Convertidor de potència
Potència — Watts, cavalls de potència i més
Maneres ràpides d'estimar la potència i evitar errors comuns. Des de watts i quilowatts fins a cavalls de potència, BTU/h i VA, obtingueu respostes ràpidament.
Fonaments de la potència
Potència elèctrica
La potència real (W) fa feina; la potència aparent (VA) inclou components reactius.
- P = V × I × FP
- FP (factor de potència) ∈ [0..1]
- Trifàsic ≈ √3 × V × I × FP
Família dels cavalls de potència
Comparació històrica amb la taxa de treball d'un cavall; existeixen múltiples variants.
- CV(mec) ≈ 745,7 W
- CV(mètric) ≈ 735,5 W
- El CV de caldera és molt més gran
Potència tèrmica
La climatització i els motors valoren el flux de calor en BTU/h, kcal/s, tones de refrigeració.
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
- 1 TR ≈ 3,517 kW
- Comproveu la base de temps
- Convertiu a través de watts (W) per evitar errors
- Els cavalls de potència difereixen segons la variant; indiqueu quina
- VA necessita FP per obtenir W
On encaixa cada unitat
Llar i electrodomèstics
Els electrodomèstics etiqueten la potència en W/kW; les factures d'energia en kWh.
- Bullidor ~2 kW
- Microones ~1,2 kW
- Portàtil ~60–100 W
Motors i vehicles
Els motors anuncien CV o kW; els elèctrics utilitzen kW.
- 1 kW ≈ 1,341 CV
- Les transmissions indiquen el pic i la continuïtat
Climatització i tèrmica
La refrigeració/calefacció sovint es mostra en BTU/h o tones de refrigeració (TR).
- 1 TR ≈ 12.000 BTU/h
- Calefactors en kW o BTU/h
RF i àudio
Les potències petites utilitzen dBm (referència 1 mW).
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- El marge de l'amplificador és important
Càlculs ràpids
Explicació del factor de potència
Potència real vs. aparent
- FP = potència real / potència aparent
- P (W) = V × I × FP
- FP 0,8 significa que el 20% és reactiva; un FP més alt redueix el corrent
Trucs trifàsics
Regles ràpides trifàsiques
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × FP
- Exemple: 400 V, 50 A, FP 0,9 → ≈ 31 kW
Fonaments elèctrics
Estimació instantània per a càrregues elèctriques
- Monofàsic: P = V × I (watts)
- Exemple: 120 V × 10 A = 1.200 W = 1,2 kW
- Trifàsic: P ≈ √3 × V × I × FP
Escalat i CV
Convertir entre W, kW i cavalls de potència
- 1 kW = 1.000 W
- 1 CV (mecànic) ≈ 745,7 W
- 1 kW ≈ 1,341 CV
Conversió tèrmica
Factor ràpid de climatització
- 1 BTU/h ≈ 0,2931 W
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
Trucs de dBm
Dreceres de nivell de ràdio/potència
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
Com funcionen les conversions
- W ÷ 1.000 → kW; kW × 1.000 → W
- CV(mec) × 745,7 → W; W ÷ 745,7 → CV(mec)
- BTU/h × 0,293071 → W; W × 3,41214 → BTU/h
Conversions comunes
| Des de | A | Factor | Exemple |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1.000 | 1,2 kW = 1.200 W |
| CV(mec) | kW | × 0,7457 | 150 CV ≈ 112 kW |
| kW | BTU/h | × 3.412 | 2 kW ≈ 6.824 BTU/h |
| TR | kW | × 3,517 | 2 TR ≈ 7,03 kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
Exemples ràpids
Errors comuns a evitar
- kW vs. kWh: potència (taxa) vs. energia (quantitat)
- Variants de cavalls de potència: mecànic ≠ mètric ≠ de caldera
- VA vs. W: potència aparent vs. real (depèn del factor de potència)
- BTU vs. BTU/h: unitat d'energia vs. unitat de potència
- Per segon vs. per hora: comproveu sempre la base de temps
- Matemàtiques de dB: utilitzeu 10× per a la potència (no 20×)
Punts de referència quotidians
| Cosa | Potència típica | Notes |
|---|---|---|
| Humà (en repòs) | ~100 W | Taxa metabòlica |
| Bombeta LED | 8–12 W | Il·luminació moderna |
| Portàtil | 60–100 W | Sota càrrega |
| Microones | 1,0–1,2 kW | Potència de cocció |
| Bullidor elèctric | 1,8–2,2 kW | Ebullició ràpida |
| Aire condicionat d'habitació | 1–3 kW | Per mida/SEER |
| Motor de VE compacte | 100–200 kW | Valoració de pic |
Fets sorprenents sobre la potència
Per què cavalls de potència?
