Galios Keitiklis
Galia — vatai, arklio galios ir daugiau
Greiti būdai įvertinti galią ir išvengti dažnų klaidų. Nuo vatų ir kilovatų iki arklio galių, BTU/val. ir VA – greitai gaukite atsakymus.
Galios pagrindai
Elektros galia
Tikroji galia (W) atlieka darbą; tariamoji galia (VA) apima reaktyviąsias sudedamąsias dalis.
- P = V × I × GK
- GK (galios koeficientas) ∈ [0..1]
- 3 fazių ≈ √3 × V × I × GK
Arklio galių šeima
Istorinis palyginimas su arklio darbo greičiu; egzistuoja keli variantai.
- AG(mech) ≈ 745,7 W
- AG(metrinė) ≈ 735,5 W
- Katilo AG yra daug didesnė
Šiluminė galia
ŠVOK ir varikliai vertina šilumos srautą BTU/val., kcal/s, šaldymo tonomis.
- 1 kW ≈ 3 412 BTU/val.
- 1 ŠT ≈ 3,517 kW
- Patikrinkite laiko bazę
- Kad išvengtumėte klaidų, konvertuokite per vatus (W)
- Arklio galios skiriasi pagal variantą; nurodykite, kurį
- VA reikia GK, kad gautumėte W
Kur tinka kiekvienas vienetas
Namai ir buitinė technika
Prietaisai žymi galią W/kW; energijos sąskaitos – kWh.
- Virdulys ~2 kW
- Mikrobangų krosnelė ~1,2 kW
- Nešiojamas kompiuteris ~60–100 W
Varikliai ir transporto priemonės
Varikliai reklamuojami AG arba kW; elektrinės transporto priemonės naudoja kW.
- 1 kW ≈ 1,341 AG
- Pavaros nurodo pikinę ir nuolatinę galią
ŠVOK ir šiluma
Aušinimas/šildymas dažnai rodomas BTU/val. arba šaldymo tonomis (ŠT).
- 1 ŠT ≈ 12 000 BTU/val.
- Šildytuvai kW arba BTU/val.
RF ir garsas
Mažos galios naudoja dBm (nuoroda 1 mW).
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- Svarbus stiprintuvo atsargos koeficientas
Greita matematika
Galios koeficiento paaiškinimas
Tikroji ir tariamoji galia
- GK = tikroji galia / tariamoji galia
- P (W) = V × I × GK
- GK 0,8 reiškia, kad 20 % yra reaktyvioji; didesnis GK mažina srovę
Trifazių gudrybės
Greitos 3 fazių taisyklės
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × GK
- Pavyzdys: 400 V, 50 A, GK 0,9 → ≈ 31 kW
Elektros pagrindai
Momentinis elektros apkrovų įvertinimas
- Vienfazis: P = V × I (vatai)
- Pavyzdys: 120 V × 10 A = 1 200 W = 1,2 kW
- Trifazis: P ≈ √3 × V × I × GK
Masteliavimas ir AG
Konvertavimas tarp W, kW ir arklio galių
- 1 kW = 1 000 W
- 1 AG (mechaninė) ≈ 745,7 W
- 1 kW ≈ 1,341 AG
Šiluminė konversija
Greitas ŠVOK koeficientas
- 1 BTU/val. ≈ 0,2931 W
- 1 kW ≈ 3 412 BTU/val.
dBm gudrybės
Radijo/galios lygio trumpiniai
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
Kaip veikia konversijos
- W ÷ 1 000 → kW; kW × 1 000 → W
- AG(mech) × 745,7 → W; W ÷ 745,7 → AG(mech)
- BTU/val. × 0,293071 → W; W × 3,41214 → BTU/val.
