Единицы измерения: вольт, ампер и ом
Чтобы иметь возможность делать осмысленные утверждения об этих величинах в цепях, нам нужно уметь описывать их количества так же, как мы могли бы количественно определить массу, температуру, объем, длину или любые другие физические величины. Для массы мы можем использовать единицы «килограмм» или «грамм». Для температуры мы можем использовать градусы Фаренгейта или градусы Цельсия. В таблице ниже приведены стандартные единицы измерения электрического тока, напряжения и сопротивления:
| Величина | Символ | Единица измерения | Сокращение единицы измерения |
|---|---|---|---|
| Ток | I | Ампер | А |
| Напряжение | V | Вольт | В |
| Сопротивление | R | Ом | Ом |
«Символ», присвоенный каждой величине, представляет собой стандартную букву латинского алфавита, используемую для представления этой величины в формулах. Подобные стандартизированные буквы распространены во всех физических и технических дисциплинах и признаны во всем мире. «Сокращение единицы измерения» для каждой величины представляет собой алфавитный символ(ы), используемый в качестве сокращенного обозначения конкретной единицы измерения.
Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: ампер в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта, а ом в честь немца Георга Симона Ома.
Математический символ для каждой величины также имеет значение. «R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя («Resistance» и «Voltage», соответственно), тогда как «I» для тока кажется немного странным. Предполагается, что буква «I» должна представлять «интенсивность» («Intensity»)(потока заряда). Судя по исследованиям, которые мне удалось провести, кажется, что есть некоторые разногласия по поводу значения слова «I». Другой символ напряжения, «E», означает «электродвижущую силу» («Electromotive force»). Символы «E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя в некоторых текстах «E» зарезервировано для обозначения напряжения на источнике (таком как батарея или генератор), а «V»– для обозначения напряжения на любом другом элементе.
Все эти символы выражаются заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток) описывается в терминах короткого периода времени (так называемые «мгновенные» значения). Например, напряжение батареи, которое стабильно в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой «E», тогда как пиковое напряжения при ударе молнии в тот самый момент, когда она попадает в линию электропередачи, скорее всего, будет обозначаться строчной буквой «е» (или строчной буквой «v»), чтобы отметить это значение как имеющееся в один момент времени. Это же соглашение о нижнем регистре справедливо и для тока: строчная буква «i» представляет ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений в цепях постоянного тока, которые стабильны во времени, будут обозначаться заглавными буквами.
Номинальная и фактическая мощность
Чем отличаются кВа и кВт?
Вольт-ампер (ВА или VA) – единица, используемая для обозначения полной мощности переменного тока, определяемая как произведение силы тока действующей в цепи (измеряется в амперах, сокращенно A) и напряжения на зажимах цепи (измеряется в вольтах, сокращенно B).
Ватт (Вт или W) – единица , применяемая для измерения мощности. Своим названием данная единица обязана шотландско-ирландскому изобретателю Джеймсу Уатту. 1 ватт – мощность, при которой за время равное 1с. совершается работа в 1Дж. Ватт является единицей активной мощности, значит, 1 ватт – мощность постоянного электрического тока силой 1A при напряжении равном 1B.
!Выбирая дизельный генератор нужно помнить о том, что полная мощность, потребляемая прибором, измеряется в кВА, а активная мощность, затрачиваемая на то, чтобы совершить полезную работу измеряется в кВт. Полная мощность рассчитывается как сумма двух слагаемых реактивной мощности и активной мощности. Весьма часто отношение полной и активной мощностей имеет различные значения для разных потребителей, поэтому, для того, чтобы найти суммарную мощность всего потребляющего оборудования требуется провести суммирование полных, а не активных мощностей оборудования.
Мощность большинства промышленных электроприборов определяется в ваттах, это активная мощность, выделяющаяся на резистивной нагрузке (лампочка, нагревательные приборы, холодильник и т.п.).
