Как рассчитать мощность электроприбора: Расчет примерной мощности электроприборов

Содержание

Расчет примерной мощности электроприборов

Содержание

Простой способ расчёта мощности электроприборов

Мощность каждого электроприбора указана в техпаспорте и дублируется на прикрепленной к нему бирке или табличке. Самый простой способ расчёта — просуммировать мощности всех подключаемых к стабилизатору или ИБП потребителей.

Поправка: сейчас мы рассмотрели оборудование без электродвигателей. Оно обладает только активной составляющей мощности. К этой категории относятся электроплиты, кипятильники, лампы накаливания и др.

Холодильники, стиральные машины, дрели и прочее оборудование с электродвигателями обладает также реактивной составляющей мощности.

Для таких электроприборов необходимо вычислить полную мощность (измеряется в Вольт-Амперах (ВА)), которая, в отличие от описанного выше, не будет равна активной мощности. Соотношение между полной и активной мощностью выражается формулой:

P_полная = P_{активная} / cos (ф).

Сos(φ) указывается в документации и на бирке электроприбора (встречается обозначение PF – Power Factor). При отсутствии данных допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7-0,8.

Например, если P активная мощность электродрели составляет 700 Вт, то P полная рассчитывается как 700 / 0,7 = 1000 ВА.

Вывод: для точного расчета суммарной мощности нагрузки нужно сложить полную мощность всех выбранных приборов (в Вольт-Амперах). Для электроприборов без двигателей полная мощность будет равна активной.

Рекомендуется подбирать стабилизатор с мощностью, превышающей полученное суммированием значение на 20-30%, что обеспечит следующие преимущества:

избавит оборудование от перегрузки;
позволит подключать дополнительных потребителей.

Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой

Не следует забывать, что при запуске оборудования, содержащего электродвигатель (насос, компрессор), его «пусковой ток» в 3-5 раз превышает номинальное значение. Соответственно, в этот момент происходит пропорциональный пусковому току «скачок» нагрузки в 3-5 раз.

При выборе стабилизатора или ИБП следует обязательно учитывать пусковые токи защищаемого оборудования и подбирать аппарат по максимальному, пусковому значению мощности.

Например, если для электродрели с активной мощностью в 700 Вт купить стабилизатор на 1 кВт, то в момент запуска он будет отключаться по причине перегруза. В данном случае необходимо изделие минимум с трехкратным превышением по мощности:

700 Вт × 3 = 2,1 кВт.

Узнать больше про ИБП с двойным преобразованием.

основные характеристики, определение, формулы для расчета

Выполняя любые действия, связанные с обслуживанием электрической цепи, необходимо знать мощность нагрузки на сеть. Чтобы определить такой макропараметр сети, нужно наиболее точно установить значение потребляемой мощности всех и конкретно каждого из электрических приборов. Этот показатель указан на приборе или в его технических документах.

Характеристика величин

Электрический ток — это постоянное движение заряженных частиц в проводнике. У каждой заряженной частицы есть свой заряд, измеряемый в определенных единицах.

Сила тока — это суммарная величина заряда всех частиц, которые проходят по проводнику через определенную его площадь за единицу времени. Величина измеряется в амперах.

Напряжение — это физическая величина, характеризующаяся электрическим полем, которое создает электроток. Единица измерения напряжения — вольт.

Если умножить величину тока на напряжение, получится величина, характеризующая мощность. Ее единица измерения — Ватт. Например, если нужно определить, какая мощность электрической энергии при электротоке силой 4 ампера напряжением 200 вольт, нужно просто перемножить эти числа. В результате получится, что мощность электрической цепи на этом участке составляет 800 Ватт.

Для измерения применяется также другая единица — вольт-ампер.

Для того чтобы определить мощность электроприбора, необязательно применять специальные приспособления. Ведь, как правило, эти параметры всегда указываются в документации, прилагающейся к прибору. Кроме того, нередко они пишутся на самом приборе.

Также приблизительные значения напряжения и тока можно найти в специальных справочниках. Там, например, указано, что бытовые осветительные приборы должны иметь силу тока около 15 ампер. А мощные приборы, которые используются в быту, могут иметь силу тока свыше 50 ампер. Напряжение в сети практически всегда должно составлять 220 вольт.

Поскольку мощность определяется методом простого математического умножения, для нахождения значений других характеристик тока, можно воспользоваться обратными действиями. Например, если известны мощность и напряжение, можно определить силу тока. А если известны ток и мощность, можно определить напряжение.

Часто многочисленные обладатели электроприборов задаются вопросом, как рассчитывается сила тока, если известны значения мощности и напряжения. Например, если мощность составляет 40 Ватт, а напряжение — 20 вольт, можно методом деления узнать, что ток в цепи составляет 2 ампера.

Потребление электроэнергии

Расчет потребляемой мощности — это важная процедура, так как оплата электроэнергии производится именно по этому показателю. Чем больше энергии потребляет электроприбор, тем больше придется платить. Но в быту для измерения используются не ватты, а киловатты. В одном киловатте 1 тыс. ватт.

Номинальный показатель предполагает величину, необходимую для нормального функционирования прибора, например:

Для обычного холодильника этот параметр составляет 0,5 киловатт. Для того чтобы экономить электроэнергию, важно уметь проводить полные расчеты. То есть важно знать суммарную мощность всех потребителей тока, находящихся в доме.
При применении двух осветительных приборов, обладающих величинами 80 Ватт и 20 Ватт, можно оценить экономическую целесообразность покупки лампы с наименьшей величиной. Если оба прибора будут работать одинаковое количество времени, то первый будет потреблять в четыре раза больше электроэнергии. Следовательно, платить за него также придется в 4 раза больше.

Однако в доме современного человека электроприборов много. Это не только лампочки, поэтому определять суммарную величину несколько сложнее. Нужно знать величину каждого прибора и время его работы.

Для уменьшения финансовых расходов многие устанавливают в своих домах специальные энергосберегающие лампы. Стоит иметь в виду, что некоторые электроприборы способны потреблять энергию даже тогда, когда они не работают, но при этом не отключены от сети.

Проведение расчетов в интернете

Математические расчеты можно упростить, если воспользоваться специальным онлайн-калькулятором в интернете. Во всемирной сети таких много. Их использование максимально упрощено: нужно в специальные поля ввести значения тока и напряжения, а затем нажать на кнопку «Посчитать». После этого на экране появится число, характеризующее мощность. Однако онлайн-калькуляторы лишь наполовину упрощают работу.

При их использовании не придется ничего считать, но при этом определять силу тока и напряжение нужно самостоятельно. Существуют такие сайты, на которых можно найти таблицы с приведенными значениями потребляемой мощности часто использующихся приборов: холодильников, компьютеров или стиральных машин.

Устройства для определения мощности

Для нахождения величины можно воспользоваться специальными устройствами, которые называются ваттметрами. При включении в электросеть они измеряют не мощность, а ток и напряжение. В них встроен калькулятор, который мгновенно перемножает полученные числа, а затем выдает на экране результат.

Как пользоваться ваттметром? Нужно вставить устройство в розетку, а затем в само устройство вставить вилку того прибора, мощность которого требуется определить.

Через несколько секунд на экране ваттметра появятся числа, характеризующие нужный показатель.

Задняя панель ваттметра обычно имеет отсек для батареек, которые могут идти в комплекте с самим устройством. Рядом с этим отсеком располагается пластина с информацией о самом устройстве. Вилка для включения в розетку обычно располагается на задней панели. Внешняя панель ваттметра представлена экраном и несколькими клавишами для управления. Также здесь располагается розетка, предназначенная для включения электроприборов.

Если ваттметр включен в сеть, на дисплее отображаются три информационные строки. Две из них цифровые и одна графическая. Кнопка «Value» необходима для переключения и для определения параметров. С ее помощью можно давать прибору команды, чтобы он определял напряжение или ток.

Измерять характеристики электрического тока можно также с помощью клещей и тестеров. Они отличаются от ваттметра тем, что их нужно заводить за провода прибора, а не включать в розетку. Так можно легко измерить ток, который проходит через прибор.

#s3gt_translate_tooltip_mini { display: none !important; }

Мощность основных бытовых электроприборов и расчет потребляемой жилым помещением мощности

Расчет энергопотребления поможет в формировании рационального подхода к энергопотреблению и экономного использования коммунальных ресурсов в доме или квартире, где проживает потребитель, а также будет полезен при планировании систем энергоснабжения на строящемся объекте.

Приведенные расчеты помогут рассчитать потребляемую мощность жилого объекта – готового или строящегося. Подсчитав киловатты, можно понять, есть ли ресурсы для экономии, в какой сфере требуется более рациональный подход к энергопотреблению, соблюдается ли уровень разрешенной договором энергоснабжения мощности либо стоит обратиться к энергопоставщику и увеличить его.

Для расчета необходимо выбрать из таблицы 1 энергопотребители, которые есть (будут) в вашем доме или квартире и подсчитать их суммарную мощность. Если потребителей (например, телевизоров или лампочек) больше одного – мощность из таблицы умножается на соответствующее количество.

Далее необходимо умножить полученную сумму на коэффициент из таблицы 2, выбрав его в зависимости от полученной суммарно потребляемой мощности.

Пример: если сумма потребителей у вас получилась 17 кВт, то, согласно таблице, коэффициент спроса будет равен 0,65: 17 х 0,65 = 11,05. Таким образом, ориентировочное значение потребляемой вашим домом или квартирой мощности равно 11,05 кВт.

Важно!

Если уровень мощности, указанной в вашем договоре с ГУП РК «Крымэнерго», меньше полученного значения – необходимо его увеличить, обратившись для этого в центр (пункт) обслуживания потребителей по месту жительства для внесения изменений в договор.
Включая бытовые электроприборы, не забывайте о ресурсах внутридомовой и внутриквартирной электропроводки, которая может быть рассчитана на указанные в договоре энергоснабжения значения.

Таблица мощности основных бытовых электроприборов

Электроприбор	Мощность, кВт/ч (за единицу)
Приведенные значения потребляемой мощности ориентировочные, взяты из технических паспортов соответствующего оборудования
Лампа накаливания (40 Вт / 60 Вт / 100Вт)	0,04 / 0,06 / 0,1
Компактная люминесцентная лампа («энергосберегающая», 40 Вт / 60 Вт / 100Вт)	0,013 / 0,016 / 0,03
Светодиодная лампа (40 Вт / 60 Вт / 100Вт)	0,005 / 0,01 / 0,015
Люминесцентная лампа дневного света, 40 Вт	0,04
Электрокотел	5 — 15
Газовый котел с электронасосом	0,1 – 0,5
Холодильник	0,025 — 0,5
Электроплита	3,3 — 8
Кухонная вытяжка	0,1 — 0,3
Посудомоечная машина	1,2 – 3,5
Электроподжиг газовой плиты	0,1
Проточный водонагреватель	3,5 — 5
Современный телевизор (плазма, ЖК, LCD и т. д.)	0,03 – 0,4
Автоматическая стиральная машина	1,5 — 3,5
Электродуховка	1,2 — 4
Утюг, паровая станция	0,8 — 3
Электрочайник	0,6 — 3
Масляный обогреватель	0,8 — 2,5
Микроволновая (СВЧ) печь	0,5 — 0,8
Аэрогриль	0,8 – 1,5
Инфракрасный обогреватель	0,3 — 3
Домашний тепловентилятор	0,8 – 2,5
Фен	0,7 – 2,5
Кофеварка, кофемашина	0,35 – 2,3
Хлебопечь	0,4 — 1
Кондиционер	1 — 5
Зарядка для мобильного телефона	0,004
Пылесос	0,6 — 2,7
Сушильная машина	1,9 — 2,8
Мультиварка, пароварка	0,8 — 2
Компьютер, принтер, МФУ	0,3 — 1
Ноутбук	0,06 — 0,15
Аудиосистема, музыкальный центр и т. д.	0,03 — 2
Кухонный комбайн	0,2 — 1,5
Мясорубка	0,23 — 3
Бойлер (50-200 литров)	1,5 — 6
Блендер	0,15- 1,35
Насос погружной	0,5 — 5
Электроодеяло	0,1 — 0,3
Морозильные шкафы, камеры	0,15 — 0,5
Тёплый пол	0,15 — 0,21 на 1м²
Игровая приставка	0,06 — 0,2
Фонарь уличный	0,01 — 0,1

