ตัวแปลงกำลัง
กำลังไฟฟ้า — วัตต์, แรงม้า และอื่นๆ
วิธีที่รวดเร็วในการประมาณกำลังไฟฟ้าและหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไป ตั้งแต่วัตต์และกิโลวัตต์ไปจนถึงแรงม้า, BTU/ชม., และ VA รับคำตอบอย่างรวดเร็ว
พื้นฐานของกำลังไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้าจริง (W) ทำงาน; กำลังไฟฟ้าปรากฏ (VA) รวมถึงส่วนประกอบรีแอกทีฟ
- P = V × I × PF
- PF (ตัวประกอบกำลังไฟฟ้า) ∈ [0..1]
- 3 เฟส ≈ √3 × V × I × PF
ตระกูลแรงม้า
การเปรียบเทียบในอดีตกับอัตราการทำงานของม้า; มีหลายรูปแบบ
- hp(ทางกล) ≈ 745.7 W
- hp(เมตริก) ≈ 735.5 W
- แรงม้าหม้อไอน้ำใหญ่กว่ามาก
กำลังความร้อน
HVAC และเครื่องยนต์ให้คะแนนการไหลของความร้อนในหน่วย BTU/ชม., kcal/s, ตันความเย็น
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/ชม.
- 1 TR ≈ 3.517 kW
- ตรวจสอบฐานเวลา
- แปลงผ่านวัตต์ (W) เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด
- แรงม้าแตกต่างกันไปตามรูปแบบ; อ้างอิงว่าเป็นแบบใด
- VA ต้องการ PF เพื่อให้ได้ W
แต่ละหน่วยเหมาะสมกับที่ใด
บ้านและเครื่องใช้ไฟฟ้า
เครื่องใช้ไฟฟ้ามีป้ายกำลังไฟฟ้าเป็น W/kW; ใบแจ้งหนี้พลังงานเป็น kWh
- กาต้มน้ำ ~2 kW
- ไมโครเวฟ ~1.2 kW
- แล็ปท็อป ~60–100 W
เครื่องยนต์และยานพาหนะ
เครื่องยนต์โฆษณาเป็น hp หรือ kW; รถไฟฟ้าใช้ kW
- 1 kW ≈ 1.341 hp
- ระบบขับเคลื่อนแสดงรายการกำลังไฟฟ้าสูงสุดและต่อเนื่อง
HVAC และความร้อน
การทำความเย็น/ความร้อนมักแสดงเป็น BTU/ชม. หรือตันความเย็น (TR)
- 1 TR ≈ 12,000 BTU/ชม.
- เครื่องทำความร้อนเป็น kW หรือ BTU/ชม.
RF และเสียง
กำลังไฟฟ้าขนาดเล็กใช้ dBm (อ้างอิง 1 mW)
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- เฮดรูมของแอมพลิฟายเออร์มีความสำคัญ
คณิตศาสตร์ด่วน
คำอธิบายตัวประกอบกำลังไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้าจริง เทียบกับ กำลังไฟฟ้าปรากฏ
- PF = กำลังไฟฟ้าจริง / กำลังไฟฟ้าปรากฏ
- P (W) = V × I × PF
- PF 0.8 หมายถึง 20% เป็นกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ; PF ที่สูงขึ้นจะลดกระแสไฟฟ้า
สูตรลัดสามเฟส
กฎสามเฟสแบบรวดเร็ว
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × PF
- ตัวอย่าง: 400 V, 50 A, PF 0.9 → ≈ 31 kW
พื้นฐานทางไฟฟ้า
ประมาณการโหลดไฟฟ้าได้ทันที
- เฟสเดียว: P = V × I (วัตต์)
- ตัวอย่าง: 120 V × 10 A = 1,200 W = 1.2 kW
- สามเฟส: P ≈ √3 × V × I × PF
การปรับขนาดและแรงม้า
แปลงระหว่าง W, kW และแรงม้า
- 1 kW = 1,000 W
- 1 hp (ทางกล) ≈ 745.7 W
- 1 kW ≈ 1.341 hp
การแปลงค่าความร้อน
ตัวคูณด่วนสำหรับ HVAC
- 1 BTU/ชม. ≈ 0.2931 W
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/ชม.