Обычно под потребляемой мощностью понимают именно активную мощность, полностью идущую на полезную работу. В случае, если речь идет об активном потребителе (чайник, лампа накаливания), то на нем, как правило, написаны номинальное напряжение и номинальная мощность в Вт, этой информации достаточно, чтобы вычислить косинус «фи».
Угол «фи» – это угол между напряжением и током. Для активных потребителей угол «фи» равен 0, а, как известно, cos(0) = 1. Для того, чтобы вычислить активную мощность (обозначается P) нужно найти произведение трех множителей: тока через потребитель, напряжения на потребителе, косинуса «фи», то есть провести расчёты по формуле
Рассмотрим пример для ТЭНа. Так как это активный потребитель, то cos(0) = 1. Полная мощность (обозначаемая S) будет равна 10кВА. Следовательно, P=10× cos(0)=10 кВт — активная мощность.
Если же речь идет о потребителях, имеющих не только активное, но и реактивное сопротивление, то на них, как правило, указывается P в Вт (активная мощность) и величина косинуса «фи».
Приведем пример для двигателя, на бирке которого написано: P=5 кВт, сos(φ)=0.8, отсюда следует, что этот двигатель, работая в номинальном режиме будет потреблять S = P/сos(φ)=5/0,8= 6,25 кВа — полная (активная) мощность и Q = (U×I)/sin(φ) — реактивная мощность.
Чтобы найти номинальный ток двигателя необходимо разделить его полную мощность S на рабочее напряжение равное 220 B.
Однако номинальный ток можно также прочитать на бирке.
Чтобы увидеть разницу между кВА и кВт на практике, изучите товары в разделе Дизельные генераторы >>
Почему мощность на генераторах указывается в ВА?
Ответ следующий: пусть мощность стабилизатора напряжения, указанная на бирке равна 10000 ВА, если к этому трансформатору подключить некоторое количество ТЭНов, то отдаваемая трансформатором мощность (трансформатор работает в номинальном режиме) не превысит 10000 Вт.
КАК НА ВЫХОДЕ ПОЛУЧАЕТСЯ ПОСТОЯННЫЙ ТОК
Для того, чтобы можно было пользоваться генератором, как источником энергии, ток нужно сгладить. Если увеличить количество рамок до двух и расположить их перпендикулярно друг другу. Тогда пиковые значения Е и, соответственно, тока будут возникать уже каждые четверть оборота.
Если их соединить последовательно, индуцируемый ток будет суммироваться. А его выходная характеристика будет иметь вид двух, смещенных между собой на четверть периода выпрямленных синусоид. Пульсация значительно уменьшится.
Если количество последовательных рамок еще увеличивать, тогда значение тока будет все больше приближаться к идеальной прямой. Кроме того, величина электродвижущей силы напрямую зависит от длины проводника. Поэтому количество рамок делают большим, а их совокупность и составляет обмотку вращающейся части генератора — якоря.
Для последовательного соединения витков обмотки, конец предыдущего нужно соединить с началом следующего. Делают это на полукольцах или, как их называют, пластинах. Их количество будет равняться количеству витков.
Другим фактором, влияющим на величину Е, является сила магнитного поля. Индукция магнитного потока обычного магнита слишком маленькая, а потери в среде между двумя полюсами наоборот очень большие.
Для решения первой проблемы вместо постоянного магнита используют гораздо более сильный электромагнит. Для решения второй проблемы сердечник якоря выполняют из стали. Также уменьшают до самого минимума зазор между якорем генератора и полюсами электромагнита.
Ток, протекающий в якоре, образуют своего рода электромагнит, и создает свое магнитное поле. Это явление называется реакция якоря. В нем также возникает реактивная э.д.с. Вместе они искажают магнитное поле. Чтобы это скомпенсировать, устанавливаются добавочные полюса. Они включаются в цепь якоря и полностью перекрывают это негативное воздействие.
По источнику тока возбуждения генераторы бывают:
- с независимым возбуждением;
- с самовозбуждением.
