Hangi harfin gücü belirtilir. Akım gücü için ölçü biriminin belirlenmesi. Aktif güç konsepti

Elektrik gücü- elektrik enerjisinin iletim veya dönüşüm oranını karakterize eden fiziksel bir miktar.

Üniversite YouTube'u

1 / 5

✪ Ders 363. AC devresindeki güç

✪ Aktif, reaktif ve görünen güç. Görsel bir benzetme örneğinde bu nedir.

✪ Elektrik akımının işi ve gücü. Çalışma akımı | Fizik Sınıfı 8 # 19 | bilgi dersi

✪ GERİLİM ve AKIM arasındaki fark nedir

✪ Watt Joule ve Beygir Gücü

Altyazılar

Anlık elektrik gücü

Anlık güç, elektrik devresinin herhangi bir yerindeki anlık gerilim ve akım değerlerinin ürünüdür.

DC gücü

Akım ve gerilim değerleri sabit ve herhangi bir andaki anlık değerlere eşit olduğu için güç şu formülle hesaplanabilir:

P = I ⋅ U (\ displaystyle P = I \ cdot U) .

Ohm yasasının gözlemlendiği pasif bir lineer devre için şunları yazabilirsiniz:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\ displaystyle P = I ^ (2) \ cdot R = (\ frac (U ^ (2)) (R))), nerede R (\ görüntü stili R)- elektrik direnci .

Devre bir EMF kaynağı içeriyorsa, verilen veya emilen elektrik gücü şuna eşittir:

P = I ⋅ E (\ displaystyle P = I \ cdot (\ matematik (E))), nerede E (\ görüntü stili (\ matematik (E)))-EMF.

EMF içindeki akım potansiyel gradyanın tersiyse (EMF içinde artıdan eksiye doğru akar), bu durumda güç, EMF kaynağı tarafından ağdan emilir (örneğin, elektrik motoru çalışırken veya pil çalışırken). şarj etme), eş yönlü ise (EMF içinde eksiden artıya doğru akar), o zaman kaynak tarafından ağa verilir (örneğin, bir galvanik pil veya jeneratör çalışırken). EMF kaynağının iç direnci dikkate alındığında, üzerinde serbest bırakılan güç p = I 2 ⋅ r (\ displaystyle p = I ^ (2) \ cdot r) verilenden alınana eklenir veya çıkarılır.

AC gücü

AC devrelerinde, DC güç formülü yalnızca anlık gücü hesaplamak için uygulanabilir, bu zamanla büyük ölçüde değişir ve çoğu basit pratik hesaplama için doğrudan çok kullanışlı değildir. Ortalama gücün doğrudan hesaplanması, zaman içinde entegrasyon gerektirir. Gerilim ve akımın periyodik olarak değiştiği devrelerde gücü hesaplamak için, bir periyot boyunca anlık gücün integrali alınarak ortalama güç hesaplanabilir. Pratikte en önemlisi, alternatif sinüzoidal gerilim ve akım devrelerindeki gücün hesaplanmasıdır.

Toplam, aktif, reaktif güç ve güç faktörü kavramlarını birbirine bağlamak için karmaşık sayılar teorisine dönmek uygundur. AC devresindeki gücün, aktif gücün gerçek kısmı, reaktif gücün hayali kısmı, görünen gücün modülü ve açının (faz kayması) olduğu şekilde karmaşık bir sayı olarak ifade edildiğini varsayabiliriz. argüman. Böyle bir model için aşağıda yazılan tüm ilişkiler geçerlidir.

Aktif güç

.

Reaktif güç - sinüzoidal alternatif akım devresindeki elektromanyetik alanın enerjisindeki dalgalanmalarla elektrikli cihazlarda oluşturulan yükleri karakterize eden, rms voltaj değerlerinin ürününe eşit bir değer U (\ görüntü stili U) ve akım ben (\ görüntü stili I) faz açısının sinüsünün çarpımı φ (\ displaystyle \ varphi) onların arasında: Q = U ⋅ I ⋅ sin ⁡ φ (\ displaystyle Q = U \ cdot I \ cdot \ sin \ varphi)(akım voltajın gerisinde kalırsa, faz kayması pozitif, ileriyse - negatif olarak kabul edilir). Reaktif güç, toplam güçle ilgilidir S (\ ekran stili S) ve aktif güç P (\ ekran stili P) oran: | S | = S 2 - P 2 (\ displaystyle | Q | = (\ sqrt (S ^ (2) -P ^ (2)))).

Reaktif gücün fiziksel anlamı, kaynaktan alıcının reaktif elemanlarına (indüktörler, kapasitörler, motor sargıları) pompalanan ve daha sonra bu elemanlar tarafından bu periyoda atıfta bulunulan bir salınım periyodu sırasında kaynağa geri döndürülen enerjidir.

