Pretvarač snage
Snaga — vati, konjske snage i više
Brzi načini za procjenu snage i izbjegavanje uobičajenih pogrešaka. Od vata i kilovata do konjskih snaga, BTU/h i VA, brzo dođite do odgovora.
Osnove snage
Električna snaga
Stvarna snaga (W) vrši rad; prividna snaga (VA) uključuje reaktivne komponente.
- P = V × I × PF
- PF (faktor snage) ∈ [0..1]
- 3-fazna ≈ √3 × V × I × PF
Obitelj konjskih snaga
Povijesna usporedba s radnom stopom konja; postoje višestruke varijante.
- KS(meh) ≈ 745,7 W
- KS(metrička) ≈ 735,5 W
- Kotlovska KS je mnogo veća
Toplinska snaga
HVAC i motori ocjenjuju protok topline u BTU/h, kcal/s, tonama hlađenja.
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
- 1 TR ≈ 3,517 kW
- Provjerite vremensku osnovu
- Pretvarajte putem vata (W) kako biste izbjegli pogreške
- Konjske snage se razlikuju po varijanti; navedite koju
- VA treba PF da bi se dobio W
Gdje se koja jedinica uklapa
Dom i aparati
Aparati označavaju snagu u W/kW; računi za energiju su u kWh.
- Čajnik ~2 kW
- Mikrovalna ~1,2 kW
- Prijenosno računalo ~60–100 W
Motori i vozila
Motori reklamiraju KS ili kW; električni koriste kW.
- 1 kW ≈ 1,341 KS
- Pogonski sklopovi navode vršnu i kontinuiranu snagu
HVAC i termalni
Hlađenje/grijanje se često prikazuje u BTU/h ili tonama hlađenja (TR).
- 1 TR ≈ 12.000 BTU/h
- Grijači u kW ili BTU/h
RF i audio
Male snage koriste dBm (referenca 1 mW).
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- Prostor za glavu pojačala je važan
Brza matematika
Objašnjenje faktora snage
Stvarna naspram prividne snage
- PF = stvarna snaga / prividna snaga
- P (W) = V × I × PF
- PF 0,8 znači da je 20% reaktivno; viši PF smanjuje struju
Trofazni trikovi
Brza pravila za 3 faze
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × PF
- Primjer: 400 V, 50 A, PF 0,9 → ≈ 31 kW
Osnove elektrike
Trenutna procjena za električna opterećenja
- Jednofazna: P = V × I (vati)
- Primjer: 120 V × 10 A = 1.200 W = 1,2 kW
- Trofazna: P ≈ √3 × V × I × PF
Skaliranje i KS
Pretvaranje između W, kW i konjskih snaga
- 1 kW = 1.000 W
- 1 KS (mehanička) ≈ 745,7 W
- 1 kW ≈ 1,341 KS
Termalna konverzija
Brzi faktor za HVAC
- 1 BTU/h ≈ 0,2931 W
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
dBm trikovi
Prečaci za razinu radija/snage
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
Kako pretvorbe rade
- W ÷ 1.000 → kW; kW × 1.000 → W
- KS(meh) × 745,7 → W; W ÷ 745,7 → KS(meh)
- BTU/h × 0,293071 → W; W × 3,41214 → BTU/h
Uobičajene pretvorbe
| Iz | U | Faktor | Primjer |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1.000 | 1,2 kW = 1.200 W |
| KS(meh) | kW | × 0,7457 | 150 KS ≈ 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 |
Brzi primjeri
Uobičajene pogreške koje treba izbjegavati
- kW naspram kWh: snaga (stopa) naspram energije (količina)
- Varijante konjskih snaga: mehanička ≠ metrička ≠ kotlovska
- VA naspram W: prividna naspram stvarne snage (ovisi o faktoru snage)
- BTU naspram BTU/h: jedinica energije naspram jedinice snage
- Po sekundi naspram po satu: uvijek provjerite vremensku osnovu
- dB matematika: koristite 10× za snagu (ne 20×)
Svakodnevni orijentiri
| Stvar | Tipična snaga | Napomene |
|---|---|---|
| Čovjek (u mirovanju) | ~100 W | Metabolička stopa |
| LED žarulja | 8–12 W | Moderna rasvjeta |
| Prijenosno računalo | 60–100 W | Pod opterećenjem |
| Mikrovalna pećnica | 1,0–1,2 kW | Snaga kuhanja |
| Električni čajnik | 1,8–2,2 kW | Brzo ključanje |
| Sobna klima | 1–3 kW | Po veličini/SEER |
| Motor kompaktnog EV | 100–200 kW | Vršna ocjena |
Nevjerojatne činjenice o snazi
Zašto konjska snaga?
