Конвертер мощности
Мощность — Ватты, Лошадиные Силы и Другое
Быстрые способы оценки мощности и избежания распространенных ошибок. От ватт и киловатт до лошадиных сил, BTU/ч и ВА, получайте ответы быстро.
Основы мощности
Электрическая мощность
Активная мощность (Вт) выполняет работу; полная мощность (ВА) включает реактивные компоненты.
- P = V × I × КМ
- КМ (коэффициент мощности) ∈ [0..1]
- 3-фазный ≈ √3 × V × I × КМ
Семейство лошадиных сил
Историческое сравнение со скоростью работы лошади; существует множество вариантов.
- л.с.(мех) ≈ 745.7 Вт
- л.с.(метрическая) ≈ 735.5 Вт
- Котловая л.с. намного больше
Тепловая мощность
Системы ОВКВ и двигатели оценивают тепловой поток в BTU/ч, ккал/с, тоннах охлаждения.
- 1 кВт ≈ 3,412 BTU/ч
- 1 ТО ≈ 3.517 кВт
- Проверяйте временную базу
- Конвертируйте через ватты (Вт), чтобы избежать ошибок
- Лошадиные силы различаются в зависимости от варианта; указывайте, какой именно
- ВА требует КМ для получения Вт
Где применяется каждая единица
Дом и бытовая техника
На приборах мощность указывается в Вт/кВт; счета за энергию в кВт·ч.
- Чайник ~2 кВт
- Микроволновая печь ~1.2 кВт
- Ноутбук ~60–100 Вт
Двигатели и транспорт
Двигатели рекламируют л.с. или кВт; электромобили используют кВт.
- 1 кВт ≈ 1.341 л.с.
- Приводы указывают пиковую и непрерывную мощность
ОВКВ и теплотехника
Охлаждение/нагрев часто указывается в BTU/ч или тоннах охлаждения (ТО).
- 1 ТО ≈ 12,000 BTU/ч
- Нагреватели в кВт или BTU/ч
РЧ и аудио
Малые мощности используют дБм (относительно 1 мВт).
- 0 дБм = 1 мВт
- +30 дБм = 1 Вт
- Запас по мощности усилителя имеет значение
Быстрый расчет
Объяснение коэффициента мощности
Активная против полной мощности
- КМ = активная мощность / полная мощность
- P (Вт) = V × I × КМ
- КМ 0.8 означает 20% реактивной мощности; более высокий КМ снижает ток
Трехфазные хитрости
Быстрые 3-фазные правила
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × КМ
- Пример: 400 В, 50 А, КМ 0.9 → ≈ 31 кВт
Основы электричества
Мгновенная оценка для электрических нагрузок
- Однофазный: P = V × I (ватты)
- Пример: 120 В × 10 А = 1,200 Вт = 1.2 кВт
- Трехфазный: P ≈ √3 × V × I × КМ
Масштабирование и Л.с.
Конвертируйте между Вт, кВт и лошадиными силами
- 1 кВт = 1,000 Вт
- 1 л.с. (механическая) ≈ 745.7 Вт
- 1 кВт ≈ 1.341 л.с.