Таблица 2. Коэффициенты спроса
(приведены согласно нормативам для квартир повышенной комфортности)

Заявленная мощность, кВт	до 14	20	30	40	50	60	70 и более
Коэффициент спроса	0,8	0,65	0,6	0,55	0,5	0,48	0,45

Как можно определить мощность бытовых электроприборов

Таблица 1. Выходная или потребляемая мощность
Объект или явление	Мощность в ваттах
Сверхновая (в пике)	5 × 10 ³⁷
Галактика Млечный Путь	10 ³⁷
Пульсар Крабовидной туманности	10 ²⁸
Солнце	4 × 10 ²⁶
Извержение вулкана (максимальное)	4 × 10 ¹⁵
Молния	2 × 10 ¹²
Атомная электростанция (полная передача электроэнергии и тепла)	3 × 10 ⁹
Авианосец (полезная и теплопроводная)	10 ⁸
Драгстер (общая полезная и теплопередающая)	2 × 10 ⁶
Автомобиль (общий полезный и теплоотдача)	8 × 10 ⁴
Футболист (общий полезный и теплопередающий)	5 × 10 ³
Сушилка для белья	4 × 10 ³
Человек в состоянии покоя (вся теплопередача)	100
Типичная лампа накаливания (общая полезная и теплопередающая)	60
Сердце, человек в состоянии покоя (общая полезная и теплоотдача)	8
Часы электрические	3
Карманный калькулятор	10 ⁻³

Порой при расчетах за потребленную электроэнергию возникает недоумение, куда были израсходованы все те киловатты, за которые приходится платить довольно немалые деньги. Именно в эти моменты возникает желание проверить верность данных учета, определить мощность, потребленную домашними электроприборами. Именно поэтому сегодня мы намерены рассказать о тех способах определения, которые доступны любому квартиро- и домовладельцу.
Что вы узнаете
Паспортные данные электроприборов
Мы прекрасно понимаем, что советуя взглянуть в паспорт домашних электроприборов, мы вовсе не открываем Америку. Однако, как ни странно, хозяева квартир и домов об этом забывают.
Если же паспорта не сохранились или не удается найти, то отчаиваться не стоит, поскольку существует еще 3 способа узнать, какой из домашних приборов наиболее прожорлив и сколько потребляет каждый из них.
Как определить мощность, вспомнив закон Ома
Второй способ состоит в том, чтобы определить потребляемую мощность, воспользовавшись законом Ома. Как известно, для определения мощности (Р) следует знать величину напряжения (U) и тока (A) в сети:
P = U × A
Величина напряжения известна заранее. Она составляет 220 вольт. Величину же тока можно рассчитать, воспользовавшись формулой, хорошо знакомой из школьного курса физики:
где R – величина сопротивления.
Итак, чтобы сделать необходимый расчет, потребуется измерить сопротивление, что можно сделать, воспользовавшись мультиметром.
Определение потребляемой мощности с помощью электросчетчика
Вероятно, многие из вас замечали, что на большинстве моделей современных электросчетчиков имеются световые индикаторы. Но далеко не все знают, что определенное число его вспышек (чаще всего 3200) в час соответствует одному киловатту.
При необходимости определить мощность, потребляемую каким-то домашним электроприбором, остальные приборы, имеющиеся в доме, следует отключить. Посчитав количество вспышек индикатора за 15 минут и умножив это число на 4, можно установить их количество в час. Исходя из полученной величины, можно определить и мощность заинтересовавшего вас прибора.
А знаете ли вы, что электронный электросчетчик способен помочь экономить электроэнергию? Если интересно, более подробно об этом вы можете узнать вот из этой статьи.
Без подсчетов замер потребляемой мощности можно выполнить с помощью бытового ваттметра, если он у вас имеется под рукой.
Использование токовых клещей
Определить мощность, потребляемую тем или иным прибором, можно и с помощью токовых клещей. Для этого в одном из проводов, питающих прибор, производится измерение величины тока.
Итак, мы описали вам четыре самых доступных способа, позволяющих определить мощность, расходуемую электроприборами вашего дома. Они помогут вам достоверно установить те устройства, аппетиты которых наиболее велики.
Автор статьи: Сергей Минеев
Я вкладываю в написанные мной материалы всю свою душу и все свои знания в надежде, что это будет полезно посетителям нашего сайта. Буду очень признателен всем, кто решит написать свое мнение о моей работе, свои замечания и предложения в форме для комментариев, имеющейся после каждой из опубликованных мной статей.
Расчет потребления электроэнергии: онлайн калькулятор
Количество бытовых приборов и гаджетов с каждым годом все увеличивается, поэтому оплата электроэнергии — важная строка расходов в семейном бюджете. Для грамотного планирования нагрузок на бюджет важно правильно рассчитывать расход электроэнергии. В этом вам поможет наш онлайн-калькулятор.
Учет электроэнергии
Электросчетчик — это специальный прибор учета электроэнергии переменного тока. Такие счетчики есть в каждом доме, и учитывают они не киловатты или амперы, а киловатт-часы. Итак, киловатт-час — внесистемная единица измерения, которая демонстрирует, какую мощность в киловаттах потребляет электроприбор за 1 час работы. Именно за киловатт-часы, которые регистрирует счетчик, мы платим производителю электроэнергии. Мы можем самостоятельно прикинуть средний дневной расход электроэнергии, чтобы спланировать свои траты на коммунальные услуги.
Вычисление потребляемой мощности
Все бытовые приборы имеют специальный шильдик или наклейку, где указаны основные электротехнические параметры. Чаще всего указывается максимальная мощность, которую прибор потребляет при пиковых нагрузках. Так как на максимум гаджеты и приборы работают лишь небольшую часть времени, то вы смело можете снизить среднюю мощность прибора на 25%. Пусть в квартире присутствуют следующие электроприборы:
Холодильник – 500 Вт;
Телевизор – 200 Вт;
Ноутбук – 400 Вт;
Стиральная машина – 2000 Вт;
Микроволновая печь – 900 Вт.
Это максимальный уровень потребления мощности из электросети. Причем, если телевизор в целом имеет ровное потребление, то стиральная машина потребляет разную мощность в зависимости от режима стирки. Зная, сколько примерно по времени в день или неделю работает каждый прибор, вы можете подсчитать киловатт-часы. Для этого выразите мощность в киловаттах и умножьте на среднее время работы:
Холодильник: 8 часов в день = 0,5 × 8 = 4 кВт/ч;
Телевизор: 2 часа в день = 0,2 × 2 = 0,4 кВт/ч;
Ноутбук: 6 часов в день = 0,4 × 6 = 2,4 кВт/ч;
Стиральная машина: 2 часа в неделю = 2 × 2 = 4 кВт/ч;
Микроволновая печь: 10 минут (0,16 часа) в день = 0,9 × 0,16 = 0,144 кВт/ч.
Для месячного расхода достаточно умножить каждое значение на 28. Стиральная машина работает 2 часа в неделю, а не в день, поэтому мощность «стиралки» умножим на 4. В итоге получим полный расход электроэнергии за месяц:
4 × 28 + 0,4 × 28 + 2,4 × 28 + 4 × 4 + 0,144 × 28 = 210,43
Таким образом, в неделю потребляется 210,43 кВт/ч электроэнергии. Зная стоимость одного кВт/ч легко подсчитать, сколько в месяц будет уходить на оплату электроэнергии. Однако не стоит забывать о таких гаджетах, как планшеты, электронные сигареты и мобильные телефоны. На них не указано, какую мощность потребляют эти устройства, но это легко узнать.
Определение мощности по потребляемому току
Как определить электропотребление мобильного устройства, если на нем не указана его максимальная мощность? Для этого требуется узнать напряжение и силу тока. Напряжение всех электросетей СНГ стандартное и составляет 220 В. Однако зарядные устройства используют напряжение силой всего 5 В.
Сила потребляемого тока может быть разной. Для мобильных телефонов или планшетов обычно используются зарядные устройства на 1 А, а для электронных парогенераторов (вейп-модов) — 2 А. Известно, что для полной зарядки устройства требуется в среднем 4 часа. Таким образом, мобильный телефон потребляет:
5 × 1 × 4 = 20 Вт∙ч,
а электронный парогенератор:
5 × 2 × 4 = 40 Вт∙ч
Следовательно, для зарядки мобильных устройств мы дополнительно тратим около 1 кВт/ч в месяц.
Наша программа использует подобный алгоритм расчета для определения расходов на электроэнергию. В данной статье мы вычисляли потребление энергии вручную. Калькулятор считает все автоматически. Вам потребуется только указать время работы в день/неделю/месяц и мощность выбранных электроприборов. После этого укажите стоимость одного кВт/ч в вашем регионе и нажмите кнопку «Рассчитать». Программа выдаст таблицу расхода электроэнергии и ее стоимость в день/неделю/месяц/год.
Вы также можете рассчитать стоимость электроэнергии по уже известному объему энергопотребления. Для этого выберите в меню калькулятора опцию «Потребление» и укажите потребление энергии в кВт/ч за 1 год. Например, если у вас есть распечатки поставщика электроэнергии за ваше потребление в течение предыдущего года, вы можете использовать это значение для работы нашего калькулятора.
Заключение
Оплата за электроэнергию — весомая строка коммунальных расходов. Для грамотного прогнозирования семейного бюджета рекомендуем использовать наш калькулятор расчета потребления электроэнергии, при помощи которого легко определить финансовые расходы на коммунальные услуги за определенный период времени.
Как рассчитать электроэнергию в доме
Современный дом практически невозможно представить без электроприборов, слишком сильно зависит современная жизнь от их стабильной и безопасной работы. Оборотной стороной прогресса являются огромные суммы в платежках за потребленную энергию, поэтому очень важно знать, как рассчитать электроэнергию в доме и, возможно, найти резервы по уменьшению потребления электричества.
Варианты расчета потребленной электроэнергии
Величина потребления электроэнергии в частном доме требует постоянного внимания и контроля. Электроприборов в современном домохозяйстве много, все они рассчитаны на периодическое включение, поэтому не всегда понятно, какой именно из бытовых аппаратов потребляет больше всего, и как рассчитать расход электроэнергии по каждому потребителю.
Технически рассчитать количество потребляемой электроэнергии можно несколькими способами:
Наиболее простая методика сводится к тому, чтобы рассчитать потребление электроэнергии, зная мощность каждого электроприбора в доме. Достаточно просуммировать паспортные значения и перемножить на коэффициент спроса;
Использовать показания электросчетчика на вводе в дом. В результате получается усредненное значение по домохозяйству, которое позволяет рассчитать сумму платежа за потребленную электроэнергию, но не дает ни малейшего представления об экономичности каждого из потребителей;
Индивидуальным замером мгновенной потребляемой мощности с помощью индивидуального ваттметра и отнесения показаний прибора за определенный период. Самый точный метод.
Разумеется, в первую очередь владельцев дома интересуют показания электросчетчика, его данные о расходе позволяют рассчитать ежемесячный платеж за потребленное электричество. В современных электронных моделях в памяти фиксируется количество потребленной электроэнергии с момента последнего платежа и общий баланс с момента запуска прибора.
В старых электромеханических счетчиках с вращающимся диском для расчета используются показания цифр механического индикатора. Чтобы рассчитать электроэнергию, достаточно отнять от считанного на счетчике значения старые показания прибора. Полученную величину умножают на тариф за киловатт электроэнергии и получают сумму платежа. Понятно, что для заполнения платежной квитанции считывание необходимо выполнять по состоянию на конец платежного периода.
К сведению! Любые приборы учета потребленной электроэнергии просто учитывают количество протекающего электричества, без учета льгот или социальной нормы.
Так как энергогенерирующие компании вынуждены продавать населению часть электроэнергии по уменьшенному тарифу, но с ограничением объема потребления в пределах социальной нормы, проблема, как рассчитать потребление электроэнергии, становится все более злободневной.
Все, что было «съедено» электроприборами сверх соцнормы, необходимо будет оплачивать по более высокому тарифу. В некоторых случаях владельцы вынуждены отключать на время наиболее «прожорливые» приборы, чтобы не переплачивать за электричество. Естественно, для этого нужно точно представлять, как рассчитать и сколько расходуется электроэнергии по каждому из домашних электроприборов.
Расчет электроэнергии для инвалида и его семьи