Değerler için değer olduğuna dikkat edilmelidir. φ (\ displaystyle \ varphi) 0 ila artı 90 ° pozitif bir değerdir. Büyüklük sin ⁡ φ (\ displaystyle \ sin \ varphi) değerler için φ (\ displaystyle \ varphi) 0 ila -90 ° negatiftir. formüle göre Q = U I sin ⁡ φ (\ displaystyle Q = UI \ sin \ varphi), reaktif güç pozitif bir değer (yük aktif-endüktif karaktere sahipse) veya negatif (yük aktif-kapasitif karaktere sahipse) olabilir. Bu durum, reaktif gücün elektrik akımının çalışmasına katılmadığını vurgular. Bir cihaz pozitif reaktif güce sahip olduğunda, onu tükettiğini ve negatif olduğunda ürettiğini söylemek gelenekseldir, ancak bu, çoğu güç tüketen cihazın (örneğin, asenkron motorlar) olduğu gerçeğinden dolayı saf bir gelenektir. bir transformatör aracılığıyla bağlanan tamamen aktif bir yük de aktif-endüktiftir.

Santrallerde kurulu senkron jeneratörler, jeneratörün rotor sargısında akan uyarma akımının büyüklüğüne bağlı olarak hem reaktif güç üretebilir hem de tüketebilir. Senkron elektrikli makinelerin bu özelliği sayesinde şebekenin ayarlanan gerilim seviyesi regüle edilir. Aşırı yüklenmeleri ortadan kaldırmak ve elektrik tesisatlarının güç faktörünü arttırmak için reaktif güç kompanzasyonu yapılır.

Mikroişlemci teknolojisinde modern elektriksel ölçüm dönüştürücülerinin kullanılması, endüktif ve kapasitif bir yükten alternatif bir voltaj kaynağına döndürülen enerji miktarının daha doğru bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

Tam güç

Toplam elektrik gücünün birimi volt amperdir (Rusça tanımı: B A; Uluslararası: VA) .

Görünen güç - periyodik elektrik akımının rms değerlerinin ürününe eşit bir değer ben (\ görüntü stili I) devre ve voltajda U (\ görüntü stili U) onun kelepçeleri üzerinde: S = U ⋅ I (\ displaystyle S = U \ cdot I); orana göre aktif ve reaktif güç ile ilişkili: S = P 2 + Q 2, (\ displaystyle S = (\ sqrt (P ^ (2) + Q ^ (2)))) nerede P (\ ekran stili P)- aktif güç, Q (\ görüntü stili Q)- reaktif güç (endüktif yük ile Q> 0 (\ displaystyle Q> 0) ve kapasitif için Q< 0 {\displaystyle Q<0} ).

Toplam, aktif ve reaktif güç arasındaki vektör bağımlılığı aşağıdaki formülle ifade edilir: S ⟶ = P ⟶ + Q ⟶. (\ displaystyle (\ stackrel (\ longrightarrow) (S)) = (\ stackrel (\ longrightarrow) (P)) + (\ stackrel (\ longrightarrow) (Q)))Entegre güç

Güç, empedansa benzer şekilde karmaşık biçimde yazılabilir:

S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗, (\ displaystyle (\ dot (S)) = (\ dot (U)) (\ dot (I)) ^ (*) = I ^ (2) \ mathbb (Z) = (\ frac (U ^ (2)) (\ mathbb (Z) ^ (*))),) nerede U ˙ (\ görüntü stili (\ nokta (U)))- karmaşık stres, I ˙ (\ displaystyle (\ nokta (I)))- karmaşık akım, Z (\ displaystyle \ matematik bb (Z))- empedans, * - karmaşık konjugasyon operatörü.

Karmaşık güç modülü | S ˙ | (\ displaystyle \ sol | (\ nokta (S)) \ sağ |) tam güce eşit S (\ ekran stili S)... gerçek kısım R e (S ˙) (\ displaystyle \ matrm (Re) ((\ nokta (S)))) aktif güce eşit P (\ ekran stili P) ve hayali Ben m (S ˙) (\ displaystyle \ matematik (Im) ((\ nokta (S))))- reaktif güç Q (\ görüntü stili Q) yükün niteliğine bağlı olarak doğru işaretle. Bazı elektrikli aletlerin gücü

Tablo, bazı elektrik tüketicilerinin güç değerlerini göstermektedir:

Elektrikli cihaz	Güç, W
el feneri ampulü	1
ağ yönlendiricisi, hub	10…20
bilgisayar sistem birimi	100…1700
sunucu sistem bloğu	200…1500
PC monitörü CRT	15…200
pc lcd için monitör	2…40
ev floresan lamba	5…30
akkor lamba ev	25…150
Ev buzdolabı	15…700
Elektrikli süpürge	100… 3000
Elektrikli ütü	300…2 000
yıkayıcı	350…2 000
Elektrikli fırın	1 000…2 000
Ev kaynak makinesi	1 000…5 500
tramvay motoru	45 000…50 000
Elektrikli lokomotif motoru	650 000
maden kaldırma motoru	1 000 000...5 000 000
Haddehane elektrik motorları	6 000 000…9 000 000

Güç fiziksel bir göstergedir. Enerjik değişimi ölçmeye yardımcı olmak için zaman içinde yapılan işi tanımlar. Akım gücü ölçüm birimi sayesinde, herhangi bir uzaysal aralıkta enerjinin yüksek hızlı enerji akışını belirlemek kolaydır.

Hesaplama ve türleri

Gücün ağdaki gerilime ve mevcut yüke doğrudan bağımlılığı nedeniyle, bu değerin hem büyük bir akımın düşük bir voltajla etkileşiminden hem de önemli bir voltajın oluşmasının bir sonucu olarak ortaya çıkabileceği izler. düşük akım ile. Bu ilke, transformatörlerdeki dönüşüm için ve elektriği büyük mesafelerden iletirken geçerlidir.