สูตรลัด dBm
ทางลัดสำหรับระดับกำลังวิทยุ/กำลังไฟฟ้า
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
การแปลงค่าทำงานอย่างไร
- W ÷ 1,000 → kW; kW × 1,000 → W
- hp(ทางกล) × 745.7 → W; W ÷ 745.7 → hp(ทางกล)
- BTU/ชม. × 0.293071 → W; W × 3.41214 → BTU/ชม.
การแปลงค่าทั่วไป
| จาก | เป็น | ตัวคูณ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1,000 | 1.2 kW = 1,200 W |
| hp(ทางกล) | kW | × 0.7457 | 150 hp ≈ 112 kW |
| kW | BTU/ชม. | × 3,412 | 2 kW ≈ 6,824 BTU/ชม. |
| TR | kW | × 3.517 | 2 TR ≈ 7.03 kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
ตัวอย่างด่วน
ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง
- kW กับ kWh: กำลังไฟฟ้า (อัตรา) กับ พลังงาน (ปริมาณ)
- รูปแบบต่างๆ ของแรงม้า: ทางกล ≠ เมตริก ≠ หม้อไอน้ำ
- VA กับ W: กำลังไฟฟ้าปรากฏ กับ กำลังไฟฟ้าจริง (ขึ้นอยู่กับตัวประกอบกำลังไฟฟ้า)
- BTU กับ BTU/ชม.: หน่วยพลังงาน กับ หน่วยกำลังไฟฟ้า
- ต่อวินาที กับ ต่อชั่วโมง: ตรวจสอบฐานเวลาเสมอ
- คณิตศาสตร์ dB: ใช้ 10× สำหรับกำลังไฟฟ้า (ไม่ใช่ 20×)
มาตรฐานในชีวิตประจำวัน
| สิ่งของ | กำลังไฟฟ้าทั่วไป | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| มนุษย์ (ขณะพัก) | ~100 W | อัตราการเผาผลาญ |
| หลอดไฟ LED | 8–12 W | แสงสว่างสมัยใหม่ |
| แล็ปท็อป | 60–100 W | ภายใต้โหลด |
| ไมโครเวฟ | 1.0–1.2 kW | กำลังในการปรุงอาหาร |
| กาต้มน้ำไฟฟ้า | 1.8–2.2 kW | ต้มเร็ว |
| เครื่องปรับอากาศห้อง | 1–3 kW | ตามขนาด/SEER |
| มอเตอร์ EV ขนาดกะทัดรัด | 100–200 kW | พิกัดสูงสุด |
ข้อเท็จจริงน่าทึ่งเกี่ยวกับกำลังไฟฟ้า
ทำไมต้องแรงม้า?
เจมส์ วัตต์ สร้างคำว่า 'แรงม้า' เพื่อทำการตลาดเครื่องจักรไอน้ำโดยเปรียบเทียบกับม้า ม้าหนึ่งตัวสามารถยกน้ำหนัก 33,000 ปอนด์ขึ้นหนึ่งฟุตในหนึ่งนาที
กำลังของมนุษย์
ร่างกายมนุษย์โดยเฉลี่ยในขณะพักสร้างความร้อนประมาณ 100 วัตต์ — เพียงพอที่จะให้พลังงานแก่หลอดไฟ LED ที่สว่าง ในระหว่างการออกกำลังกายอย่างหนัก กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้อาจเกิน 400 วัตต์!
ความลึกลับของ VA กับ W
UPS ขนาด 1 kVA อาจให้กำลังไฟฟ้าจริงเพียง 800 W หากตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเป็น 0.8 — ส่วนที่เหลือเป็นกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ 'จินตภาพ'!