Необходимый для работы генератора магнитный поток создается благодаря току, проходящему через обмотки главных полюсов. Этот ток называется током возбуждения. При независимом возбуждении обмотка питается от аккумулятора или другого источника питания. При самовозбуждении питается током якоря.
Благодаря тому, что сердечники полюсов обладают остаточным магнетизмом, они создают небольшой магнитный поток. Если якорь начинает вращаться, этого потока достаточно для появления в витках якоря небольшого индукционного тока.
Этот ток, попадая в обмотку возбуждения полюсов, усиливает рабочий магнитный поток. Это приводит к увеличению тока в якоре и происходит цепная реакция. Таким образом, генератор быстро выходит на расчетную мощность.
По схеме подключения обмотки якоря к обмотке возбуждения генераторы с самовозбуждением делятся на три типа:
- с параллельным возбуждением;
- с последовательным возбуждением;
- со смешанным возбуждением.
Схема возбуждения влияет на характеристики генератора и особенности его применения. Основным его параметром является внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения на выходе от тока нагрузки при заданной частоте вращения и параметрах возбуждения. Также к основным характеристикам относится мощность и КПД, который достигает 90-95%.
Выбор генератора по мощности
Выбирая генератор, потребитель обращает внимание на различные параметры установки – вес, запас моторесурса, мобильность, наличие дополнительного функционала, цену, и т.д. Но в первую очередь необходимо выбирать установку, ориентируясь на ее мощность
Как правильно рассчитать этот показатель и на что обратить внимание?
Чтобы было понятней, разберем эту ситуацию на простом примере. Допустим, в нашем пользовании имеются такие бытовые приборы: пылесос, калорифер, морозильник. Мощность этих бытовых приборов составляет соответственно 1 кВт, 2 кВт и 0,3 кВт. Получается, чтобы обеспечить работу этих приборов, нам необходим генератор мощностью не менее 3 кВт. Чтобы понять это, разберемся в таком понятии, как номинальная мощность генератора.
Номинальная, или, как ее еще называют, реальная мощность установки, существенно отличается от максимальной. В технической документации производители чаще всего указывают именно максимальные показатели по мощности для данной модели генератора. Стоит отметить, что с такой нагрузкой установка без критических последствий может работать очень непродолжительное время – в некоторых случаях это секунды, иногда 1-2 минуты. В то же время реальная, или номинальная мощность несколько ниже максимального показателя. Для ее расчета необходим коэффициент мощности cos φ. Этот показатель определяется отношением активной мощности к полной.
BELARUS-80.1/82.1
Трактор предназначен для выполнения различных сельскохозяйственных работ с навесными, полунавесными и прицепными машинами и орудиями, транспортных работ. Экологический стандарт Stage II. Трактор BELARUS-80.1 — передняя ось. Трактор BELARUS-82.1 — передний ведущий мост портального типа с коническими редукторами.
