Канвэртар магутнасці
Магутнасць — ваты, конскія сілы і іншае
Хуткія спосабы ацаніць магутнасць і пазбегнуць распаўсюджаных памылак. Ад ват і кілават да конскіх сіл, BTU/г і ВА, атрымлівайце адказы хутка.
Асновы магутнасці
Электрычная магутнасць
Рэальная магутнасць (Вт) выконвае працу; уяўная магутнасць (ВА) уключае рэактыўныя кампаненты.
- P = V × I × КМ
- КМ (каэфіцыент магутнасці) ∈ [0..1]
- 3-фазная ≈ √3 × V × I × КМ
Сямейства конскіх сіл
Гістарычнае параўнанне з хуткасцю працы каня; існуе некалькі разнавіднасцей.
- к.с.(мех) ≈ 745,7 Вт
- к.с.(метрычная) ≈ 735,5 Вт
- Кацельная к.с. значна большая
Цеплавая магутнасць
HVAC і рухавікі ацэньваюць цеплавы паток у BTU/г, ккал/с, тонах ахалоджвання.
- 1 кВт ≈ 3,412 BTU/г
- 1 ТА ≈ 3,517 кВт
- Праверце часовую базу
- Канвертуйце праз ваты (Вт), каб пазбегнуць памылак
- Конскія сілы адрозніваюцца ў залежнасці ад разнавіднасці; указвайце якую
- ВА патрабуе КМ, каб атрымаць Вт
Дзе падыходзіць кожная адзінка
Дом і бытавая тэхніка
На прыборах магутнасць пазначана ў Вт/кВт; рахункі за энергію ў кВт·г.
- Чайнік ~2 кВт
- Мікрахвалевая печ ~1,2 кВт
- Ноўтбук ~60–100 Вт
Рухавікі і транспарт
Рухавікі рэкламуюць к.с. або кВт; электрычныя выкарыстоўваюць кВт.
- 1 кВт ≈ 1,341 к.с.
- Трансмісіі паказваюць пікавую і пастаянную магутнасць
HVAC і цеплавыя сістэмы
Ахалоджванне/ацяпленне часта паказваецца ў BTU/г або тонах ахалоджвання (ТА).
- 1 ТА ≈ 12,000 BTU/г
- Абагравальнікі ў кВт або BTU/г
РФ і аўдыё
Малыя магутнасці выкарыстоўваюць дБм (адносна 1 мВт).
- 0 дБм = 1 мВт
- +30 дБм = 1 Вт
- Запас магутнасці ўзмацняльніка мае значэнне
Хуткая матэматыка
Тлумачэнне каэфіцыента магутнасці
Рэальная і ўяўная магутнасць
- КМ = рэальная магутнасць / уяўная магутнасць
- P (Вт) = V × I × КМ
- КМ 0,8 азначае, што 20% рэактыўныя; больш высокі КМ зніжае ток
Падказкі для трохфазнай сеткі
Хуткія правілы для 3-фазнай сеткі
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × КМ
- Прыклад: 400 В, 50 А, КМ 0,9 → ≈ 31 кВт
Асновы электрычнасці
Імгненная ацэнка электрычных нагрузак
- Аднафазная: P = V × I (ваты)
- Прыклад: 120 В × 10 А = 1,200 Вт = 1,2 кВт
- Трохфазная: P ≈ √3 × V × I × КМ
Маштабаванне і к.с.
Канвертацыя паміж Вт, кВт і конскімі сіламі
- 1 кВт = 1,000 Вт
- 1 к.с. (механічная) ≈ 745,7 Вт
- 1 кВт ≈ 1,341 к.с.