ความหนาแน่นของพลังงานแสงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ส่งพลังงานประมาณ 1,000 W ต่อตารางเมตรมายังพื้นผิวโลกในวันที่อากาศแจ่มใส — เพียงพอที่จะให้พลังงานแก่ไมโครเวฟจากแผงโซลาร์เซลล์เพียงหนึ่งตารางเมตร!
ฟ้าผ่า
ฟ้าผ่าหนึ่งครั้งสามารถส่งกำลังไฟฟ้าได้ถึง 1 พันล้านวัตต์ (1 GW) ในหนึ่งไมโครวินาที — แต่พลังงานทั้งหมดกลับน้อยน่าประหลาดใจ ประมาณ 250 kWh
สัญชาตญาณเกี่ยวกับ dB
+3 dB ≈ เพิ่มกำลังไฟฟ้าเป็นสองเท่า; +10 dB = 10 เท่าของกำลังไฟฟ้า ดังนั้น 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W, และ 60 dBm = 1 kW!
กำลังของหัวใจ
หัวใจของมนุษย์สร้างกำลังไฟฟ้าประมาณ 1-5 วัตต์อย่างต่อเนื่อง — การสูบฉีดเลือดตลอดชีวิตของคุณต้องการพลังงานพอๆ กับการยกรถยนต์ขนาดเล็กขึ้น 1 เมตรทุกนาที!
ตันความเย็น
'ตันความเย็น' เท่ากับกำลังความเย็นที่จำเป็นในการทำให้น้ำแข็งหนึ่งตันละลายใน 24 ชั่วโมง: 12,000 BTU/ชม. หรือประมาณ 3.5 kW มันไม่เกี่ยวข้องกับน้ำหนักของเครื่องปรับอากาศ!
สถิติและขีดสุด
| สถิติ | กำลังไฟฟ้า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ | > 20 GW | ป้ายชื่อ (เช่น เขื่อนสามผา) |
| โรงไฟฟ้าก๊าซระดับสาธารณูปโภค | ~1–2 GW | วงจรรวม |
| เลเซอร์เพตะวัตต์ (สูงสุด) | > 10^15 W | พัลส์สั้นพิเศษ |
วิวัฒนาการของการวัดกำลังไฟฟ้า: จากม้าสู่กิกะวัตต์
การวัดกำลังไฟฟ้ามีวิวัฒนาการจากการเปรียบเทียบเครื่องจักรไอน้ำกับม้างานในทศวรรษ 1700 สู่การจัดการกริดพลังงานหมุนเวียนระดับกิกะวัตต์ในปัจจุบัน การเดินทางนี้สะท้อนถึงความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของมนุษยชาติและความซับซ้อนทางเทคโนโลยี
ยุคไอน้ำ: กำเนิดแรงม้า (ทศวรรษ 1770-1880)
เจมส์ วัตต์ ต้องการวิธีทางการตลาดสำหรับเครื่องจักรไอน้ำของเขาโดยการเปรียบเทียบกับม้าที่มันจะมาแทนที่ การทดลองของเขานำไปสู่คำจำกัดความของแรงม้าที่เรายังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน
- 1776: เจมส์ วัตต์ สังเกตม้าที่กำลังยกถ่านหินจากเหมือง
- การคำนวณ: ม้าหนึ่งตัวยกน้ำหนัก 33,000 ปอนด์ขึ้นหนึ่งฟุตในหนึ่งนาที
- ผลลัพธ์: 1 แรงม้า ≈ 746 วัตต์ (ต่อมาได้มาตรฐาน)
- อัจฉริยะทางการตลาด: ขายเครื่องยนต์ที่ให้คะแนนเป็นหน่วย 'แรงม้า'
- มรดก: ประเทศต่างๆ สร้างรูปแบบแรงม้าของตนเอง (ทางกล, เมตริก, หม้อไอน้ำ)
การปฏิวัติทางไฟฟ้า (ทศวรรษ 1880-1960)
การประดิษฐ์การผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงทำให้เกิดความต้องการหน่วยใหม่ วัตต์ ซึ่งตั้งชื่อตามเจมส์ วัตต์ กลายเป็นมาตรฐานสากล
- 1882: สถานีเพิร์ลสตรีทของเอดิสันผลิตไฟฟ้า 600 kW ในนิวยอร์กซิตี้
- 1889: สภาไฟฟ้านานาชาติรับรองวัตต์ (W)
- คำจำกัดความ: 1 วัตต์ = 1 จูลต่อวินาที = 1 โวลต์ × 1 แอมแปร์
- 1960: ระบบ SI ยืนยันวัตต์เป็นหน่วยกำลังไฟฟ้าอย่างเป็นทางการ