Bu göstergeyi hesaplamak için bir formül var. P = A / t = I * U biçimindedir, burada:

• P, watt cinsinden ölçülen akım gücünün bir ölçüsüdür;
• A - joule cinsinden hesaplanan zincir bölümündeki mevcut çalışma;
• t, mevcut işin yapıldığı zaman aralığı olarak hareket eder, saniye olarak belirlenir;
• U, Volt cinsinden hesaplanan devre bölümünün elektrik voltajıdır;
• I - amper cinsinden hesaplanan akım gücü.

Elektrik gücünün aktif ve reaktif göstergeleri olabilir. İlk durumda, güç kuvveti başka bir enerjiye dönüştürülür. Volt ve amper dönüşümünü kolaylaştırdığı için watt cinsinden ölçülür.

Reaktif güç göstergesi, kendi kendine endüksiyon olgusunun ortaya çıkmasına katkıda bulunur. Böyle bir dönüşüm, enerji akışını kısmen ağa geri döndürür, çünkü bu mevcut değerlerde bir yer değiştirme var ve elektrik şebekesi üzerinde olumsuz etkisi olan voltajlar.

Aktif ve reaktif göstergenin belirlenmesi

Aktif güç, istenen bir süre boyunca sinüzoidal bir akımda tek fazlı bir devrenin toplam değeri belirlenerek hesaplanır. Hesaplama formülü, P = U * I * cos φ ifadesi şeklinde sunulur, burada:

• U ve I, rms akımı ve gerilimi gibi davranır;
• cos φ bu iki değer arasındaki faz açısıdır.

Güç aktivitesi nedeniyle, elektrik diğer enerji türlerine dönüştürülür: termal ve elektromanyetik enerji. Sinüzoidal veya sinüzoidal olmayan akıma sahip herhangi bir elektrik şebekesi, her bir zincir boşluğunun güçlerini toplayarak zincir bölümünün aktivitesini belirler. Üç fazlı zincir bölümünün elektrik gücü, her faz gücünün toplamı ile belirlenir.

Aktif güç kuvvetinin benzer bir göstergesi, düşüşü ve yansıması arasındaki farkla hesaplanan iletim gücünün değeridir.

Reaktif gösterge volt-amper cinsinden ölçülür. Bir AC devresi içindeki elektromanyetik alanlar tarafından üretilen elektrik yüklerini belirlemek için kullanılan bir miktardır. Elektrik akımının gücü için ölçüm birimi, U şebekesindeki voltajın ortalama karekök değeri ile alternatif akım I ve bu değerler arasındaki faz sinüs açısının çarpılmasıyla hesaplanır. Hesaplama formülü şu şekildedir: Q = U * I * günah.

Akım yükü voltajdan küçükse, faz kayması pozitiftir, aksine negatifse.

Ölçüm değeri

Ana elektrik birimi güçtür. Elektrik akımının gücünün neyle ölçüldüğünü belirlemek için bu miktarın temel özelliklerini incelemek gerekir. Fizik yasalarına göre watt ile ölçülür. Üretim koşullarında ve günlük yaşamda değer kilowatt'a dönüştürülür. Büyük ölçekli hesaplamalar, megawatt'a dönüştürmeyi gerektirir. Bu yaklaşım, elektrik enerjisi üretmek için santrallerde uygulanmaktadır. İş joule cinsinden ölçülür. Değer, aşağıdaki oranlarla belirlenir:

Tüketici güç gücü, elektrikli cihazın kendisinde veya pasaportunda belirtilir. Bu parametreyi belirledikten sonra voltaj ve elektrik akımı gibi göstergelerin değerlerini alabilirsiniz. Kullanılan göstergeler, elektrik gücünün neyle ölçüldüğünü gösterir, wattmetre ve varmetre şeklinde hareket edebilirler. Güç göstergesinin reaktif gücü bir faz ölçer, voltmetre ve ampermetre ile belirlenir. Akım gücünün ölçüldüğü durum standardı, 40 ila 2500 Hz frekans aralığıdır.

Hesaplama örnekleri

2 KW elektrik gücüne sahip su ısıtıcısının akımını hesaplamak için formül I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 A. ve akım voltajı. Bu formüle göre, tüm ev aletlerinin göstergesi hesaplanır.

Devre endüktif ise veya büyük bir kapasiteye sahipse, diğer yaklaşımları kullanarak akımın güç birimini hesaplamak gerekir. Örneğin, bir AC motordaki güç, P = I * U * cos formülü kullanılarak belirlenir.

Cihaz, voltajın 380 V olacağı üç fazlı bir şebekeye bağlandığında, göstergeyi belirlemek için her fazın güçleri ayrı ayrı toplanır.

Örnek olarak, her biri 1 kW tüketen 3 kW kapasiteli üç fazlı bir kazan düşünebiliriz. Faz akımı, I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 A formülüyle hesaplanır.

Herhangi bir cihazda, elektrik gücünün bir göstergesi gösterilir. Üretimde kullanılan büyük güç hacimlerinin iletimi yüksek gerilim hatları boyunca gerçekleştirilir. Enerji, trafo merkezleri kullanılarak elektrik akımına dönüştürülür ve şebekede kullanım için sağlanır.