Цеплавая канвертацыя
Хуткі каэфіцыент для HVAC
- 1 BTU/г ≈ 0,2931 Вт
- 1 кВт ≈ 3,412 BTU/г
Падказкі для дБм
Скарачэнні для ўзроўню радыё/магутнасці
- 0 дБм = 1 мВт
- 10 дБм = 10 мВт; 20 дБм = 100 мВт; 30 дБм = 1 Вт
- дБм = 10·log10(P[мВт])
Як працуюць канвертацыі
- Вт ÷ 1,000 → кВт; кВт × 1,000 → Вт
- к.с.(мех) × 745,7 → Вт; Вт ÷ 745,7 → к.с.(мех)
- BTU/г × 0,293071 → Вт; Вт × 3,41214 → BTU/г
Распаўсюджаныя канвертацыі
| З | У | Каэфіцыент | Прыклад |
|---|---|---|---|
| кВт | Вт | × 1,000 | 1,2 кВт = 1,200 Вт |
| к.с.(мех) | кВт | × 0,7457 | 150 к.с. ≈ 112 кВт |
| кВт | BTU/г | × 3,412 | 2 кВт ≈ 6,824 BTU/г |
| ТА | кВт | × 3,517 | 2 ТА ≈ 7,03 кВт |
| дБм | мВт | 10^(дБм/10) | 20 дБм = 100 мВт |
Хуткія прыклады
Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць
- кВт супраць кВт·г: магутнасць (хуткасць) супраць энергіі (колькасць)
- Разнавіднасці конскіх сіл: механічная ≠ метрычная ≠ кацельная
- ВА супраць Вт: уяўная супраць рэальнай магутнасці (залежыць ад каэфіцыента магутнасці)
- BTU супраць BTU/г: адзінка энергіі супраць адзінкі магутнасці
- За секунду супраць за гадзіну: заўсёды правярайце часовую базу
- Матэматыка дБ: выкарыстоўвайце 10× для магутнасці (не 20×)
Штодзённыя арыенціры
| Рэч | Тыповая магутнасць | Заўвагі |
|---|---|---|
| Чалавек (у спакоі) | ~100 Вт | Хуткасць метабалізму |
| Святлодыёдная лямпачка | 8–12 Вт | Сучаснае асвятленне |
| Ноўтбук | 60–100 Вт | Пад нагрузкай |
| Мікрахвалевая печ | 1,0–1,2 кВт | Магутнасць гатавання |
| Электрычны чайнік | 1,8–2,2 кВт | Хуткае кіпячэнне |
| Пакаёвы кандыцыянер | 1–3 кВт | Па памеры/SEER |
| Рухавік кампактнага ЭМ | 100–200 кВт | Пікавая магутнасць |
Дзіўныя факты пра магутнасць
Чаму конская сіла?
Джэймс Ват прыдумаў тэрмін 'конская сіла', каб прасоўваць паравыя рухавікі, параўноўваючы іх з коньмі. Адзін конь мог падняць 33 000 фунтаў на адзін фут за адну хвіліну.
Чалавечая магутнасць
Сярэдняе чалавечае цела ў стане спакою выпрацоўвае каля 100 ват цяпла — дастаткова, каб забяспечыць энергіяй яркую святлодыёдную лямпачку. Падчас інтэнсіўных трэніровак выхадная магутнасць можа перавышаць 400 ват!
Таямніца ВА супраць Вт
КБС магутнасцю 1 кВА можа забяспечыць толькі 800 Вт рэальнай магутнасці, калі каэфіцыент магутнасці роўны 0,8 — астатняе — 'уяўная' рэактыўная магутнасць!
Шчыльнасць сонечнай энергіі
Сонца дастаўляе каля 1000 Вт на квадратны метр на паверхню Зямлі ў ясны дзень — дастаткова, каб забяспечыць энергіяй мікрахвалевую печ усяго з аднаго квадратнага метра сонечных панэляў!
Удар маланкі
Маланка можа даставіць да 1 мільярда ват (1 ГВт) магутнасці за мікрасекунду — але агульная энергія на здзіўленне малая, каля 250 кВт·г.
Інтуіцыя дБ
+3 дБ ≈ падвойвае магутнасць; +10 дБ = 10× магутнасці. Такім чынам, 0 дБм = 1 мВт, 30 дБм = 1 Вт, а 60 дБм = 1 кВт!