Еще более путаной складывается ситуация с инвалидами и социально незащищенными группами населения, для которых устанавливаются льготы на оплату электроэнергии. Прежде всего, перед тем как рассчитать электроэнергию инвалидом, нужно будет оформить право на льготу в местном управлении соцзащиты на основании следующих документов:
Письменного ходатайства о предоставлении льгот с указанием номера лицевого счета оплаты электроэнергии;
Ксерокопии паспорта и оригинала свидетельства-справки об инвалидности;
Сведения о составе семьи.
К сведению! Льгот не будет, если на момент обращения имеется задолженность по коммунальным платежам.
В 2017 году государством предоставлялась льгота в потреблении электрической энергии для семей инвалидов по ставке 45 кВт∙ч и 70 кВт∙ч для газовой конфорки и электроплиты соответственно. Для одиноких инвалидов льготный размер составляет 50 кВт∙ч и 80 кВт∙ч. Эти объемы оплачиваются по ставке половины действующего тарифа. Все, что превышает льготный объем, нужно рассчитать по полной тарифной ставке.
В перспективе субсидии, льготы и социальную норму на электроэнергию планируют предоставлять только домохозяйствам, оборудованным приборами по классу потребления не ниже «В». Если рассчитать расход электроэнергии после замены обычных ламп накаливания светодиодными, можно убедиться, что экономия составляет не менее 20% только на внутреннем и наружном освещении дома.
Как проконтролировать расход электроэнергии в доме своими руками

Впервые владельцы дома сталкиваются с задачей расчета потребления электроэнергии еще при подключении домовладения к электросети. Для получения разрешения от электросетевой компании требуется составить план с указанием всех точек потребления, их мощности и характера нагрузки. Выполнения предварительного планирования требуют правила эксплуатации электроустановок, независимо от того, частный ли это дом, или требуется рассчитать электроэнергию на предприятии.
Составление плана позволяет решить несколько важных проблем:
Рассчитать общую нагрузку и потребление конкретного домохозяйства, квартиры или предприятия;
Подобрать для электропроводки в доме необходимое сечение и марку кабеля;
Построить схему разводки провода и рассчитать нагрузку по мощности на все ветки электропроводки так, чтобы самые мощные приборы и аппараты не создавали в сети перекос фаз, особенно если в доме используются агрегаты с мощными электродвигателями, например, циркулярной пилой или дробилкой.
В первую очередь нужно рассчитать максимальное потребление электроэнергии путем общего сложения мощностей, указанных в паспортах электроприборов. Понятно, что одновременное включение всех приборов в доме маловероятно, чаще всего в конкретный момент времени работает только несколько электрических устройств. Поэтому для электросетевой компании важно знать усредненный мгновенный уровень потребления. Перед тем как рассчитать, сколько расходуется электроэнергии в конкретный период, потребуется использовать коэффициент спроса и времени суток.
Коэффициент спроса определяет поправку на то, сколько времени в течение суток используется бытовой электроприбор, например, электрочайник или холодильник, и в какое время чаще всего включается. Величина коэффициента для каждого электроприбора в доме зависит от его мощности и четко определена нормативными документами.
В этом случае мощность каждого прибора умножается на коэффициент спроса и суммируется. В итоге мгновенная мощность может быть меньше максимального значения на 40-50%.
Способы рассчитать потребление электроэнергии в доме

Существует достаточно эффективный способ рассчитать и проверить потребление электроэнергии в доме собственными силами. Проще и надежнее сделать это с помощью бытового ваттметра – электронного прибора, позволяющего измерить и увидеть реальное мгновенное количество электроэнергии, забираемой холодильником или чайником.
Для этого достаточно включить прибор в розетку, а вилку сетевого шнура подсоединить к ваттметру. При включении на экране появятся значения мгновенного потребления в кВт∙ч, и общего за определенный период времени.
В результате измерений можно получить реальное значение потребления электричества каждым прибором, рассчитать общее потребление и долю каждого электроприбора в общем расходе.
Совет! Существенное увеличение потребления электроэнергии устройством в сравнении с паспортным значением обычно указывает на повышенный износ или его неисправность.
Для проверки можно также использовать пару домашних тестеров или амперметр с вольтметром. Первый включается в цепь переменного тока последовательно, второй – параллельно. Полученные данные о напряжении и силе тока позволяют рассчитать мгновенную среднюю мощность.
Если электроизмерительных приборов в доме нет, то можно воспользоваться электросчетчиком. В стандартных механических счетчиках один киловатт–час потребленной электроэнергии равен стандартному количеству оборотов диска, соответствующую информацию всегда наносят на шкалу прибора.
Перед тем как рассчитать электроэнергию по счетчику, нужно будет выключить все электроприборы из розетки, выбрать один, потребление которого будет проверяться, и подключить в сеть. Подсчитав количество оборотов за период работы прибора до выключения, узнаем расход электроэнергии и время работы устройства. Далее можно легко рассчитать часовое и суточное потребление с учетом общего времени работы прибора в течение часа.
Верить или не верить паспортным данным электроприборов

Чаще всего реальное потребление электроэнергии любого электроприбора соответствует его паспортным данным только в течение первых нескольких месяцев эксплуатации. Чем дольше используется устройство, тем больше разница между паспортным и реальным потреблением электроэнергии.
Условно всех электропотребителей в доме можно разделить на четыре большие группы:
Электронагреватели;
Приборы и устройства, оборудованные электродвигателем;
Осветительная техника;
Электронные устройства.
К первой группе относят все устройства, оборудованные нагревательными элементами. Если аппарат предназначен для нагрева воды, например, чайник, кофеварка или бойлер, то по мере его использования КПД уменьшается, а потребляемая мощность увеличивается. Это нужно учитывать, если потребуется рассчитать нагрузку на уже построенную электропроводку в доме.
Приборы типа утюга, электрокамина или тостера, если они в исправном состоянии, сохраняют указанный в паспорте уровень потребления в течение всего срока эксплуатации. Но нагрузка в таких устройствах всегда изменяется по параболе, что нужно учитывать, если измерить и рассчитать электропотребление с помощью тестера. На первых минутах после включения потребление максимально, и далее снижается по мере прогрева на 10-15%.
Бытовые аппараты, в которых используются электродвигатели, в начале эксплуатации обычно потребляют больше энергии, и по мере износа подшипников уровень потребления может уменьшаться в сравнении с данными паспорта.
Заключение

