電力測定の特徴。 測定されたもののパワー。 電力は物理的な量、電力の式です電力の測定単位は何ですか

一般情報。電力測定は、マスターされた周波数範囲全体（ミリメートル以下の波まで）の直流および交流での電気的および電子的測定の実践において非常に一般的です。

特に重要なのは、マイクロ波範囲での電力の測定です。これは、大きな誤差によるマイクロ波での電流と電圧の測定が事実上不可能な場合、電力が対応するパスの電気モードの唯一の特性であるためです。

電力は、数分の1マイクロワットから数十ギガワットまでの範囲のワットメーターで測定されます。

測定された電力に応じて、デバイスは小さなワットメーターに分割されます（<10 мВт), средней (10 мВт... 10 Вт) и большой (>10 W）電力。

電力を測定するための基本単位はワット（W）です。 マルチプルおよびサブマルチプルも使用されます。

ギガワット（1 GW \u003d W）;

メガワット（1 MW \u003d W）;

キロワット（1 kW \u003d W）;

ミリワット（1 mW \u003d W）;

マイクロワット（1μW\u003d W）。

パワーユニットの国際指定は付録1に記載されています。

電力は、絶対値だけでなく、相対単位（デシベル）でも測定できます。

電力の測定には、間接法と直接法が使用されます。 カタログ分類では、電子ワットメーターは次のように指定されています。M1-例示、M2-送信電力»MZ-吸収電力、M4-電力計用のブリッジ、M5-ワットメーターのコンバーター（ヘッド）。

電気機械式ワットメーターは、目盛りとフェースプレートに示されているパワーユニットに従って分類されます。W-ワットメーター：kW-キロワットメーター。 mW-ミリワットメートル; W-マイクロワットメーター。

低周波数のDCおよびAC回路の電力の測定。 工業用周波数のDCおよびAC回路の電力を測定するには、電気力学的および強誘電性システムの電気機械式ワットメーターが最も頻繁に使用されます。

実験室での実践では、主に3、4、5番目の精度クラス（0.1; 0.2; 0.5）の電気力学システムのワットメーターが使用されます。 業界では、技術的な測定には、6、7、および8の精度クラス（1.0、1.5、および2.5）のフェロダイナミックシステムのワットメーターが使用されます。

シングルリミットワットメーターの目盛りは、測定された量（ワット、キロワットなど）の値で目盛りが付けられています。 マルチレンジワットメーターには、目盛りのない目盛りがあります。 既知の公称電流値と選択された制限のメモリアル電圧値、および適用されたワットメーターの目盛りの分割数でこのようなワットメーターを使用する前に、その分割値を決定する必要があります。 から（デバイス定数）式

選択した制限内の特定のワットメーターの分割値がわかれば、測定された電力の値を簡単に読み取ることができます。 測定された電力値は

どこ p-デバイスのスケールで分割数を数えます。

電気力学システムのワットメーター最大数キロヘルツの周波数でACおよびDC回路の電力を測定するために使用されます。

フェロダイナミックシステムのワットメーター工業用周波数でACおよびDC回路の電力を測定するために使用されます。

低、中、高周波数の直流および交流では、電力を測定する間接的な方法が使用されます。 電圧、電流、および位相シフトは、後続の電力計算によって決定されます。 複雑な負荷のある回路の2相交流電流の有効電力は、次の式で決定されます。

どこ U、I-rms電圧と電流;

電流と電圧の間の位相シフト。

純粋に抵抗性の負荷がある回路 , \u003d 0、\u003d 1の場合、AC電源は

, (3.33)

パルス電流パワー：

実際には、平均電力は通常、パルス繰り返し期間にわたって測定されます。

(3-35)

どこ q-デューティサイクル： q \u003d;

パルス持続時間;

パルス形状係数1;

パルス繰り返し周期。

高周波電力測定方法..。 電力を測定するための2つの典型的な方法があります（そのタイプに応じて：吸収または送信）。

吸収力は負荷によって消費される電力です。 この場合、負荷は同等の負荷に置き換えられ、測定された電力はこの同等の負荷で完全に消散されてから、熱処理の電力が測定されます。 ワットメーターの負荷は電力を完全に吸収するため、このようなデバイスは吸収電力のワットメーターと呼ばれます（図3.16、 そして）。負荷は測定された電力を完全に吸収する必要があるため、デバイスは消費者が切断された状態でのみ使用できます。 測定誤差が小さいほど、ワットメーターの入力インピーダンスと調査対象のソースの出力インピーダンスまたは伝送ラインの特性インピーダンスとのマッチングがより完全に保証されます。

図： 3.16。 ワットメーターで吸収（o）および送信電力を測定する方法 （b）

通過力発電機から実際の負荷に伝達される電力です。 それを測定するデバイスは、通過電力ワットメーターと呼ばれます。 このようなワットメーターはソース電力のごく一部を消費し、そのほとんどは実際のペイロードで放出されます（図3.16、 b）。