Dažnos konversijos
| Iš | Į | Koeficientas | Pavyzdys |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1 000 | 1,2 kW = 1 200 W |
| AG(mech) | kW | × 0,7457 | 150 AG ≈ 112 kW |
| kW | BTU/val. | × 3 412 | 2 kW ≈ 6 824 BTU/val. |
| ŠT | kW | × 3,517 | 2 ŠT ≈ 7,03 kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
Greiti pavyzdžiai
Dažnos klaidos, kurių reikia vengti
- kW ir kWh: galia (greitis) ir energija (kiekis)
- Arklio galių variantai: mechaninė ≠ metrinė ≠ katilo
- VA ir W: tariamoji ir tikroji galia (priklauso nuo galios koeficiento)
- BTU ir BTU/val.: energijos vienetas ir galios vienetas
- Per sekundę ir per valandą: visada patikrinkite laiko bazę
- dB matematika: galiai naudokite 10× (ne 20×)
Kasdieniai orientyrai
| Daiktas | Tipiška galia | Pastabos |
|---|---|---|
| Žmogus (ramybės būsenoje) | ~100 W | Medžiagų apykaitos greitis |
| LED lemputė | 8–12 W | Modernus apšvietimas |
| Nešiojamasis kompiuteris | 60–100 W | Apkrovos metu |
| Mikrobangų krosnelė | 1,0–1,2 kW | Gaminimo galia |
| Elektrinis virdulys | 1,8–2,2 kW | Greitas virimas |
| Kambario oro kondicionierius | 1–3 kW | Pagal dydį/SEER |
| Kompaktiško EV variklis | 100–200 kW | Pikinė galia |
Nuostabūs faktai apie galią
Kodėl arklio galia?
Jamesas Wattas sugalvojo terminą „arklio galia“, kad reklamuotų garo mašinas, lygindamas jas su arkliais. Vienas arklys per vieną minutę galėjo pakelti 33 000 svarų vieną pėdą.
Žmogaus galia
Vidutinis žmogaus kūnas ramybės būsenoje generuoja apie 100 vatų šilumos – pakankamai, kad maitintų ryškią LED lemputę. Intensyvios treniruotės metu galia gali viršyti 400 vatų!
VA ir W mįslė
1 kVA UPS gali tiekti tik 800 W tikrosios galios, jei galios koeficientas yra 0,8 – likusi dalis yra „įsivaizduojama“ reaktyvioji galia!
Saulės energijos tankis
Saulė skaidrią dieną Žemės paviršiui tiekia apie 1 000 W kvadratiniam metrui – pakankamai, kad maitintų mikrobangų krosnelę vos iš vieno kvadratinio metro saulės panelių!
Žaibo smūgis
Žaibo smūgis per mikrosekundę gali sugeneruoti iki 1 milijardo vatų (1 GW) galios – tačiau bendra energija yra stebėtinai maža, apie 250 kWh.
dB intuicija
+3 dB ≈ padvigubina galią; +10 dB = 10× galios. Taigi 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W, o 60 dBm = 1 kW!
Širdies galia
Žmogaus širdis nuolat generuoja apie 1-5 vatus – kraujo pumpavimas visą gyvenimą reikalauja maždaug tiek pat energijos, kiek mažo automobilio pakėlimas 1 metru kiekvieną minutę!
Šaldymo tona
„Šaldymo tona“ lygi šaldymo galiai, reikalingai užšaldyti vieną trumpąją toną ledo per 24 valandas: 12 000 BTU/val. arba apie 3,5 kW. Tai neturi nieko bendra su oro kondicionieriaus svoriu!
Rekordai ir kraštutinumai
| Rekordas | Galia | Pastabos |
|---|---|---|
| Didelė hidroelektrinė | > 20 GW | Nominali galia (pvz., Trys tarpekliai) |
| Komunalinio masto dujų elektrinė | ~1–2 GW | Kombinuotas ciklas |
| Petavatų lazeris (pikas) | > 10^15 W | Itin trumpi impulsai |
Galios matavimo evoliucija: nuo arklių iki gigavatų
Galios matavimas išsivystė nuo garo mašinų lyginimo su darbiniais arkliais 1700-aisiais iki šiandienos gigavatų masto atsinaujinančios energijos tinklų valdymo. Ši kelionė atspindi augančius žmonijos energijos poreikius ir technologinį išprusimą.
Garo amžius: arklio galios gimimas (1770–1880 m.)
Jamesui Wattui reikėjo būdo reklamuoti savo garo mašinas, lyginant jas su arkliais, kuriuos jos pakeistų. Jo eksperimentai lėmė arklio galios apibrėžimą, kurį naudojame ir šiandien.