Использование ваттметра позволяет достаточно эффективно выявлять в домашнем хозяйстве самых злостных «растратчиков» электроэнергии и даже контролировать точность работы электросчетчика на вводе в дом. Будет очень полезным периодически измерить и рассчитать расход электроэнергии, так как отказ или большая погрешность счетчика стали на сегодня обычным явлением.
Отправить комментарий
Расчет потребления электроэнергии по мощности: как рассчитать киловатты
Расчет потребления электроэнергии энергопринимающими устройствами, установленными или планируемыми к установке в вашем доме может быть полезен, если вы планируете модернизировать домашнюю электрическую сеть (проложить новый кабель, установить новое устройство защиты и т. п.) либо не уверены в том, что старая электропроводка выдержит новые электроприборы.
Кроме того, рассматриваемый расчет способен оценить точность показаний прибора учета электрической энергии и даже помочь спланировать свои расходы в сфере потребления коммунальных услуг.
Как посчитать потребление электроэнергии, зная мощность
Какие бы цели не преследовал расчет потребления электроэнергии, осуществляется он по номинальной мощности энергопремников. Иными словами, на первом этапе расчета вам необходимо собрать данные о технических характеристиках всех устройств, которыми вы пользуетесь – от лампочки на потолке до стиральной машины.
Важно. Информация о потребляемой мощности электроприбора обычно имеется на его шильдике (это такая металлическая пластинка или наклейка на его задней стенке либо на дне), а также в технической документации к данному энергопринимающему устройству. В случае отсутствия доступа к необходимой информации вы можете найти ее в сети Интернет, введя в строку поисковика наименование электроприбора.
Кроме того, вы можете воспользоваться таблицей мощности электроприборов, которая будет приведена ниже. Данные в указанной таблице являются усредненными для всех приборов того или иного назначения. Ваша электротехника может иметь и отличную от табличных данных мощность.
Энергопри-нимающие бытовые
устройства
Номинальная мощность, Вт
Энергопри-нимающие бытовые устройства
Номинальная мощность, Вт
Телевизор
60-300
Теплый пол (на 1 кв. м)
60
Холодильник
70-300
Чайник
1500—2000
Стиральная машина
1500—2600
Проточный водонагреватель
1500—2000
Электрическая плита
1000—2500
Посудомоечная машина
2000
Электрический обогреватель
1000—4000
Освещение (на 1 кв. м)
30
Кондиционер
800-1200
Бойлер
700-2000
Фен
400-2000
Компьютер (стационарный)
70-500
Утюг
400-2500
Ноутбук
30-200
Пылесос
800-2500
Принтер
11-22
Итак, для того, чтобы определить потребление электрической энергии бытовыми электроприборами, необходимо знать потребляемую каждым из них мощность, а также продолжительность работы каждого из них. В таком случае формула расчета потребления электроэнергии по мощности одним энергопринимающим устройством будет выглядеть следующим образом:
W=P*T, кВт*ч,
где P – номинальная мощность данного устройства, кВт; T–время его работы, ч.
Подключенные одновременно бытовые приборы
Если же вы хотите рассчитать электропотребление на участке электрической сети, к которому подключен ряд приборов, либо все электропотребление в доме или квартире, вам следует просуммировать электропотребление все устройств, включенных в данную цепь. То есть формула расчета в данном случае примет следующий вид:
W=ΣP*T, кВт*ч.
Применение расчета энергопотребления на практике
Рассмотрим примеры того, как можно рассчитать киловатты, потребленные за определенный период времени, тем или иным энергоприемником (энергоприемниками).
Пример 1. Рассчитать месячное электропотребление профессионального фена при личном ежедневном его использовании.
Фены, которые используют профессиональные парикмахеры обладают внушительной мощностью. Допустим, номинальная мощность нашего устройства 2000 Вт. При этом пользуется им один человек и тратит на сушку и укладку волос с его помощью около 10 минут в день. Поскольку в задании нет конкретной информации, о том, сколько длится расчетный месяц, используем усредненное количество дней – 30,4. Таким образом, имеем следующее решение рассматриваемой задачи:
W=P*T=2*10/60*30,4=10,14 кВт*ч.
Пример 2. Рассчитать годовое электропотребление в комнате, в которой находятся и периодически эксплуатируются следующие предметы электрической техники: телевизор, кондиционер, ноутбук.
При этом телевизор владелец комнаты смотрит только утром, собираясь на работу, и вечером за ужином – итого 1,5 часа в день. За ноутбуком он работает по вечерам – около 2 часов в день. Кондиционер используется исключительно для охлаждение воздуха в летний период, при этом достаточно жаркими для этого выдаются в общей сложности только 3 недели.
В век тотальной визуализации
Исходя из вышеизложенного, имеем:
W=0,15*1,5*365+0,10*2*365+1,00*3*7*24=82,13+73,00+504,00=659,13 кВт*ч.
Важно! Следует иметь в виду, что далеко не каждое энергопринимающее устройство работает на полную мощность в том или ином режиме. В частности, кондиционер или холодильный агрегат, установленные на небольшое охлаждение будут потреблять мощность, которая окажется ниже заявленной.
Коэффициент использования (загрузки) электрических приборов
Подобную неравномерность потребления учитывает специализированный параметр – коэффициент использования (загрузки), определяемый как отношение фактической мощности к номинальной. Для его учета в расчете достаточно умножить номинальную мощность энергоприемника на указанный коэффициент.
Коэффициенты использования для ряда бытовых электроприборов приведены в нижеследующей таблице.
Энергопринимающие
устройства
Коэффициент
использования
Освещение
0,7
Телевизор
0,7
Бытовая электроника
0,2
Холодильник
0,8
Посудомоечная машина
0,1
Стиральная машина
0,1
Утюг
0,1
Пылесос
0,1
Бойлер
0,2
Электрообогреватель
0,5
Калькуляторы расчета энергопотребления
Таким образом, расчет потребления энергии бытовыми приборами по мощности бытовых приборов в Вт или кВт не составит для вас труда, если вы умеете пользоваться технической документацией, а также изучали математику в школе.
Чтобы еще больше облегчить себе задачу, можете воспользоваться специальным онлайн калькулятором для реализации рассматриваемого расчета. Благо, их на просторах сети интернет существует великое множество.
Рассчитайте затраты на электроэнергию для ваших устройств с помощью этой формулы
Вы можете легко найти годовую смету затрат на ваши устройства. Но эти цифры основаны на средних значениях, а не на вашем фактическом использовании. Вот как можно точнее подсчитать, как долго ваша бытовая техника работает на вас.
Вы, наверное, видели эти большие желтые ярлыки, на которых указано, сколько энергии потребляет прибор. Финансовый журналист Лиз Уэстон объясняет, что они не совсем точны, потому что они основаны на средних показателях по стране. Стоимость может немного отличаться в зависимости от того, где вы живете и сколько энергии вы потребляете.
Вы всегда можете приобрести монитор использования, чтобы лучше оценить ваши затраты. Но если вам не хочется тратить деньги, вот формула, которая может быть более полезной.
Во-первых, вам нужно оценить суточную продолжительность работы устройства. Например, если вы используете стиральную машину семь часов в неделю, это будет один час в день. Уэстон объясняет, что холодильники работают около восьми часов в день. Вам также необходимо знать мощность прибора, которую обычно можно найти на самом приборе.В противном случае быстрый поиск в Интернете должен дать некоторые результаты. И последнее: вам нужно знать, сколько вы платите за энергию. Сколько центов вы платите за киловатт? Эту информацию можно найти в вашем счете за электричество.
Получив эти три бита информации, можно рассчитать стоимость:
Рассчитайте дневное потребление энергии:
(мощность) x (часы, используемые в день)
Разделите ответ на 1000.
Рассчитайте годовое использование:
(Ежедневное потребление энергии) x (количество дней, в течение которых прибор используется в году)
Умножьте # 2 на ваши затраты на электроэнергию.
Я использовал формулу Уэстона для расчета стоимости энергии для своего телевизора. Вот мои результаты:
Ежедневное потребление энергии:
260 Вт X около 4 часов = 1040
Разделить на 1000 = 1,04 кВт / ч дневного потребления
Годовое потребление:
1,04 X 350 (я немного сбрил выходные для отпуска, поездки на выходные) = 364
Умножить на стоимость энергии :
364 x 0,14 доллара за кВтч = 50,96 доллара
Мой телевизор стоит чуть более 50 долларов в год.Если вы хотите знать, на чем сосредоточить экономию энергии, эта формула может вам пригодиться. Он также может сказать вам, сколько вы потенциально можете сэкономить, обновив технику. Для получения более подробной информации ознакомьтесь с полной публикацией.
G / O Media может получить комиссию
Посчитайте, сколько сэкономит новое устройство | Банковская ставка
Фото Кевин Хейл .
Как рассчитать мощность (Вт)
Часто говорят, что потребляемая мощность прибора в ваттах равна току, умноженному на напряжение.
К сожалению, не все так просто.
Это общепринятое мнение или «практическое правило» заставит вас рассчитывать кажущуюся мощность, а не реальную мощность (за что вам выставляют счет).
Полная мощность (ВА)
Ампер (А) x Вольт (В) = Вольт-Ампер (ВА)
Формулу выше можно использовать для расчета полной потребляемой мощности в вольт-амперах (ВА). Это уравнение даст вам приблизительное представление об использовании мощности в ваттах, но это не совсем правильно. Для этого нужно учитывать коэффициент мощности .
Реальная мощность (Вт)
Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
Эта формула учитывает коэффициент мощности и, следовательно, показывает точное энергопотребление (за которое выставлен счет).
Запутались? Воспользуйтесь нашим бесплатным онлайн-калькулятором стоимости электроэнергии.
Что такое коэффициент мощности?
Коэффициент мощности
— это мера эффективности, с которой электрическое устройство преобразует вольтамперы в ватты.Коэффициент мощности представлен в виде безразмерного числа от 0 до 1.
Чем ближе число к единице, тем «лучше» коэффициент мощности. Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электроэнергия. Резистивные нагрузки, такие как большинство электрических нагревателей, будут иметь коэффициент мощности 1, поскольку они преобразуют всю подаваемую электрическую мощность в тепло. Оборудование с моторами, такие холодильники и кондиционеры, будет иметь меньший коэффициент мощности.
Почему важен коэффициент мощности?
Коэффициент мощности важен, если вы хотите узнать реальную потребляемую мощность устройства (фактическая мощность — это то, за что вам выставлен счет).Ниже показано, как коэффициент мощности используется с нашим измерителем мощности для расчета реального энергопотребления моего телевизора.
Для крупных предприятий особенно важно иметь коэффициент мощности, близкий к «единице» (1), поскольку с них может взиматься плата, если они имеют низкий коэффициент мощности. Это связано с тем, что коммунальное предприятие должно подавать на объект больше тока (в амперах), чем фактически требуется. При этом они несут больше потерь при передаче. Хорошая новость заключается в том, что предприятия могут предпринять шаги для увеличения коэффициента мощности.
Пример — расчет фактической мощности телевизора
На этикетке соответствия моего телевизора указана потребляемая мощность 130 Вт .
Проблема в том, что на этикетках соответствия часто указывается максимальная мощность , а не фактическая мощность. Единственный способ узнать фактическую мощность — измерить ее с помощью подключаемого измерителя мощности. В течение двух часов измеритель мощности показал потребляемую мощность от 70 до 110 Вт, — существенно меньше, чем указано на этикетке.
В какой-то момент измеритель мощности показал, что телевизор использует 243 вольта и 0,421 ампер. Если мы последуем общепринятому мнению и просто умножим Вольт и Ампер без коэффициента мощности, мы получим полную потребляемую мощность следующим образом: —
Ампер (А) X Вольт (В) = ВА
243 В x 0,421 A = 102,3 ВА
… затем ложно представить его как 102,3 Вт
Когда мы добавляем в расчет коэффициент мощности, мы получаем совсем другую цифру. Поскольку измеритель мощности показал коэффициент мощности 0.65 в это время расчет будет:
Амперы (А) x Вольт (В) x Коэффициент мощности = Ватты (Вт)
234 В x 0,421 А x 0,65 = 66,5 Вт
Надеюсь, вы понимаете, почему так важно делать правильный расчет.
К счастью, наши подключаемые измерители мощности сделают эти расчеты за вас. Имейте в виду, что некоторые дешевые измерители мощности не выполняют эти измерения точно и не всегда отображают реальную мощность.
Наши измерители мощности отображают реальную мощность (ватты), а также амперы (A), вольт (В) и коэффициент мощности, поэтому вы можете проверить расчет, если вам нужно.
Подключаемый измеритель мощности Reduction Revolution — наш самый дешевый и самый популярный вариант. Power Mate Lite — это высокоточная модель, которую используют профессиональные энергоаудиторы.
См. Также: наш бесплатный онлайн-калькулятор эксплуатационных расходов.
— Холли Ловелл-Смит
Мощность | Физика
Задачи обучения
К концу этого раздела вы сможете:
Рассчитайте мощность, рассчитав изменения энергии во времени.
Изучить энергопотребление и расчеты стоимости потребляемой энергии.
Что такое сила?
Рис. 1. Эта мощная ракета космического корабля «Индевор» действительно работала и потребляла энергию с очень высокой скоростью. (кредит: НАСА)
Сила — это слово вызывает в воображении множество образов: профессиональный футболист, отталкивающий своего противника, драгстер, ревущий от стартовой линии, вулкан, выбрасывающий лаву в атмосферу, или взлетающая ракета, как на рисунке 1.
Эти образы силы объединяет быстрое выполнение работы, что соответствует научному определению power ( P ) как скорости выполнения работы.
Мощность
Мощность — это скорость выполнения работы.
[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {W} {t} \\ [/ latex]
В системе СИ для мощности используется Вт (Вт), где 1 ватт равен 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с).
Поскольку работа — это передача энергии, мощность — это также скорость, с которой энергия расходуется.Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Дж энергии в секунду. Большая мощность означает большой объем работы или энергии, выработанный за короткое время. Например, когда мощный автомобиль быстро разгоняется, он выполняет большой объем работы и потребляет большое количество топлива за короткое время.
Расчет мощности по энергии
Пример 1. Расчет мощности для подъема по лестнице
Какова выходная мощность для женщины весом 60,0 кг, которая преодолевает лестничный пролет высотой 3,00 м за 3,50 с, начиная с состояния покоя, но имея конечную скорость 2?00 м / с? (См. Рисунок 2.)
Рис. 2. Когда эта женщина бежит наверх, начиная с отдыха, она превращает химическую энергию, исходную из пищи, в кинетическую энергию и гравитационную потенциальную энергию. Ее выходная мощность зависит от того, как быстро она это делает.
Стратегия и концепция
Работа, переходящая в механическую энергию, составляет Вт = KE + PE. Внизу лестницы мы берем как KE, так и PE _g как исходный ноль; таким образом, [латекс] W = \ text {KE} _ {\ text {f}} + \ text {PE} _ {\ text {g}} = \ frac {1} {2} mv _ {\ text {f} } ^ 2 + mgh \\ [/ latex], где h — высота лестницы по вертикали. 2 \ right) \ left (3.00 \ text {m} \ right)} {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & \ frac {120 \ text {J} +1764 \ text {J} } {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & 538 \ text {W} \ end {array} \\ [/ latex]
Обсуждение
Женщина выполняет 1764 Дж работы, чтобы подняться по лестнице, по сравнению со всего лишь 120 Дж, чтобы увеличить свою кинетическую энергию; таким образом, большая часть ее мощности требуется для подъема, а не для ускорения.
Впечатляет, что полезная выходная мощность этой женщины чуть меньше 1 лошадиных сил (1 л.с. = 746 Вт)! Люди могут генерировать больше, чем лошадиные силы с помощью мышц ног в течение коротких периодов времени, быстро превращая доступный в крови сахар и кислород в объем работы.(Лошадь может выдавать 1 л.с. в течение нескольких часов подряд.) Как только кислород истощается, выходная мощность снижается, и человек начинает быстро дышать, чтобы получить кислород для метаболизма большего количества пищи — это известно как стадия аэробных упражнений . Если бы женщина поднималась по лестнице медленно, то ее выходная мощность была бы намного меньше, хотя объем выполняемой работы был бы таким же.
Установление соединений: домашнее расследование — измерьте номинальную мощность
Определите собственную номинальную мощность, измерив время, необходимое вам, чтобы подняться по лестнице.Мы проигнорируем выигрыш в кинетической энергии, так как приведенный выше пример показал, что это была небольшая часть выигрыша в энергии. Не ожидайте, что ваша мощность будет больше 0,5 л.с.
Примеры силы
Рис. 3. Огромные объемы электроэнергии вырабатываются угольными электростанциями, такими как эта в Китае, но еще большее количество энергии идет на передачу тепла в окружающую среду. Здесь большие градирни необходимы для быстрой передачи тепла по мере его производства.Передача тепла характерна не только для угольных электростанций, но является неизбежным следствием выработки электроэнергии из любого топлива — ядерного, угля, нефти, природного газа и т. п. (Источник: Kleinolive, Wikimedia Commons)
Примеры силы ограничены только воображением, потому что существует столько же видов, сколько и форм работы и энергии. (См. Некоторые примеры в Таблице 1.) Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, несет максимальную мощность около 1,3 киловатт на квадратный метр (кВт / м ²).Крошечная часть этого сохраняется на Земле в течение длительного времени. Наш уровень потребления ископаемого топлива намного превышает скорость его хранения, поэтому они неизбежно будут исчерпаны. Сила подразумевает, что энергия передается, возможно, меняя форму. Невозможно полностью преобразовать одну форму в другую, не потеряв часть ее в виде тепловой энергии. Например, лампа накаливания мощностью 60 Вт преобразует в свет всего 5 Вт электроэнергии, а 55 Вт рассеивается в тепловую энергию.
Кроме того, обычная электростанция преобразует в электричество только 35-40% топлива. Остаток превращается в огромное количество тепловой энергии, которая должна быть распределена в виде теплопередачи так же быстро, как и возникнет. Электростанция, работающая на угле, может производить 1000 мегаватт; 1 мегаватт (МВт) — это 10 ⁶ Вт электроэнергии. Но электростанция потребляет химическую энергию в размере около 2500 МВт, создавая передачу тепла в окружающую среду в размере 1500 МВт. (См. Рисунок 3.)
Таблица 1. Выходная или потребляемая мощность
Объект или явление Мощность в ваттах
Сверхновая (в пике) 5 × 10 ³⁷
Галактика Млечный Путь 10 ³⁷
Пульсар Крабовидной туманности 10 ²⁸
Солнце 4 × 10 ²⁶
Извержение вулкана (максимальное) 4 × 10 ¹⁵
Молния 2 × 10 ¹²
Атомная электростанция (полная передача электроэнергии и тепла) 3 × 10 ⁹
Авианосец (полезная и теплопроводная) 10 ⁸
Драгстер (общая полезная и теплопередающая) 2 × 10 ⁶
Автомобиль (общий полезный и теплоотдача) 8 × 10 ⁴
Футболист (общий полезный и теплопередающий) 5 × 10 ³
Сушилка для белья 4 × 10 ³
Человек в состоянии покоя (вся теплопередача) 100
Типичная лампа накаливания (общая полезная и теплопередающая) 60
Сердце, человек в состоянии покоя (общая полезная и теплоотдача) 8
Часы электрические 3
Карманный калькулятор 10 ⁻³
Мощность и энергопотребление