Basit hesaplamalar sayesinde güç değeri belirlenir. Değerini bilerek, ev ve endüstriyel cihazların tam çalışması için doğru voltaj seçimini yapabilirsiniz. Bu yaklaşım, elektrikli cihazların yanmasını önlemeye ve elektrik şebekesini voltaj dalgalanmalarından korumaya yardımcı olacaktır.

18. yüzyılda, güç beygir gücüyle sayılmaya başlandı. Şimdiye kadar bu fiziksel miktar, motorların gücünü belirtmek için kullanılıyordu. İçten yanmalı motorun watt cinsinden güç göstergesinin yanında hp cinsinden değer yazılmaya devam ediyor.

Fiziksel nicelik olarak güç, güç formülü

Herhangi bir sistemde enerjinin dönüşümünün, çevrilmesinin veya tüketiminin ne kadar hızlı gerçekleştiğini gösteren bir değer - güç. Enerji koşullarının özellikleri için işlemin ne kadar hızlı gerçekleştiği önemlidir. Birim zamanda yapılan işe güç denir:

• Peki ya iş;
• t zamanı.

Mekanik güç ve elektrik gücü ayrı ayrı dikkate alınabilir.

Mekanik gücün nasıl ölçüldüğü sorusuna cevap almak için, hareket eden bir cisim üzerindeki kuvvetin etkisini düşünün. Kuvvet işi yapar, bu durumda güç aşağıdaki formülle belirlenir:

• F - gücü;
• v hızdır.

Dönme hareketi sırasında bu değer, kuvvet momenti ve dönme frekansı "rpm" dikkate alınarak belirlenir.

Elektrik akımı ve güç arasındaki ilişki

Elektrik mühendisliğinde iş U olacaktır - 1 coulomb'u hareket ettiren voltaj, birim zamanda hareket eden coulomb sayısı akımdır (I). Elektrik akımı gücü veya elektrik gücü P, akımın voltajla çarpılmasıyla elde edilir:

Bu 1 saniyede yapılan tam bir iştir. Bağımlılık burada doğrudandır. Akım veya voltaj değiştirilerek cihazın tükettiği güç değiştirilir.

Aynı P değeri, iki değerden biri değiştirilerek elde edilir.

Akım gücü için ölçü biriminin belirlenmesi

Akım gücünü ölçmek için kullanılan birim, İskoç bir makine mühendisi olan James Watt'ın adını almıştır. 1 W, 1 A'lık bir akımın 1 V'luk bir potansiyel farkında ürettiği güçtür.

Örneğin, 3,5 V'luk bir voltajdaki bir kaynak, devrede 0,2 A'lık bir akım oluşturur, ardından mevcut güç ortaya çıkar:

P = U * I = 3.5 * 0.2 = 0.7 W.

Dikkat! Mekanikte güç genellikle N harfi ile, elektrik mühendisliğinde ise P harfi ile temsil edilir. n ve P nasıl ölçülür? Tanımlamadan bağımsız olarak, bir miktardır ve watt "W" olarak ölçülür.

Watt ve diğer güç birimleri

Gücün neyle ölçüldüğü hakkında konuşurken, ne hakkında olduğunu bilmeniz gerekir. Watt, 1 J / s'ye karşılık gelen bir değerdir. Uluslararası Birimler Sisteminde kabul edilmektedir. Güç hangi birimlerde ölçülür? Astrofizik bilim dalı erg/s adı verilen bir birim ile çalışır. Erg, 10-7 W'a eşit çok küçük bir değerdir.

Bu seriden hala yaygın olan bir diğer birim "beygir gücü"dür. 1789'da James Watt, bir madenden 75 kg'lık bir yükün bir at tarafından çekilebileceğini ve 1 m / s hızla yapılabileceğini hesapladı. Bu tür emek yoğunluğunun hesaplanmasına dayanarak, motorların gücü bu değerle şu oranda ölçülebilir:

1 beygir gücü = 0,74 kW.

İlginç. Amerikalılar ve İngilizler 1 hp olduğuna inanıyor. = 745.7 watt ve Ruslar - 735,5 watt. Bu önlem sistematik olmadığı ve kullanılmaması gerektiği için kimin haklı, kimin haksız olduğunu tartışmanın bir anlamı yok. Uluslararası Yasal Metroloji Örgütü, dolaşımdan kaldırılmasını tavsiye ediyor.

Rusya'da, bir CASCO veya OSAGO politikası hesaplanırken, arabanın güç ünitesinin bu verileri kullanılır.

Güç, voltaj ve akım arasındaki ilişkinin formülü

Elektrik mühendisliğinde iş, belirli bir süre boyunca bir elektrikli cihazı çalıştırmak için bir güç kaynağı tarafından verilen belirli bir enerji miktarı olarak kabul edilir. Bu nedenle, elektrik gücü, elektriğin dönüşüm veya iletim hızını tanımlayan bir miktardır. Doğru akım formülü şöyle görünür:

• U - voltaj, V;
• ben - mevcut güç, A.

Bazı durumlarda, Ohm kanunu formülü kullanılarak güç, direnç değeri kullanılarak hesaplanabilir:

P = Ben * 2 * R, nerede:

• I - mevcut güç, A;
• R - direnç, Ohm.