Магутнасць сэрца
Чалавечае сэрца бесперапынна генеруе каля 1-5 ват — перапампоўванне крыві на працягу ўсяго жыцця патрабуе прыкладна столькі ж энергіі, колькі падняцце невялікага аўтамабіля на 1 метр кожную хвіліну!
Тона ахалоджвання
'Тона ахалоджвання' роўная магутнасці ахалоджвання, неабходнай для замарожвання адной кароткай тоны лёду за 24 гадзіны: 12 000 BTU/г або каля 3,5 кВт. Гэта не мае ніякага дачынення да вагі кандыцыянера!
Рэкорды і экстрэмумы
| Рэкорд | Магутнасць | Заўвагі |
|---|---|---|
| Вялікая гідраэлектрастанцыя | > 20 ГВт | Намінальная (напрыклад, Тры цясніны) |
| Газавая станцыя прамысловага маштабу | ~1–2 ГВт | Камбінаваны цыкл |
| Петаватны лазер (пікавы) | > 10^15 Вт | Ультракароткія імпульсы |
Эвалюцыя вымярэння магутнасці: ад коней да гігават
Вымярэнне магутнасці эвалюцыянавала ад параўнання паравых рухавікоў з працоўнымі коньмі ў 1700-х гадах да кіравання гігаватнымі сеткамі аднаўляльнай энергіі сёння. Гэты шлях адлюстроўвае рост энергетычных патрэб чалавецтва і тэхналагічную складанасць.
Эпоха пары: нараджэнне конскай сілы (1770-я - 1880-я)
Джэймсу Вату быў неабходны спосаб прасоўвання сваіх паравых рухавікоў, параўноўваючы іх з коньмі, якіх яны павінны былі замяніць. Яго эксперыменты прывялі да вызначэння конскай сілы, якое мы выкарыстоўваем і сёння.
- 1776: Джэймс Ват назірае, як коні падымаюць вугаль з шахт
- Разлік: Адзін конь падымае 33 000 фунтаў на адзін фут за адну хвіліну
- Вынік: 1 конская сіла ≈ 746 ват (пазней стандартызавана)
- Маркетынгавы геній: прадаваў рухавікі, ацэненыя ў адзінках 'конскай сілы'
- Спадчына: розныя краіны стварылі свае ўласныя варыянты к.с. (механічная, метрычная, кацельная)
Электрычная рэвалюцыя (1880-я - 1960)
Вынаходніцтва практычнага вытворчасці і размеркавання электрычнай энергіі стварыла патрэбу ў новай адзінцы. Ват, названы ў гонар Джэймса Вата, стаў міжнародным стандартам.
- 1882: Станцыя Эдысана на Перл-стрыт генеруе 600 кВт у Нью-Ёрку
- 1889: Міжнародны электрычны кангрэс прымае ват (Вт)
- Вызначэнне: 1 ват = 1 джоўль за секунду = 1 вольт × 1 ампер
- 1960: Сістэма СІ пацвярджае ват як афіцыйную адзінку магутнасці
- Пашырэнне сеткі: электрастанцыі маштабуюцца ад кілават да мегават
Сучасная складанасць магутнасці (1960-я - 1990-я)
Па меры таго, як электрычныя сістэмы станавіліся больш складанымі, інжынеры выявілі, што не ўся магутнасць выконвае карысную працу. Гэта прывяло да канцэпцый рэальнай і ўяўнай магутнасці.
- Рэальная магутнасць (Вт): выконвае фактычную працу, вымяраецца ў ватах
- Уяўная магутнасць (ВА): агульная магутнасць, уключаючы рэактыўныя кампаненты
- Каэфіцыент магутнасці: суадносіны рэальнай і ўяўнай магутнасці (ад 0 да 1)
- 1990-я: Карэкцыя каэфіцыента магутнасці (PFC) становіцца стандартам у электроніцы
- Уплыў: павышэнне эфектыўнасці сеткі, зніжэнне страт цяпла
- Сучаснае патрабаванне: большасць прылад павінны мець КМ > 0,9
Эпоха аднаўляльнай энергіі (2000-я - цяперашні час)
Ветравая і сонечная энергетыка прынеслі маштабы мегават і гігават у штодзённыя дыскусіі аб энергіі. Вымярэнне магутнасці цяпер ахоплівае дыяпазон ад нанават у датчыках IoT да гігават у нацыянальных сетках.