通過電力のワットメーターには、吸収壁を備えたホールトランスデューサー上のデバイスやその他のデバイスが含まれます。

高周波数と超高周波数の範囲では、電流強度と電圧降下の値が伝送ラインのセクションごとに異なるため、電力を測定する間接的な方法は使用されません。 また、測定装置を接続すると、測定回路の動作モードが変化します。 したがって、マイクロ波周波数では他の方法が使用されます。1たとえば、電磁エネルギーを熱エネルギーに変換する方法（熱量測定法）、抵抗の抵抗を変更する方法（サーミスタ法）。

熱量測定法電力測定は非常に正確です。 この方法は、熱損失が発生したときに比較的高い電力を測定するときに、無線周波数範囲全体で使用されます。 熱量測定法は、ワットメーターの熱量計で特定の液体が加熱されたときに電気エネルギーを熱に変換することに基づいています（図3.17）。 次に、既知の温度差と熱量計を流れる液体の既知の量から決定することにより、電力を推定します。

, (3.36)

ここで、は使用される液体の係数です。

- 加熱された液体の量。

図： 3.17。 熱量測定ワットメーターデバイス

熱量測定法の誤差は1 ... 7％です。

サーミスタ（ボロメータ）法電力測定は、電磁波の吸収電力の影響下で抵抗を変化させるためのサーミスタの特性の使用に基づいています。 サーミスタとボロメータはサーミスタとして使用されます。

サーミスターガラスバルーンで囲まれた半導体プレート（またはディスク）です。 サーミスタは負の温度係数を持っています。 温度が上がると、抵抗が下がります。

ボロメータプラチナの層（フィルム）でコーティングされた雲母またはガラスの薄いプレートです。 フィルムボロメータは非常に高い感度を持っています（最大... W）。 ボロメータは正の温度係数を持っています。 温度が上昇すると、それらの抵抗が増加します。

サーミスタの感度と信頼性はボロメータよりも高いですが、ボロメータのパラメータはより安定しているため、例示的なワットメータ（サブグループM1）で使用されます。

サーミスタ方式は高感度を提供するため、低電力および中電力の測定に使用されます。 タップと分割装置を使用することで、この方法を使用して高出力を測定できます。 サーミスタワットメータの誤差は4〜10％であり、ほとんどの場合、負荷の一致の程度に依存します。

デバイスを選択するときに知っておく必要のあるワットメーターの主な計測特性には、次のものがあります。

デバイスタイプ（吸収または送信電力）;

電力測定範囲;

周波数範囲;

許容される測定誤差;