Обычно нам приходится платить за энергию, которую мы используем. Интересно и легко оценить стоимость энергии для электрического прибора, если известны его потребляемая мощность и затраченное время. Чем выше уровень энергопотребления и чем дольше прибор используется, тем выше его стоимость. Уровень потребляемой мощности [латекс] P = \ frac {W} {t} = \ frac {E} {t} \\ [/ latex], где E — энергия, поставляемая электроэнергетической компанией. Таким образом, энергия, потребляемая за время т , составляет
.
E = балл.
В счетах за электроэнергию указано количество использованной энергии в единицах киловатт-час (кВт⋅ч) , , которое является произведением мощности в киловаттах и времени в часах. Этот блок удобен тем, что потребление электроэнергии на уровне киловатт в течение нескольких часов является типичным.
Пример 2. Расчет затрат на электроэнергию
Какова стоимость эксплуатации компьютера мощностью 0,200 кВт, 6 часов в день в течение 30 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,120 доллара США за кВт⋅ч?
Стратегия
Стоимость основана на потребленной энергии; таким образом, мы должны найти E из E = Pt и затем рассчитать стоимость. Поскольку электрическая энергия выражается в кВт⋅ч, в начале такой задачи удобно преобразовать единицы в кВт и часы.
Решение
Энергия, потребляемая в кВт⋅ч, составляет
[латекс] \ begin {array} {lll} E & = & Pt = (0.200 \ text {kW}) (6.00 \ text {h / d}) (30.0 \ text {d}) \\\ text {} & = & 36.0 \ text {кВт} \ cdot \ text {h} \ end {array} \\ [/ latex]
, а стоимость просто равна
. Стоимость
= (36,0 кВт⋅ч) (0,120 доллара США за кВт⋅ч) = 4,32 доллара США в месяц.
Обсуждение
Стоимость использования компьютера в этом примере не является ни чрезмерной, ни незначительной. Понятно, что стоимость — это сочетание силы и времени. Когда и то и другое высокое, например, кондиционер летом, стоимость высока.
Мотивация к экономии энергии стала более убедительной из-за ее постоянно растущей цены. Вооружившись знанием того, что потребляемая энергия является продуктом мощности и времени, вы можете оценить затраты для себя и сделать необходимые оценочные суждения о том, где экономить энергию. Нужно уменьшить либо мощность, либо время. Наиболее экономически выгодно ограничить использование мощных устройств, которые обычно работают в течение длительного времени, например водонагревателей и кондиционеров. Сюда не входят устройства с относительно высокой мощностью, такие как тостеры, потому что они работают всего несколько минут в день. Он также не будет включать электрические часы, несмотря на то, что они используются круглосуточно, потому что они являются устройствами с очень низким энергопотреблением. Иногда для выполнения той же задачи можно использовать устройства с большей эффективностью, то есть устройства, потребляющие меньше энергии.Одним из примеров является компактная люминесцентная лампа, которая дает в четыре раза больше света на ватт потребляемой мощности, чем ее собрат с лампами накаливания.
Современная цивилизация зависит от энергии, но нынешние уровни потребления и производства энергии не являются устойчивыми. Вероятность связи между глобальным потеплением и использованием ископаемого топлива (с сопутствующим производством углекислого газа) сделала сокращение использования энергии, а также переход на неископаемые виды топлива чрезвычайно важными. Несмотря на то, что энергия в изолированной системе является сохраняемой величиной, конечным результатом большинства преобразований энергии является перенос тепла в окружающую среду, которое больше не используется для выполнения работы.Как мы обсудим более подробно в Термодинамике, способность энергии производить полезную работу «деградировала» при преобразовании энергии.
Сводка раздела
Мощность — это скорость выполнения работы или в форме уравнения для средней мощности. P для работы Вт , выполненной за время t , [латекс] P = \ frac {W} {t} \\ [/ латекс]
Единица измерения мощности в системе СИ — ватт (Вт), где [латекс] 1 \ text {W} = 1 \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex].
Мощность многих устройств, например электродвигателей, также часто выражается в лошадиных силах (л.с.), где 1 л.с. = 746 Вт.
Концептуальные вопросы
Большинство электроприборов имеют мощность в ваттах. Зависит ли этот рейтинг от того, как долго прибор включен? (В выключенном состоянии это устройство с нулевой мощностью.) Объясните определение мощности.
Объясните в терминах определения мощности, почему потребление энергии иногда указывается в киловатт-часах, а не в джоулях.Какая связь между этими двумя энергетическими единицами?
Искра статического электричества, которую вы можете получить от дверной ручки в холодный сухой день, может переносить несколько сотен ватт мощности. Объясните, почему вы не пострадали от такой искры.
Задачи и упражнения
Пульсар в Крабовидной туманности (см. Рис. 4) — это остаток сверхновой, которая произошла в 1054 году нашей эры. Используя данные из таблицы 1, рассчитайте приблизительный коэффициент, на который мощность этого астрономического объекта снизилась после его взрыва.
Рис. 4. Крабовидная туманность (предоставлено ESO, через Wikimedia Commons)
Предположим, что звезда в 1000 раз ярче нашего Солнца (то есть излучающая в 1000 раз большую мощность) внезапно становится сверхновой. Используя данные из Таблицы 1: (a) Во сколько раз увеличивается его выходная мощность? (б) Во сколько раз ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, сверхновая? (c) Основываясь на ваших ответах, обсудите, возможно ли наблюдать сверхновые в далеких галактиках. Обратите внимание, что существует порядка 10 ¹¹ наблюдаемых галактик, средняя яркость которых несколько меньше нашей собственной галактики.
Человек в хорошем физическом состоянии может выдавать 100 Вт полезной мощности в течение нескольких часов подряд, возможно, задействуя механизм, приводящий в действие электрогенератор. Пренебрегая любыми проблемами эффективности генератора и практическими соображениями, такими как время отдыха: (а) Сколько человек потребуется, чтобы запустить электрическую сушилку для одежды мощностью 4,00 кВт? (б) Сколько людей потребуется, чтобы заменить большую электростанцию, вырабатывающую 800 МВт?
Сколько стоит эксплуатация 3.Электрические часы 00-Вт на год при стоимости электроэнергии 0,0900 $ за кВт · ч?
Большой бытовой кондиционер может потреблять 15,0 кВт электроэнергии. Какова стоимость эксплуатации этого кондиционера 3,00 часа в день в течение 30,0 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,110 доллара США за кВт · ч?
(a) Какова средняя потребляемая мощность в ваттах прибора, потребляющего 5,00 кВт · ч энергии в день? (б) Сколько джоулей энергии устройство потребляет в год?
(a) Какова средняя полезная выходная мощность человека, который делает 6.00 × 10 ⁶ Дж полезной работы за 8.00 ч? (b) Работая с такой скоростью, сколько времени потребуется этому человеку, чтобы поднять 2000 кг кирпичей 1,50 м на платформу? (Работу по поднятию тела можно пропустить, потому что здесь она не считается полезным результатом.)
Драгстер весом 500 кг ускоряется от состояния покоя до конечной скорости 110 м / с за 400 м (около четверти мили) и сталкивается со средней силой трения 1200 Н. Какова его средняя выходная мощность в ваттах и лошадиных силах, если это занимает 7,30 с?
(а) Сколько времени займет автомобиль весом 850 кг с полезной мощностью 40 л. с.0 л.с. (1 л.с. = 746 Вт) для достижения скорости 15,0 м / с без учета трения? (b) Сколько времени займет это ускорение, если машина также поднимется на холм высотой 3,00 м?
(a) Найдите полезную выходную мощность двигателя лифта, который поднимает груз массой 2500 кг на высоту 35,0 м за 12,0 с, если он также увеличивает скорость в состоянии покоя до 4,00 м / с. Обратите внимание, что общая масса уравновешенной системы составляет 10 000 кг, так что только 2500 кг поднимается в высоту, но все 10 000 кг ускоряются. (б) Сколько это стоит, если электричество стоит 0 долларов.0900 за кВт · ч?
(a) Каково доступное энергосодержание в джоулях батареи, которая работает с электрическими часами мощностью 2,00 Вт в течение 18 месяцев? (b) Как долго батарея, которая может обеспечивать 8,00 × 10 ⁴ Дж, может работать с карманным калькулятором, потребляющим энергию со скоростью 1,00 × 10 ⁻³ Вт?
(a) Сколько времени потребуется самолету массой 1,50 × 10 ⁵ кг с двигателями мощностью 100 МВт, чтобы достичь скорости 250 м / с и высоты 12,0 км, если сопротивление воздуха будет незначительным? (б) Если это действительно занимает 900 с, какова мощность? (c) Учитывая эту мощность, какова средняя сила сопротивления воздуха, если самолет занимает 1200 с? (Подсказка: вы должны найти расстояние, которое самолет преодолеет за 1200 с при постоянном ускорении. )
Рассчитайте выходную мощность, необходимую для 950-килограммового автомобиля, чтобы преодолеть уклон 2,00 ° с постоянной скоростью 30,0 м / с, столкнувшись с сопротивлением ветра и трением в сумме 600 Н. Явно покажите, как вы выполняете шаги, указанные в Стратегиях решения проблем в области энергетики. .
(a) Рассчитайте мощность на квадратный метр, приходящуюся от Солнца в верхние слои атмосферы Земли. (Возьмем выходную мощность Солнца равной 4,00 × 10 ²⁶ Вт.) [/ Latex] (b) Часть этой мощности поглощается и отражается атмосферой, так что максимум 1.30 кВт / м ² достигает поверхности Земли. Вычислите площадь коллекторов солнечной энергии в км ², необходимую для замены электростанции, вырабатывающей 750 МВт, если коллекторы преобразуют в электричество в среднем 2,00% максимальной мощности. (Такая малая эффективность преобразования связана с самими устройствами и тем фактом, что солнце находится прямо над головой лишь на короткое время. ) При тех же предположениях, какая площадь потребуется для удовлетворения энергетических потребностей Соединенных Штатов (1,05 × 10 ²⁰ J)? Энергетические потребности Австралии (5.4 × 10 ¹⁸ Дж)? Энергетические потребности Китая (6,3 × 10 ¹⁹ Дж)? (Эти значения энергопотребления взяты с 2006 г.)
Глоссарий
мощность: скорость выполнения работы
ватт: (Вт) единица мощности СИ, с [латексом] 1 \ text {W} = \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex]
лошадиных сил: более старая несистемная единица мощности, с 1 л.с. = 746 Вт
киловатт-час: установка кВт · час, используемая в основном для выработки электроэнергии, предоставляемой электроэнергетическими компаниями
Избранные решения проблем и упражнения
1.2 × 10 ⁻¹⁰
3. (а) 40; (б) 8 миллионов
5. 149 долларов США
7. (а) 208 Вт; (б) 141 с
9. (а) 3,20 с; (б) 4,04 с
11. (а) 9,46 × 10 ⁷ Дж; (б) 2,54 л
13. Определить известные: m = 950 кг, угол наклона θ = 2,00º, v = 3,00 м / с, f = 600 N
Выявить неизвестные: мощность P автомобиля, сила F , что автомобиль применяется к дороге
Решение для неизвестного: [латекс] P = \ frac {W} {t} = \ frac {Fd} {t} = F \ left (\ frac {d} {t} \ right) = Fv \\ [/ latex ], Где F параллельно уклону и должно противодействовать силам сопротивления и силе тяжести: [латекс] F = f + w = 600 \ text {N} + mg \ sin \ theta \\ [/ latex] .4 \ text {W} \ end {array} \\ [/ latex]
Около 28 кВт (или около 37 л.с.) приемлемо для автомобиля, чтобы преодолеть небольшой уклон.
Уравнение электрической энергии
Количество электроэнергии, потребляемой электрической энергией, можно легко рассчитать, а также можно рассчитать стоимость электроэнергии, используемой для конкретного устройства
Расчет электроэнергии
Количество электроэнергии, передаваемой прибору, зависит от его мощности и продолжительности включения. Количество переданной электрической энергии от сети измеряется в киловатт-часах, кВтч. Одна единица — 1 кВтч.
Формула электрической энергии
E = P × t
E — переданная энергия в киловатт-часах, кВтч
P — мощность в киловаттах, кВт
T — время в часах, ч.
Обратите внимание, что мощность здесь измеряется в киловаттах, а не в обычных ваттах. Чтобы преобразовать Вт в кВт, необходимо разделить на 1000.
Например, 1000 Вт = 1000 ÷ 1000 = 1 кВт.
Также обратите внимание, что здесь время измеряется в часах, а не в секундах. Чтобы перевести секунды в часы, нужно разделить на 3600.
Например, 7200 с = 7200 ÷ 3600 = 2 часа.
Закон Ома
Самым важным описанием электрической энергии является закон Ома. В нем говорится, что
«При постоянной температуре ток через проводник прямо пропорционален разности потенциалов в точках»
т.е.V α I
А также можно записать как V = IR
Где R — сопротивление проводника
Формула для расчета мощности от электрической энергии
Формула, связывающая энергию и мощность:
Энергия = Мощность x Время.
Единица измерения энергии — джоуль, единица мощности — ватт, единица времени — секунда.
Если мы знаем мощность прибора в ваттах и сколько секунд оно используется, мы можем вычислить количество джоулей электрической энергии, которые были преобразованы в другую форму вылета.
Например, Если лампу на 40 ватт включить на один час, сколько джоулей электрической энергии было преобразовано лампой?
Энергия (Вт) = Мощность x Время
Энергия = 40 x 3600
= 14 400 джоулей
Примеры электроэнергии
Вычислите количество тепла, выделяемого электрическим утюгом с сопротивлением 30 Ом и потребляющим ток 3 ампера при включении в течение 15 секунд.
Энергия = Мощность x Время
Мощность = I2R
= 32 * 30
= 270 Вт
Энергия = Мощность x Время
= 270 х 15
= 4050 джоулей
Важные факты, касающиеся уравнений электрической энергии
Мы платим за энергию (не за заряд, ток или напряжение).
Электроэнергетические компании используют внесистемную единицу, кВтч, для расчета наших счетов.
Что нужно запомнить
Электрическая энергия определяется как общая выполненная работа или энергия, поставленная источником ЭДС. в поддержании тока в электрической цепи в течение заданного времени:
Электрическая энергия = электрическая мощность × время = P × t.
Таким образом, формула для электрической энергии имеет вид:
Электрическая энергия = P × t = V × I × t = I2 × R × t = V2t / R.
S.I единицей электрической энергии является джоуль (обозначается Дж), где 1 джоуль = 1 ватт × 1 секунда = 1 вольт × 1 ампер × 1 секунда.
Коммерческая единица электроэнергии — киловатт-час (кВтч), где 1 кВтч = 1000 Втч = 3,6 × 106Дж = одна единица потребляемой электроэнергии.
Количество единиц потребляемой электроэнергии: n = (общая мощность × время в часе) / 1000.
Стоимость потребления электроэнергии в доме = нет. единиц потребляемой электрической энергии × количество на одну единицу электрической энергии.
Электроэнергия прочие
Как определить электрическую нагрузку вашего дома
Электрическая нагрузка дома — это общая мощность, потребляемая за день всеми приборами и электроникой в доме.
Хотя электрическая нагрузка основана на мощности или максимальной потребляемой мощности каждого прибора в доме, она также принимает во внимание среднее количество времени, в течение которого каждый прибор используется в течение дня. Электрическая нагрузка рассчитывается в ватт-часах или киловатт-часах, которые описывают потребление энергии в течение часа.Понимание электрической нагрузки вашего дома поможет вам определить и контролировать большие области энергопотребления. Он также указывает на любые модификации, которые могут потребоваться для вашей электрической системы.
Знайте, что вы хотите рассчитать. Это может показаться трудным, но на самом деле это не так уж и сложно, если вы выучите термины. Большинство электроприборов рассчитаны на мощность в ваттах, а в некоторых — усилители. Чтобы преобразовать амперы в ватты, умножьте количество ампер на 120. Это сделано потому, что домашние электрические розетки в США используют 120 вольт, а вольт, умноженные на амперы, равняются ваттам.Число, которое вы хотите найти, — это сколько киловатт-часов (кВтч) вы используете. Это то, что показывает ваш счетчик, и за что вам в конечном итоге выставляют счет.
Создайте журнал, в котором указывайте, какие электроприборы вы используете и как долго вы их используете за раз. Помните о вещах, которые вы не контролируете активно (или регулярно), например, о нагревательных или охлаждающих устройствах, водонагревателях, морозильниках и холодильниках. Составьте список всех устройств, которыми вы пользовались, на 5 дней подряд, чтобы найти хорошее среднее значение по каждому из них.
Проверьте этикетки на своих электроприборах. Это начало расчета вашей электрической нагрузки и хороший способ получить представление о том, сколько энергии потребляет каждое устройство. Следует помнить, что цифра на этикетке — это максимум Вт, которые прибор будет использовать за час, поэтому холодильник, например, будет использовать только небольшое количество энергии, если компрессор не работает, и в это время он будет использовать более близкое на максимальную мощность.
Оцените количество ватт, которое вы потребляете на одно устройство в день. Если вам нужна помощь по таким приборам, как нагревательные и охлаждающие устройства, водонагреватели или другие пассивные устройства, вы можете найти множество оценок в Интернете.
Рассчитайте потребление кВтч для каждого устройства. Формула для кВтч: ватт, умноженный на использованные часы, а затем разделенный на 1000. Например, 100-ваттная лампочка, используемая в течение 10 часов, будет использовать один кВтч.
Добавьте всех суммарных кВтч от ваших бытовых приборов, чтобы получить представление о вашей электрической нагрузке, которую вы используете каждый день.
Если вы хотите быть очень конкретным, вы можете использовать ваттметр, чтобы лучше понять, сколько электроэнергии потребляют отдельные приборы. Ваттметр соединит вилку вашего прибора с розеткой и покажет, сколько электроэнергии прибор потребляет с течением времени.
Я бы также посоветовал, если вы хотите преобразовать свои выводы в фактические накладные расходы, вам нужно либо обратиться к ежемесячному отчету вашего поставщика электроэнергии по телефону, чтобы узнать фактическую плату за кВт / ч.Ставка может сильно варьироваться от почтового индекса к почтовому индексу. В вашем счете может быть несколько тарифов за кВт / ч (один для «доставки» и один для «топлива»), и в этом случае вам следует сложить их все, чтобы получить общую стоимость кВт / ч. Большинство ставок являются многоуровневыми, что означает, что чем выше вы используете, тем выше ставка. Когда мы сделали это для The Bungalow, мы вошли в наш самый высокий уровень в калькуляторе (да, у нас многоуровневая система), потому что я понял, что энергия, которую мы могли бы сэкономить, также сэкономит нам деньги по самой высокой многоуровневой ставке.
Знаете ли вы?
… электрическая сушилка для белья потребляет в среднем 4400 Вт?
… холодильник может потреблять более 700 Вт?
… посудомоечная машина может потреблять 3600 ватт?… Холодильник может потреблять более 700 ватт?
… портативный компьютер потребляет 40 Вт при подключении к сети?
… 42-дюймовый ЖК-телевизор потребляет почти 236 Вт?
… кофеварка потребляет 900 пиковых ватт?
Я обращаю внимание на всю эту информацию, поскольку мы здесь, в r (E) volution, продолжаем создавать и совершенствовать наши потребности в солнечной энергии.Мы рассматриваем комбинированную систему решетки и солнечной энергии, но она нам очень поможет, если мы будем выбирать приборы, осветительные приборы и тому подобное с учетом общей мощности.
А как насчет вашего дома? Вы учитываете потребление энергии? Ваш ежемесячный счет за электричество вышел из-под контроля? Вы бы хотели знать, как снизить эти цены?
Электроэнергия — Веб-формулы
Электрическая мощность определяется по формуле:
P = В · I
Где В — напряжение, а I — ток.
Соответствующие единицы:
ватт (Вт) = вольт (В) · ампер (A)