- การขยายกริด: โรงไฟฟ้าขยายขนาดจากกิโลวัตต์เป็นเมกะวัตต์
ความซับซ้อนของกำลังไฟฟ้าสมัยใหม่ (ทศวรรษ 1960-1990)
เมื่อระบบไฟฟ้ามีความซับซ้อนมากขึ้น วิศวกรค้นพบว่าไม่ใช่กำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่ทำงานที่เป็นประโยชน์ สิ่งนี้นำไปสู่แนวคิดเรื่องกำลังไฟฟ้าจริงเทียบกับกำลังไฟฟ้าปรากฏ
- กำลังไฟฟ้าจริง (W): ทำงานจริง วัดเป็นวัตต์
- กำลังไฟฟ้าปรากฏ (VA): กำลังไฟฟ้าทั้งหมดรวมถึงส่วนประกอบรีแอกทีฟ
- ตัวประกอบกำลังไฟฟ้า: อัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าจริงต่อกำลังไฟฟ้าปรากฏ (0 ถึง 1)
- ทศวรรษ 1990: การแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (PFC) กลายเป็นมาตรฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- ผลกระทบ: ปรับปรุงประสิทธิภาพของกริด ลดความร้อนที่สูญเปล่า
- ข้อกำหนดสมัยใหม่: อุปกรณ์ส่วนใหญ่ต้องมี PF > 0.9
ยุคพลังงานหมุนเวียน (ทศวรรษ 2000-ปัจจุบัน)
พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์นำขนาดเมกะวัตต์และกิกะวัตต์มาสู่การสนทนาเรื่องพลังงานในชีวิตประจำวัน การวัดกำลังไฟฟ้าในปัจจุบันครอบคลุมตั้งแต่ระดับนาโนวัตต์ในเซ็นเซอร์ IoT ไปจนถึงระดับกิกะวัตต์ในกริดระดับชาติ
- พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัย: ระบบทั่วไป 5-10 kW
- กังหันลม: กังหันลมนอกชายฝั่งที่ทันสมัยมีความจุถึง 15 MW ต่อตัว
- ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์: การติดตั้งระดับสาธารณูปโภคเกิน 500 MW
- การกักเก็บพลังงาน: ระบบแบตเตอรี่ที่ให้คะแนนเป็น MW/MWh
- กริดอัจฉริยะ: การตรวจสอบกำลังไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ตั้งแต่ระดับนาโนวัตต์ถึงกิกะวัตต์
- อนาคต: การติดตั้งพลังงานหมุนเวียนระดับเทราวัตต์มีการวางแผนทั่วโลก
สเปกตรัมกำลังไฟฟ้าสมัยใหม่
การวัดกำลังไฟฟ้าในปัจจุบันครอบคลุมช่วงที่น่าทึ่ง ตั้งแต่เซ็นเซอร์ระดับนาโนวัตต์ในสมาร์ทวอทช์ของคุณไปจนถึงผลผลิตระดับกิกะวัตต์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
- พิโกวัตต์ (pW): เครื่องรับวิทยุดาราศาสตร์, เซ็นเซอร์ควอนตัม
- นาโนวัตต์ (nW): เซ็นเซอร์ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำมาก, การเก็บเกี่ยวพลังงาน
- ไมโครวัตต์ (µW): เครื่องช่วยฟัง, เครื่องติดตามการออกกำลังกาย
- มิลลิวัตต์ (mW): ไฟ LED, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
- วัตต์ (W): หลอดไฟ, ที่ชาร์จ USB
- กิโลวัตต์ (kW): เครื่องใช้ในบ้าน, มอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า
- เมกะวัตต์ (MW): ศูนย์ข้อมูล, กังหันลม, โรงไฟฟ้าขนาดเล็ก
- กิกะวัตต์ (GW): เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่
- เทราวัตต์ (TW): การผลิตพลังงานทั่วโลก (ต่อเนื่องประมาณ 20 TW)
