistung ist eine Größe, die eine solche Art von elektrischer Last kennzeichnet, die in Geräten (elektrischen Geräten) durch (oszillatorische und kapazitive) Energieschwingungen des elektromagnetischen Feldes erzeugt wird. Für herkömmlichen Wechselstrom ist er gleich dem Produkt aus dem Betriebsstrom I und dem Spannungsabfall U pro Sinus des Phasenwinkels zwischen ihnen:

Q \u003d U * I * sin (Winkel).

Die Blindleistung verfügt über eine eigene Maßeinheit namens VAR (Volt-Ampere-Blindleistung). Es ist mit dem Buchstaben "Q" gekennzeichnet.

Spezifische Leistung... Spezifische Leistung - das Verhältnis der Motorleistung zu ihrer Masse oder einem anderen Parameter.

Spezifische Fahrzeugleistung... In Bezug auf Autos ist die Leistungsdichte die maximale Motorleistung, bezogen auf die Gesamtmasse des Autos. Die Leistung eines Kolbenmotors geteilt durch den Hubraum wird als Literleistung bezeichnet. Beispielsweise beträgt der Hubraum von Benzinmotoren 30 ... 45 kW / l und für Dieselmotoren ohne Turboaufladung 10 ... 15 kW / l.

Eine Erhöhung der spezifischen Leistung des Motors führt letztendlich zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, da kein schwerer Motor transportiert werden muss. Dies wird auf Kosten von Leichtmetallen, Verbesserung der Konstruktion und Verstärkung (Erhöhung der Geschwindigkeit und des Verdichtungsverhältnisses, Verwendung von Turboaufladung usw.) erreicht. Diese Abhängigkeit wird jedoch nicht immer beobachtet. Insbesondere schwerere Dieselmotoren können wirtschaftlicher sein, da der Wirkungsgrad eines modernen Dieselmotors mit Turbolader 50% erreicht.

In der Literatur wird unter Verwendung dieses Begriffs häufig der Kehrwert von kg / PS angegeben. oder kg / kW.

Spezifische Leistung von Tanks... Die Leistung, Zuverlässigkeit und andere Parameter von Panzermotoren nahmen ständig zu und verbesserten sich. Wenn die frühen Modelle tatsächlich mit Automotoren zufrieden waren, dann mit dem Wachstum der Panzermasse in den 1920er-1940er Jahren. Angepasste Flugzeugtriebwerke verbreiteten sich und später speziell entwickelte Tankdieselmotoren (Mehrstoffmotoren). Um eine akzeptable Fahrleistung des Panzers zu gewährleisten, muss seine spezifische Leistung (das Verhältnis der Motorleistung zum Kampfgewicht des Panzers) mindestens 18 bis 20 Liter betragen. von. / t. Spezifische Leistung einiger moderner Tanks (siehe Anhang 10).

Wirkleistung... Wirkleistung ist der Durchschnittswert der momentanen Wechselstromleistung über den Zeitraum:

Wirkleistung ist eine Größe, die den Prozess der Umwandlung von Elektrizität in eine andere Art von Energie kennzeichnet. Mit anderen Worten, die elektrische Energie zeigt sozusagen die Rate des Stromverbrauchs. Dies ist die Kraft, für die wir Geld bezahlen, das vom Zähler gezählt wird.

Die Wirkleistung kann nach folgender Formel bestimmt werden:

Die Leistungseigenschaften der Last können nur für den Fall von Gleichstrom mit einem einzigen Parameter (Wirkleistung in W) präzise eingestellt werden, da es im Gleichstromkreis nur eine Art von Widerstand gibt - den aktiven Widerstand.

Die Leistungseigenschaften der Last für den Fall von Wechselstrom können nicht mit einem einzigen Parameter genau eingestellt werden, da es im Wechselstromkreis zwei verschiedene Arten von Widerstand gibt - aktiv und reaktiv. Daher charakterisieren nur zwei Parameter: Wirkleistung und Blindleistung die Last genau.

Das Funktionsprinzip von aktiven und reaktiven Widerständen ist völlig unterschiedlich. Aktiver Widerstand - wandelt elektrische Energie irreversibel in andere Arten von Energie um (Wärme, Licht usw.) - Beispiele: Glühlampe, elektrische Heizung.

Reaktiver Widerstand - sammelt abwechselnd Energie und gibt sie dann an das Netzwerk zurück - Beispiele: Kondensator, Induktor.

Die Wirkleistung (auf einen Wirkwiderstand bezogen) wird in Watt gemessen, und die Blindleistung (zirkuliert durch eine Reaktanz) wird in Vars gemessen; Außerdem werden zwei weitere Parameter zur Charakterisierung der Lastleistung verwendet: Gesamtleistung und Leistungsfaktor. Alle diese 4 Parameter:

Wirkleistung: Bezeichnung P, Maßeinheit: Watt.