AC devrelerin gücünün hesaplanması durumunda, üç tiple karşılaşmanız gerekecektir:

• aktif formülü: P = U * I * cos ϕ, faz açısı katsayısı nerede;
• reaktif hesaplanır: Q = U * I * sin ϕ;
• dolu şu şekilde sunulur: S = √P2 + Q2, burada P aktif ve Q2 reaktif.

Tek fazlı ve üç fazlı AC devreler için hesaplamalar farklı formüllere göre yapılır.

Önemli!İşletmelerdeki elektrik tüketicileri çoğunlukla asenkron motorlar, transformatörler ve diğer endüktif alıcılardır. Çalışma sırasında reaktif güç kullanırlar ve bu, güç hatları boyunca akan, iletim hattını ek bir yüke yönlendirir. Enerji kalitesini arttırmak için kapasitör üniteleri şeklinde reaktif enerji kompanzasyonu kullanılmaktadır.

Elektrik gücünü ölçmek için aletler

Bir wattmetre gücü ölçmenizi sağlar. İki sargısı vardır. Biri devreye seri olarak ampermetre gibi, ikincisi paralel olarak voltmetre gibi dahildir. Elektrik enerjisi endüstrisi kurulumlarında, wattmetreler kilovat-saat "kWh" cinsinden değerleri belirler. Sadece elektrik enerjisi için değil, lazer enerjisi için de ölçümlere ihtiyaç vardır. Bu göstergeyi ölçebilen cihazlar hem sabit hem de taşınabilir versiyonlarda üretilmektedir. Onların yardımıyla, bu tür enerjiyi kullanan ekipmanın lazer radyasyonu seviyesi tahmin edilir. Taşınabilir sayaçlardan biri, bir Japon üreticisi olan LP1'dir. LP1, örneğin DVD oynatıcıların optik cihazlarının görsel noktasında, ışık yoğunluğu değerlerinin doğrudan belirlenmesine izin verir.

Elektrikli ev aletlerinde güç

Bir ampulün filamanının metalini ısıtmak, bir demirin veya başka bir ev aletinin çalışma yüzeyinin sıcaklığını arttırmak için belirli bir miktar elektrik harcanır. Saat başına yük tarafından alınan değer, bu cihazın güç tüketimi olarak kabul edilir.

Dikkat! Ampul "40 W, 230 V" diyorsa, 1 saat içinde AC şebekeden 40 W tükettiği anlamına gelir. Ampul sayısını ve parametreleri bilerek, odaları aydınlatmak için ayda ne kadar enerji harcandığını hesaplarlar.

Watt nasıl çevrilir

Watt'tan beri– değer küçüktür, günlük yaşamda kilovatlarla çalışırlar, dönüştürme sistemini kullanırlar:

• 1W = 0,001 kW;
• 10 W = 0,01 kW;
• 100W = 0,1 kW;
• 1000 W = 1 kW.

Bazı elektrikli aletlerin gücü, W

Ev cihazlarının ortalama elektrik tüketimi değerleri:

• plakalar - 110006000 W;
• buzdolapları - 150-600 W;
• çamaşır makineleri - 1000-3000 W;
• elektrikli süpürgeler - 1300-4000 W;
• elektrikli su ısıtıcıları - 2000-3000 W.

Her ev aletinin parametreleri pasaportta belirtilmiştir ve ayrıca kasada da belirtilmiştir. Tüketici bilgileri için kesin değerler orada tanımlanır.

Video

Genel bilgi. Güç ölçümü, tüm ana frekans aralığında - milimetreye ve daha kısa dalgalara kadar - doğrudan ve alternatif akım üzerinde elektrik ve elektronik ölçüm uygulamalarında çok yaygındır.

Mikrodalga aralığındaki gücün ölçümü özellikle önemlidir, çünkü güç, büyük hata nedeniyle mikrodalgada akım ve voltajın ölçülmesi pratik olarak imkansız olduğunda, karşılık gelen yolun elektrik modunun tek özelliğidir.

Güç, mikrowatt kesirlerinden birimlere - onlarca gigawatt'a kadar değişen wattmetrelerle ölçülür.

Ölçülen güce bağlı olarak, cihazlar küçük wattmetrelere ayrılır (<10 мВт), средней (10 мВт... 10 Вт) и большой (>10W) güç.

Güç için temel ölçü birimi watt'tır (W). Katlar ve alt katlar da kullanılır:

Gigawatt (1 GW = W);

Megavat (1 MW = W);

Kilovat (1 kW = W);

Miliwatt (1mW = W);

Mikrovat (1 μW = W).

Güç ünitelerinin uluslararası tanımları Ek 1'de verilmiştir.

Güç yalnızca mutlak olarak değil, aynı zamanda göreceli birimlerde de ölçülebilir - desibel:

Gücü ölçmek için dolaylı ve doğrudan yöntemler kullanılır. Katalog sınıflandırmasında, elektronik wattmetreler şu şekilde belirtilir: Ml - örnek, M2 - iletilen güç, MZ - emilen güç, M4 - güç sayaçları için köprüler, M5 - wattmetrelerin dönüştürücüleri (kafaları).