James Watt va encunyar el terme 'cavall de potència' per comercialitzar les màquines de vapor comparant-les amb els cavalls. Un cavall podia aixecar 33.000 lliures un peu en un minut.
Potència humana
El cos humà mitjà en repòs genera uns 100 watts de calor, suficient per alimentar una bombeta LED brillant. Durant l'exercici intens, la potència pot superar els 400 watts!
El misteri de VA vs. W
Un SAI de 1 kVA només pot lliurar 800 W de potència real si el factor de potència és de 0,8; la resta és potència reactiva 'imaginària'!
Densitat de potència solar
El Sol lliura uns 1.000 W per metre quadrat a la superfície de la Terra en un dia clar, suficient per alimentar un microones amb només un metre quadrat de panells solars!
La caiguda d'un llamp
Un llamp pot lliurar fins a 1.000 milions de watts (1 GW) de potència durant un microsegon, però l'energia total és sorprenentment petita, al voltant de 250 kWh.
Intuïció dels dB
+3 dB ≈ duplica la potència; +10 dB = 10× la potència. Així que 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W, i 60 dBm = 1 kW!
La potència del cor
El cor humà genera entre 1 i 5 watts contínuament; bombejar sang durant tota la vida requereix aproximadament la mateixa energia que aixecar un cotxe petit 1 metre cada minut!
Tona de refrigeració
Una 'tona de refrigeració' equival a la potència de refrigeració necessària per congelar una tona curta de gel en 24 hores: 12.000 BTU/h o uns 3,5 kW. No té res a veure amb el pes de la unitat d'aire condicionat!
Rècords i extrems
| Rècord | Potència | Notes |
|---|---|---|
| Gran central hidroelèctrica | > 20 GW | Nominal (ex., Tres Gorges) |
| Central de gas a gran escala | ~1–2 GW | Cicle combinat |
| Làser de petawatts (pic) | > 10^15 W | Polsos ultracurts |
L'evolució de la mesura de la potència: de cavalls a gigawatts
La mesura de la potència va evolucionar des de la comparació de les màquines de vapor amb els cavalls de tir al segle XVIII fins a la gestió actual de xarxes d'energia renovable a escala de gigawatts. Aquest viatge reflecteix les creixents demandes energètiques de la humanitat i la seva sofisticació tecnològica.
L'era del vapor: naixement del cavall de potència (1770 - 1880)
James Watt necessitava una manera de comercialitzar les seves màquines de vapor comparant-les amb els cavalls que substituirien. Els seus experiments van portar a la definició de cavall de potència que encara fem servir avui dia.
- 1776: James Watt observa cavalls aixecant carbó de les mines
- Càlcul: Un cavall aixeca 33.000 lliures un peu en un minut
- Resultat: 1 cavall de potència ≈ 746 watts (posteriorment estandarditzat)
- Geni del màrqueting: venia màquines valorades en unitats de 'potència de cavall'
- Llegat: diferents països van crear les seves pròpies variants de CV (mecànic, mètric, de caldera)
La revolució elèctrica (1880 - 1960)
La invenció de la generació i distribució pràctica d'energia elèctrica va crear la necessitat d'una nova unitat. El watt, anomenat en honor a James Watt, es va convertir en l'estàndard internacional.
- 1882: L'estació de Pearl Street d'Edison genera 600 kW a Nova York
- 1889: El Congrés Elèctric Internacional adopta el watt (W)
- Definició: 1 watt = 1 joule per segon = 1 volt × 1 ampere
- 1960: El sistema SI confirma el watt com a unitat de potència oficial
- Expansió de la xarxa: les centrals elèctriques passen de quilowatts a megawatts
Complexitat de la potència moderna (1960 - 1990)
A mesura que els sistemes elèctrics es van fer més sofisticats, els enginyers van descobrir que no tota la potència fa un treball útil. Això va portar als conceptes de potència real vs. aparent.
- Potència real (W): fa el treball real, mesurada en watts
- Potència aparent (VA): potència total incloent components reactius
- Factor de potència: relació entre la potència real i l'aparent (de 0 a 1)
- Dècada de 1990: la correcció del factor de potència (PFC) es converteix en un estàndard en electrònica
- Impacte: millora de l'eficiència de la xarxa, reducció de la calor residual
- Requisit modern: la majoria dels dispositius han de tenir un FP > 0,9
L'era de les energies renovables (2000 - present)
L'energia eòlica i solar van portar les escales de megawatts i gigawatts a les discussions energètiques quotidianes. La mesura de la potència ara abasta des de nanowatts en sensors IoT fins a gigawatts en xarxes nacionals.