- 1776 m.: Jamesas Wattas stebi arklius, keliančius anglį iš kasyklų
- Apskaičiavimas: vienas arklys per vieną minutę pakelia 33 000 svarų vieną pėdą
- Rezultatas: 1 arklio galia ≈ 746 vatai (vėliau standartizuota)
- Rinkodaros genijus: pardavinėjo variklius, įvertintus „arklio galios“ vienetais
- Paveldas: skirtingos šalys sukūrė savo AG variantus (mechaninį, metrinį, katilo)
Elektros revoliucija (1880–1960 m.)
Praktinės elektros energijos gamybos ir paskirstymo išradimas sukūrė poreikį naujam vienetui. Vatas, pavadintas Jameso Watto garbei, tapo tarptautiniu standartu.
- 1882 m.: Edisono Pearl Street stotis Niujorke generuoja 600 kW
- 1889 m.: Tarptautinis elektros kongresas priima vatą (W)
- Apibrėžimas: 1 vatas = 1 džaulis per sekundę = 1 voltas × 1 amperas
- 1960 m.: SI sistema patvirtina vatą kaip oficialų galios vienetą
- Tinklo plėtra: elektrinės didinamos nuo kilovatų iki megavatų
Šiuolaikinės galios sudėtingumas (1960–1990 m.)
Tobulėjant elektros sistemoms, inžinieriai atrado, kad ne visa galia atlieka naudingą darbą. Tai lėmė tikrosios ir tariamosios galios sąvokas.
- Tikroji galia (W): atlieka faktinį darbą, matuojama vatais
- Tariamoji galia (VA): bendra galia, įskaitant reaktyviąsias sudedamąsias dalis
- Galios koeficientas: tikrosios ir tariamosios galios santykis (nuo 0 iki 1)
- 1990-ieji: galios koeficiento korekcija (PFC) tampa standartu elektronikoje
- Poveikis: pagerintas tinklo efektyvumas, sumažinta šilumos nuostoliai
- Šiuolaikinis reikalavimas: dauguma prietaisų turi turėti GK > 0,9
Atsinaujinančios energijos era (2000 m. – dabar)
Vėjo ir saulės energija į kasdienes energetikos diskusijas įnešė megavatų ir gigavatų mastą. Galios matavimas dabar apima nuo nanovatų daiktų interneto jutikliuose iki gigavatų nacionaliniuose tinkluose.
- Gyvenamųjų namų saulės energija: tipinė sistema 5-10 kW
- Vėjo turbinos: šiuolaikinės jūrinės turbinos pasiekia 15 MW kiekviena
- Saulės parkai: komunalinio masto įrenginiai viršija 500 MW
- Energijos saugojimas: baterijų sistemos, vertinamos MW/MWh
- Išmanieji tinklai: realaus laiko galios stebėjimas nuo nanovatų iki gigavatų
- Ateitis: visame pasaulyje planuojamos teravatų masto atsinaujinančios energijos instaliacijos
Šiuolaikinis galios spektras
Šiandienos galios matavimai apima neįtikėtiną diapazoną, nuo nanovatų jutiklių jūsų išmaniajame laikrodyje iki gigavatų galios branduolinių elektrinių.