แคตตาล็อกหน่วย
เมตริก (SI)
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| กิโลวัตต์ | kW | 1,000 | 1,000 W; เครื่องใช้ไฟฟ้าและ EV |
| เมกะวัตต์ | MW | 1,000,000 | 1,000 kW; เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ศูนย์ข้อมูล |
| วัตต์ | W | 1 | ฐาน SI สำหรับกำลังไฟฟ้า |
| จิกะวัตต์ | GW | 1.000e+9 | 1,000 MW; ระดับกริด |
| ไมโครวัตต์ | µW | 0.000001 | ไมโครวัตต์; เซ็นเซอร์ |
| มิลลิวัตต์ | mW | 0.001 | มิลลิวัตต์; อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก |
| นาโนวัตต์ | nW | 0.000000001 | นาโนวัตต์; กำลังไฟฟ้าต่ำมาก |
| พิโกวัตต์ | pW | 1.000e-12 | พิโกวัตต์; RF/ออปติคัลขนาดเล็ก |
| เทระวัตต์ | TW | 1.000e+12 | 1,000 GW; บริบทผลรวมทั่วโลก |
แรงม้า
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| แรงม้า (เชิงกล) | hp | 745.7 | แรงม้า (ทางกล) |
| แรงม้า (เมตริก) | hp(M) | 735.499 | แรงม้าเมตริก (PS) |
| แรงม้า (หม้อไอน้ำ) | hp(S) | 9,809.5 | แรงม้าหม้อไอน้ำ (ไอน้ำ) |
| แรงม้า (ไฟฟ้า) | hp(E) | 746 | แรงม้าไฟฟ้า |
| แรงม้า (น้ำ) | hp(H) | 746.043 | แรงม้าน้ำ |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ แรงม้าเมตริก |
ความร้อน / BTU
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| BTU ต่อชั่วโมง | BTU/h | 0.293071 | BTU ต่อชั่วโมง; มาตรฐาน HVAC |
| BTU ต่อนาที | BTU/min | 17.5843 | BTU ต่อนาที |
| BTU ต่อวินาที | BTU/s | 1,055.06 | BTU ต่อวินาที |
| แคลอรีต่อชั่วโมง | cal/h | 0.00116222 | แคลอรีต่อชั่วโมง |
| แคลอรีต่อนาที | cal/min | 0.0697333 | แคลอรีต่อนาที |
| แคลอรีต่อวินาที | cal/s | 4.184 | แคลอรีต่อวินาที |
| กิโลแคลอรีต่อชั่วโมง | kcal/h | 1.16222 | กิโลแคลอรีต่อชั่วโมง |
| กิโลแคลอรีต่อนาที | kcal/min | 69.7333 | กิโลแคลอรีต่อนาที |
| กิโลแคลอรีต่อวินาที | kcal/s | 4,184 | กิโลแคลอรีต่อวินาที |
| ล้าน BTU ต่อชั่วโมง | MBTU/h | 293,071 | ล้าน BTU ต่อชั่วโมง |
| ตันของการทำความเย็น | TR | 3,516.85 | ตันความเย็น (TR) |
ไฟฟ้า
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| กิโลโวลต์-แอมแปร์ | kVA | 1,000 | กิโลโวลต์-แอมแปร์ |
| เมกะโวลต์-แอมแปร์ | MVA | 1,000,000 | เมกะโวลต์-แอมแปร์ |
| โวลต์-แอมแปร์ | VA | 1 | โวลต์-แอมแปร์ (กำลังไฟฟ้าปรากฏ) |
อิมพีเรียล
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| แรงฟุต-ปอนด์ต่อชั่วโมง | ft·lbf/h | 0.000376616 | ฟุต-ปอนด์แรงต่อชั่วโมง |
| แรงฟุต-ปอนด์ต่อนาที | ft·lbf/min | 0.022597 | ฟุต-ปอนด์แรงต่อนาที |
| แรงฟุต-ปอนด์ต่อวินาที | ft·lbf/s | 1.35582 | ฟุต-ปอนด์แรงต่อวินาที |
วิทยาศาสตร์ / CGS
| หน่วย | สัญลักษณ์ | วัตต์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| บรรยากาศ-ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc ต่อนาที |
| บรรยากาศ-ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc ต่อวินาที |
| บรรยากาศ-ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที | atm·cfm | 47.82 | atm·ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที |
| เอิร์กต่อวินาที | erg/s | 0.0000001 | เอิร์กต่อวินาที (CGS) |
| จูลต่อชั่วโมง | J/h | 0.000277778 | จูลต่อชั่วโมง |
| จูลต่อวินาที | J/s | 1 | จูลต่อวินาที = วัตต์ |
| กิโลจูลต่อชั่วโมง | kJ/h | 0.277778 | กิโลจูลต่อชั่วโมง |
| กิโลจูลต่อนาที | kJ/min | 16.6667 | กิโลจูลต่อนาที |
| กิโลจูลต่อวินาที | kJ/s | 1,000 | กิโลจูลต่อวินาที |
| ลูเซก | lusec | 0.0001333 | หน่วยการรั่วไหล: ไมครอน-ลิตร/วินาที |
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการแปลงกำลังไฟฟ้า
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการแปลงค่า
- ทราบบริบทของคุณ: ใช้ W/kW เพื่อความแม่นยำ, hp สำหรับเครื่องยนต์, BTU/ชม. สำหรับ HVAC
- ระบุรูปแบบของแรงม้า: แรงม้าทางกล (745.7 W) ≠ แรงม้าเมตริก (735.5 W) ≠ แรงม้าหม้อไอน้ำ
- ตัวประกอบกำลังไฟฟ้ามีความสำคัญ: VA × PF = W (สำหรับระบบไฟฟ้า, PF อยู่ในช่วง 0-1)
- ฐานเวลามีความสำคัญอย่างยิ่ง: กำลังไฟฟ้า (W) กับ พลังงาน (Wh) — อย่าสับสนระหว่างอัตรากับปริมาณ
- ตรวจสอบความสอดคล้องของหน่วย: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน่วยทั้งหมดในการคำนวณใช้ฐานเวลาเดียวกัน (ต่อวินาที, ต่อชั่วโมง)
- ใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์: สำหรับค่า < 1 µW หรือ > 1 GW สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ช่วยให้อ่านง่ายขึ้น
ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง
- สับสน kW (กำลังไฟฟ้า) กับ kWh (พลังงาน) — อัตรากับปริมาณ, เป็นปริมาณที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
- ผสมประเภทของแรงม้า: แรงม้าทางกล (745.7 W) ≠ แรงม้าเมตริก (735.5 W) — ข้อผิดพลาด 1.4%
- ใช้ VA เป็น W: กำลังไฟฟ้าปรากฏ (VA) ≠ กำลังไฟฟ้าจริง (W) เว้นแต่ตัวประกอบกำลังไฟฟ้า = 1.0
- BTU กับ BTU/ชม.: หน่วยพลังงาน กับ หน่วยกำลังไฟฟ้า — เวลามีความสำคัญ! (เหมือนกับการสับสน kWh กับ kW)
- สูตร dB ผิด: กำลังไฟฟ้าใช้ 10 log₁₀, แรงดันไฟฟ้าใช้ 20 log₁₀ — อย่าผสมกัน
- ลืมระบบสามเฟส: เฟสเดียว P = V × I × PF, แต่ 3 เฟส P = √3 × VLL × I × PF
มาตราส่วนกำลังไฟฟ้า: จากควอนตัมสู่จักรวาล
มาตราส่วนกำลังไฟฟ้าตัวแทน
| มาตราส่วน / กำลังไฟฟ้า | หน่วยตัวแทน | การใช้งานทั่วไป | ตัวอย่าง |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | เฟมโตวัตต์ (fW) | ออปติกควอนตัม, การตรวจจับโฟตอนเดี่ยว | ฟลักซ์พลังงานโฟตอนเดี่ยว |