- Solar residencial: sistema típic de 5-10 kW
- Aerogeneradors: els aerogeneradors marins moderns arriben als 15 MW cadascun
- Parcs solars: les instal·lacions a gran escala superen els 500 MW
- Emmagatzematge d'energia: sistemes de bateries valorats en MW/MWh
- Xarxes intel·ligents: monitoratge de potència en temps real des de nanowatts fins a gigawatts
- Futur: es planifiquen instal·lacions renovables a escala de terawatts a nivell mundial
L'espectre de potència modern
Les mesures de potència actuals abasten un rang increïble, des dels sensors de nanowatts del vostre rellotge intel·ligent fins a la producció de gigawatts de les centrals nuclears.
- Picowatts (pW): receptors de radioastronomia, sensors quàntics
- Nanowatts (nW): sensors IoT de molt baix consum, recol·lecció d'energia
- Microwatts (µW): audiòfons, monitors de fitness
- Miliwatts (mW): indicadors LED, petits aparells electrònics
- Watts (W): bombetes, carregadors USB
- Quilowatts (kW): electrodomèstics, motors de vehicles elèctrics
- Megawatts (MW): centres de dades, aerogeneradors, petites centrals elèctriques
- Gigawatts (GW): reactors nuclears, grans preses hidroelèctriques
- Terawatts (TW): producció energètica mundial (~20 TW continus)
Catàleg d'unitats
Mètric (SI)
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| kilowatt | kW | 1,000 | 1.000 W; electrodomèstics i VE. |
| megawatt | MW | 1,000,000 | 1.000 kW; generadors, centres de dades. |
| watt | W | 1 | Base SI per a la potència. |
| gigawatt | GW | 1.000e+9 | 1.000 MW; escala de xarxa. |
| microwatt | µW | 0.000001 | Microwatt; sensors. |
| miliwatt | mW | 0.001 | Miliwatt; petits aparells electrònics. |
| nanowatt | nW | 0.000000001 | Nanowatt; potència ultra baixa. |
| picowatt | pW | 1.000e-12 | Picowatt; RF/òptic petit. |
| terawatt | TW | 1.000e+12 | 1.000 GW; context de totals globals. |
Cavall de potència
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| cavall de potència (mecànic) | hp | 745.7 | Cavall de potència (mecànic). |
| cavall de potència (mètric) | hp(M) | 735.499 | Cavall de potència mètric (PS). |
| cavall de potència (de caldera) | hp(S) | 9,809.5 | Cavall de potència de caldera (vapor). |
| cavall de potència (elèctric) | hp(E) | 746 | Cavall de potència elèctric. |
| cavall de potència (d'aigua) | hp(H) | 746.043 | Cavall de potència d'aigua. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ CV mètric. |
Tèrmica / BTU
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| BTU per hora | BTU/h | 0.293071 | BTU per hora; estàndard de climatització. |
| BTU per minut | BTU/min | 17.5843 | BTU per minut. |
| BTU per segon | BTU/s | 1,055.06 | BTU per segon. |
| caloria per hora | cal/h | 0.00116222 | Caloria per hora. |
| caloria per minut | cal/min | 0.0697333 | Caloria per minut. |
| caloria per segon | cal/s | 4.184 | Caloria per segon. |
| quilocaloria per hora | kcal/h | 1.16222 | Quilocaloria per hora. |
| quilocaloria per minut | kcal/min | 69.7333 | Quilocaloria per minut. |
| quilocaloria per segon | kcal/s | 4,184 | Quilocaloria per segon. |
| milió de BTU per hora | MBTU/h | 293,071 | Milió de BTU per hora. |
| tona de refrigeració | TR | 3,516.85 | Tona de refrigeració (TR). |
Elèctrica
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| kilovolt-ampere | kVA | 1,000 | Quilovolt-ampere. |
| megavolt-ampere | MVA | 1,000,000 | Megavolt-ampere. |
| volt-ampere | VA | 1 | Volt-ampere (potència aparent). |
Imperial
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| peu-lliura força per hora | ft·lbf/h | 0.000376616 | Peu-lliura-força per hora. |
| peu-lliura força per minut | ft·lbf/min | 0.022597 | Peu-lliura-força per minut. |
| peu-lliura força per segon | ft·lbf/s | 1.35582 | Peu-lliura-força per segon. |
Científica / CGS
| Unitat | Símbol | Watts | Notes |
|---|---|---|---|
| atmosfera-cc per minut | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc per minut. |
| atmosfera-cc per segon | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc per segon. |
| atmosfera-peu cúbic per minut | atm·cfm | 47.82 | atm·peu cúbic per minut. |
| erg per segon | erg/s | 0.0000001 | Erg per segon (CGS). |