- Pikovatai (pW): radioastronomijos imtuvai, kvantiniai jutikliai
- Nanovatai (nW): itin mažos galios daiktų interneto jutikliai, energijos surinkimas
- Mikrovatai (µW): klausos aparatai, fitneso sekikliai
- Milivatai (mW): LED indikatoriai, smulki elektronika
- Vatai (W): lemputės, USB įkrovikliai
- Kilovatai (kW): buitinė technika, elektrinių transporto priemonių varikliai
- Megavatai (MW): duomenų centrai, vėjo turbinos, mažos elektrinės
- Gigavatai (GW): branduoliniai reaktoriai, didelės hidroelektrinės
- Teravatai (TW): pasaulinė energijos gamyba (~20 TW nuolat)
Vienetų katalogas
Metrinė (SI)
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| kilovatas | kW | 1,000 | 1 000 W; prietaisai ir EV. |
| megavatas | MW | 1,000,000 | 1 000 kW; generatoriai, duomenų centrai. |
| vatas | W | 1 | Galios SI pagrindas. |
| gigavatas | GW | 1.000e+9 | 1 000 MW; tinklo mastas. |
| mikrovatas | µW | 0.000001 | Mikrovatas; jutikliai. |
| milivatas | mW | 0.001 | Milivatas; smulki elektronika. |
| nanovatas | nW | 0.000000001 | Nanovatas; itin maža galia. |
| pikovatas | pW | 1.000e-12 | Pikovatas; mažas RF/optinis. |
| teravatas | TW | 1.000e+12 | 1 000 GW; pasaulinių sumų kontekstas. |
Arklio galia
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| arklio galia (mechaninė) | hp | 745.7 | Arklio galia (mechaninė). |
| arklio galia (metrinė) | hp(M) | 735.499 | Metrinė arklio galia (PS). |
| arklio galia (katilo) | hp(S) | 9,809.5 | Katilo arklio galia (garas). |
| arklio galia (elektrinė) | hp(E) | 746 | Elektrinė arklio galia. |
| arklio galia (vandens) | hp(H) | 746.043 | Vandens arklio galia. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ metrinė AG. |
Šiluminė / BTU
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| BTU per valandą | BTU/h | 0.293071 | BTU per valandą; ŠVOK standartas. |
| BTU per minutę | BTU/min | 17.5843 | BTU per minutę. |
| BTU per sekundę | BTU/s | 1,055.06 | BTU per sekundę. |
| kalorija per valandą | cal/h | 0.00116222 | Kalorija per valandą. |
| kalorija per minutę | cal/min | 0.0697333 | Kalorija per minutę. |
| kalorija per sekundę | cal/s | 4.184 | Kalorija per sekundę. |
| kilokalorija per valandą | kcal/h | 1.16222 | Kilokalorija per valandą. |
| kilokalorija per minutę | kcal/min | 69.7333 | Kilokalorija per minutę. |
| kilokalorija per sekundę | kcal/s | 4,184 | Kilokalorija per sekundę. |
| milijonas BTU per valandą | MBTU/h | 293,071 | Milijonas BTU per valandą. |
| šaldymo tona | TR | 3,516.85 | Šaldymo tona (ŠT). |
Elektrinė
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| kilovolt-amperas | kVA | 1,000 | Kilovolt-amperas. |
| megavolt-amperas | MVA | 1,000,000 | Megavolt-amperas. |
| volt-amperas | VA | 1 | Volt-amperas (tariamoji galia). |
Imperinė
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| pėdos-svaro jėga per valandą | ft·lbf/h | 0.000376616 | Pėda-svaras-jėga per valandą. |
| pėdos-svaro jėga per minutę | ft·lbf/min | 0.022597 | Pėda-svaras-jėga per minutę. |
| pėdos-svaro jėga per sekundę | ft·lbf/s | 1.35582 | Pėda-svaras-jėga per sekundę. |
Mokslinė / CGS
| Vienetas | Simbolis | Vatai | Pastabos |
|---|---|---|---|
| atmosferos kubinis cm per minutę | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc per minutę. |
| atmosferos kubinis cm per sekundę | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc per sekundę. |
| atmosferos kubinė pėda per minutę | atm·cfm | 47.82 | atm·kubinė pėda per minutę. |
| ergas per sekundę | erg/s | 0.0000001 | Ergas per sekundę (CGS). |
| džaulis per valandą | J/h | 0.000277778 | Džaulis per valandą. |
| džaulis per sekundę | J/s | 1 | Džaulis per sekundę = vatas. |
| kilodžaulis per valandą | kJ/h | 0.277778 | Kilodžaulis per valandą. |
| kilodžaulis per minutę | kJ/min | 16.6667 | Kilodžaulis per minutę. |