Blindleistung: Q-Bezeichnung, Einheit: VAR (Volt Ampere Blindleistung).

Scheinleistung: S Bezeichnung, Einheit: VA (Volt Ampere).

Leistungsfaktor: Bezeichnung k oder cosF, Maßeinheit: dimensionsloser Wert.

Diese Parameter hängen durch die Verhältnisse zusammen:

S * S \u003d P * P + Q * Q, cosФ \u003d k \u003d P / S.

Auch cosФ heißt Leistungsfaktor.

Daher werden in der Elektrotechnik zwei beliebige dieser Parameter für die Leistungskennlinie eingestellt, da der Rest aus diesen beiden ermittelt werden kann.

Bei Netzteilen ist es genauso. Ihre Leistung (Tragfähigkeit) ist durch einen Parameter für Gleichstromversorgungen - Wirkleistung (W) - und zwei Parameter für die Quelle gekennzeichnet. Wechselstromversorgung. Typischerweise sind diese beiden Parameter Scheinleistung (VA) und Wirkleistung (W).

Die meisten Büro- und Haushaltsgeräte sind aktiv (keine oder nur geringe Reaktanz), daher wird ihre Leistung in Watt angegeben. In diesem Fall wird bei der Berechnung der Last der Wattwert der USV verwendet. Bei der Last handelt es sich um Computer mit Netzteilen (PSU) ohne Eingangsleistungsfaktorkorrektur (APFC), einen Laserdrucker, einen Kühlschrank, eine Klimaanlage, einen Elektromotor (z. B. eine Tauchpumpe oder einen Motor als Teil einer Maschine), Leuchtstofflampen usw. - alle werden für die Berechnung verwendet. aus. USV-Daten: kVA, kW, Überlastcharakteristik usw.

Blindleistung. Blindleistung, Methoden und Arten (Mittel) der Blindleistungskompensation.

Die Blindleistung ist ein Teil der Gesamtleistung, die für elektromagnetische Prozesse in einer Last mit kapazitiven und induktiven Komponenten aufgewendet wird. Führt keine nützliche Arbeit aus, verursacht eine zusätzliche Erwärmung der Leiter und erfordert die Verwendung einer Energiequelle mit erhöhter Leistung.

Blindleistung bezieht sich auf technische Verluste in Stromnetzen gemäß der Verordnung des Ministeriums für Industrie und Energie der Russischen Föderation Nr. 267 vom 04.10.2005.

Unter normalen Betriebsbedingungen belasten alle Verbraucher elektrischer Energie, deren Modus mit dem ständigen Auftreten elektromagnetischer Felder (Elektromotoren, Schweißgeräte, Leuchtstofflampen usw.) einhergeht, das Netz mit aktiven und reaktiven Komponenten des Gesamtstromverbrauchs. Diese Blindleistungskomponente (im Folgenden Blindleistung) ist für den Betrieb von Geräten mit erheblichen Induktivitäten erforderlich und kann gleichzeitig als unerwünschte zusätzliche Belastung des Netzwerks angesehen werden.

Bei einem erheblichen Blindleistungsverbrauch nimmt die Spannung im Netz ab. In Stromversorgungssystemen mit Wirkleistungsmangel liegt der Spannungspegel in der Regel unter dem Nennwert. Die zur Erfüllung des Gleichgewichts nicht ausreichende Wirkleistung wird von benachbarten Stromversorgungssystemen, in denen ein Überschuss an erzeugter Leistung vorliegt, auf solche Systeme übertragen. In der Regel sind Stromversorgungssysteme in Bezug auf Wirkleistung und in Bezug auf Blindleistung Mangelware. Es ist jedoch effizienter, die fehlende Blindleistung nicht von benachbarten Stromversorgungssystemen zu übertragen, sondern sie in Kompensationsgeräten zu erzeugen, die in diesem Stromversorgungssystem installiert sind. Im Gegensatz zur Wirkleistung kann Blindleistung nicht nur von Generatoren, sondern auch von Kompensationsgeräten erzeugt werden - Kondensatoren, Synchronkompensatoren oder statischen Blindleistungsquellen, die an Umspannwerken des Stromnetzes installiert werden können.

BlindleistungskompensationDerzeit ist dies ein wichtiger Faktor bei der Lösung des Problems der Energieeinsparung und der Reduzierung der Belastung des Stromnetzes. Nach Schätzungen einheimischer und führender ausländischer Experten nimmt der Anteil der Energieressourcen und insbesondere des Stroms einen erheblichen Wert an den Produktionskosten ein. Dies ist ein hinreichend starkes Argument, um die Analyse und Prüfung des Energieverbrauchs des Unternehmens, die Entwicklung einer Methodik und die Suche nach Mitteln zum Ausgleich von Blindleistung ernst zu nehmen.