Elektromekanik wattmetreler, ölçeklerinde ve yüz plakalarında belirtilen güç birimlerine göre sınıflandırılır: W - wattmetreler: kW - kilowatt metre; mW - miliwatt metre; W - mikrowattmetreler.

Düşük frekansların DC ve AC devrelerinde güç ölçümü. Endüstriyel frekansların DC ve AC devrelerindeki gücü ölçmek için en sık elektrodinamik ve ferrodinamik sistemlerin elektromekanik wattmetreleri kullanılır.

Laboratuvar uygulamasında, esas olarak 3., 4. ve 5. doğruluk sınıflarının (0.1; 0.2; 0.5) elektrodinamik sisteminin wattmetreleri kullanılır. Endüstride, teknik ölçümler için, 6, 7 ve 8 doğruluk sınıfına (1.0; 1.5 ve 2.5) sahip bir ferrodinamik sistemin wattmetreleri kullanılır.

Tek limitli wattmetrelerin ölçekleri, ölçülen miktarın (watt, kilowatt vb.) değerlerinde derecelendirilir. Çok aralıklı wattmetrelerin dereceli olmayan bir ölçeği vardır. Seçilen limitin anma akım değeri ve anma gerilim değeri bilinen bu tür wattmetreleri kullanmadan önce, kullanılan wattmetrenin skala bölme sayısı kadar bölme değerini belirlemek gerekir. ile birlikte(cihaz sabiti) de formüle göre

Belirli bir wattmetre için seçilen limitteki bölme değerini bilmek, ölçülen gücün değerini okumak kolaydır. Ölçülen güç değeri

nerede NS - cihazın ölçeğindeki bölümlerin sayısını saymak.

Bir elektrodinamik sistemin wattmetreleri AC ve DC devrelerindeki gücü birkaç kilohertz frekansa kadar ölçmek için kullanılır.

Ferrodinamik sistem wattmetreleri endüstriyel frekansların AC ve DC devrelerindeki gücü ölçmek için kullanılır.

Düşük, orta ve yüksek frekansların doğru ve alternatif akımlarında, dolaylı güç ölçme yöntemleri kullanılır, yani. gerilimler, akımlar ve faz kaymaları sonraki güç hesaplamaları ile belirlenir. Karmaşık bir yüke sahip bir devrede iki fazlı alternatif akımın aktif gücü, formülle belirlenir.

nerede U, ben... rms gerilimi ve akımı;

Akım ve gerilim arasındaki faz kayması.

Tamamen dirençli yüke sahip bir devrede , = 0, = 1 olduğunda, AC gücü

, (3.33)

darbe akım gücü:

Pratikte, ortalama güç genellikle bir darbe tekrarlama periyodu üzerinden ölçülür:

(3-35)

nerede Q - görev döngüsü: q =;

Darbe süresi;

Darbe şekli faktörü 1;

Nabız tekrarlama periyodu.

Yüksek frekanslı güç ölçüm yöntemleri... Gücü ölçmek için iki tipik yöntem vardır (tipine bağlı olarak: emilen veya iletilen).

Emilen güç yük tarafından tüketilen güçtür. Bu durumda yük eşdeğeri ile değiştirilir ve ölçülen güç bu eşdeğer yük üzerinde tamamen dağıtılır ve ardından termal işlemin gücü ölçülür. Wattmetrenin yükü gücü tamamen emer, bu nedenle bu tür cihazlara emilen gücün wattmetreleri denir (Şekil 3.16, a). Yükün ölçülen gücü tamamen emmesi gerektiğinden, cihaz sadece tüketicinin bağlantısı kesildiğinde kullanılabilir. Ölçüm hatası ne kadar az olursa, wattmetrenin giriş empedansının araştırılan kaynağın çıkış empedansı ile tam olarak eşleşmesi veya iletim hattının karakteristik empedansı o kadar tam olarak sağlanır.

Pirinç. 3.16. Wattmetreler ile emilen (o) ve iletilen gücü ölçmek için yöntemler (B)

geçen güç jeneratör tarafından gerçek yüke iletilen güçtür. Bunu ölçen cihazlara geçiş gücü wattmetreleri denir. Bu tür wattmetreler, kaynak gücünün önemsiz bir kısmını tüketir ve çoğu gerçek yükte serbest bırakılır (Şekil 3.16, B).

Geçen gücün wattmetreleri, emici bir duvar ve diğer cihazlara sahip Hall dönüştürücülerdeki cihazları içerir.

Yüksek ve ultra yüksek frekanslar aralığında, iletim hattının farklı bölümlerinde akım gücü ve voltaj düşüşünün değerleri farklı olduğundan, dolaylı güç ölçme yöntemleri kullanılmaz; ek olarak, ölçüm cihazının bağlanması, ölçüm devresinin çalışma modunu değiştirir. Bu nedenle, mikrodalga frekanslarında başka yöntemler kullanılır: 1 örneğin, elektromanyetik enerjiyi termal enerjiye dönüştürmek (kalorimetrik yöntem), bir direncin direncini değiştirmek (termistör yöntemi).

kalorimetrik yöntem güç ölçümü son derece doğrudur. Bu yöntem, ısı kaybı meydana geldiğinde nispeten yüksek güçleri ölçerken tüm radyo frekans aralığı boyunca kullanılır. Kalorimetrik yöntem, bir wattmetrenin kalorimetresinde belirli bir sıvı ısıtıldığında elektrik enerjisinin termal enerjiye dönüştürülmesine dayanır (Şekil 3.17). Daha sonra, güç, bilinen sıcaklık farkından ve kalorimetreden akan bilinen sıvı hacminden belirlenerek tahmin edilir:

, (3.36)

kullanılan sıvının katsayısı nerede;

- ısıtılmış sıvı hacmi.