- Жылыя сонечныя сістэмы: тыповая сістэма 5-10 кВт
- Ветравыя турбіны: сучасныя афшорныя турбіны дасягаюць 15 МВт кожная
- Сонечныя фермы: устаноўкі прамысловага маштабу перавышаюць 500 МВт
- Назапашванне энергіі: акумулятарныя сістэмы ацэньваюцца ў МВт/МВт·г
- Разумныя сеткі: маніторынг магутнасці ў рэальным часе ад нанават да гігават
- Будучыня: плануецца глабальнае ўсталяванне аднаўляльных крыніц энергіі тэраватнага маштабу
Сучасны спектр магутнасці
Сучасныя вымярэнні магутнасці ахопліваюць неверагодны дыяпазон, ад нанаватных датчыкаў у вашым разумным гадзінніку да гігаватнай магутнасці атамных электрастанцый.
- Пікаваты (пВт): прыёмнікі радыёастраноміі, квантавыя датчыкі
- Нанаваты (нВт): датчыкі IoT з ультранізкім спажываннем, збор энергіі
- Мікраваты (мкВт): слыхавыя апараты, фітнес-трэкеры
- Міліваты (мВт): святлодыёдныя індыкатары, дробная электроніка
- Ваты (Вт): лямпачкі, зарадныя прылады USB
- Кілаваты (кВт): бытавая тэхніка, рухавікі электрамабіляў
- Мегаваты (МВт): цэнтры апрацоўкі дадзеных, ветравыя турбіны, невялікія электрастанцыі
- Гігаваты (ГВт): ядзерныя рэактары, вялікія гідраэлектрастанцыі
- Тэраваты (ТВт): глабальная вытворчасць энергіі (~20 ТВт бесперапынна)
Каталог адзінак
Метрычная (SI)
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| кілават | kW | 1,000 | 1,000 Вт; бытавая тэхніка і ЭМ. |
| мегават | MW | 1,000,000 | 1,000 кВт; генератары, цэнтры апрацоўкі дадзеных. |
| ват | W | 1 | Базавая адзінка СІ для магутнасці. |
| гігават | GW | 1.000e+9 | 1,000 МВт; маштаб сеткі. |
| мікрават | µW | 0.000001 | Мікрават; датчыкі. |
| міліват | mW | 0.001 | Міліват; дробная электроніка. |
| нанават | nW | 0.000000001 | Нанават; ультранізкая магутнасць. |
| пікават | pW | 1.000e-12 | Пікават; малюсенькія РФ/аптычныя сігналы. |
| тэрават | TW | 1.000e+12 | 1,000 ГВт; кантэкст глабальных сумаў. |
Конская сіла
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| конская сіла (механічная) | hp | 745.7 | Конская сіла (механічная). |
| конская сіла (метрычная) | hp(M) | 735.499 | Метрычная конская сіла (PS). |
| конская сіла (кацельная) | hp(S) | 9,809.5 | Кацельная конская сіла (паравая). |
| конская сіла (электрычная) | hp(E) | 746 | Электрычная конская сіла. |
| конская сіла (вадзяная) | hp(H) | 746.043 | Вадзяная конская сіла. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ метрычная к.с. |