Мощность также можно определить по следующей формуле:
P = I ² · R ↔ R = P / I ² ↔ I6 90√75 R )
P = V ²/ R ↔ R ↔ V = √ ( P · R )

Подробнее об Electric Power 9077 7
Электроэнергия определяется как скорость, с которой работа выполняется источником e.м.ф. в поддержании тока в электрической цепи. Практическая единица мощности — киловатт и лошадиные силы; где 1 киловатт = 100 ватт и 1 л.с. = 746 ватт.
Если сопротивления (например, электрические приборы) соединены последовательно, ток через каждое сопротивление будет одинаковым. Тогда мощность электрического прибора, P α R и P α V (поскольку V = IR), это означает, что при последовательной комбинации сопротивлений разность потенциалов и потребляемая мощность будут больше при большем сопротивлении .
Если сопротивления ( i.е. электроприборов) подключены параллельно, разность потенциалов на каждом приборе одинакова. Тогда P α 1 / R и I α 1 / R (как V = IR), что означает, что при параллельной комбинации сопротивлений потребляемый ток и мощность будут больше при меньшем сопротивлении.
Для данного напряжения В, , если сопротивление изменяется с R на ( R / n ), а потребляемая мощность изменяется с P на nP , затем согласно P = V ²/ R , имеем:

P = V ² / (R / n)) = n (V ² / R) = nP, где R = R / n и P = nP
Когда приборы питания P ₁, P ₂, P ₃ … P _n включены последовательно с источником напряжения, эффективная потребляемая мощность ( P _с ) определяется по формуле:

1/ P _с = 1 / P ₁ + 1 / P ₂ + 1 / P ₃ +… + 1 / P _n
Для n приборов, каждый из сопротивление R , соединены последовательно с источником напряжения В, рассеиваемая мощность P _s тогда задается как:
(1) P _s = V ² / n R
Когда приборы питания
P ₁, P ₂, P ₃ … P _n подключены параллельно к источнику напряжения, эффективная мощность потреблено ( P _p ) затем определяется следующим образом:
P _s = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n Для приборов n , каждое с равным сопротивлением R , подключено параллельно к источнику напряжения В , рассеиваемая мощность тогда определяется как:
(2) P _p = В ² / ( R / n) = n V ²/ R
Из (1) и (2) мы имеем P _p / P _s = n ² или просто записывается как : P _p = n ² P _s .
В соответствии с приведенными выше формулами, мы можем объяснить, что:

При группировке лампочек серии по заданному источнику напряжения лампа с большей мощностью будет давать меньшую яркость и будет иметь меньший потенциал сопротивления, но тот же ток. , тогда как при параллельном группировке лампочек по данному источнику напряжения лампа большей мощности даст большую яркость и позволит большему току проходить через нее, но будет иметь меньшее сопротивление и такую же разность потенциалов на нем.
Электроэнергия
Электроэнергия определяется как общая выполненная работа или энергия, поставленная источником ЭДС. при поддержании тока в электрической цепи в течение заданного времени:
Электрическая энергия = электрическая мощность × время = P × t
Таким образом, формула для электрической энергии имеет вид:
Электрическая энергия = P × t = V × I × t = I ² × R × t = V ² t / R
S.I единица электрической энергии — джоуль (обозначается J), где 1 джоуль = 1 ватт × 1 секунда = 1 вольт × 1 ампер × 1 секунда
Коммерческая единица электрической энергии — киловатт-час ( кВт · ч, ), где 1 кВтч = 1000 Вт h = 3,6 × 10 ⁶ J = одна единица потребляемой электроэнергии .
Количество единиц потребляемой электроэнергии равно n = (общая мощность × время в часе) / 1000
Стоимость потребления электроэнергии в доме = количество.единиц потребленной электроэнергии × количество на одну единицу электроэнергии.
Максимальная мощность Теорема
В ней говорится, что выходная мощность источника тока максимальна, когда внутреннее сопротивление источника равно внешнему сопротивлению в цепи. Итак, если R — внешнее сопротивление цепи, а r — внутреннее сопротивление источника тока (то есть батареи), то выходная мощность максимальна, когда R = R.
Эта теорема применима ко всем типам источников ЭДС. и связан с выходной мощностью, а НЕ с рассеиваемой мощностью.
Если E — применяемая ЭДС. источника ЭДС. т.е. . батарея с внутренним сопротивлением r и R — внешнее сопротивление, тогда ток в цепи определяется как:
I = E / (R + r)
При максимальной выходной мощности R = r , поэтому имеем:
I = E / (r + r) = E / (2r)
и
максимальная выходная мощность:
P _max = I ² r = E ² / (4r)
При коротком замыкании аккумулятора мощность равна нулю.В этом случае вся мощность батареи рассеивается внутри батареи из-за ее внутреннего сопротивления. Таким образом, мощность, рассеиваемая внутри батареи, определяется как: P = ( E / r) ² × r = E ² / r
КПД источника ЭДС.
КПД источника ЭДС. определяется как отношение выходной мощности (, т. е. , мощность на внешнем сопротивлении цепи, к входной мощности (т. е.мощность, потребляемая от источника ЭДС). Итак,
Где V = падение потенциала на внешнем сопротивлении R,
E = E.M.F. источника тока,
I = ток в цепи.
Если r — внутреннее сопротивление источника ЭДС, тогда
V = IR и E = I (R + r )
или
Когда мощность, полученная от источника, максимальна, тогда R = р. В данной ситуации имеем:
Таким образом, максимальная эффективность источника эл.м.ф. составляет 50%. Это означает, что для ячейки только половина общей мощности, потребляемой ячейкой, используется для полезных целей, тогда как другая половина рассеивается внутри ячейки.

Пример 1:
Лифт должен поднимать 1000 кг на расстояние 100 м со скоростью 4 м / с. Какую в среднем мощность оказывает лифт во время этой поездки?
Решение:
Работу, проделанную лифтом на 100 метров, легко вычислить:
W = mgh = (1000) (9.8) (100) = 9,8 × 10 ⁵ Дж.
Общее время поездки можно рассчитать по скорости лифта:
t = x / v = 100 м / 4 м / с = 25 с .
Таким образом, средняя мощность определяется как: P = Вт / t = 9,8 × 10 ⁵ / 25s = 3,9 × 10 ⁴ Вт или 39 кВт.

Пример 2:
Считается, что объект в свободном падении достиг конечной скорости , если сопротивление воздуха становится достаточно сильным, чтобы противодействовать всему ускорению свободного падения, в результате чего объект падает с постоянной скоростью.Точное значение конечной скорости зависит от формы объекта, но для многих объектов оно может быть оценено на уровне 100 м / с. Когда объект весом 10 кг достиг предельной скорости, какую силу сопротивление воздуха оказывает на объект?
Решение: Для решения этой проблемы мы будем использовать уравнение P = Fv cos θ , Вместо обычного уравнения мощности, поскольку нам дана скорость объекта. Нам просто нужно вычислить силу, прилагаемую к объекту сопротивлением воздуха, и угол между силой и скоростью объекта.Поскольку объект достиг постоянной скорости, результирующая сила, действующая на него, должна быть равна нулю. Поскольку на объект действуют только две силы: сила тяжести и сопротивление воздуха, сопротивление воздуха должно быть равным по величине и противоположным по направлению силе тяжести. Таким образом, F _a = — F _G = мг = 98 Н, направленным вверх. Таким образом, сила, прилагаемая сопротивлением воздуха, антипараллельна скорости объекта. Таким образом:
P = Fv cos θ = (98) (100) (cos180) = — 9800 Вт

Пример 3: Мощность двигателя насоса составляет 4 кВт.Сколько воды в кг / мин он может поднять на высоту 20 м? (g = 10 м / с ²)
Решение:
Заданная мощность двигателя P = 4KW = 4000 Вт
Если масса воды, поднятая за одну секунду, = m кг.
Общая работа, выполненная при подъеме воды, W = mgh
Мощность P = Вт / т, но t = 1 минута = 60 сек.
4000 = mgh / 60
4000 = (m × 10 × 20) / 60
m = 1200 кг.
Пример 4 : Когда вода течет по трубе, ее скорость изменяется на 5%, найти изменение силы воды?
Решение: Мощность = Сила × Скорость = Скорость изменения количества движения × скорость = {(масса / время) × скорость} x скорость = {(adv) × v} × v = adv ³ где «a» — площадь поперечного сечения, «d» — плотность воды, а «v» — скорость потока воды.
Следовательно, Сила воды прямо пропорциональна кубу скорости воды, поэтому пусть
P = Kv ³ (k — постоянная величина и равна ‘ad’.)
Ведение журнала с обеих сторон
log P = 3log v + log k
Дифференциация с обеих сторон
dP / P = 3.dv / v
изменение мощности в процентах, dP / P × 100 = 3 × 5% = 15%.
Пример 5 : Кинетическая энергия выбрасываемой воды из плотины используется для вращения турбины. Труба, по которой устремляется вода — 2.4 метра и его скорость 12 м / сек. Предполагая, что вся кинетическая энергия воды используется для вращения турбины, вычислите производимый ток, если эффективность динамо-машины составляет 60% и станция передает мощность 240 кВ. Плотность воды = 10 ³ кг / м ³.
Решение: Учитывая, что
r = радиус трубы = 1,2 м, средняя скорость воды v = 12 м / с
V = 240 кВ = 240 × 10 ³ вольт, плотность воды p = 10 ³ кг / м ³.
Теперь кинетическая энергия текущей воды в секунду, т.е.
Power P = (1/2) (массовый расход в секунду) × v ²
= (1/2) pr ² (l / t) rv ²
= (1/2) pr ² rv ³
= (1/2) 3,14 × (1,2) ² × 10 ³ × (12) ³ Вт
= 3,9 x 10 ⁶ Вт
Ток в кабелях передачи определяется по формуле:
ток = выходная мощность / напряжение
= (60% мощности P) / (240 × 1000)
= [(60/100) × 3.9 × 10 ⁶] / (240 × 1000) = 9,75 A