パワーメータ入力の定在波比（SWR）または反射率。

質問を管理する

1.調査中の回路にアンメータを含めるためのルールを与えます。

2.シャントの目的は何ですか？

3.シャントを接続すると、アンメータの抵抗はどのように変化しますか？

4.シャントはどのようにアンメータに接続されていますか？

5. DC電流を測定するときに最も頻繁に使用されるシステムの電流計はどれですか？

6.高周波の交流の強さIを測定するためにどのシステムのアンメータが使用されていますか？

7.高周波電流を測定するときは、どのような規則に従う必要がありますか？

8.低周波の電流強度を測定するためのアンメータの等価回路を与えます。

9.高周波の電流強度を測定するためのアンメータの等価回路を与えます。

10.アンメータの主なパラメータを一覧表示します。

11.アンメータの内部抵抗の要件は何ですか？

12.高周波交流電流を測定するときに、電気力学システムの電気機械式アンメータを使用できないのはなぜですか？

13.磁電システムアンメータの利点を挙げてください。

14.磁電システムのアンメータの欠点を挙げてください。

15. 5つの測定範囲を持つ電気機械式アンメータにはいくつのシャントが含まれていますか？

16.電圧計とアンメータの基本的な違いは何ですか？

17.電圧計はどのように回路に接続されていますか？

18.追加の抵抗の目的は何ですか？

19.電気機械式電圧計の電圧測定範囲を拡大するには、何をする必要がありますか？

20.電気機械式電圧計の長所と短所を挙げてください。

21.電子アナログ電圧計はどのような理由で分類されますか？

22.電子アナログ電圧計を構築するために使用される構造図は何ですか？

23.電子アナログ電圧計の長所と短所を挙げてください。

24.タイプU-Dの電圧計の感度が高いのはなぜですか？

25.タイプD-Uの電圧計の周波数範囲が広いのはなぜですか？

26.電子アナログ電圧計に対する電子デジタル電圧計の利点は何ですか？

27.電子アナログ電圧計にデシベル単位の目盛りがあるのはなぜですか？

28.電圧計を選択する主な計測特性は何ですか？

29.電圧はどの単位で測定されますか？

30.マルチメーターとは何ですか？

31. DC回路の電力を測定するために使用できるデバイスは何ですか？

32.工業用周波数の正弦波電流のAC回路の電力を測定するために使用できるデバイスは何ですか？

33.マイクロ波範囲の低電力を測定するために使用できる方法は何ですか？

34.マイクロ波範囲の高出力を測定するために使用できる方法は何ですか？

35.パルス信号のパワーを決定するとき、何を知る必要がありますか？

36.抵抗に割り当てられた電力を決定します R \u003d5 mADC電流で1kΩ。

37.散逸抵抗を決定します R-振幅4mAの正弦波電流が流れる場合は、2kOhmの電力。

38.パワーを測定するための熱量測定法は何ですか？

39.サーミスタ電力の測定方法は何ですか？

40.ボロメータとは何ですか？どこで使用されますか？

41.ボロメータと比較したサーミスタの利点を示してください。

42.ボロメータと比較したサーミスタの欠点を指摘します。

43.動電型ワットメーターの長所と短所を挙げてください。

44.電力吸収電力計はどのグループとサブグループに属しますか？

45.エネルギーのどの部分が、通過電力のワットメーターによって消費されますか？

電力は物理的な指標です。 これは、エネルギー変化の測定を支援するために時間の経過とともに行われた作業を識別します。 現在の電力の測定単位のおかげで、任意の空間ギャップでのエネルギーの高速エネルギーフローを簡単に決定できます。

計算とタイプ

ネットワーク内の電圧と電流負荷に対する電力の直接依存性により、この値は、大電流と低電圧の相互作用から、および低電流での大きな電圧の出現の結果として現れる可能性があります。 この原理は、変圧器の変換や長距離の送電に適用できます。

この指標を計算するための式があります。 これは、P \u003d A / t \u003d I * Uの形式になります。ここで、

• Pは、ワットで測定される現在の電力の測定値です。
• A-ジュールで計算されたチェーンセクションの現在の作業。
• tは、現在の作業が実行された時間間隔として機能し、秒単位で決定されます。
• Uは、回路のセクションの電圧であり、ボルトで計算されます。
• I-電流強度。アンペアで計算されます。

電力には、アクティブインジケータとリアクティブインジケータがあります。 最初のケースでは、力は別のエネルギーに変換されます。 ボルトとアンペアの変換を容易にするため、ワットで測定されます。

無効電力インジケータは、自己誘導現象の発生に寄与します。 このような変換は、エネルギーの流れを部分的にネットワークに戻します。 現在の値がシフトされます 電力網に悪影響を与える電圧。

アクティブおよびリアクティブインジケータの決定

有効電力は、所望の期間にわたる正弦波電流中の単相回路の合計値を決定することによって計算されます。 計算式は、式P \u003d U * I *cosφの形式で表されます。ここで、

• Uと私はrms電流と電圧として機能します。
• cosφは、これら2つの値の間の位相角です。

電力活動により、電気は他のタイプのエネルギーに変換されます：熱と電磁エネルギー。 正弦波または非正弦波電流の電力グリッドは、個々のチェーンギャップの電力を合計することによってチェーンセクションのアクティビティを決定します。 三相チェーンセクションの電力は、各相電力の合計によって決定されます。

有効電力力の同様の指標は、伝達電力の値です。これは、落下と反射の差によって計算されます。

リアクティブインジケータは、ボルトアンペアで測定されます。 これは、AC回路内の電磁界によって生成される電気負荷を決定するために使用される量です。 電流パワーの測定単位は、ネットワークUの電圧の二乗平均値に交流電流Iとこれらの値の間の位相正弦角を掛けることによって計算されます。 計算式は次のとおりです。Q\u003d U * I * sin。

現在の負荷が電圧よりも小さい場合、位相変位は正であり、逆の場合は負です。

測定値

主な電気ユニットは電源です。 電流のパワーが何で測定されるかを決定するために、この量の主な特性を研究する必要があります。 物理法則によれば、それはワットで測定されます。 生産条件や日常生活では、値はキロワットに変換されます。 大規模な計算では、メガワットに変換する必要があります。 このアプローチは、電気エネルギーを生成するために発電所で実践されています。 仕事はジュールで測定されます。 値は、次の関係によって決定されます。

消費者の電力力は、電気機器自体またはそのパスポートに示されています。 このパラメータを決定すると、電圧や電流などのインジケータの値を取得できます。 使用されるインジケーターは、電力が何で測定されるかを示し、ワットメーターとバーメーターの形で機能します。 電力インジケータの無効電力は、位相計、電圧計、および電流計によって決定されます。 現在の電力が測定される州の基準は、40〜2500Hzの周波数範囲です。

計算例

2 KWの電力でケトルの電流を計算するには、式I \u003d P / U \u003d（2 * 1000）/ 220 \u003d 9 Aを使用します。デバイスに電源を供給するために、6 Aのコネクタ長は使用しません。与えられた例は、フ\u200b\u200bェーズの場合にのみ適用されます。 と現在の電圧。 この式に従って、すべての家電製品の指標が計算されます。

回路が誘導性であるか、または大容量である場合、他のアプローチを使用して電流の電力単位を計算する必要があります。 たとえば、ACモーターの電力は、式P \u003d I * U * cosを使用して決定されます。

デバイスを電圧が380Vになる3相ネットワークに接続してインジケータを決定する場合、各相の電力は個別に合計されます。

例として、それぞれが1kWを消費する3kWの容量を持つ3相のボイラーを考えることができます。 相電流は、式I \u003d P / U *cosφ\u003d（1 * 1000）/ 220 \u003d 4.5Aで計算されます。