Тепловое преобразование
Быстрый коэффициент для ОВКВ
- 1 BTU/ч ≈ 0.2931 Вт
- 1 кВт ≈ 3,412 BTU/ч
Хитрости с дБм
Быстрые расчеты для радио/уровня мощности
- 0 дБм = 1 мВт
- 10 дБм = 10 мВт; 20 дБм = 100 мВт; 30 дБм = 1 Вт
- дБм = 10·log10(P[мВт])
Как работают преобразования
- Вт ÷ 1,000 → кВт; кВт × 1,000 → Вт
- л.с.(мех) × 745.7 → Вт; Вт ÷ 745.7 → л.с.(мех)
- BTU/ч × 0.293071 → Вт; Вт × 3.41214 → BTU/ч
Распространенные преобразования
| Из | В | Коэффициент | Пример |
|---|---|---|---|
| кВт | Вт | × 1,000 | 1.2 кВт = 1,200 Вт |
| л.с.(мех) | кВт | × 0.7457 | 150 л.с. ≈ 112 кВт |
| кВт | BTU/ч | × 3,412 | 2 кВт ≈ 6,824 BTU/ч |
| ТО | кВт | × 3.517 | 2 ТО ≈ 7.03 кВт |
| дБм | мВт | 10^(дБм/10) | 20 дБм = 100 мВт |
Быстрые примеры
Распространенные ошибки, которых следует избегать
- кВт против кВт·ч: мощность (скорость) против энергии (количество)
- Варианты лошадиных сил: механическая ≠ метрическая ≠ котловая
- ВА против Вт: полная против активной мощности (зависит от коэффициента мощности)
- BTU против BTU/ч: единица энергии против единицы мощности
- В секунду против в час: всегда проверяйте временную базу
- Математика дБ: используйте 10× для мощности (не 20×)
Повседневные ориентиры
| Предмет | Типичная мощность | Примечания |
|---|---|---|
| Человек (в покое) | ~100 Вт | Скорость метаболизма |
| Светодиодная лампа | 8–12 Вт | Современное освещение |
| Ноутбук | 60–100 Вт | Под нагрузкой |
| Микроволновая печь | 1.0–1.2 кВт | Мощность приготовления |
| Электрочайник | 1.8–2.2 кВт | Быстрое кипячение |
| Комнатный кондиционер | 1–3 кВт | По размеру/SEER |
| Компактный двигатель ЭМ | 100–200 кВт | Пиковая мощность |
Удивительные факты о мощности
Почему лошадиная сила?
Джеймс Уатт придумал термин «лошадиная сила» для продвижения паровых двигателей, сравнивая их с лошадьми. Одна лошадь могла поднять 33 000 фунтов на один фут за одну минуту.
Человеческая мощность
Среднее человеческое тело в состоянии покоя вырабатывает около 100 ватт тепла — достаточно для питания яркой светодиодной лампы. Во время интенсивных упражнений выходная мощность может превышать 400 ватт!
Загадка ВА против Вт
ИБП мощностью 1 кВА может выдавать только 800 Вт активной мощности, если коэффициент мощности равен 0.8 — остальное это «воображаемая» реактивная мощность!
Плотность солнечной энергии
Солнце доставляет около 1000 Вт на квадратный метр на поверхность Земли в ясный день — достаточно для питания микроволновой печи от одного квадратного метра солнечных панелей!
Удар молнии
Молния может доставить до 1 миллиарда ватт (1 ГВт) мощности за микросекунду — но общая энергия удивительно мала, около 250 кВт·ч.
Интуиция дБ
+3 дБ ≈ удваивает мощность; +10 дБ = 10× мощности. Так что 0 дБм = 1 мВт, 30 дБм = 1 Вт, а 60 дБм = 1 кВт!
Мощность сердца
Человеческое сердце непрерывно генерирует около 1-5 ватт — перекачивание крови в течение всей вашей жизни требует примерно столько же энергии, сколько подъем небольшого автомобиля на 1 метр каждую минуту!
Тонна охлаждения
Одна «тонна охлаждения» равна охлаждающей мощности, необходимой для замораживания одной тонны льда за 24 часа: 12 000 BTU/ч или около 3.5 кВт. Это не имеет ничего общего с весом кондиционера!
Рекорды и крайности
| Рекорд | Мощность | Примечания |
|---|---|---|
| Крупная ГЭС | > 20 ГВт | Паспортная мощность (например, Три ущелья) |
| Газовая электростанция промышленного масштаба | ~1–2 ГВт | Комбинированный цикл |
| Петаваттный лазер (пик) | > 10^15 Вт | Сверхкороткие импульсы |
Эволюция измерения мощности: от лошадей до гигаватт
Измерение мощности прошло путь от сравнения паровых двигателей с рабочими лошадьми в 1700-х годах до управления гигаваттными сетями возобновляемой энергии сегодня. Этот путь отражает растущие потребности человечества в энергии и технологическую изощренность.
Эпоха пара: рождение лошадиной силы (1770-е–1880-е)
Джеймсу Уатту нужен был способ продавать свои паровые двигатели, сравнивая их с лошадьми, которых они должны были заменить. Его эксперименты привели к определению лошадиной силы, которое мы используем и сегодня.