James Watt je skovao 'konjsku snagu' da bi plasirao parne strojeve uspoređujući ih s konjima. Jedan konj je mogao podići 33.000 funti za jednu stopu u jednoj minuti.
Ljudska snaga
Prosječno ljudsko tijelo u mirovanju generira oko 100 vata topline — dovoljno da napaja svijetlu LED žarulju. Tijekom intenzivnog vježbanja, izlazna snaga može premašiti 400 vata!
Misterij VA naspram W
UPS od 1 kVA može isporučiti samo 800 W stvarne snage ako je faktor snage 0,8 — ostatak je 'imaginarna' reaktivna snaga!
Gustoća solarne energije
Sunce isporučuje oko 1.000 W po kvadratnom metru na Zemljinu površinu po vedrom danu — dovoljno da napaja mikrovalnu pećnicu sa samo jednog kvadratnog metra solarnih panela!
Udar groma
Grom može isporučiti do 1 milijarde vata (1 GW) snage u mikrosekundi — ali ukupna energija je iznenađujuće mala, oko 250 kWh.
dB intuicija
+3 dB ≈ udvostručuje snagu; +10 dB = 10× snage. Dakle, 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W, a 60 dBm = 1 kW!
Snaga srca
Ljudsko srce kontinuirano generira oko 1-5 vata — pumpanje krvi tijekom cijelog života zahtijeva otprilike istu energiju kao podizanje malog automobila 1 metar svake minute!
Tona hlađenja
'Tona hlađenja' jednaka je rashladnoj snazi potrebnoj da se zamrzne jedna kratka tona leda za 24 sata: 12.000 BTU/h ili oko 3,5 kW. Nema nikakve veze s težinom klima uređaja!
Rekordi i ekstremi
| Rekord | Snaga | Napomene |
|---|---|---|
| Velika hidroelektrana | > 20 GW | Nazivna snaga (npr. Tri klisure) |
| Plinska elektrana komunalnog opsega | ~1–2 GW | Kombinirani ciklus |
| Petavatni laser (vršna snaga) | > 10^15 W | Ultra kratki pulsevi |
Evolucija mjerenja snage: od konja do gigavata
Mjerenje snage evoluiralo je od usporedbe parnih strojeva s radnim konjima 1700-ih do upravljanja mrežama obnovljive energije gigavatnog opsega danas. Ovo putovanje odražava rastuće energetske zahtjeve čovječanstva i tehnološku sofisticiranost.
Doba pare: rođenje konjske snage (1770-e – 1880-e)
Jamesu Wattu je bio potreban način da plasira svoje parne strojeve uspoređujući ih s konjima koje bi zamijenile. Njegovi eksperimenti doveli su do definicije konjske snage koju i danas koristimo.
- 1776: James Watt promatra konje kako podižu ugljen iz rudnika
- Proračun: Jedan konj podiže 33.000 funti za jednu stopu u jednoj minuti
- Rezultat: 1 konjska snaga ≈ 746 vata (kasnije standardizirano)
- Marketinški genij: Prodavao je motore ocijenjene u jedinicama 'konjske snage'
- Nasljeđe: Različite zemlje su stvorile svoje vlastite varijante KS (mehanička, metrička, kotlovska)
Električna revolucija (1880-e – 1960)
Izum praktične proizvodnje i distribucije električne energije stvorio je potrebu za novom jedinicom. Vat, nazvan po Jamesu Wattu, postao je međunarodni standard.
- 1882: Edisonova stanica Pearl Street generira 600 kW u NYC-u
- 1889: Međunarodni električni kongres usvaja vat (W)
- Definicija: 1 vat = 1 džul po sekundi = 1 volt × 1 amper
- 1960: SI sustav potvrđuje vat kao službenu jedinicu snage
- Širenje mreže: Elektrane se skaliraju od kilovata do megavata
Moderna kompleksnost snage (1960-e – 1990-e)
Kako su električni sustavi postajali sofisticiraniji, inženjeri su otkrili da ne vrši sva snaga koristan rad. To je dovelo do koncepata stvarne naspram prividne snage.
- Stvarna snaga (W): Vrši stvarni rad, mjeri se u vatima
- Prividna snaga (VA): Ukupna snaga uključujući reaktivne komponente
- Faktor snage: Omjer stvarne i prividne snage (0 do 1)
- 1990-e: Korekcija faktora snage (PFC) postaje standard u elektronici
- Utjecaj: Poboljšana učinkovitost mreže, smanjena otpadna toplina
- Moderni zahtjev: Većina uređaja mora imati PF > 0,9
Doba obnovljive energije (2000-e – danas)
Vjetro i solarna energija donijele su megavatne i gigavatne skale u svakodnevne energetske diskusije. Mjerenje snage sada se proteže od nanovata u IoT senzorima do gigavata u nacionalnim mrežama.