どのデバイスでも、電力のインジケータが表示されます。 生産に使用される大量の電力の伝送は、高電圧ラインに沿って実行されます。 エネルギーは変電所によって電流に変換されます メインで使用するために提供されています。

簡単な計算のおかげで、電力値が決定されます。 その価値を知ることで、家庭用および産業用機器の完全な動作のために電圧を正しく選択することができます。 このアプローチは、電化製品の焼損を回避し、電力グリッドを電圧サージから保護するのに役立ちます。

私たちは皆、毎日電気器具に遭遇します。電気器具がないと、私たちの生活は止まるようです。 そして、それらのそれぞれは、技術的な指示で指定された容量を持っています。 今日はそれが何であるかを理解し、計算の種類と方法を見つけます。

主電源に接続された電化製品は交流回路で動作するため、このような状況での電力を考慮します。 ただし、最初に、概念の一般的な定義を示しましょう。

電力は、電気エネルギーの変換または転送の速度を反映する物理的な量です。

狭義には、電力は、ある期間に実行された作業とその期間の比率であると言われます。

この定義をあまり科学的に言い換えると、電力は特定の期間に消費者によって消費される特定の量のエネルギーであることがわかります。 最も簡単な例は、従来の白熱灯です。 電球が消費された電気を熱と光に変換する速度がその電力になります。 したがって、電球の最初のこのインジケータが高いほど、エネルギーをより多く消費し、より多くの光を与えます。

この場合、電気を他のものに変換するプロセスだけでなく（ 光、熱など。）だけでなく、電界と磁界の振動のプロセスでも、電流強度と電圧の間に位相シフトが現れます。これは、今後の計算で考慮する必要があります。

交流回路の電力を計算するときは、通常、アクティブコンポーネント、リアクティブコンポーネント、および合計コンポーネントを区別します。

有効電力の概念

アクティブな「有用な」電力とは、電気エネルギーを他のエネルギーに変換するプロセスを直接特徴付ける電力の一部です。 ラテン文字のPで表され、（ W).

次の式で計算されます。 P \u003dU⋅I⋅cosφ、

ここで、UとIはそれぞれ回路の電圧と電流のrms値であり、cosφは電圧と電流の間の位相角の余弦です。

重要！ 前述の式は、回路の計算に適していますが、強力なユニットは通常380Vネットワークを使用します。 この場合、式に3のルートまたは1.73を掛ける必要があります。

無効電力の概念

反応性の「有害な」電力は、誘導負荷または容量負荷のある電気機器の動作中に生成され、発生する電磁振動を反映する電力です。 簡単に言えば、それは電源から消費者に行き、そしてネットワークに戻るエネルギーです。

このコンポーネントをビジネスで使用することは当然不可能であり、さらに、電源ネットワークに大きな悪影響を与えるため、通常はそれを補おうとします。

この値はラテン文字のQで示されます。

覚えておいてください！ 無効電力は通常のワットで測定されません（ W）、および無効ボルトアンペア（ Var).

次の式で計算されます。

Q \u003dU⋅I⋅sinφ,

ここで、UとIはそれぞれ回路のrms電圧と電流であり、sinφは電圧と電流の間の位相角の正弦です。

重要！ 計算するとき、この値は、フェーズの動きに応じて、正または負のいずれかになります。

容量性および誘導性負荷

反応性（ 容量性および誘導性）負荷-実際には、容量とインダクタンスの存在。これらはエネルギーを蓄積し、後でネットワークに与える傾向があります。

誘導性負荷は、最初に電流のエネルギーを磁場に変換します（ 半期）、磁場のエネルギーを電流に変換してネットワークに転送します。 例としては、非同期モーター、整流器、変圧器、電磁石があります。

重要！ 誘導性負荷が動作しているとき、電流曲線は常に電圧曲線より半サイクル遅れます。

容量性負荷は、電流のエネルギーを電界に変換し、次に、結果として生じる電界のエネルギーを電流に変換し直します。 両方のプロセスも、それぞれ半周期の半分の間進行します。 例としては、コンデンサー、バッテリー、同期モーターがあります。

重要！ 容量性負荷の動作中、電流曲線は電圧曲線より半サイクル進んでいます。

パワーファクターcosφ

パワーファクターcosφ（ コサインファイを読む）は、電気エネルギー消費の効率を反映するスカラーの物理量です。 簡単に言えば、cosφ係数は、総電力に対する無効部分の存在と受信された有効部分の量を示します。

cosφは、有効電力と見かけの電力の比率から求められます。

注意！ より正確な計算を行うには、正弦波の高調波歪みを考慮に入れる必要がありますが、通常の計算では無視されます。

この係数の値は0から1まで変化します（ 計算がパーセントの場合、0％から100％）。 計算式から、値が大きいほど有効成分が大きくなり、デバイスのパフォーマンスが向上することを理解するのは難しくありません。

フルパワーのコンセプト。 パワートライアングル

見かけの電力は、それぞれ有効電力と無効電力の2乗の合計のルートに等しい幾何学的に計算された値です。 ラテン文字のSで示されます。

S \u003dU⋅I

重要！ 見かけの電力はボルトアンペア（ VA).