- 1776: Джеймс Уатт наблюдает за лошадьми, поднимающими уголь из шахт
- Расчет: одна лошадь поднимает 33 000 фунтов на один фут за одну минуту
- Результат: 1 лошадиная сила ≈ 746 ватт (позже стандартизировано)
- Маркетинговый гений: продавал двигатели, оцененные в единицах «лошадиной силы»
- Наследие: разные страны создали свои собственные варианты л.с. (механическая, метрическая, котловая)
Электрическая революция (1880-е–1960)
Изобретение практического производства и распределения электроэнергии создало потребность в новой единице. Ватт, названный в честь Джеймса Уатта, стал международным стандартом.
- 1882: Станция Эдисона на Перл-стрит производит 600 кВт в Нью-Йорке
- 1889: Международный электрический конгресс принимает ватт (Вт)
- Определение: 1 ватт = 1 джоуль в секунду = 1 вольт × 1 ампер
- 1960: Система СИ подтверждает ватт как официальную единицу мощности
- Расширение сетей: электростанции масштабируются от киловатт до мегаватт
Современная сложность мощности (1960-е–1990-е)
По мере того как электрические системы становились более сложными, инженеры обнаружили, что не вся мощность выполняет полезную работу. Это привело к понятиям активной и полной мощности.
- Активная мощность (Вт): выполняет фактическую работу, измеряется в ваттах
- Полная мощность (ВА): общая мощность, включая реактивные компоненты
- Коэффициент мощности: отношение активной к полной мощности (от 0 до 1)
- 1990-е: Коррекция коэффициента мощности (PFC) становится стандартом в электронике
- Влияние: повышение эффективности сетей, снижение потерь тепла
- Современное требование: большинство устройств должны иметь КМ > 0.9
Эра возобновляемой энергии (2000-е–настоящее время)
Ветряная и солнечная энергетика привнесли мегаваттные и гигаваттные масштабы в повседневные обсуждения энергии. Теперь измерение мощности охватывает диапазон от нановатт в датчиках IoT до гигаватт в национальных сетях.
- Домашняя солнечная энергия: типичная система 5-10 кВт
- Ветряные турбины: современные морские турбины достигают 15 МВт каждая
- Солнечные фермы: установки промышленного масштаба превышают 500 МВт
- Хранение энергии: аккумуляторные системы, оцененные в МВт/МВт·ч
- Умные сети: мониторинг мощности в реальном времени от нановатт до гигаватт
- Будущее: глобально планируются установки возобновляемой энергии тераваттного масштаба
Современный спектр мощности
Сегодняшние измерения мощности охватывают невероятный диапазон, от нановаттных датчиков в ваших умных часах до гигаваттной мощности атомных электростанций.
- Пиковатты (пВт): радиоастрономические приемники, квантовые датчики
- Нановатты (нВт): сверхнизкомощные датчики IoT, сбор энергии
- Микроватты (мкВт): слуховые аппараты, фитнес-трекеры
- Милливатты (мВт): светодиодные индикаторы, мелкая электроника
- Ватты (Вт): лампочки, USB-зарядные устройства
- Киловатты (кВт): бытовая техника, двигатели электромобилей
- Мегаватты (МВт): центры обработки данных, ветряные турбины, малые электростанции
- Гигаватты (ГВт): ядерные реакторы, крупные гидроэлектростанции
- Тераватты (ТВт): мировое производство энергии (~20 ТВт непрерывно)
Каталог единиц
Метрическая (СИ)
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| киловатт | kW | 1,000 | 1,000 Вт; бытовая техника и ЭМ. |
| мегаватт | MW | 1,000,000 | 1,000 кВт; генераторы, центры обработки данных. |