- Stambena solarna energija: Tipičan sustav 5-10 kW
- Vjetroturbine: Moderne priobalne turbine dostižu po 15 MW
- Solarne farme: Instalacije komunalnog opsega premašuju 500 MW
- Skladištenje energije: Baterijski sustavi ocijenjeni u MW/MWh
- Pametne mreže: Praćenje snage u realnom vremenu od nanovata do gigavata
- Budućnost: Planirane su globalne instalacije obnovljive energije teravatnog opsega
Moderni spektar snage
Današnja mjerenja snage protežu se nevjerojatnim rasponom, od nanovatnih senzora u vašem pametnom satu do gigavatnog izlaza nuklearnih elektrana.
- Pikovati (pW): Prijemnici radio astronomije, kvantni senzori
- Nanovati (nW): IoT senzori ultra niske snage, prikupljanje energije
- Mikrovati (µW): Slušni aparati, fitness trackeri
- Milivati (mW): LED indikatori, mala elektronika
- Vati (W): Žarulje, USB punjači
- Kilovati (kW): Kućanski aparati, motori električnih vozila
- Megavati (MW): Data centri, vjetroturbine, male elektrane
- Gigavati (GW): Nuklearni reaktori, velike hidroelektrane
- Teravati (TW): Globalna proizvodnja energije (~20 TW kontinuirano)
Katalog jedinica
Metrički (SI)
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| kilovat | kW | 1,000 | 1.000 W; aparati i EV. |
| megavat | MW | 1,000,000 | 1.000 kW; generatori, data centri. |
| vat | W | 1 | SI osnova za snagu. |
| gigavat | GW | 1.000e+9 | 1.000 MW; mrežni opseg. |
| mikrovat | µW | 0.000001 | Mikrovat; senzori. |
| milivat | mW | 0.001 | Milivat; mala elektronika. |
| nanovat | nW | 0.000000001 | Nanovat; ultra niska snaga. |
| pikovat | pW | 1.000e-12 | Pikovat; sićušni RF/optički. |
| teravat | TW | 1.000e+12 | 1.000 GW; kontekst globalnih totala. |
Konjska snaga
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| konjska snaga (mehanička) | hp | 745.7 | Konjska snaga (mehanička). |
| konjska snaga (metrička) | hp(M) | 735.499 | Metrička konjska snaga (PS). |
| konjska snaga (kotlovska) | hp(S) | 9,809.5 | Kotlovska konjska snaga (para). |
| konjska snaga (električna) | hp(E) | 746 | Električna konjska snaga. |
| konjska snaga (vodena) | hp(H) | 746.043 | Vodena konjska snaga. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ metrička KS. |
Termalna / BTU
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| BTU po satu | BTU/h | 0.293071 | BTU po satu; HVAC standard. |
| BTU po minuti | BTU/min | 17.5843 | BTU po minuti. |
| BTU po sekundi | BTU/s | 1,055.06 | BTU po sekundi. |
| kalorija po satu | cal/h | 0.00116222 | Kalorija po satu. |
| kalorija po minuti | cal/min | 0.0697333 | Kalorija po minuti. |
| kalorija po sekundi | cal/s | 4.184 | Kalorija po sekundi. |
| kilokalorija po satu | kcal/h | 1.16222 | Kilokalorija po satu. |
| kilokalorija po minuti | kcal/min | 69.7333 | Kilokalorija po minuti. |
| kilokalorija po sekundi | kcal/s | 4,184 | Kilokalorija po sekundi. |
| milijun BTU po satu | MBTU/h | 293,071 | Milijun BTU po satu. |
| tona hlađenja | TR | 3,516.85 | Tona hlađenja (TR). |
Električna
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| kilovolt-amper | kVA | 1,000 | Kilovolt-amper. |
| megavolt-amper | MVA | 1,000,000 | Megavolt-amper. |
| volt-amper | VA | 1 | Volt-amper (prividna snaga). |
Imperijalna
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| stopa-funta sila po satu | ft·lbf/h | 0.000376616 | Stopa-funta-sila po satu. |
| stopa-funta sila po minuti | ft·lbf/min | 0.022597 | Stopa-funta-sila po minuti. |
| stopa-funta sila po sekundi | ft·lbf/s | 1.35582 | Stopa-funta-sila po sekundi. |
Znanstvena / CGS
| Jedinica | Simbol | Vati | Napomene |
|---|---|---|---|
| atmosfera-kubični cm po minuti | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc po minuti. |
| atmosfera-kubični cm po sekundi | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc po sekundi. |
| atmosfera-kubična stopa po minuti | atm·cfm | 47.82 | atm·kubna stopa po minuti. |
| erg po sekundi | erg/s | 0.0000001 | Erg po sekundi (CGS). |