パワートライアングルは、前述のすべての計算と、有効電力、無効電力、および見かけの電力の関係を便利に表したものです。

脚は、反応性および活性成分であるハイポテヌス、つまりフルパワーを反映しています。 幾何学の法則によれば、角度φの余弦は、有効成分と全成分の比率に等しくなります。つまり、それは電力係数です。

アクティブ、リアクティブ、見かけのパワーを見つける方法。 計算例

すべての計算は、前に示した式とパワートライアングルに基づいています。 実際に最も一般的な問題を見てみましょう。

通常、電化製品は有効電力とcosφ係数の値を示します。 このデータを使用すると、反応成分と総成分を簡単に計算できます。

これを行うには、有効電力をcosφ係数で除算し、電流と電圧の積を求めます。 これはフルパワーになります。

cosφの実際の測定方法

cosφ係数の値は通常、電化製品のタグに表示されますが、実際に測定する必要がある場合は、専用の装置である位相計を使用します。 また、デジタルワットメーターはこのタスクに簡単に対処できます。

結果として得られるcosφが十分に低い場合、それは実質的に補償することができます。 これは主に、チェーンに追加のデバイスを含めることによって行われます。

1. 反応性成分を修正する必要がある場合は、反応性要素を回路に含めて、すでに機能しているデバイスと反対に機能させる必要があります。 非同期モーター、たとえば誘導性負荷の動作を補償するために、コンデンサーが並列に接続されます。 同期モーターを補償するために電磁石が接続されています。
2. 非線形性の問題を修正する必要がある場合は、パッシブcosφコレクターを回路に導入します。たとえば、負荷と直列に接続された高インダクタンスのチョークにすることができます。

電力は電気機器の最も重要な指標の1つであるため、電力が何であり、どのように計算されるかを知ることは、学童や技術を専門とする人々だけでなく、私たち一人一人にとっても役立ちます。

力 -一般的な場合、システム内のエネルギーの変化、変換、伝達、または消費の速度に等しい物理量。 狭義には、パワーは、特定の期間に実行された作業とこの期間の比率に等しくなります。

一定期間の平均電力を区別する

与えられた時間での瞬間的なパワー：

ある期間にわたる瞬時電力の積分は、この期間に転送されたエネルギーの合計に等しくなります。

ユニット。 International System of Units（SI）では、電力の測定単位はワットであり、これは1ジュールを1秒で割ったものです。 機械的作業力電気

もう1つの一般的ですが、現在は廃止されている電力の測定単位は馬力です。 その勧告では、国際法務メトロロジー機構（OIML）は、馬力を測定単位として分類しています。「現在使用されている場所ではできるだけ早く循環から削除する必要があり、使用されていない場合は導入しないでください」。

パワーユニット間の関係（付録9を参照）。

力学の力..。 移動体に力が作用すると、この力が作用します。 この場合のパワーは、力ベクトルと体の移動速度のベクトルのスカラー積に等しくなります。

どこ F -力、 v -速度、-速度と力のベクトル間の角度。

回転運動中の力の特殊なケース：

M -力のモーメント、-角速度、-数値pi、 n -回転周波数（1分あたりの回転数、rpm）。

電力

機械力。力は仕事のスピードを特徴づけます。

電力（N）は、この作業が完了した時間間隔tに対する作業Aの比率に等しい物理量です。

電力は、単位時間あたりに実行される作業を示します。

国際システム（SI）では、最初の蒸気エンジンを製造した英国の発明者ジェームズワット（ワット）にちなんで、電力の単位はワット（W）と呼ばれています。

[N] \u003d W \u003d J / s

• 1 W \u003d 1 J / 1秒
• 1ワットは、1秒間に1 Jの作業を行う力、または1秒間に100gの重りを1mの高さまで持ち上げたときの力に相当します。

ジェームズ・ワット（1736-1819）自身は、蒸気エンジンと馬の性能を比較するために導入した別の出力単位である馬力（1 hp）を使用しました。

1馬力 \u003d 735W。

ただし、馬は異なりますが、平均的な1頭の馬の出力は約1 / 2hpです。

短時間の「生きているエンジン」は、そのパワーを数倍に増やすことができます。

馬は走ったりジャンプしたりすると力が10倍以上になります。

高さ1mにジャンプすると、体重500 kgの馬は、5000 W \u003d 6.8hpに等しい出力を発生します。

平均して、静かに歩いているときの人の力は約0.1馬力であると信じられています。 つまり、70〜90Wです。

走ったり、ジャンプしたりすると、人は何倍も力を発揮することができます。

機械的エネルギーの最も強力な源は銃器であることが判明しました！

大砲の助けを借りて、500 m / sの速度で900kgの核を投げることができ、0.01秒で約110,000,000Jの仕事を開発します。 この作業は、75トンの貨物をCheopsピラミッド（高さ150 m）の上部に持ち上げる作業に相当します。