| ватт | W | 1 | Базовая единица СИ для мощности. |
| гигаватт | GW | 1.000e+9 | 1,000 МВт; масштаб сети. |
| микроватт | µW | 0.000001 | Микроватт; датчики. |
| милливатт | mW | 0.001 | Милливатт; мелкая электроника. |
| нановатт | nW | 0.000000001 | Нановатт; сверхнизкая мощность. |
| пиковатт | pW | 1.000e-12 | Пиковатт; крошечный РЧ/оптический. |
| тераватт | TW | 1.000e+12 | 1,000 ГВт; контекст мировых итогов. |
Лошадиная сила
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| лошадиная сила (механическая) | hp | 745.7 | Лошадиная сила (механическая). |
| лошадиная сила (метрическая) | hp(M) | 735.499 | Метрическая лошадиная сила (PS). |
| лошадиная сила (котельная) | hp(S) | 9,809.5 | Котловая лошадиная сила (пар). |
| лошадиная сила (электрическая) | hp(E) | 746 | Электрическая лошадиная сила. |
| лошадиная сила (водяная) | hp(H) | 746.043 | Водяная лошадиная сила. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ метрическая л.с. |
Тепловая / BTU
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| BTU в час | BTU/h | 0.293071 | BTU в час; стандарт ОВКВ. |
| BTU в минуту | BTU/min | 17.5843 | BTU в минуту. |
| BTU в секунду | BTU/s | 1,055.06 | BTU в секунду. |
| калория в час | cal/h | 0.00116222 | Калория в час. |
| калория в минуту | cal/min | 0.0697333 | Калория в минуту. |
| калория в секунду | cal/s | 4.184 | Калория в секунду. |
| килокалория в час | kcal/h | 1.16222 | Килокалория в час. |
| килокалория в минуту | kcal/min | 69.7333 | Килокалория в минуту. |
| килокалория в секунду | kcal/s | 4,184 | Килокалория в секунду. |
| миллион BTU в час | MBTU/h | 293,071 | Миллион BTU в час. |
| тонна охлаждения | TR | 3,516.85 | Тонна охлаждения (ТО). |
Электрическая
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| киловольт-ампер | kVA | 1,000 | Киловольт-ампер. |
| мегавольт-ампер | MVA | 1,000,000 | Мегавольт-ампер. |
| вольт-ампер | VA | 1 | Вольт-ампер (полная мощность). |
Имперская
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| фут-фунт-сила в час | ft·lbf/h | 0.000376616 | Футо-фунт-сила в час. |
| фут-фунт-сила в минуту | ft·lbf/min | 0.022597 | Футо-фунт-сила в минуту. |
| фут-фунт-сила в секунду | ft·lbf/s | 1.35582 | Футо-фунт-сила в секунду. |
Научная / СГС
| Единица | Символ | Ватты | Примечания |
|---|---|---|---|
| атмосфера-куб. см в минуту | atm·cc/min | 0.00168875 | атм·см³ в минуту. |
| атмосфера-куб. см в секунду | atm·cc/s | 0.101325 | атм·см³ в секунду. |
| атмосфера-куб. фут в минуту | atm·cfm | 47.82 | атм·кубический фут в минуту. |
| эрг в секунду | erg/s | 0.0000001 | Эрг в секунду (СГС). |
| джоуль в час | J/h | 0.000277778 | Джоуль в час. |
| джоуль в секунду | J/s | 1 | Джоуль в секунду = ватт. |
| килоджоуль в час | kJ/h | 0.277778 | Килоджоуль в час. |
| килоджоуль в минуту | kJ/min | 16.6667 | Килоджоуль в минуту. |
| килоджоуль в секунду | kJ/s | 1,000 | Килоджоуль в секунду. |
| люсек | lusec | 0.0001333 | Единица утечки: микрон-литры/с. |
Лучшие практики преобразования мощности
Лучшие практики преобразования
- Знайте свой контекст: используйте Вт/кВт для точности, л.с. для двигателей, BTU/ч для ОВКВ
- Указывайте вариант лошадиной силы: механическая л.с. (745.7 Вт) ≠ метрическая л.с. (735.5 Вт) ≠ котловая л.с.
- Коэффициент мощности имеет значение: ВА × КМ = Вт (для электрических систем, КМ в диапазоне 0-1)
- Временная база критична: мощность (Вт) против энергии (Вт·ч) — не путайте скорость с количеством
- Проверяйте согласованность единиц: убедитесь, что все единицы в расчете используют одну и ту же временную базу (в секунду, в час)
- Используйте научную нотацию: для значений < 1 мкВт или > 1 ГВт научная нотация улучшает читаемость
Распространенные ошибки, которых следует избегать
- Путаница кВт (мощность) с кВт·ч (энергия) — скорость против количества, совершенно разные величины
- Смешивание типов лошадиных сил: механическая л.с. (745.7 Вт) ≠ метрическая л.с. (735.5 Вт) — ошибка 1.4%
- Использование ВА как Вт: полная мощность (ВА) ≠ активная мощность (Вт), если коэффициент мощности не равен 1.0
- BTU против BTU/ч: единица энергии против единицы мощности — время имеет значение! (как путаница кВт·ч с кВт)
- Неправильная формула дБ: мощность использует 10 log₁₀, напряжение использует 20 log₁₀ — не смешивайте их
- Забывание о трехфазной сети: однофазная P = V × I × КМ, но 3-фазная P = √3 × VLL × I × КМ
Шкала мощности: от квантовой до космической
Репрезентативные шкалы мощности
| Шкала / Мощность | Репрезентативные единицы | Типичные применения | Примеры |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ Вт | Фемтоватт (фВт) | Квантовая оптика, детектирование одиночных фотонов | Энергетический поток одиночного фотона |
| 1 × 10⁻¹² Вт | Пиковатт (пВт) | Радиоастрономические приемники, квантовые датчики | Сигнал Вояджера-1 на Земле ≈ 1 пВт |
| 1 × 10⁻⁹ Вт | Нановатт (нВт) | Сверхнизкомощные датчики IoT, сбор энергии | Пассивная мощность RFID-метки ≈ 10 нВт |
| 1 × 10⁻⁶ Вт | Микроватт (мкВт) | Слуховые аппараты, фитнес-трекеры, кардиостимуляторы | Кардиостимулятор ≈ 50 мкВт |
| 1 × 10⁻³ Вт | Милливатт (мВт) | Светодиодные индикаторы, лазерные указки, мелкая электроника | Лазерная указка 1-5 мВт |
| 1 × 10⁰ Вт | Ватт (Вт) | Лампочки, USB-зарядные устройства, мелкая бытовая техника | Светодиодная лампа 10 Вт, USB-зарядное устройство 20 Вт |
| 1 × 10³ Вт | Киловатт (кВт) | Бытовая техника, двигатели ЭМ, бытовая солнечная энергия | Микроволновая печь 1.2 кВт, двигатель автомобиля 100 кВт |
| 1 × 10⁶ Вт | Мегаватт (МВт) | Центры обработки данных, ветряные турбины, малые электростанции | Ветряная турбина 3-15 МВт |
| 1 × 10⁹ Вт | Гигаватт (ГВт) | Ядерные реакторы, крупные плотины, сетевая инфраструктура | Ядерный реактор 1-1.5 ГВт |
| 1 × 10¹² Вт | Тераватт (ТВт) | Общие показатели национальных сетей, мировое производство энергии | Мировое потребление энергии ≈ 20 ТВт в среднем |
| 1 × 10¹⁵ Вт | Петаватт (ПВт) | Высокоэнергетические лазерные системы (сверхкороткие импульсы) | Лазер Национальной установки зажигания ≈ 500 ТВт пик |
| 3.828 × 10²⁶ Вт | Солнечная светимость (L☉) | Звездная астрономия, астрофизика | Общая выходная мощность Солнца |
Часто задаваемые вопросы
ВА против Вт — в чем разница?
ВА — это полная мощность (вольты × амперы). Умножьте на коэффициент мощности, чтобы оценить ватты (активную мощность).
Какую лошадиную силу мне использовать?
Механическую л.с. для двигателей (≈745.7 Вт), метрическую л.с. для PS; котловая л.с. — это оценка пара, не сопоставима.
Что означает 1 тонна охлаждения?
Охлаждающая мощность, равная плавлению 1 короткой тонны льда в день: ≈ 12 000 BTU/ч или ≈ 3.517 кВт.
Полный Справочник Инструментов
Все 71 инструментов, доступных на UNITS