| Двигатель | Д-243S2 |
| Мощность, кВт (л. с.) | 60 (81) |
| Колёсная формула | 4х2/4×4 |
- Главная
- Продукция
- Тракторы
- Базовая модель BELARUS-80.1
Технические характеристики
| Двигатель | |
| Тип | Дизель с непосредственным впрыском топлива |
| Модель | Д-243S2 (ММЗ) |
| Мощность двигателя, кВт (л.с.) | 60 (81) |
| Номинальная частота вращения, об/мин | 2200 |
| Число цилиндров, шт. | 4 |
| Рабочий объём, л | 4,75 |
| Максимальный крутящий момент, Н•м | 298 |
| Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт•ч | 244 |
| Коэффициент запаса крутящего момента, % | 15 |
| Ёмкость топливного бака, л | 130 |
| Трансмиссия | |
| Муфта сцепления | сухая, однодисковая |
| Коробка передач | механическая, ступенчатая |
| Число передач: вперёд/назад | 18/4 |
| Скорость движения: вперёд/назад | 1,9-34,3/4,09-9,22 |
| Задний ВОМ: | |
| независимый I, об./мин. | 540 |
| независимый II, об./мин. | 1000 |
| синхронный, об./м пути | 3,4 |
| Гидронавесная система | |
| Универсальная, раздельно-агрегатная с высотным регулированием, по заказу – с силовым и позиционным регулированием глубины обработки почвы. | |
| Грузоподъёмность заднего НУ на оси подвеса, кг | 3200 |
| Максимальное давление, МПа | 20 |
| Производительность насоса, л/мин. | 45 |
| Ёмкость гидросистемы, л | 25 |
| Размеры и масса | |
| Длина общая, мм | 4120 |
| Ширина (по концам полуосей задних колёс), мм | 1970 |
| Высота по кабине, мм | 2780/2800 |
| База трактора, мм | 2370/2450 |
| Колея, мм: | |
| по передним колесам | 1350-1850/1430-1990 |
| по задним колесам | 1500-2100 |
| Агротехнический просвет, мм | 645 |
| Наименьший радиус поворота, м | 3,8/4,1 |
| Глубина преодолеваемого брода, м | 0,85 |
| Масса эксплуатационная, кг | 3770/4000 |
| Шины: | |
| передних колёс | 9,0-20/11,2-20 |
| задних колёс | 15,5R38 |
| Колёсная формула | 4х2/4х4 |
- Двигатель Stage 0 (Д-243);
- Двигатель Stage I (Д-243С);
- Реверс-редуктор;
- Грузы балластные задних колес;
- Грузы балластные передние;
- Металлокерамические накладки муфты сцепления;
- Ходоуменьшитель;
- Силовой регулятор ЗНУ;
- Совмещенное прицепное устройство (гидрокрюк, тяговый брус, маятник);
- Комплект для сдваивания задних колес;
- Сиденье дополнительное;
- Тент-каркас, основание тента;
- Кондиционер;
- ПВМ с планетарно-цилиндрическими редукторами.
Агрегатирование
Плуг трёхкорпусный навеснойПКМП-3-40Р предназначен для обработки .
Плуг трёхкорпусный навесной ПЛН-3-35П (в дальнейшем плуг) .
Режим – номинальная нагрузка – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Режим – номинальная нагрузка
Режим номинальной нагрузки для теплофикационной турбины – это режим, при котором достигается мощность, указываемая в технических условиях на поставку, т.е. наибольшая мощность, которую может длительно развивать турбоагрегат на зажимах генератора при номинальных значениях тепловых отборов всех основных параметров ( свежего пара, промежуточного перегрева, в отборах и конденсаторе) и при использовании нерегулируемых отборов пара для постоянных собственных нужд энергоблока и при полностью открытых регулирующих клапанах.
В режиме номинальной нагрузки ( рис. 22 6) токи фаз равны номинальному току.
Двигатель параллельного возбуждения работает в режиме номинальной нагрузки.
Таким образом, наиболее экономичным является режим номинальной нагрузки. Это справедливо для всех отечественных энергоблоков.
Определить напряжение на обмотке возбуждения в режиме номинальной нагрузки, если индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря Ха 0 31 Ом, сопротивление обмотки возбуждения Rf 0 678 Ом, главное индуктивное сопротивление обмотки якоря, рассчитанное без учета насыщения, Ха 4 6 Ом.
Снятие вибрационных характеристик насоса производится в режиме номинальных нагрузок. Задвижкой устанавливается давление на выходе насоса, соответствующее его номинальной производительности. Вибрацию измеряют в трех радиальных точках, расположенных в районе верхнего подшипника насоса и соориентированных под углом 120, и одной аксиальной, расположенной на фланце задвижки.
При переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки коэффициент мощности возрастает от значения cos. При дальнейшем росте нагрузки coscpj несколько уменьшается.
При переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки коэффициент мощности возрастает от значения созф. При дальнейшем росте нагрузки созф1 несколько уменьшается.
Предположим, что синхронный генератор работал в режиме номинальной нагрузки, а затем нагрузка была полностью сброшена, но скорость вращения и ток возбуждения при этом остались неизменными. Для определения этой величины проделаем следующее ( рис. 16.14): в одних осях координат построим характеристики холостого хода и короткого замыкания.
Особенностями двигателей электробуров являются повы шейное скольжение в режиме номинальной нагрузки и значи тельный пусковой момент, достигающий ( 1 2 – il 7) MH. Выбо ] такой характеристики обусловлен стремлением обеспечить мак симально возможный пусковой момент, сопровождаемый не большой кратностью пускового тока.
Изменение напряжения генератора характеризуется повышением напряжения при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода, отнесенным к номинальному напряжению ( фиг.
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Измерения
Как показано выше, некоторые исходные данные можно получить в ходе практических измерений. Ниже отмечены особенности типовых специализированных приборов.
Прямые замеры
Ваттметры выпускают в разных модификациях для сетей ~220V и ~380V. Соответствующие коррекции делают в процессе выполнения рабочих операций. Следует подключать щупы с учетом инструкций производителя и соответствующего расположения проводников. Как правило, в конструкциях приборов применяют две катушки с параллельным и последовательным подсоединением к нагрузке. Для повышенной точности пользуются профессиональными приборами «лабораторной» категории.
Косвенные замеры
Эти операции выполняют с применением мультиметров. Измеряют сопротивление, ток и напряжение, после чего вычисляют мощность.
Фазометры
С помощью этих приборов измеряют фазовый сдвиг между несколькими электрическими параметрами. Таким аппаратом можно определить cos ϕ, если паспортное значение отсутствует в сопроводительных документах к оборудованию.
Регулирование cos
Отмеченное выше негативное влияние реактивных составляющих компенсируют специальными дополнениями в общую электрическую схему. Расчеты выполняют с применением представленных формул.
Формулы и единицы измерения
Единица измерения реактивной мощности такая же, как у полной – вольт-амперы, Вар, а для расчета активной используется единица в виде Вт.
Что такое активная и реактивная мощность в совокупности – так называемая полная мощность. Она рассчитывается по следующей простой формуле:
√ (Активная мощность2 + Реактивная мощность2)
То есть требуется найти квадратный корень из суммы квадрата активной и квадрата реактивной мощностей.
Как найти реактивную мощность:
√ (Полная мощность2 – Активная мощность2)
То есть квадратный корень из вычитания квадрата активной мощности из квадрата полной мощности. Когда речь заходит о вычислении активной мощности, то применяется, соответственно, формула:
√ (Полная мощность2 – Реактивная мощность2)
Квадрат из вычитания квадрата реактивной мощности из квадрата полной мощности.
Также могут понадобиться другие формулы для точных вычислений в некоторых случаях. Для однофазных цепей может применяться своя формула:
P = V I cosθ
А в трехфазных цепях уже будет действовать следующий вариант:
P = √3 VL IL cosθ
Какой лучше выбрать генератор для дома с автозапуском или без?
Возможно здесь все однозначно. Если дома есть мужчина и нет желания переплачивать деньги, то можно взять бюджетный генератор с ручным запуском поставить обычный рубильник на два выхода. На этом все. Плюс такого подключения — экономия около 35-40 тыс. руб. Дешевле генератор, не нужен АВР.
Соответственно если дома жена, дети, а вы уезжаете из Подмосковья в Москву. То возможно лучше переплатить и сделать автоматический запуск при пропадании электроэнергии. Здесь потребуется генератор с электрическим стартером и плюс ко всему АВР (автоматический ввод резерва об этом устройстве подробнее в другой статье).
Как обычно все не так просто. Чтобы генератор запустился именно тогда, когда это нужно, необходимо следить за уровнем топлива. Если генератор простоит год или больше без единого запуска велика вероятность, что в момент острой необходимости он не заведется по команде контроллера. Плюс ко всему аккумуляторные батареи имеют свойство терять емкость со временем т.о. за из состоянием нужно смотреть.
Стоит упомянуть, что генератор до 5 кВт мощности (номинальной) заводятся ручным запуском относительно несложно, а вот большей мощности вам может не хватить духа и лучше иметь электрический стартер. Проверено на многих изделиях эмпирическим путем.
Мощность электрического тока расчет и формулы
Чтобы рассчитать текущую мощность в ваттах, умножьте ток в амперах на напряжение в вольтах. Обозначьте мощность электрического тока латинским символом P, так что приведенное выше правило можно записать в виде математической формулы P = I × U (1).
Мы используем эту формулу на практике. Необходимо рассчитать, сколько электрического тока необходимо для нагрева нити лампы, если напряжение нити составляет 4 В, а ток нити – 75 мА. P = 0,075 А × 4 В = 0,3 Вт. Мощность электрического тока можно определить и другим способом. Например, мы знаем силу тока и сопротивление цепи, но напряжение неизвестно, поэтому воспользуемся соотношением закона Ома: U = I × R Подставим правую часть формулы (1) IR вместо напряжения U. P = I × U = I × IR или P = I2 × R.
Рассмотрим пример расчета: какая мощность теряется в реостате с сопротивлением 5 Ом, если через него протекает ток, с силой 0,5 А. По формуле (2) рассчитываем:. P = I2 × R = 0,52 × 5 = 0,25 × 5 = 1,25 Вт. Кроме того, мощность электрического тока может быть рассчитана, если напряжение и сопротивление известны, но величина тока неизвестна.
Для этого вместо силы тока I в формулу подставляется соотношение U / R, поэтому формула принимает следующий вид: P = I × U = U2 / R (3) Давайте проанализируем другой практический пример, используя эту формулу при падении напряжения на реостате с сопротивлением 5 Ом 2,5 вольт мощность, потребляемая реостатом, будет определяться: P = U2 / R = (2,5) 2/5 = 1,25 Вт; Вывод: Чтобы найти мощность, необходимо знать любые две величины закона Ома. Мощность электрического тока равна произведенной с течением времени работе тока. P = A / t
Основные электрические формулы
Пример расчета полной мощности для электродвигателя
Отдельный интерес представляет собой нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как электрические величины, протекающие в ней, напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного прибора, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.
Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:
S = 3*Uф*Iф
В случае выполнения расчетов с линейным напряжением, чтобы найти мощность формула примет вид:
Активная и реактивная мощности будут вычисляться по аналогии с сетями переменного тока, как было рассмотрено ранее.
Теперь рассмотрим вычисления на примере конкретной электрической машины асинхронного типа. Следует отметить, что официальная производительность, указываемая в паспортных данных электродвигателя – это полезная мощность, которую двигатель может выдать при совершении оборотов вала. Однако полезная кардинально отличается от полной, которую можно вычислить за счет коэффициента мощности.
Рис. 2. Шильд электродвигателя
Как видите, для вычислений с шильда мы возьмем следующую информацию об электродвигателе:
- полезная производительность – 3 кВт, а в переводе на систему измерения – 3000 Вт;
- коэффициент полезного действия – 80%, а в пересчете для вычислений будем пользоваться показателем 0,8;
- тригонометрическая функция соотношения активных и реактивных составляющих – 0,74%;
- напряжение, при соединении обмоток треугольником составит 220 В;
- сила тока при том же способе соединения – 13,3 А.
С таким перечнем характеристик можно воспользоваться несколькими способами:
S = 1,732*220*13,3 = 5067 Вт
Чтобы найти искомую величину, сначала определяем активную составляющую:
P = Pполезная / КПД = 3000/0.8 = 3750 Вт
Далее полную по способу деления активной на коэффициент cos φ:
S = P/cos φ = 3750/0.74 = 5067 Вт
Как видите, и в первом, и во втором случае искомая величина получилась одинакового значения.