Pirinç. 3.17. Kalorimetrik wattmetre cihazı

Kalorimetrik yöntemin hatası% 1 ... 7'dir.

Termistör (bolometrik) yöntemi Güç ölçümü, elektromanyetik salınımların emilen gücünün etkisi altında dirençlerini değiştirmek için termistörlerin özelliklerinin kullanılmasına dayanır. Termistör olarak termistörler ve bolometreler kullanılır.

termistör bir cam balon içine alınmış yarı iletken bir levhadır (veya disktir). Termistörler negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani. sıcaklık arttıkça dirençleri düşer.

bolometre bir platin tabakası (film) ile kaplanmış ince bir mika veya cam levhadır. Film bolometreleri çok yüksek bir hassasiyete sahiptir (... W'ye kadar). Bolometreler pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani. sıcaklık arttıkça dirençleri artar.

Termistörlerin hassasiyeti ve güvenilirliği, bolometrelerinkinden daha yüksektir, ancak bolometrelerin parametreleri daha kararlıdır, bu nedenle örnek wattmetrelerde kullanılırlar (alt grup M1).

Termistör yöntemi yüksek hassasiyet sağlar, bu nedenle düşük ve orta güçlerin ölçülmesinde kullanılır. Muslukların ve bölme cihazlarının kullanılması, yöntemin yüksek güçleri ölçmek için kullanılmasına izin verir. Termistör wattmetrelerinin hatası %4 ... %10'dur ve çoğu zaman yük eşleştirme derecesine bağlıdır.

Bir cihaz seçerken bilmeniz gereken wattmetrelerin ana metrolojik özellikleri aşağıdakileri içerir:

Cihaz tipi (emilen veya iletilen güç);

Güç ölçüm aralığı;

Frekans aralığı;

İzin verilen ölçüm hatası;

Güç ölçer girişi veya yansıtma modülünün Duran Dalga Oranı (SWR).

Kontrol soruları

1. İncelenen devreye bir ampermetre dahil etme kuralını veriniz.

2. Şantların amacı nedir?

3. Şönt ampermetrenin direnci nasıl değişir?

4. Şönt ampermetreye nasıl bağlanır?

5. DC akımı ölçerken en çok hangi sistemin ampermetreleri kullanılır?

6. Yüksek frekansların alternatif akımının gücünü ölçmek için hangi sistemin ampermetreleri kullanılır?

7. Yüksek frekanslı akımı ölçerken hangi kurallara uyulmalıdır?

8. Alçak frekansların akım gücünü ölçmek için ampermetrenin eşdeğer devresini veriniz.

9. Yüksek frekansların akım gücünü ölçmek için ampermetrenin eşdeğer devresini veriniz.

10. Ampermetrenin ana parametrelerini listeleyiniz.

11. Ampermetrenin iç direnci için gereklilik nedir?

12. Yüksek frekanslı alternatif akımın gücünü ölçerken bir elektrodinamik sistemin elektromekanik ampermetresini kullanmak neden imkansız?