| kilodžaulis per sekundę | kJ/s | 1,000 | Kilodžaulis per sekundę. |
| lusec | lusec | 0.0001333 | Nuotėkio vienetas: mikronai-litrai/s. |
Geriausios galios konvertavimo praktikos
Geriausios konvertavimo praktikos
- Žinokite savo kontekstą: naudokite W/kW tikslumui, AG varikliams, BTU/val. ŠVOK
- Nurodykite arklio galios variantą: mechaninė AG (745,7 W) ≠ metrinė AG (735,5 W) ≠ katilo AG
- Galios koeficientas yra svarbus: VA × GK = W (elektros sistemoms, GK svyruoja nuo 0 iki 1)
- Laiko bazė yra kritinė: galia (W) ir energija (Wh) – nemaišykite greičio su kiekiu
- Patikrinkite vienetų nuoseklumą: įsitikinkite, kad visi skaičiavimo vienetai naudoja tą pačią laiko bazę (per sekundę, per valandą)
- Naudokite mokslinį žymėjimą: reikšmėms < 1 µW arba > 1 GW mokslinis žymėjimas pagerina skaitomumą
Dažnos klaidos, kurių reikia vengti
- kW (galia) painiojimas su kWh (energija) – greitis ir kiekis, visiškai skirtingos dydžiai
- Arklio galių tipų maišymas: mechaninė AG (745,7 W) ≠ metrinė AG (735,5 W) – 1,4 % paklaida
- VA naudojimas kaip W: tariamoji galia (VA) ≠ tikroji galia (W), nebent galios koeficientas = 1,0
- BTU ir BTU/val.: energijos vienetas ir galios vienetas – laikas svarbus! (kaip painioti kWh su kW)
- Neteisinga dB formulė: galia naudoja 10 log₁₀, įtampa naudoja 20 log₁₀ – nemaišykite jų
- Trifazės pamiršimas: vienfazė P = V × I × GK, bet 3 fazių P = √3 × VLL × I × GK
Galios skalė: nuo kvantinės iki kosminės
Reprezentatyvios galios skalės
| Skalė / Galia | Reprezentatyvūs vienetai | Tipinės taikymo sritys | Pavyzdžiai |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | Femtovatas (fW) | Kvantinė optika, vieno fotono detekcija | Vieno fotono energijos srautas |
| 1 × 10⁻¹² W | Pikovatas (pW) | Radioastronomijos imtuvai, kvantiniai jutikliai | Voyager 1 signalas Žemėje ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | Nanovatas (nW) | Itin mažos galios daiktų interneto jutikliai, energijos surinkimas | RFID žymos pasyvi galia ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | Mikrovatas (µW) | Klausos aparatai, fitneso sekikliai, širdies stimuliatoriai | Širdies stimuliatorius ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | Milivatas (mW) | LED indikatoriai, lazeriniai rodykliai, smulki elektronika | Lazerinis rodyklis 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | Vatas (W) | Lemputės, USB įkrovikliai, smulkūs prietaisai | LED lemputė 10 W, USB įkroviklis 20 W |
| 1 × 10³ W | Kilovatas (kW) | Buitinė technika, EV varikliai, gyvenamųjų namų saulės energija | Mikrobangų krosnelė 1,2 kW, automobilio variklis 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | Megavatas (MW) | Duomenų centrai, vėjo turbinos, mažos elektrinės | Vėjo turbina 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | Gigavatas (GW) | Branduoliniai reaktoriai, didelės užtvankos, tinklo infrastruktūra | Branduolinis reaktorius 1-1,5 GW |
| 1 × 10¹² W | Teravatas (TW) | Nacionalinių tinklų sumos, pasaulinė energijos gamyba | Pasaulinis energijos suvartojimas ≈ 20 TW vidutiniškai |
| 1 × 10¹⁵ W | Petavatas (PW) | Didelės energijos lazerių sistemos (itin trumpi impulsai) | Nacionalinės uždegimo įrenginio lazeris ≈ 500 TW pikas |
| 3.828 × 10²⁶ W | Saulės šviesis (L☉) | Žvaigždžių astronomija, astrofizika | Bendra Saulės galios išeiga |
Dažnai užduodami klausimai
VA ir W – koks skirtumas?
VA yra tariamoji galia (voltai × amperai). Padauginkite iš galios koeficiento, kad įvertintumėte vatus (tikrąją galią).
Kurią arklio galią turėčiau naudoti?
Mechaninę AG varikliams (≈745,7 W), metrinę AG PS; katilo AG yra garo vertinimas, nepalyginamas.
Ką reiškia 1 šaldymo tona?
Aušinimo galia, lygi 1 trumpajai tonai ledo ištirpinti per dieną: ≈ 12 000 BTU/val. arba ≈ 3,517 kW.
Visas Įrankių Katalogas
Visi 71 įrankiai, pasiekiami UNITS