キャノンショットのパワーは11,000,000,000W \u003d 15,000,000hpになります。

人の筋肉の緊張の力は、人に作用する重力にほぼ等しい。

この式は、一定速度での均一な動き、および平均速度での可変運動の場合に有効です。

これらの式から、一定のエンジン出力では、移動速度は推力に反比例し、逆もまた同様であることがわかります。

これが、各種車両のギアボックス（ギアボックス）の動作原理の基本です。

電力..。 電力は、電気エネルギーの伝達または変換の速度を特徴付ける物理的な量です。 ACネットワークを研究する場合、一般的な物理的定義に対応する瞬時電力に加えて、有効電力の概念も導入されます。これは、期間中の瞬時無効電力の平均値に等しく、ソースから消費者に、またはその逆に散逸することなく循環するエネルギーに対応し、総電力は次のように計算されます。 位相シフトを考慮しない電流と電圧の実効値の積。

Uは1クーロンを移動しながら行われる作業であり、現在のIは1秒間に通過するクーロンの数です。 したがって、電流と電圧の積は、1秒間に実行された作業の合計、つまり電力または電流の電力を示します。

上記の式を分析すると、非常に簡単な結論を導き出すことができます。電力「P」は電流「I」と電圧「U」に等しく依存するため、大電流でも小電流でも同じ電力を得ることができます。 電圧、または逆に、高電圧および低電流（これは、ステップアップおよびステップダウン電気変電所での変圧器変換によって、発電所から消費地まで遠隔距離で電気を伝送するときに使用されます）。

有効電力（これは、他のタイプのエネルギー（熱、光、機械など）に取り返しのつかないほど変換される電力です）には、独自の測定単位（W（ワット））があります。 これは、1ボルトと1アンペアの積に相当します。 日常生活や職場では、電力をkW（キロワット、1 kW \u003d 1000 W）で測定する方が便利です。 発電所はすでにより大きなユニットを使用しています-MW（メガワット、1 MW \u003d 1000 kW \u003d 1,000,000W）。

無効電力は、電磁界のエネルギー振動（誘導性および容量性）によってデバイス（電気機器）に生成されるこのようなタイプの電気負荷を特徴付ける量です。 従来の交流電流の場合、これは、動作電流Iとそれらの間の位相角の正弦あたりの電圧降下Uの積に等しくなります。

Q \u003d U * I * sin（角度）。

無効電力には、VAR（ボルトアンペア無効）と呼ばれる独自の測定単位があります。 それは文字「Q」で示されます。

特定の力..。 比出力-エンジン出力とその質量またはその他のパラメーターの比率。

特定の車両出力..。 車に関しては、出力密度は車の総質量に関連する最大エンジン出力です。 ピストンエンジンの出力をエンジンの変位で割った値をリットル出力と呼びます。 たとえば、ガソリンエンジンのリットル容量は30〜45 kW / lであり、ターボチャージなしのディーゼルエンジンの場合は-10〜15 kW / lです。

重いエンジンを輸送する必要がないため、エンジンの比出力を上げると、最終的には燃料消費量が削減されます。 これは、軽合金を使用し、設計と強制を改善することによって実現されます（速度と圧縮率の向上、ターボチャージの使用など）。 しかし、この依存関係は常に観察されるわけではありません。 特に、最新のターボチャージャー付きディーゼルエンジンの効率は50％に達するため、重いディーゼルエンジンの方が経済的です。

文献では、この用語を使用して、kg / hpの逆数がしばしば与えられます。 またはkg / kW。

タンクの比出力..。 タンクエンジンの出力、信頼性、その他のパラメータは絶えず成長し、向上していました。 初期のモデルが実際に自動車のエンジンに満足していれば、1920年代から1940年代にかけてタンクの質量が増加しました。 適合した航空機エンジンが普及し、後に特別に設計されたタンクディーゼル（マルチ燃料）エンジンになりました。 タンクの許容可能な運転性能を確保するには、その比出力（タンクの戦闘重量に対するエンジン出力の比率）が少なくとも18〜20リットルである必要があります。 から。 / t。 いくつかの最新のタンクの比出力（付録10を参照）。

有効電力..。 有効電力は、期間中の瞬間AC電力の平均値です。

有効電力は、電気を他の種類のエネルギーに変換するプロセスを特徴付ける量です。 言い換えれば、電力は、いわば電力消費率を示しています。 これは私たちがお金を払う力であり、メーターで数えられます。

有効電力は、次の式を使用して決定できます。

直流回路には有効抵抗という1種類の抵抗しかないため、負荷の電力特性は、直流の場合に限り、1つのパラメータ（有効電力（W））で正確に設定できます。

交流回路にはアクティブとリアクティブの2種類の抵抗があるため、交流の場合の負荷の電力特性を1つのパラメータで正確に設定することはできません。 したがって、有効電力と無効電力の2つのパラメータのみが負荷を正確に特徴付けます。

有効抵抗と無効抵抗の動作原理は完全に異なります。 有効抵抗-電気エネルギーを他のタイプのエネルギー（熱、光など）に不可逆的に変換します-例：白熱灯、電気ヒーター。

反応抵抗-交互にエネルギーを蓄積し、それをネットワークに戻します-例：コンデンサー、インダクター。

有効電力（有効抵抗で消費される）はワットで測定され、無効電力（リアクタンスを循環する）は変数で測定されます。 また、負荷の電力を特徴づけるために、合計電力と電力係数の2つのパラメーターが使用されます。 これら4つのパラメータすべて：