Цеплавая / BTU
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| BTU у гадзіну | BTU/h | 0.293071 | BTU за гадзіну; стандарт HVAC. |
| BTU у хвіліну | BTU/min | 17.5843 | BTU за хвіліну. |
| BTU у секунду | BTU/s | 1,055.06 | BTU за секунду. |
| калорыя ў гадзіну | cal/h | 0.00116222 | Калорыя за гадзіну. |
| калорыя ў хвіліну | cal/min | 0.0697333 | Калорыя за хвіліну. |
| калорыя ў секунду | cal/s | 4.184 | Калорыя за секунду. |
| кілакалорыя ў гадзіну | kcal/h | 1.16222 | Кілакалорыя за гадзіну. |
| кілакалорыя ў хвіліну | kcal/min | 69.7333 | Кілакалорыя за хвіліну. |
| кілакалорыя ў секунду | kcal/s | 4,184 | Кілакалорыя за секунду. |
| мільён BTU у гадзіну | MBTU/h | 293,071 | Мільён BTU за гадзіну. |
| тона ахалоджвання | TR | 3,516.85 | Тона ахалоджвання (ТА). |
Электрычная
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| кілавольт-ампер | kVA | 1,000 | Кілавольт-ампер. |
| мегавольт-ампер | MVA | 1,000,000 | Мегавольт-ампер. |
| вольт-ампер | VA | 1 | Вольт-ампер (уяўная магутнасць). |
Імперская
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| фута-фунт-сіла ў гадзіну | ft·lbf/h | 0.000376616 | Фунт-фут-сіла за гадзіну. |
| фута-фунт-сіла ў хвіліну | ft·lbf/min | 0.022597 | Фунт-фут-сіла за хвіліну. |
| фута-фунт-сіла ў секунду | ft·lbf/s | 1.35582 | Фунт-фут-сіла за секунду. |
Навуковая / CGS
| Адзінка | Сімвал | Ваты | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| атмасфера-куб. см у хвіліну | atm·cc/min | 0.00168875 | атм·см³/хв. |
| атмасфера-куб. см у секунду | atm·cc/s | 0.101325 | атм·см³/с. |
| атмасфера-куб. фут у хвіліну | atm·cfm | 47.82 | атм·кубічны фут/хв. |
| эрг у секунду | erg/s | 0.0000001 | Эрг за секунду (СГС). |
| джоўль у гадзіну | J/h | 0.000277778 | Джоўль за гадзіну. |
| джоўль у секунду | J/s | 1 | Джоўль за секунду = ват. |
| кіладжоўль у гадзіну | kJ/h | 0.277778 | Кіладжоўль за гадзіну. |
| кіладжоўль у хвіліну | kJ/min | 16.6667 | Кіладжоўль за хвіліну. |
| кіладжоўль у секунду | kJ/s | 1,000 | Кіладжоўль за секунду. |
| люсек | lusec | 0.0001333 | Адзінка ўцечкі: мікрон-літры/с. |
Лепшыя практыкі канвертацыі магутнасці
Лепшыя практыкі канвертацыі
- Ведайце свой кантэкст: выкарыстоўвайце Вт/кВт для дакладнасці, к.с. для рухавікоў, BTU/г для HVAC
- Указвайце варыянт конскай сілы: Механічная к.с. (745,7 Вт) ≠ Метрычная к.с. (735,5 Вт) ≠ Кацельная к.с.