Blindleistungskompensation. Blindleistungskompensationsmittel.Induktiven reaktiven Lasten, die von elektrischen Verbrauchern erzeugt werden, kann mit einer kapazitiven Last entgegengewirkt werden, indem ein Kondensator mit geeigneter Größe angeschlossen wird. Dies reduziert die aus dem Netz entnommene Blindleistung und wird als Leistungsfaktorkorrektur oder Blindleistungskompensation bezeichnet.

Vorteile der Verwendung von Kondensatoreinheiten als Mittel zur Blindleistungskompensation:

• · Geringe spezifische Wirkleistungsverluste (die eigenen Verluste moderner Niederspannungs-Cosinus-Kondensatoren überschreiten 0,5 W pro 1000 VAR nicht);
• · Keine rotierenden Teile;
• · Einfache Installation und Bedienung (kein Fundament erforderlich);
• · Relativ geringe Investition;
• · Die Möglichkeit, die erforderliche Kompensationsleistung auszuwählen;
• · Die Möglichkeit, an jedem Punkt des Stromnetzes zu installieren und anzuschließen;
• · Geräuschmangel während des Betriebs;
• · Niedrige Betriebskosten.

Je nach Anschluss der Kondensatorbank sind folgende Kompensationsarten möglich:

• 1. Individuelle oder konstante Kompensation, bei der die induktive Blindleistung direkt am Ursprungsort kompensiert wird, was zum Entladen der Versorgungsleitungen führt (für einzelne Verbraucher, die im Dauerbetrieb mit konstanter oder relativ hoher Leistung arbeiten - Asynchronmotoren, Transformatoren, Schweißgeräte, Entladung Lampen usw.).
• 2. Gruppenkompensation, bei der ähnlich wie bei der Einzelkompensation für mehrere gleichzeitig arbeitende induktive Verbraucher ein gemeinsamer konstanter Kondensator angeschlossen wird (bei nahe beieinander angeordneten Elektromotoren Gruppen von Entladungslampen). Auch hier wird die Versorgungsleitung entladen, jedoch erst vor der Verteilung an einzelne Verbraucher.
• 3. Zentrale Kompensation, wenn eine bestimmte Anzahl von Kondensatoren an einen Haupt- oder Gruppenverteiler angeschlossen ist. Diese Kompensation wird normalerweise in großen elektrischen Systemen mit variabler Last verwendet. Die Steuerung einer solchen Kondensatoreinheit erfolgt durch einen elektronischen Regler - eine Steuerung, die ständig den Blindleistungsverbrauch aus dem Netz analysiert. Solche Regler schalten Kondensatoren ein oder aus, mit deren Hilfe die momentane Blindleistung der Gesamtlast kompensiert und damit die vom Netz verbrauchte Gesamtleistung reduziert wird.

Leistung - eine physikalische Größe, die dem Verhältnis der geleisteten Arbeit zu einem bestimmten Zeitraum entspricht.

Es gibt ein Konzept der durchschnittlichen Leistung über einen bestimmten Zeitraum. Δt... Die durchschnittliche Leistung wird nach folgender Formel berechnet: N \u003d ΔA / ΔtMomentanleistung nach folgender Formel: N \u003d dA / dt... Diese Formeln haben eine eher verallgemeinerte Form, da der Begriff der Macht in mehreren Bereichen der Physik vorhanden ist - Mechanik und Elektrophysik. Obwohl die Grundprinzipien für die Berechnung der Leistung ungefähr dieselben bleiben wie in der allgemeinen Formel.

Die Leistung wird in Watt gemessen. Watt ist eine Maßeinheit für die Leistung, die einem Joule geteilt durch eine Sekunde entspricht. Neben dem Watt gibt es noch andere Einheiten zur Leistungsmessung: Leistung, Erg pro Sekunde, Massenkraftmesser pro Sekunde.

• • Einer metrische Pferdestärke gleich 735 Watt, Englisch - 745 Watt.
  • Erg ist eine sehr kleine Maßeinheit, ein Erg entspricht zehn der minus siebten Potenz eines Watt.
  • Einer massenkraftmesser pro Sekunde entspricht 9,81 Watt.