有効電力：指定P、測定単位：ワット。

無効電力：Q指定、単位：VAR（ボルトアンペア無効）。

見かけの電力：S指定、単位：VA（ボルトアンペア）。

パワーファクター：指定kまたはcosF、測定単位：無次元値。

これらのパラメータは、比率によって関連付けられています。

S * S \u003d P * P + Q * Q、cosФ\u003d k \u003d P / S。

cosФパワーファクターとも呼ばれます。

したがって、電気工学では、これらの2つから残りを見つけることができるため、これらのパラメータのいずれか2つが電力特性に設定されます。

電源も同じです。 それらの電力（負荷容量）は、DC電源の1つのパラメーター（有効電力（W））と電源の2つのパラメーターによって特徴付けられます。 AC電源。 通常、これら2つのパラメーターは、見かけの電力（VA）とアクティブ（W）です。

ほとんどのオフィスおよび家庭用電化製品はアクティブ（反応がないかほとんどない）であるため、それらの電力はワットで示されます。 この場合、負荷を計算するときに、UPSのワット数の値が使用されます。 負荷が入力電力係数補正（APFC）のない電源（PSU）を備えたコンピューター、レーザープリンター、冷蔵庫、エアコン、電気モーター（たとえば、水中ポンプまたは機械の一部としてのモーター）、蛍光バラストランプなどの場合、すべてが計算に使用されます。 でる。 UPSデータ：kVA、kW、過負荷特性など。

無効電力。 無効電力、無効電力補償の方法とタイプ（手段）。

無効電力は、容量性および誘導性のコンポーネントを持つ負荷の電磁プロセスに費やされる総電力の一部です。 有用な作業を実行せず、導体をさらに加熱し、電力を増加させたエネルギー源を使用する必要があります。

無効電力とは、2005年10月4日のロシア連邦産業エネルギー省の命令第267号に準拠した、送電網の技術的損失を指します。

通常の動作条件下では、電磁界の絶え間ない発生を伴うモードの電気エネルギーのすべての消費者（電気モーター、溶接装置、蛍光灯など）は、総電力消費量の有効成分と無効成分の両方をネットワークにロードします。 この無効電力成分（以下、無効電力）は、大きなインダクタンスを含む機器の操作に必要であると同時に、ネットワーク上の望ましくない追加の負荷と見なすことができます。

無効電力が大幅に消費されると、ネットワークの電圧が低下します。 有効電力が不足している電力システムでは、原則として、電圧レベルは公称値を下回っています。 バランスをとるには不十分な有効電力は、発電電力が過剰にある隣接する電力システムからそのようなシステムに転送されます。 通常、電力システムは有効電力に関しては供給不足であり、無効電力に関しては供給不足です。 ただし、不足している無効電力を隣接する電力システムから転送するのではなく、この電力システムにインストールされている補償デバイスで生成する方が効率的です。 有効電力とは異なり、無効電力は、発電機だけでなく、電気ネットワークの変電所に設置できるコンデンサ、同期補償装置、または静的無効電源などの補償デバイスによっても生成できます。

無効電力補償は、現在、省エネの問題を解決し、送電網の負荷を軽減する上で重要な要素です。 国内および主要な外国の専門家の推定によると、エネルギー資源、特に電力のシェアは、生産コストにおいて重要な価値を占めています。 これは、企業のエネルギー消費の分析と監査、方法論の開発、および無効電力を補償する手段の探索を真剣に受け止めるのに十分強力な議論です。

無効電力補償。 無効電力補償手段。電気消費者によって生成される誘導性無効負荷は、適切なサイズのコンデンサを接続することにより、容量性負荷で打ち消すことができます。 これにより、グリッドから引き出される無効電力が減少し、電力係数補正または無効電力補償と呼ばれます。

無効電力補償の手段としてコンデンサユニットを使用する利点：

• ・有効電力の低い比損失（最新の低電圧コサインコンデンサの独自の損失は、1000VARあたり0.5Wを超えません）。
• ・回転部品はありません。
• ・簡単なインストールと操作（基礎は必要ありません）。
• ・比較的低い投資。
• ・必要な補償力を選択する機能。
• ・電力網の任意の場所に設置して接続する機能。
• ・操作中のノイズの欠如。
• ・低い運用コスト。

コンデンサバンクの接続に応じて、次のタイプの補償が可能です。

• 1.個別または一定の補償。誘導無効電力が発生場所で直接補償され、供給ワイヤのアンロードにつながります（一定または比較的高い電力で連続モードで動作する個々の消費者の場合-非同期モーター、変圧器、溶接機、放電 ランプなど）。
• 2.グループ補償。同時に動作する複数の誘導消費者に対する個別の補償と同様に、共通の定数コンデンサが接続されます（電気モーターの場合、互いに近くに配置された放電ランプのグループ）。 供給ラインもここで安心しますが、個々の消費者に配布する前に限ります。
• 3.特定の数のコンデンサがメインまたはグループの配電キャビネットに接続されている集中補償。 この補正は通常、負荷が変動する大規模な電気システムで使用されます。 このようなコンデンサユニットの制御は、電子レギュレータ（ネットワークからの無効電力の消費を常に分析するコントローラ）によって実行されます。 このようなレギュレーターは、コンデンサーをオンまたはオフにします。これにより、全負荷の瞬間的な無効電力が補償され、ネットワークから消費される総電力が削減されます。