| džul po satu | J/h | 0.000277778 | Džul po satu. |
| džul po sekundi | J/s | 1 | Džul po sekundi = vat. |
| kilodžul po satu | kJ/h | 0.277778 | Kilodžul po satu. |
| kilodžul po minuti | kJ/min | 16.6667 | Kilodžul po minuti. |
| kilodžul po sekundi | kJ/s | 1,000 | Kilodžul po sekundi. |
| lusec | lusec | 0.0001333 | Jedinica curenja: mikron-litri/s. |
Najbolje prakse za pretvorbu snage
Najbolje prakse za pretvorbu
- Znajte svoj kontekst: Koristite W/kW za preciznost, KS za motore, BTU/h za HVAC
- Navedite varijantu konjske snage: Mehanička KS (745,7 W) ≠ Metrička KS (735,5 W) ≠ Kotlovska KS
- Faktor snage je važan: VA × PF = W (za električne sustave, PF se kreće od 0-1)
- Vremenska osnova je ključna: Snaga (W) naspram Energije (Wh) — ne miješajte stopu s količinom
- Provjerite konzistentnost jedinica: Osigurajte da sve jedinice u proračunu koriste istu vremensku osnovu (po sekundi, po satu)
- Koristite znanstvenu notaciju: Za vrijednosti < 1 µW ili > 1 GW, znanstvena notacija poboljšava čitljivost
Uobičajene pogreške koje treba izbjegavati
- Miješanje kW (snaga) s kWh (energija) — stopa naspram količine, potpuno različite veličine
- Miješanje tipova konjskih snaga: Mehanička KS (745,7 W) ≠ Metrička KS (735,5 W) — 1,4% pogreške
- Korištenje VA kao W: Prividna snaga (VA) ≠ Stvarna snaga (W) osim ako je faktor snage = 1,0
- BTU naspram BTU/h: Jedinica energije naspram jedinice snage — vrijeme je važno! (kao miješanje kWh s kW)
- Pogrešna dB formula: Snaga koristi 10 log₁₀, napon koristi 20 log₁₀ — ne miješajte ih
- Zaboravljanje trofazne struje: Jednofazna P = V × I × PF, ali 3-fazna P = √3 × VLL × I × PF
Skala snage: od kvantne do kozmičke
Reprezentativne skale snage
| Skala / Snaga | Reprezentativne jedinice | Tipične upotrebe | Primjeri |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | Femtovat (fW) | Kvantna optika, detekcija pojedinačnog fotona | Protok energije pojedinačnog fotona |
| 1 × 10⁻¹² W | Pikovat (pW) | Prijemnici radio astronomije, kvantni senzori | Signal Voyagera 1 na Zemlji ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | Nanovat (nW) | IoT senzori ultra niske snage, prikupljanje energije | Pasivna snaga RFID taga ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | Mikrovat (µW) | Slušni aparati, fitness trackeri, pacemakeri | Pacemaker ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | Milivat (mW) | LED indikatori, laserski pokazivači, mala elektronika | Laserski pokazivač 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | Vat (W) | Žarulje, USB punjači, mali aparati | LED žarulja 10 W, USB punjač 20 W |
| 1 × 10³ W | Kilovat (kW) | Kućanski aparati, motori EV, stambena solarna energija | Mikrovalna 1,2 kW, motor automobila 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | Megavat (MW) | Data centri, vjetroturbine, male elektrane | Vjetroturbina 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | Gigavat (GW) | Nuklearni reaktori, velike brane, mrežna infrastruktura | Nuklearni reaktor 1-1,5 GW |
| 1 × 10¹² W | Teravat (TW) | Ukupne nacionalne mreže, globalna proizvodnja energije | Globalna potrošnja energije ≈ 20 TW prosječno |
| 1 × 10¹⁵ W | Petavat (PW) | Laserski sustavi visoke energije (ultra kratki pulsevi) | Laser Nacionalnog postrojenja za paljenje ≈ 500 TW vršne snage |
| 3.828 × 10²⁶ W | Solarna luminoznost (L☉) | Zvijezdana astronomija, astrofizika | Ukupni izlaz snage Sunca |
Često postavljana pitanja
VA naspram W — koja je razlika?
VA je prividna snaga (volti × amperi). Pomnožite s faktorom snage da biste procijenili vate (stvarnu snagu).
Koju konjsku snagu da koristim?
Mehanička KS za motore (≈745,7 W), metrička KS za PS; kotlovska KS je ocjena pare, nije usporediva.
Što znači 1 tona hlađenja?
Rashladna snaga jednaka topljenju 1 kratke tone leda dnevno: ≈ 12.000 BTU/h ili ≈ 3,517 kW.
Potpuni Direktorij Alata
Svi 71 alati dostupni na UNITS