- Каэфіцыент магутнасці мае значэнне: ВА × КМ = Вт (для электрычных сістэм, КМ вагаецца ад 0 да 1)
- Часавая база мае вырашальнае значэнне: Магутнасць (Вт) супраць энергіі (Вт·г) — не блытайце хуткасць з колькасцю
- Праверце ўзгодненасць адзінак: пераканайцеся, што ўсе адзінкі ў разліку выкарыстоўваюць аднолькавую часавую базу (за секунду, за гадзіну)
- Выкарыстоўвайце навуковы запіс: для значэнняў < 1 мкВт або > 1 ГВт навуковы запіс паляпшае чытальнасць
Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць
- Блытаніна кВт (магутнасць) з кВт·г (энергія) — хуткасць супраць колькасці, цалкам розныя велічыні
- Змешванне тыпаў конскіх сіл: Механічная к.с. (745,7 Вт) ≠ Метрычная к.с. (735,5 Вт) — памылка 1,4%
- Выкарыстанне ВА як Вт: Уяўная магутнасць (ВА) ≠ Рэальная магутнасць (Вт), калі каэфіцыент магутнасці не роўны 1,0
- BTU супраць BTU/г: Адзінка энергіі супраць адзінкі магутнасці — час мае значэнне! (як блытаніна кВт·г з кВт)
- Няправільная формула дБ: для магутнасці выкарыстоўваецца 10 log₁₀, для напружання — 20 log₁₀ — не змешвайце іх
- Забыццё пра трохфазную сетку: аднафазная P = V × I × КМ, але 3-фазная P = √3 × VLL × I × КМ
Шкала магутнасці: ад квантавай да касмічнай
Рэпрэзентатыўныя шкалы магутнасці
| Шкала / Магутнасць | Рэпрэзентатыўныя адзінкі | Тыповыя выкарыстанні | Прыклады |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ Вт | Фемтават (фВт) | Квантавая оптыка, дэтэктаванне адзінкавых фатонаў | Паток энергіі адзінкавага фатона |
| 1 × 10⁻¹² Вт | Пікават (пВт) | Прыёмнікі радыёастраноміі, квантавыя датчыкі | Сігнал Вояджэра-1 на Зямлі ≈ 1 пВт |
| 1 × 10⁻⁹ Вт | Нанават (нВт) | Датчыкі IoT з ультранізкім спажываннем, збор энергіі | Пасіўная магутнасць RFID-меткі ≈ 10 нВт |
| 1 × 10⁻⁶ Вт | Мікрават (мкВт) | Слыхавыя апараты, фітнес-трэкеры, кардыёстымулятары | Кардыёстымулятар ≈ 50 мкВт |
| 1 × 10⁻³ Вт | Міліват (мВт) | Святлодыёдныя індыкатары, лазерныя ўказкі, дробная электроніка | Лазерная ўказка 1-5 мВт |
| 1 × 10⁰ Вт | Ват (Вт) | Лямпачкі, зарадныя прылады USB, дробная бытавая тэхніка | Святлодыёдная лямпачка 10 Вт, зарадная прылада USB 20 Вт |
| 1 × 10³ Вт | Кілават (кВт) | Бытавая тэхніка, рухавікі ЭМ, жылыя сонечныя сістэмы | Мікрахвалевая печ 1,2 кВт, рухавік аўтамабіля 100 кВт |
| 1 × 10⁶ Вт | Мегават (МВт) | Цэнтры апрацоўкі дадзеных, ветравыя турбіны, невялікія электрастанцыі | Ветравая турбіна 3-15 МВт |
| 1 × 10⁹ Вт | Гігават (ГВт) | Ядзерныя рэактары, вялікія плаціны, інфраструктура сеткі | Ядзерны рэактар 1-1,5 ГВт |
| 1 × 10¹² Вт | Тэрават (ТВт) | Агульныя паказчыкі нацыянальных сетак, глабальная вытворчасць энергіі | Глабальнае спажыванне магутнасці ≈ 20 ТВт у сярэднім |
| 1 × 10¹⁵ Вт | Петават (ПВт) | Высокаэнергетычныя лазерныя сістэмы (ультракароткія імпульсы) | Лазер Нацыянальнага комплексу запальвання ≈ 500 ТВт пікавая |
| 3.828 × 10²⁶ Вт | Сонечная свяцільнасць (L☉) | Зорная астраномія, астрафізіка | Агульная выхадная магутнасць Сонца |
Частыя пытанні
ВА супраць Вт — у чым розніца?
ВА — гэта ўяўная магутнасць (вольты × амперы). Памножце на каэфіцыент магутнасці, каб ацаніць ваты (рэальную магутнасць).
Якую конскую сілу мне выкарыстоўваць?
Механічную к.с. для рухавікоў (≈745,7 Вт), метрычную к.с. для PS; кацельная к.с. — гэта паравая характарыстыка, непараўнальная.
Што азначае 1 тона ахалоджвання?
Магутнасць ахалоджвання, роўная плаўленню 1 кароткай тоны лёду ў дзень: ≈ 12 000 BTU/г або ≈ 3,517 кВт.
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS