Prevodník výkonu
Výkon — Watty, Konská Sila a Viac
Rýchle spôsoby odhadu výkonu a vyhnutia sa bežným chybám. Od wattov a kilowattov po konskú silu, BTU/h a VA, získajte rýchle odpovede.
Základy Výkonu
Elektrický Výkon
Skutočný výkon (W) vykonáva prácu; zdanlivý výkon (VA) zahŕňa jalové zložky.
- P = V × I × PF
- PF (účinník) ∈ [0..1]
- 3-fázový ≈ √3 × V × I × PF
Rodina Konskej Sily
Historické porovnanie s rýchlosťou práce koňa; existuje viacero variantov.
- hp(mech) ≈ 745.7 W
- hp(metrická) ≈ 735.5 W
- Kotlová hp je oveľa väčšia
Tepelný Výkon
HVAC a motory hodnotia tok tepla v BTU/h, kcal/s, tonách chladenia.
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/h
- 1 TR ≈ 3.517 kW
- Skontrolujte časovú základňu
- Konvertujte cez watty (W), aby ste sa vyhli chybám
- Konská sila sa líši podľa variantu; uveďte ktorý
- VA potrebuje PF na získanie W
Kam Patrí Každá Jednotka
Dom a Spotrebiče
Spotrebiče označujú výkon vo W/kW; účty za energiu v kWh.
- Kanvica ~2 kW
- Mikrovlnná rúra ~1.2 kW
- Notebook ~60–100 W
Motory a Vozidlá
Motory uvádzajú hp alebo kW; elektrické vozidlá používajú kW.
- 1 kW ≈ 1.341 hp
- Pohonné jednotky uvádzajú špičkový a nepretržitý výkon
HVAC a Teplo
Chladenie/vykurovanie sa často uvádza v BTU/h alebo tonách chladenia (TR).
- 1 TR ≈ 12,000 BTU/h
- Ohrievače v kW alebo BTU/h
RF a Audio
Malé výkony používajú dBm (referencia 1 mW).
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- Rezerva zosilňovača je dôležitá
Rýchla Matematika
Vysvetlenie Účinníka
Skutočný vs zdanlivý výkon
- PF = skutočný výkon / zdanlivý výkon
- P (W) = V × I × PF
- PF 0.8 znamená, že 20% je jalový; vyšší PF znižuje prúd
Trojfázové Triky
Rýchle 3-fázové pravidlá
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × PF
- Príklad: 400 V, 50 A, PF 0.9 → ≈ 31 kW
Základy Elektriny
Okamžitý odhad pre elektrické záťaže
- Jednofázový: P = V × I (watty)
- Príklad: 120 V × 10 A = 1,200 W = 1.2 kW
- Trojfázový: P ≈ √3 × V × I × PF
Škálovanie a KS
Konvertujte medzi W, kW a konskou silou
- 1 kW = 1,000 W
- 1 hp (mechanická) ≈ 745.7 W
- 1 kW ≈ 1.341 hp
Tepelná Konverzia
Rýchly faktor HVAC
- 1 BTU/h ≈ 0.2931 W
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/h
Triky s dBm
Skratky pre úroveň rádia/výkonu
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
Ako Fungujú Konverzie
- W ÷ 1,000 → kW; kW × 1,000 → W
- hp(mech) × 745.7 → W; W ÷ 745.7 → hp(mech)
- BTU/h × 0.293071 → W; W × 3.41214 → BTU/h
Bežné Konverzie
| Z | Do | Faktor | Príklad |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1,000 | 1.2 kW = 1,200 W |
| hp(mech) | kW | × 0.7457 | 150 hp ≈ 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 |
Rýchle Príklady
Bežné Chyby, Ktorým sa Treba Vyhnúť
- kW vs kWh: výkon (rýchlosť) vs energia (množstvo)
- Varianty konskej sily: mechanická ≠ metrická ≠ kotlová
- VA vs W: zdanlivý vs skutočný výkon (závisí od účinníka)
- BTU vs BTU/h: jednotka energie vs jednotka výkonu
- Za sekundu vs za hodinu: vždy skontrolujte časovú základňu
- dB matematika: použite 10× pre výkon (nie 20×)
Každodenné Porovnania
| Vec | Typický výkon | Poznámky |
|---|---|---|
| Človek (v pokoji) | ~100 W | Metabolická rýchlosť |
| LED žiarovka | 8–12 W | Moderné osvetlenie |
| Notebook | 60–100 W | Pod záťažou |
| Mikrovlnná rúra | 1.0–1.2 kW | Výkon pri varení |
| Rýchlovarná kanvica | 1.8–2.2 kW | Rýchle varenie |
| Izbová klimatizácia | 1–3 kW | Podľa veľkosti/SEER |
| Kompaktný motor EV | 100–200 kW | Špičkové hodnotenie |
Úžasné Fakty o Výkone
Prečo Konská Sila?
James Watt zaviedol 'konskú silu' na propagáciu parných strojov porovnaním s koňmi. Jeden kôň dokázal zdvihnúť 33 000 libier o jednu stopu za jednu minútu.
Ľudský Výkon
Priemerné ľudské telo v pokoji generuje asi 100 wattov tepla — dosť na napájanie jasnej LED žiarovky. Počas intenzívneho cvičenia môže výkon prekročiť 400 wattov!
Záhada VA vs W
UPS s výkonom 1 kVA môže dodať len 800 W skutočného výkonu, ak je účinník 0.8 — zvyšok je 'imaginárny' jalový výkon!
Hustota Solárnej Energie
Slnko dodáva asi 1 000 W na meter štvorcový na povrch Zeme za jasného dňa — dosť na napájanie mikrovlnnej rúry z jedného metra štvorcového solárnych panelov!
Úder Blesku
Blesk môže dodať až 1 miliardu wattov (1 GW) výkonu za mikrosekundu — ale celková energia je prekvapivo malá, okolo 250 kWh.
Intuícia dB
+3 dB ≈ zdvojnásobí výkon; +10 dB = 10× výkon. Takže 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W a 60 dBm = 1 kW!
Výkon Srdca
Ľudské srdce generuje asi 1-5 wattov nepretržite — čerpanie krvi počas celého života si vyžaduje približne rovnakú energiu ako zdvihnutie malého auta o 1 meter každú minútu!
Tona Chladenia
Jedna 'tona chladenia' sa rovná chladiacemu výkonu potrebnému na zmrazenie jednej tony ľadu za 24 hodín: 12 000 BTU/h alebo asi 3.5 kW. Nemá to nič spoločné s hmotnosťou klimatizačnej jednotky!
Rekordy a Extrémy
| Rekord | Výkon | Poznámky |
|---|---|---|
| Veľká vodná elektráreň | > 20 GW | Štítkový údaj (napr. Tri rokliny) |
| Plynová elektráreň v úžitkovom meradle | ~1–2 GW | Kombinovaný cyklus |
| Petawattový laser (špička) | > 10^15 W | Ultra krátke impulzy |
Evolúcia Merania Výkonu: Od Koní po Gigawatty
Meranie výkonu sa vyvinulo od porovnávania parných strojov s pracovnými koňmi v 17. storočí až po dnešné riadenie sietí obnoviteľnej energie v gigawattovom meradle. Táto cesta odráža rastúce energetické nároky ľudstva a technologickú sofistikovanosť.
Éra Pary: Zrod Konskej Sily (1770-1880)
James Watt potreboval spôsob, ako propagovať svoje parné stroje porovnaním s koňmi, ktoré mali nahradiť. Jeho experimenty viedli k definícii konskej sily, ktorú používame dodnes.
- 1776: James Watt pozoruje kone dvíhajúce uhlie z baní
- Výpočet: Jeden kôň zdvihne 33 000 libier o jednu stopu za jednu minútu
- Výsledok: 1 konská sila ≈ 746 wattov (neskôr štandardizované)
- Marketingový génius: Predával motory hodnotené v jednotkách 'konskej sily'
- Dedičstvo: Rôzne krajiny si vytvorili vlastné varianty hp (mechanická, metrická, kotlová)
Elektrická Revolúcia (1880-1960)
Vynález praktickej výroby a distribúcie elektrickej energie vytvoril potrebu pre novú jednotku. Watt, pomenovaný po Jamesovi Wattovi, sa stal medzinárodným štandardom.
- 1882: Edisonova stanica na Pearl Street generuje 600 kW v NYC
- 1889: Medzinárodný elektrický kongres prijíma watt (W)
- Definícia: 1 watt = 1 joule za sekundu = 1 volt × 1 ampér
- 1960: Systém SI potvrdzuje watt ako oficiálnu jednotku výkonu
- Rozširovanie siete: Elektrárne sa škálujú od kilowattov po megawatty
Moderná Zložitosť Výkonu (1960-1990)
Ako sa elektrické systémy stávali sofistikovanejšími, inžinieri zistili, že nie všetok výkon vykonáva užitočnú prácu. To viedlo k konceptom skutočného vs. zdanlivého výkonu.
- Skutočný výkon (W): Vykonáva skutočnú prácu, meria sa vo wattoch
- Zdanlivý výkon (VA): Celkový výkon vrátane jalových zložiek
- Účinník: Pomer skutočného a zdanlivého výkonu (0 až 1)
- 1990-te roky: Korekcia účinníka (PFC) sa stáva štandardom v elektronike
- Vplyv: Zlepšená účinnosť siete, znížené straty tepla
- Moderná požiadavka: Väčšina zariadení musí mať PF > 0.9
Éra Obnoviteľnej Energie (2000-Súčasnosť)
Veterná a solárna energia priniesli megawattové a gigawattové škály do každodenných diskusií o energii. Meranie výkonu sa teraz rozprestiera od nanowattov v IoT senzoroch po gigawatty v národných sieťach.
- Domáca solárna energia: Typický systém 5-10 kW
- Veterné turbíny: Moderné pobrežné turbíny dosahujú 15 MW každá
- Solárne farmy: Inštalácie v úžitkovom meradle presahujú 500 MW
- Ukladanie energie: Batériové systémy hodnotené v MW/MWh
- Inteligentné siete: Monitorovanie výkonu v reálnom čase od nanowattov po gigawatty
- Budúcnosť: Globálne sa plánujú inštalácie obnoviteľnej energie v terawattovom meradle
Moderné Spektrum Výkonu
Dnešné merania výkonu pokrývajú neuveriteľný rozsah, od nanowattových senzorov vo vašich inteligentných hodinkách po gigawattový výkon jadrových elektrární.
- Pikowatty (pW): Prijímače rádiovej astronómie, kvantové senzory
- Nanowatty (nW): Senzory IoT s ultra nízkou spotrebou, zber energie
- Mikrowatty (µW): Načúvacie prístroje, fitness trackery
- Miliwatty (mW): LED indikátory, malá elektronika
- Watty (W): Žiarovky, USB nabíjačky
- Kilowatty (kW): Domáce spotrebiče, motory elektrických vozidiel
- Megawatty (MW): Dátové centrá, veterné turbíny, malé elektrárne
- Gigawatty (GW): Jadrové reaktory, veľké vodné elektrárne
- Terawatty (TW): Globálna produkcia energie (~20 TW nepretržite)
Katalóg Jednotiek
Metrické (SI)
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| kilowatt | kW | 1,000 | 1,000 W; spotrebiče a EV. |
| megawatt | MW | 1,000,000 | 1,000 kW; generátory, dátové centrá. |
| watt | W | 1 | Základ SI pre výkon. |
| gigawatt | GW | 1.000e+9 | 1,000 MW; meradlo siete. |
| mikrowatt | µW | 0.000001 | Mikrowatt; senzory. |
| miliwatt | mW | 0.001 | Miliwatt; malá elektronika. |
| nanowatt | nW | 0.000000001 | Nanowatt; ultra nízky výkon. |
| pikowatt | pW | 1.000e-12 | Pikowatt; malý RF/optický. |
| terawatt | TW | 1.000e+12 | 1,000 GW; kontext globálnych súčtov. |
Konská sila
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| konská sila (mechanická) | hp | 745.7 | Konská sila (mechanická). |
| konská sila (metrická) | hp(M) | 735.499 | Metrická konská sila (PS). |
| konská sila (kotlová) | hp(S) | 9,809.5 | Kotlová konská sila (para). |
| konská sila (elektrická) | hp(E) | 746 | Elektrická konská sila. |
| konská sila (vodná) | hp(H) | 746.043 | Vodná konská sila. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ metrická hp. |
Tepelná / BTU
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| BTU za hodinu | BTU/h | 0.293071 | BTU za hodinu; štandard HVAC. |
| BTU za minútu | BTU/min | 17.5843 | BTU za minútu. |
| BTU za sekundu | BTU/s | 1,055.06 | BTU za sekundu. |
| kalória za hodinu | cal/h | 0.00116222 | Kalória za hodinu. |
| kalória za minútu | cal/min | 0.0697333 | Kalória za minútu. |
| kalória za sekundu | cal/s | 4.184 | Kalória za sekundu. |
| kilokalória za hodinu | kcal/h | 1.16222 | Kilokalória za hodinu. |
| kilokalória za minútu | kcal/min | 69.7333 | Kilokalória za minútu. |
| kilokalória za sekundu | kcal/s | 4,184 | Kilokalória za sekundu. |
| milión BTU za hodinu | MBTU/h | 293,071 | Milión BTU za hodinu. |
| tona chladenia | TR | 3,516.85 | Tona chladenia (TR). |
Elektrická
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| kilovoltampér | kVA | 1,000 | Kilovolt-ampér. |
| megavoltampér | MVA | 1,000,000 | Megavolt-ampér. |
| voltampér | VA | 1 | Volt-ampér (zdanlivý výkon). |
Imperiálne
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| stopa-libra sila za hodinu | ft·lbf/h | 0.000376616 | Foot-pound sila za hodinu. |
| stopa-libra sila za minútu | ft·lbf/min | 0.022597 | Foot-pound sila za minútu. |
| stopa-libra sila za sekundu | ft·lbf/s | 1.35582 | Foot-pound sila za sekundu. |
Vedecké / CGS
| Jednotka | Symbol | Watty | Poznámky |
|---|---|---|---|
| atmosféra-kubický cm za minútu | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc za minútu. |
| atmosféra-kubický cm za sekundu | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc za sekundu. |
| atmosféra-kubická stopa za minútu | atm·cfm | 47.82 | atm·kubická stopa za minútu. |
| erg za sekundu | erg/s | 0.0000001 | Erg za sekundu (CGS). |
| joule za hodinu | J/h | 0.000277778 | Joule za hodinu. |
| joule za sekundu | J/s | 1 | Joule za sekundu = watt. |
| kilojoule za hodinu | kJ/h | 0.277778 | Kilojoule za hodinu. |
| kilojoule za minútu | kJ/min | 16.6667 | Kilojoule za minútu. |
| kilojoule za sekundu | kJ/s | 1,000 | Kilojoule za sekundu. |
| lusec | lusec | 0.0001333 | Jednotka úniku: mikrón-litre/s. |
Najlepšie Postupy pri Konverzii Výkonu
Najlepšie Postupy pri Konverzii
- Poznajte svoj kontext: Použite W/kW pre presnosť, hp pre motory, BTU/h pre HVAC
- Špecifikujte variant konskej sily: Mechanická hp (745.7 W) ≠ Metrická hp (735.5 W) ≠ Kotlová hp
- Účinník je dôležitý: VA × PF = W (pre elektrické systémy, PF sa pohybuje od 0 do 1)
- Časová základňa je kritická: Výkon (W) vs Energia (Wh) — nezamieňajte rýchlosť s množstvom
- Skontrolujte konzistenciu jednotiek: Uistite sa, že všetky jednotky vo výpočte používajú rovnakú časovú základňu (za sekundu, za hodinu)
- Použite vedeckú notáciu: Pre hodnoty < 1 µW alebo > 1 GW vedecká notácia zlepšuje čitateľnosť
Bežné Chyby, Ktorým sa Treba Vyhnúť
- Zamieňanie kW (výkon) s kWh (energia) — rýchlosť vs množstvo, úplne odlišné veličiny
- Miešanie typov konskej sily: Mechanická hp (745.7 W) ≠ Metrická hp (735.5 W) — 1.4% chyba
- Používanie VA ako W: Zdanlivý výkon (VA) ≠ Skutočný výkon (W), pokiaľ účinník = 1.0
- BTU vs BTU/h: Jednotka energie vs Jednotka výkonu — čas je dôležitý! (ako zamieňanie kWh s kW)
- Nesprávny vzorec dB: Výkon používa 10 log₁₀, napätie používa 20 log₁₀ — nemiešajte ich
- Zabúdanie na trojfázovú sústavu: Jednofázový P = V × I × PF, ale 3-fázový P = √3 × VLL × I × PF
Škála Výkonu: Od Kvantovej po Kozmickú
Reprezentatívne Škála Výkonu
| Škála / Výkon | Reprezentatívne Jednotky | Typické Použitia | Príklady |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | Femtowatt (fW) | Kvantová optika, detekcia jedného fotónu | Energetický tok jedného fotónu |
| 1 × 10⁻¹² W | Pikowatt (pW) | Prijímače rádiovej astronómie, kvantové senzory | Signál Voyager 1 na Zemi ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | Nanowatt (nW) | Senzory IoT s ultra nízkou spotrebou, zber energie | Pasívny výkon RFID tagu ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | Mikrowatt (µW) | Načúvacie prístroje, fitness trackery, kardiostimulátory | Kardiostimulátor ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | Miliwatt (mW) | LED indikátory, laserové ukazovátka, malá elektronika | Laserové ukazovátko 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | Watt (W) | Žiarovky, USB nabíjačky, malé spotrebiče | LED žiarovka 10 W, USB nabíjačka 20 W |
| 1 × 10³ W | Kilowatt (kW) | Domáce spotrebiče, motory EV, domáca solárna energia | Mikrovlnná rúra 1.2 kW, motor auta 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | Megawatt (MW) | Dátové centrá, veterné turbíny, malé elektrárne | Veterná turbína 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | Gigawatt (GW) | Jadrové reaktory, veľké priehrady, sieťová infraštruktúra | Jadrový reaktor 1-1.5 GW |
| 1 × 10¹² W | Terawatt (TW) | Celkové hodnoty národných sietí, globálna produkcia energie | Globálna spotreba energie ≈ 20 TW priemerne |
| 1 × 10¹⁵ W | Petawatt (PW) | Vysokoenergetické laserové systémy (ultra krátke impulzy) | Laser Národného zápalného zariadenia ≈ 500 TW špička |
| 3.828 × 10²⁶ W | Slnečná svietivosť (L☉) | Hviezdna astronómia, astrofyzika | Celkový výkon Slnka |
Často Kladené Otázky
VA vs W — aký je rozdiel?
VA je zdanlivý výkon (volty × ampéry). Vynásobte účinníkom, aby ste odhadli watty (skutočný výkon).
Ktorú konskú silu by som mal použiť?
Mechanickú hp pre motory (≈745.7 W), metrickú hp pre PS; kotlová hp je hodnotenie pary, nie je porovnateľná.
Čo znamená 1 tona chladenia?
Chladiaci výkon rovný topeniu 1 krátkej tony ľadu za deň: ≈ 12 000 BTU/h alebo ≈ 3.517 kW.
Kompletný Adresár Nástrojov
Všetkých 71 nástrojov dostupných na UNITS