力 -特定の期間に行われた作業の比率に等しい物理量。

一定期間の平均パワーという概念があります。 Δt..。 平均電力は、次の式を使用して計算されます。 N \u003dΔA/Δt、次の式による瞬時電力： N \u003d dA / dt..。 力の概念は物理学のいくつかの分野（機械学と電気物理学）に存在するため、これらの公式はかなり一般化された形式を持っています。 パワーを計算するための基本的な原則は、一般的な式とほぼ同じですが。

電力はワットで測定されます。 ワットは、ジュールを1秒で割った値に等しい電力の測定単位です。 ワットに加えて、電力を測定するための他の単位があります：馬力、毎秒エルグ、毎秒質量力\u200b\u200b計。

• • 1 メートル馬力 は735ワット、英語-745ワットに相当します。
  • エルグ は非常に小さな測定単位であり、1エルグは10からマイナス7乗のワットに相当します。
  • 1 毎秒質量力\u200b\u200b計 9.81ワットに相当します。

計測器

基本的に、電力を測定するための測定機器は電気物理学で使用されます。なぜなら、力学では、特定のパラメータのセット（速度と力）を知っているので、独立して電力を計算できるからです。 しかし、電気物理学の場合と同じように、パラメーターによって電力を計算することは可能ですが、実際には、日常生活では、機械的な電力を固定するために測定機器を使用することはありません。 ほとんどの場合、特定のメカニズムのこれらのパラメーターはすでに指定されています。 電子機器に関しては、主な装置は、通常の電気計の装置で日常生活で使用されるワットメーターです。

ワットメーターは、周波数によっていくつかのタイプに分けることができます。

• • 低頻度
  • RF
  • オプティカル

ワットメーターは、アナログとデジタルの両方にすることができます。 低周波（LF）は、デジタルとアナログの2つのインダクタで構成されており、通常の電気メーターの一部として産業や日常生活で使用されています。 無線周波数ワットメーターは、吸収電力と送信電力の2つのグループに分けられます。 違いは、ワットメーターがネットワークに接続され、ネットワークと並行して実行され、追加の負荷としてネットワークの端で吸収される方法にあります。 光ワットメーターは、磁束とレーザービームの出力を決定するために使用されます。 それらは主にいくつかの産業や研究所で使用されています。

力学の力

力学における力は、この力が行う強さと仕事に直接関係しています。 仕事は、身体に加えられる力を特徴付ける量であり、その影響下で身体は特定の距離を移動します。 電力は、速度ベクトルと力ベクトルのスカラー積によって計算されます。 P \u003d F * v \u003d F * v * cos a （力に速度ベクトルと力と速度ベクトルの間の角度（コサインアルファ）を\u200b\u200b掛けたもの）。

体の回転運動の力を計算することもできます。 P \u003d M * w \u003dπ* M * n / 30..。 パワーは、（M）力のモーメントに（w）角速度を掛けたもの、またはpi（n）に力のモーメント（M）と（n）回転数を30で割ったものを掛けたものに等しくなります。

電気物理学における力

電気物理学では、電力は電気が伝達または変換される速度を特徴づけます。 そのようなタイプの力があります：

• • 瞬時の電力。 電力は特定の時間に行われる作業であり、電荷は導体の特定のセクションに沿って移動するため、次の式が得られます。 P（a-b）\u003d A /Δt..。 A-Bは、電荷が通過する領域を示します。 Aは1つまたは複数の料金の仕事であり、Δtは1つまたは複数の料金がセクション（A-B）を通過する時間です。 同じ式に従って、導体の瞬間的な電力を測定する必要があるさまざまな状況で、他の電力値が計算されます。

• • 一定の流れのパワーを計算することもできます。 P \u003d I * U \u003d I ^ 2 * R \u003d U ^ 2 / R.

• • AC電力は、DC式を使用して計算することはできません。 交流では、3つのタイプの電力が区別されます。
    • 有効電力（P）、つまり P \u003d U * I * cos f ..。 ここで、UとIは電流の有効なパラメーターであり、f（phi）はフェーズ間のシフト角度です。 この式は、単相正弦波電流の例として示されています。
    • 無効電力（Q）は、電気単相正弦波交流電流の振動によってデバイスに発生する負荷を特徴づけます。 Q \u003d U * I * sin f ..。 測定単位は無効ボルトアンペア（var）です。
    • 見かけの電力（S）は、有効電力と無効電力の平方根に等しくなります。 ボルトアンペアで測定。
    • 非アクティブ電力は、正弦波電流を伴うAC回路に存在するパッシブ電力の特性です。 無効電力と高調波電力の2乗の合計の平方根に等しい。 高調波パワーがない場合、それは無効パワー係数に等しくなります。