| joule per hora | J/h | 0.000277778 | Joule per hora. |
| joule per segon | J/s | 1 | Joule per segon = watt. |
| kilojoule per hora | kJ/h | 0.277778 | Quilojoule per hora. |
| kilojoule per minut | kJ/min | 16.6667 | Quilojoule per minut. |
| kilojoule per segon | kJ/s | 1,000 | Quilojoule per segon. |
| lusec | lusec | 0.0001333 | Unitat de fuita: micron-litres/s. |
Millors pràctiques per a la conversió de potència
Millors pràctiques per a la conversió
- Coneixeu el vostre context: utilitzeu W/kW per a precisió, CV per a motors, BTU/h per a climatització
- Especifiqueu la variant de cavall de potència: CV mecànic (745,7 W) ≠ CV mètric (735,5 W) ≠ CV de caldera
- El factor de potència és important: VA × FP = W (per a sistemes elèctrics, FP va de 0 a 1)
- La base de temps és crítica: Potència (W) vs. Energia (Wh) — no confongueu la taxa amb la quantitat
- Comproveu la consistència de les unitats: assegureu-vos que totes les unitats en un càlcul utilitzen la mateixa base de temps (per segon, per hora)
- Utilitzeu la notació científica: per a valors < 1 µW o > 1 GW, la notació científica millora la llegibilitat
Errors comuns a evitar
- Confondre kW (potència) amb kWh (energia) — taxa vs. quantitat, quantitats completament diferents
- Barrejar tipus de cavalls de potència: CV mecànic (745,7 W) ≠ CV mètric (735,5 W) — error de l'1,4%
- Utilitzar VA com a W: Potència aparent (VA) ≠ Potència real (W) tret que el factor de potència = 1,0
- BTU vs. BTU/h: Unitat d'energia vs. Unitat de potència — el temps importa! (com confondre kWh amb kW)
- Fórmula de dB incorrecta: La potència utilitza 10 log₁₀, el voltatge utilitza 20 log₁₀ — no els barregeu
- Oblidar la trifàsica: Monofàsic P = V × I × FP, però trifàsic P = √3 × VLL × I × FP
Escala de potència: del quàntic al còsmic
Escales de potència representatives
| Escala / Potència | Unitats representatives | Usos típics | Exemples |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | Femtowatt (fW) | Òptica quàntica, detecció de fotons únics | Flux d'energia d'un sol fotó |
| 1 × 10⁻¹² W | Picowatt (pW) | Receptors de radioastronomia, sensors quàntics | Senyal del Voyager 1 a la Terra ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | Nanowatt (nW) | Sensors IoT de molt baix consum, recol·lecció d'energia | Potència passiva d'etiqueta RFID ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | Microwatt (µW) | Audiòfons, monitors de fitness, marcapassos | Marcapassos ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | Miliwatt (mW) | Indicadors LED, punters làser, petits aparells electrònics | Punter làser 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | Watt (W) | Bombetes, carregadors USB, petits electrodomèstics | Bombeta LED 10 W, carregador USB 20 W |
| 1 × 10³ W | Quilowatt (kW) | Electrodomèstics, motors de VE, solar residencial | Microones 1,2 kW, motor de cotxe 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | Megawatt (MW) | Centres de dades, aerogeneradors, petites centrals elèctriques | Aerogenerador 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | Gigawatt (GW) | Reactors nuclears, grans preses, infraestructura de xarxa | Reactor nuclear 1-1,5 GW |
| 1 × 10¹² W | Terawatt (TW) | Totals de xarxes nacionals, producció energètica mundial | Ús de potència global ≈ 20 TW de mitjana |
| 1 × 10¹⁵ W | Petawatt (PW) | Sistemes làser d'alta energia (polsos ultracurts) | Làser de la National Ignition Facility ≈ 500 TW de pic |
| 3.828 × 10²⁶ W | Lluminositat solar (L☉) | Astronomia estel·lar, astrofísica | Producció total de potència del Sol |
Preguntes freqüents
VA vs. W — quina és la diferència?
VA és la potència aparent (volts × amperes). Multipliqueu pel factor de potència per estimar els watts (potència real).
Quin cavall de potència hauria d'utilitzar?
CV mecànic per a motors (≈745,7 W), CV mètric per a PS; el CV de caldera és una valoració de vapor, no comparable.
Què significa 1 tona de refrigeració?
Potència de refrigeració igual a la fusió d'1 tona curta de gel al dia: ≈ 12.000 BTU/h o ≈ 3,517 kW.
Directori Complet d'Eines
Totes les 71 eines disponibles a UNITS