| 1 × 10⁻¹² W | พิโกวัตต์ (pW) | เครื่องรับวิทยุดาราศาสตร์, เซ็นเซอร์ควอนตัม | สัญญาณยานวอยเอเจอร์ 1 ที่โลก ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | นาโนวัตต์ (nW) | เซ็นเซอร์ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำมาก, การเก็บเกี่ยวพลังงาน | กำลังไฟฟ้าพาสซีฟของแท็ก RFID ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | ไมโครวัตต์ (µW) | เครื่องช่วยฟัง, เครื่องติดตามการออกกำลังกาย, เครื่องกระตุ้นหัวใจ | เครื่องกระตุ้นหัวใจ ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | มิลลิวัตต์ (mW) | ไฟ LED, ปากกาเลเซอร์, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก | ปากกาเลเซอร์ 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | วัตต์ (W) | หลอดไฟ, ที่ชาร์จ USB, เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก | หลอดไฟ LED 10 W, ที่ชาร์จ USB 20 W |
| 1 × 10³ W | กิโลวัตต์ (kW) | เครื่องใช้ในบ้าน, มอเตอร์ EV, พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัย | ไมโครเวฟ 1.2 kW, เครื่องยนต์รถยนต์ 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | เมกะวัตต์ (MW) | ศูนย์ข้อมูล, กังหันลม, โรงไฟฟ้าขนาดเล็ก | กังหันลม 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | กิกะวัตต์ (GW) | เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เขื่อนขนาดใหญ่, โครงสร้างพื้นฐานกริด | เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 1-1.5 GW |
| 1 × 10¹² W | เทราวัตต์ (TW) | ผลรวมกริดระดับชาติ, การผลิตพลังงานทั่วโลก | การใช้กำลังไฟฟ้าทั่วโลก ≈ 20 TW โดยเฉลี่ย |
| 1 × 10¹⁵ W | เพตะวัตต์ (PW) | ระบบเลเซอร์พลังงานสูง (พัลส์สั้นพิเศษ) | เลเซอร์ของ National Ignition Facility ≈ 500 TW สูงสุด |
| 3.828 × 10²⁶ W | ความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ (L☉) | ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์, ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ | ผลผลิตกำลังไฟฟ้าทั้งหมดของดวงอาทิตย์ |
คำถามที่พบบ่อย
VA กับ W — แตกต่างกันอย่างไร?
VA คือกำลังไฟฟ้าปรากฏ (โวลต์ × แอมแปร์) คูณด้วยตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเพื่อประมาณวัตต์ (กำลังไฟฟ้าจริง)
ฉันควรใช้แรงม้าประเภทใด?
แรงม้าทางกลสำหรับเครื่องยนต์ (≈745.7 W), แรงม้าเมตริกสำหรับ PS; แรงม้าหม้อไอน้ำเป็นการให้คะแนนไอน้ำ ไม่สามารถเปรียบเทียบได้
1 ตันความเย็นหมายถึงอะไร?
กำลังความเย็นที่เท่ากับการละลายน้ำแข็ง 1 ตันสั้นต่อวัน: ≈ 12,000 BTU/ชม. หรือ ≈ 3.517 kW
ไดเรกทอรีเครื่องมือฉบับสมบูรณ์
เครื่องมือทั้งหมด 71 รายการที่มีอยู่ใน UNITS