13. Manyetoelektrik sistem ampermetrelerinin avantajlarını sıralayınız.

14. Manyetoelektrik sistemin ampermetrelerinin dezavantajlarını listeleyiniz.

15. Beş ölçüm aralığına sahip bir elektromekanik ampermetre kaç şönt içerir?

16. Bir voltmetre ile ampermetre arasındaki temel fark nedir?

17. Voltmetre devreye nasıl bağlanır?

18. Ek dirençlerin amacı nedir?

19. Elektromekanik voltmetrenin voltaj ölçüm aralığını genişletmek için ne yapılmalı?

20. Elektromekanik voltmetrelerin avantaj ve dezavantajlarını sıralayınız.

21. Elektronik analog voltmetreler hangi gerekçelerle sınıflandırılır?

22. Elektronik analog voltmetreler oluşturmak için hangi yapısal diyagramlar kullanılır?

23. Elektronik analog voltmetrelerin avantaj ve dezavantajlarını listeleyiniz.

24. U - D tipi voltmetreler neden yüksek hassasiyete sahiptir?

25. D - U tipi voltmetreler neden geniş bir frekans aralığına sahiptir?

26. Elektronik dijital voltmetrelerin elektronik analog olanlara göre avantajları nelerdir?

27. Elektronik analog voltmetrelerin neden desibel cinsinden bir ölçeği var?

28. Bir voltmetre seçmenin ana metrolojik özellikleri nelerdir?

29. Gerilim hangi birimlerde ölçülür?

30. Multimetre nedir?

31. DC devrelerinde gücü ölçmek için hangi cihazlar kullanılabilir?

32. Endüstriyel frekansların sinüzoidal akımının AC devrelerindeki gücü ölçmek için hangi cihazlar kullanılabilir?

33. Mikrodalga aralığında düşük gücü ölçmek için hangi yöntem kullanılabilir?

34. Mikrodalga aralığında yüksek gücü ölçmek için hangi yöntem kullanılabilir?

35. Bir darbe sinyalinin gücünü belirlerken bilmeniz gerekenler nelerdir?

36. Direnç için ayrılan gücü belirleyin R = 5 mA DC akımı ile 1 kΩ.

37. Dağıtılan direnci belirleyin r- 2 kOhm güç, içinden 4 mA genliğe sahip sinüzoidal bir akım geçerse.

38. Gücü ölçmek için kalorimetrik yöntem nedir?

39. Termistör gücü ölçüm yöntemi nedir?

40. Bolometre nedir ve nerelerde kullanılır?

41. Bir bolometre ile karşılaştırıldığında bir termistörün avantajlarını belirtin.

42. Bir bolometre ile karşılaştırıldığında bir termistörün dezavantajlarına dikkat edin.

43. Elektrodinamik wattmetrelerin avantaj ve dezavantajlarını listeleyiniz.

44. Çekilen güç wattmetreler hangi grup ve alt gruba aittir?

45. Geçen gücün wattmetreleri enerjinin hangi kısmını tüketir?

Güç (M) kavramı, belirli bir mekanizmanın, makinenin veya motorun üretkenliği ile ilişkilidir. M, birim zamanda yapılan iş miktarı olarak tanımlanabilir. Yani M, işin uygulanması için harcanan zamana oranına eşittir. Genel kabul görmüş uluslararası birim sisteminde (SI), M için tek ölçü birimi watt'tır. Bununla birlikte, beygir gücü (hp), M için hala alternatif göstergedir. Dünyanın birçok ülkesinde, M içten yanmalı motorları hp cinsinden ve M elektrik motorlarını watt cinsinden ölçmek gelenekseldir.

EIM Çeşitleri

Bilimsel ve teknolojik ilerlemenin gelişmesiyle birlikte çok sayıda farklı güç ölçüm birimi (UIM) ortaya çıktı. Bunların arasında günümüzde W, kgcm/s, erg/s ve hp gibi modeller talep görmektedir. Bir ölçüm sisteminden diğerine geçerken kafa karışıklığı yaratmamak için gerçek gücün ölçüldüğü aşağıdaki EIM tablosu derlenmiştir.

EIM arasındaki ilişki tabloları

EIM	W	kgcm / s	erg / s	h.p.
1 watt	1	0,102	10^7	1,36 x 10 ^ -3
1 kilovat	10^3	102	10^10	1,36
1 megavat	10^6	102 x 10 ^ 3	10^13	1,36 x 10 ^ 3
saniyede 1 kgcm	9,81	1	9,81 x 10 ^ 7	1,36 x 10 ^ -2
saniyede 1 erg	10^-7	1.02 x 10 ^ -8	1	1,36 x 10 ^ -10
1 beygir gücü	735,5	75	7.355 x 10 ^ 9	1

Mekanikte M ölçümü

Gerçek dünyadaki tüm cisimler, kendilerine uygulanan kuvvet tarafından harekete geçirilir. Bir veya daha fazla vektörün gövdesi üzerindeki etkiye mekanik iş (P) denir. Örneğin, bir arabanın çekiş gücü onu hareket ettirir. Mekanik R. bu şekilde gerçekleştirilir.

Bilimsel bir bakış açısına göre, P, "F" kuvvetinin büyüklüğünün, "S" cismin hareket mesafesinin ve vektörler arasındaki açının kosinüsünün çarpımı tarafından belirlenen fiziksel "A" niceliğidir. bu iki miktar.

İş formülü şöyle görünür:

A = F x S x cos (F, S).

Bu durumda M "N", iş miktarının, kuvvetlerin vücuda etki ettiği "t" süresine oranı ile belirlenecektir. Bu nedenle, M'yi tanımlayan formül aşağıdaki gibi olacaktır:

Mekanik M motor

Mekanikteki fiziksel miktar M, çeşitli motorların yeteneklerini karakterize eder. M otomobillerinde motor, sıvı yakıt yanma odalarının hacmine göre belirlenir. Motorun M birimi, zaman birimi başına yapılan iştir (üretilen enerji miktarı). Motor, çalışması sırasında bir tür enerjiyi başka bir potansiyele dönüştürür. Bu durumda motor, yakıtın yanmasından kaynaklanan termal enerjiyi büküm hareketinin kinetik enerjisine dönüştürür.

Bilmek önemlidir! Motorun ana göstergesi M maksimum torktur.

Motorun itişini oluşturan torktur. Bu gösterge ne kadar yüksek olursa, birim o kadar M olur.

Ülkemizde M güç birimleri beygir gücü olarak hesaplanmaktadır. Tüm dünyada M'yi W'de hesaplama eğilimi vardır. Şimdi güç özelliği, belgelerde hp'de aynı anda iki boyutta belirtilmiştir. ve kilovat. M'nin hangi birimde ölçüleceği elektrik ve mekanik santrallerin üreticisi tarafından belirlenir.

elektrik

Elektrik M, elektrik enerjisinin mekanik, termal veya ışık enerjisine dönüşüm oranı ile karakterize edilir. Uluslararası SI sistemine göre watt, elektriğin görünen gücünün ölçüldüğü EIM'dir.