Messgeräte

Grundsätzlich werden in der Elektrophysik Messgeräte zur Leistungsmessung eingesetzt, da Sie in der Mechanik bei Kenntnis eines bestimmten Parametersatzes (Geschwindigkeit und Kraft) die Leistung unabhängig berechnen können. Genauso wie es in der Elektrophysik möglich ist, die Leistung anhand von Parametern zu berechnen, verwenden wir im Alltag einfach keine Messinstrumente, um die mechanische Leistung zu bestimmen. Da diese Parameter für bestimmte Mechanismen meistens bereits festgelegt sind. In Bezug auf die Elektronik ist das Hauptgerät ein Wattmeter, das im Alltag in einem normalen Stromzähler verwendet wird.

Wattmeter können nach Frequenz in verschiedene Typen unterteilt werden:

• • Niederfrequenz
  • RF
  • Optisch

Wattmeter können sowohl analog als auch digital sein. Niederfrequenz (LF) besteht aus zwei Induktivitäten, die sowohl digital als auch analog sind. Sie werden in der Industrie und im Alltag als Teil gewöhnlicher Stromzähler verwendet. Hochfrequenz-Wattmeter werden in zwei Gruppen unterteilt: absorbierte Leistung und übertragene Leistung. Der Unterschied liegt in der Art und Weise, wie das Wattmeter parallel zum Netzwerk mit dem Netzwerk verbunden ist und am Ende des Netzwerks als zusätzliche Last absorbiert wird. Optische Wattmeter werden verwendet, um die Leistung von Lichtflüssen und Laserstrahlen zu bestimmen. Sie werden hauptsächlich in Branchen und Labors eingesetzt.

Kraft in der Mechanik

Die Kraft in der Mechanik hängt direkt mit der Kraft und Arbeit zusammen, die diese Kraft leistet. Arbeit ist eine Größe, die die auf einen Körper ausgeübte Kraft charakterisiert, unter deren Einfluss der Körper eine bestimmte Strecke zurücklegt. Die Leistung wird durch das Skalarprodukt des Geschwindigkeitsvektors durch den Kraftvektor berechnet: P \u003d F * v \u003d F * v * cos a (Kraft multipliziert mit dem Geschwindigkeitsvektor und dem Winkel zwischen Kraft und Geschwindigkeitsvektor (Cosinus Alpha)).

Sie können auch die Kraft der Rotationsbewegung des Körpers berechnen. P \u003d M * w \u003d π * M * n / 30... Die Leistung ist gleich (M) Kraftmoment multipliziert mit (w) Winkelgeschwindigkeit oder pi (p) multipliziert mit Kraftmoment (M) und (n) Geschwindigkeit geteilt durch 30.

Macht in der Elektrophysik

In der Elektrophysik kennzeichnet Leistung die Geschwindigkeit, mit der Elektrizität übertragen oder umgewandelt wird. Es gibt solche Arten von Macht:

• • Momentane elektrische Energie. Da Leistung die Arbeit ist, die in einer bestimmten Zeit erledigt wird und sich die Ladung entlang eines bestimmten Abschnitts des Leiters bewegt, haben wir die Formel: P (a-b) \u003d A / Δt... A-B kennzeichnet den Bereich, durch den die Ladung fließt. A ist die Arbeit der Ladung oder Ladungen, Δt ist die Zeit, zu der die Ladung oder Ladungen den Abschnitt (A-B) passieren. Nach der gleichen Formel werden andere Leistungswerte für verschiedene Situationen berechnet, in denen die Momentanleistung an einem Leiterstück gemessen werden muss.

• • Sie können auch die Leistung eines konstanten Durchflusses berechnen: P \u003d I * U \u003d I ^ 2 * R \u003d U ^ 2 / R..

• • Wechselstrom kann nicht mit der Gleichstromformel berechnet werden. Im Wechselstrom werden drei Leistungsarten unterschieden:
    • Wirkleistung (P) P \u003d U * I * cos f ... Dabei sind U und I die effektiven Parameter des Stroms und f (phi) der Verschiebungswinkel zwischen den Phasen. Diese Formel ist als Beispiel für einen einphasigen Sinusstrom angegeben.
    • Die Blindleistung (Q) charakterisiert die Lasten, die in Geräten durch Schwingungen des elektrischen einphasigen sinusförmigen Wechselstroms erzeugt werden. Q \u003d U * I * sünde f ... Die Maßeinheit ist Blindvoltampere (var).
    • Die Scheinleistung (S) ist gleich der Quadratwurzel der Wirk- und Blindleistung. Gemessen in Voltampere.
    • Inaktive Leistung ist eine Eigenschaft der passiven Leistung, die in Wechselstromkreisen mit sinusförmigem Strom vorhanden ist. Gleich der Quadratwurzel der Summe der Quadrate von Blindleistung und Oberschwingungsleistung. In Abwesenheit einer höheren Oberschwingungsleistung ist sie gleich dem Blindleistungsmodul.