Как оценить потребности в электроэнергии
Когда вы получаете счет за электроэнергию каждый месяц, вы можете не понимать, как именно была рассчитана общая сумма. Каждое устройство в вашем доме вносит свой вклад в общую сумму счета. Чтобы выяснить, какие приборы и устройства потребляют больше всего энергии, вы можете оценить общие требования к мощности , для каждого устройства.Эта оценка также полезна для оценки требований к мощности для альтернативной или резервной системы энергоснабжения.
Оценить потребности в энергии и затраты на питание электронного устройства или прибора очень просто. На задней панели каждого устройства есть этикетка с указанием потребляемой мощности. Это число, которое вам понадобится, чтобы вычислить потребление энергии и требования. Наряду с ваттами вам нужно будет оценить количество часов в день, в течение которых устройство или прибор используется.Если вы предпочитаете не проверять все свои устройства вручную, вы можете приобрести устройство, которое поможет вам оценить потребление энергии. Эти устройства варьируются от простых устройств для измерения мощности до сложных решений для домашнего мониторинга. В этом посте мы предполагаем, что у вас нет доступа к сложному решению для домашнего мониторинга. Если вы новичок в чтении этикеток с энергопотреблением на задней панели ваших приборов и устройств, просмотрите следующие несколько разделов с справочной информацией, чтобы получить представление об основах электротехники и терминологии.
Предпосылки: основы электротехники
Чтобы понять электрические термины, перечисленные на этикетках прибора или устройства, необходимо понять несколько электрических терминов. Основные термины: напряжение, ток и сопротивление:
.
• Напряжение (Вольт): Разница потенциальной энергии (заряда) между двумя точками в цепи. Одна точка имеет больше энергии, чем другая, и разница между точками называется напряжением.Напряжение измеряется в вольтах.
• Ток (Ампер): Поток электронов (заряд) между двумя точками в цепи. Сила тока измеряется в амперах.
• Сопротивление (Ом): Сопротивление — это электрическое сопротивление (сложность) между двумя точками проводника. Сопротивление измеряется в Ом.
Напряжение, ток и сопротивление связаны уравнением, называемым законом Ома:
V = I x R
где V — вольт, I — ток, а R — сопротивление.При описании напряжения, тока и сопротивления часто используется аналогия «вода, текущая в трубе». Ток аналогичен потоку воды, а напряжение — это давление в трубе. Когда напряжение (давление) выше, будет течь более сильный ток. На рисунке 1 показана аналогия с водой с (а) давлением (напряжением) без тока и (б) давлением (напряжением) и током.
Рисунок 1. Механическое изображение напряжения и тока.
Электроэнергия также может быть выражена в единицах мощности, называемых Вт .Ватт — это единица измерения электрической мощности, представленная током в один ампер в цепи с разностью потенциалов в 1 вольт. Мощность связана с напряжением и током следующим уравнением:
P = I x V
где P — мощность, I — ток, а V — вольты. Мощность (электрическая энергия) измеряется в ваттах или киловаттах. Его также можно измерить с течением времени. Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Вт в определенный момент времени.Киловатт-час (кВтч) — это электрическая энергия, равная мощности, подаваемой одним киловаттом за один час.
Справочная информация: напряжение переменного и постоянного тока
Электрические концепции, которые мы описали до сих пор, являются примерами постоянного тока (DC) . Постоянный ток (DC) — это электрический ток, который течет линейно в постоянном направлении. Существует также другой тип тока, называемый переменным током (AC) , который отличается от постоянного тока, потому что он меняет направление.Рисунок 2 иллюстрирует разницу между этими двумя концепциями. Как показано, постоянное напряжение постоянно. Напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму, что означает, что оно изменяется со временем.
Рисунок 2. Визуальная разница между постоянным и переменным напряжением.
Мы можем использовать предыдущую аналогию с водой для описания переменного тока; вместо воды, текущей по трубе, вода в трубе перемещается вперед и назад с помощью рукоятки, соединенной с поршнем.На рисунке 3 показана иллюстрация этой концепции. Брызги жидкости могут быть очень быстрыми — 50 или 60 циклов в секунду (50 или 60 Гц). Устройства, которые питаются от топливных элементов , или батарей , используют питание постоянного тока; однако устройства, которые подключаются к стене в наших домах, используют переменный ток.
Рисунок 3. Переменный ток Аналогия напряжения (напряжения) и тока.
Проверка необходимой энергии
Чтобы оценить использование энергии в вашем доме, могут помочь следующие источники:
• Счета за электроэнергию
• Рейтинг оборудования
• Ожидаемые профили нагрузки
Посмотрев на свой счет за электроэнергию, вы можете увидеть, как ваши ватты меняются от месяца к месяцу в течение года.Ваше потребление энергии носит сезонный характер и зависит от того, где вы живете. Например, если вы живете в холодном климате, ваши зимние счета могут быть намного выше, чем ваши летние счета из-за необходимости в тепле зимой. В жарком климате ваш летний счет может быть намного выше, чем ваш зимний, из-за того, что кондиционер работает все лето.
Каждый прибор или электронное устройство имеет паспортную табличку, на которой указаны напряжение, сила тока, частота и мощность. Обычно они расположены на задней панели устройства.Эти характеристики представляют собой максимальное количество мощности, которое может быть поставлено; следовательно, номинальная мощность, указанная на паспортной табличке, теоретически соответствует 100-процентному использованию. Многие устройства не работают со 100-процентной загрузкой; поэтому использование номинальных значений на паспортной табличке может привести к завышению требований к мощности. Пример паспортной таблички показан на рисунке 4.
Рисунок 4. Паспортные таблички электронного устройства.
Хотя потребление энергии можно рассчитать на основе ваших счетов за электроэнергию и паспортных табличек устройства, фактические измерения дадут более точные данные.Фактические измерения нагрузки можно получить с помощью ватт-часов. Эти фактические измерения нагрузки часто используются для проектирования PV , топливных элементов и систем резервного питания от батарей. Фактическая нагрузка требуется для определения размера и стоимости системы альтернативной энергии . Часто разработчики систем рекомендуют потребителю изменить свои методы использования энергии, чтобы минимизировать потребление энергии, чтобы фотоэлектрическая система могла быть спроектирована с учетом этих требований вместо установки более крупной системы для компенсации пикового использования.
Расчет потребления энергии
Общее количество энергии, потребляемой вашим домом, можно легко рассчитать, выполнив шесть простых шагов:
1. Укажите количество ватт для каждого прибора или электронного устройства (это называется «нагрузкой» для каждого устройства). Все существующие и планируемые электрические нагрузки должны быть идентифицированы.
2. Оцените среднесуточное использование (количество часов в день, в течение которых прибор или электронное устройство работают)
3. Умножьте мощность устройства на количество часов, в течение которых вы его используете (это даст вам определенное количество «ватт-часов»). Например, если вы используете телевизор на 120 Вт в течение двух часов в день. Вы можете умножить мощность на количество часов, используемых в день, чтобы получить 240 ватт-часов в день.
4. В вашем счете за электричество электричество указано в киловатт-часах. Чтобы сравнить потребление энергии в киловатт-часах, нам нужно будет преобразовать ватт-часы в киловатт-часы. Поскольку 1 киловатт равен 1000 ватт, разделите на 1000, чтобы преобразовать ватт-часы (Втч) в киловатт-часы (кВтч):
240 Втч / 1000 = 0.24 кВтч
5. Чтобы сравнить эти числа с вашим счетом за электроэнергию, нам нужно преобразовать это число в количество часов, которые прибор или устройство использует в месяц. Например, 0,24 кВтч x 30 дней = 7,2 кВтч в месяц.
6. Чтобы рассчитать затраты на электроэнергию и сравнить их с вашим счетом за электричество, посмотрите на свой счет за электричество, чтобы определить, сколько вы платите за кВтч. Если в вашем счете указано, что вы платите 0,12 доллара США за киловатт-час, стоимость может быть оценена следующим образом: 7.2 кВтч в месяц x 0,12 доллара США за кВтч = 0,86 доллара США в месяц.
Вы можете организовать эти числа, как в Таблице 1 ниже.
Электрическая нагрузка Мощность (Вт) Среднее ежедневное использование (ч) Среднесуточная энергия (ватт-часы) Среднесуточная энергия (киловатт-часы) Среднемесячная энергия (киловатт-часы) Стоимость в месяц ($)
Телевидение 120 2 240 0.24 7,2 0,86
Таблица 1. Таблица для расчета среднесуточной энергии.
Заполнив Таблицу 1, вы можете получить хорошую оценку количества электроэнергии, которое вы используете каждый месяц, и связанных с этим затрат. Чтобы определить размер системы накопления энергии, вам также нужно будет посмотреть на требуемую пиковую мощность (максимальное количество энергии, которое может потребоваться в день) и продолжительность средней мощности (наибольший период времени, в течение которого средняя мощность нужный).Среднее энергопотребление определяет общее количество энергии, потребляемой за день.
Заключение
В этом посте мы рассмотрели основные электрические термины, такие как напряжение, ток, сопротивление, мощность, постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Затем мы использовали эти концепции для расчета потребности в энергии для прибора или устройства. Эти потребности в энергии можно использовать для оценки общего потребления энергии и связанных с этим затрат на эту энергетическую нагрузку. Расчет этих требований может помочь вам уменьшить ваши счета за электроэнергию и помочь вам определить размер фотоэлектрической, резервной аккумуляторной батареи или другой альтернативной энергетической системы.

Энергопри-нимающие бытовые устройства	Номинальная мощность, Вт	Энергопри-нимающие бытовые устройства	Номинальная мощность, Вт
Телевизор	60-300	Теплый пол (на 1 кв. м)	60
Холодильник	70-300	Чайник	1500—2000
Стиральная машина	1500—2600	Проточный водонагреватель	1500—2000
Электрическая плита	1000—2500	Посудомоечная машина	2000
Электрический обогреватель	1000—4000	Освещение (на 1 кв. м)	30
Кондиционер	800-1200	Бойлер	700-2000
Фен	400-2000	Компьютер (стационарный)	70-500
Утюг	400-2500	Ноутбук	30-200
Пылесос	800-2500	Принтер	11-22

Энергопринимающие устройства	Коэффициент использования
Освещение	0,7
Телевизор	0,7
Бытовая электроника	0,2
Холодильник	0,8
Посудомоечная машина	0,1
Стиральная машина	0,1
Утюг	0,1
Пылесос	0,1
Бойлер	0,2
Электрообогреватель	0,5

Электрическая нагрузка	Мощность (Вт)	Среднее ежедневное использование (ч)	Среднесуточная энергия (ватт-часы)	Среднесуточная энергия (киловатт-часы)	Среднемесячная энергия (киловатт-часы)	Стоимость в месяц ($)
Телевидение	120	2	240	0.24	7,2	0,86

Расчет примерной мощности электроприборов

Содержание

Простой способ расчёта мощности электроприборов

Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой

основные характеристики, определение, формулы для расчета

Характеристика величин

Потребление электроэнергии

Проведение расчетов в интернете

Устройства для определения мощности

Мощность основных бытовых электроприборов и расчет потребляемой жилым помещением мощности

Как можно определить мощность бытовых электроприборов

Паспортные данные электроприборов

Как определить мощность, вспомнив закон Ома

Определение потребляемой мощности с помощью электросчетчика

Использование токовых клещей

Расчет потребления электроэнергии: онлайн калькулятор

Учет электроэнергии

Вычисление потребляемой мощности

Определение мощности по потребляемому току

Заключение

Как рассчитать электроэнергию в доме

Расчет электроэнергии для инвалида и его семьи

Как проконтролировать расход электроэнергии в доме своими руками

Способы рассчитать потребление электроэнергии в доме

Верить или не верить паспортным данным электроприборов

Заключение

Отправить комментарий

Расчет потребления электроэнергии по мощности: как рассчитать киловатты

Как посчитать потребление электроэнергии, зная мощность

Применение расчета энергопотребления на практике

Коэффициент использования (загрузки) электрических приборов

Калькуляторы расчета энергопотребления

Рассчитайте затраты на электроэнергию для ваших устройств с помощью этой формулы

Как рассчитать мощность (Вт)

Полная мощность (ВА)

Реальная мощность (Вт)

Что такое коэффициент мощности?

Почему важен коэффициент мощности?

Пример — расчет фактической мощности телевизора

Мощность | Физика

Задачи обучения

Что такое сила?

Мощность

Расчет мощности по энергии

Пример 1. Расчет мощности для подъема по лестнице

Стратегия и концепция

Обсуждение

Установление соединений: домашнее расследование — измерьте номинальную мощность

Примеры силы

Мощность и энергопотребление

Пример 2. Расчет затрат на электроэнергию

Стратегия

Решение

Обсуждение

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

Задачи и упражнения

Глоссарий

Избранные решения проблем и упражнения

Уравнение электрической энергии

Формула электрической энергии

Закон Ома

Формула для расчета мощности от электрической энергии

Примеры электроэнергии

Важные факты, касающиеся уравнений электрической энергии

Электроэнергия прочие

Как определить электрическую нагрузку вашего дома

Электроэнергия — Веб-формулы

Как оценить потребности в электроэнергии

Leave a Reply Отменить ответ