Единица измерения мощности: обозначение и расчет ватта и киловатта

Содержание

Предыстория

Лошадиная сила

(русское обозначение: л. с.; английское: ; немецкое: ; французское: ) — внесистемная единица мощности.

В мире существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила». В России, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная точно 735,49875 ваттам.

В настоящее время в России формально лошадиная сила выведена из употребления, однако до сих пор применяется для расчёта транспортного налога и ОСАГО. В России и во многих других странах она всё ещё очень широко распространена в среде, где используются двигатели внутреннего сгорания (автомобили, мотоциклы, тракторная техника, мотокосы и триммеры).

Соотношения

Название	Формула	Мощность в ваттах
Метрическая лошадиная сила	≡ 75 кгс·м/с	= 735,49875 Вт (точно)
Механическая лошадиная сила Индикаторная лошадиная сила	≡ 33 000 фут·lb_f/мин ≡ 550 фут·lb_f/с	= 745,69987158227022 Вт
Электрическая лошадиная сила		= 746 Вт
Котловая лошадиная сила	≡ 33 475 BTU/ч	= 9809,5 Вт

Мощность двигателя

Для мощностей автомобильных двигателей есть не только разные единицы измерения, но и разные способы измерения, дающие разные результаты. Стандартный способ измерения мощности, принятый в Европе, использует киловатты. Если же мощность дана в лошадиных силах, то способы измерения в разных странах могут отличаться (даже если используются одни и те же лошадиные силы).

В США и Японии используют свои стандарты определения лошадиных сил двигателя, но они уже давно практически полностью унифицированы с другими. И в Америке, и в Японии существуют два вида показателей:

Ватт

(русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).

Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом.

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.

Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.

Кратные	Дольные
величина	название	обозначение	величина	название	обозначение
101 Вт	декаватт	даВт	daW	10−1 Вт	дециватт	дВт	dW
102 Вт	гектоватт	гВт	hW	10−2 Вт	сантиватт	сВт	cW
103 Вт	киловатт	кВт	kW	10−3 Вт	милливатт	мВт	mW
106 Вт	мегаватт	МВт	MW	10−6 Вт	микроватт	мкВт	µW
109 Вт	гигаватт	ГВт	GW	10−9 Вт	нановатт	нВт	nW
1012 Вт	тераватт	ТВт	TW	10−12 Вт	пиковатт	пВт	pW
1015 Вт	петаватт	ПВт	PW	10−15 Вт	фемтоватт	фВт	fW
1018 Вт	эксаватт	ЭВт	EW	10−18 Вт	аттоватт	аВт	aW
1021 Вт	зеттаватт	ЗВт	ZW	10−21 Вт	зептоватт	зВт	zW
1024 Вт	иоттаватт	ИВт	YW	10−24 Вт	иоктоватт	иВт	yW

Статья из популярной энциклопедии.

Средства измерения напряжения

В ходе изучения и познания окружающего мира, способы и средства измерения напряжения значительно эволюционировали от примитивных органолептических методов

— русский учёный Петров срезал часть эпителия на пальцах, чтобы повысить чувствительность к действию электрического тока — до простейших индикаторов напряжения и современных приборов разнообразных конструкций на основе электродинамических и электрических свойств различных веществ.

К слову сказать, начинающие радиолюбители легко отличали «рабочую» плоскую батарейку на 4,5 В от «подсевшей» без каких-либо приборов по причине их полного отсутствия, просто лизнув её электроды. Протекавшие при этом электрохимические процессы давали ощущение определённого вкуса и лёгкого жжения. Отдельные выдающиеся личности брались определять таким способом пригодность батареек даже на 9 В, что требовало немалой выдержки и мужества!

Примером простейшего индикатора — пробника сетевого напряжения — может служить обыкновенная лампа накаливания с рабочим напряжением не ниже напряжения сети. В продаже имеются простые пробники напряжения на неоновых лампах и светодиодах, потребляющие малые токи

Осторожно, использование самодельных конструкций может быть опасным для Вашей жизни!

Необходимо отметить, что приборы для измерения напряжения (вольтметры) весьма отличаются друг от друга в первую очередь по типу измеряемого напряжения — это могут быть приборы постоянного или переменного тока

Вообще, в измерительной практике важно поведение измеряемого напряжения — оно может быть функцией времени и иметь различную форму — быть постоянным, гармоническим, негармоническим, импульсным и так далее, и его величиной принято характеризовать режимы работ электротехнических цепей и устройств (слаботочные и силовые)

Различают следующие значения напряжения:

мгновенное,
амплитудное,
среднее,
среднеквадратичное (действующее).

Мгновенное значение напряжения U i (см. рисунок) — это значение напряжения в определенный момент времени. Его можно наблюдать на экране осциллографа и определять для каждого момента времени по осциллограмме.

Амплитудное (пиковое) значение напряжения U a — это наибольшее мгновенное значение напряжения за период. Размах напряжения U p-p — величина, равная разности между наибольшим и наименьшим значениями напряжения за период.

Среднее квадратичное (действующее) значение напряжения U rms определяется как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений напряжения.

Все стрелочные и цифровые вольтметры обычно градуируются в среднеквадратических значениях напряжения.

Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения — это среднее арифметическое всех его мгновенных значений за время измерения.

Средневыпрямленное напряжение определяется как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период.

Разность между максимальным и минимальным значениями напряжения сигнала называют размахом сигнала.

Сейчас, в основном, для измерения напряжения используются как многофункциональные цифровые приборы, так и осциллографы — на их экранах отображается не только форма напряжения, но и существенные характеристики сигнала. К таким характеристикам относится и частота изменения периодических сигналов, поэтому в технике измерений важен частотный предел измерений прибора.

Ватт — единица измерения мощности в системе СИ

Из определения мощности видно, что за единицу измерения мощности можно принять:

\=\frac{Дж}{с}.\]

Однако у единицы мощности есть собственное название: ватт — единица измерения мощности. Обозначается ватт как Вт. Мощность равна 1 Вт, если за одну секунду совершается работа равная одному джоулю. Необходимо отметить, что ватт — единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ). Ватт не является основной единицей измерения в системе СИ. Свое название ватт получил в честь изобретателя Дж. Ватта.

Ватт как единицу измерения мощности стали применять после 1882 года. До этого момента мощность рассчитывали в лошадиных силах или в фут-фунтах в минуту. В системе СИ ватт — единица измерения мощности, начиная с 1960 г (с момента принятия самой системы).

Используя определение мгновенной мощности (2), легко получить комбинацию основных единиц измерения, из которых получается ватт.

\=Н\cdot \frac{м}{с}=кг\cdot \frac{м}{с^2}\cdot \frac{м}{с}=кг\cdot \frac{м^2}{с^3}.\]

Определения (1) и (2) — это механические определения мощности. Выделим еще электрическую мгновенную мощность:

где $I$ — сила тока на некотором участке цепи; $U$ — напряжение на рассматриваемом участке. Ватт — единица измерения электрической мощности, при этом из определения (3), следует, что:

\=А\cdot B,\]

где $\left=A$ (ампер); $\left=B$ (вольт).

Различия между «кВА» и «кВт»

Часто в ценах разных производителей электрическая мощность оборудования не указана в обычных киловаттах (кВт), а в «таинственном» кВА (киловольт-ампер).

Как понять потребителя, сколько «кВА» ему нужно?

Существует активная концепция (измеренная в кВт) и полная мощность (измеренная в кВА).

Общая мощность переменного тока является результатом текущего значения тока в цепи и эффективного значения напряжения на его концах. Общая сила имеет ощущение, что она называется «по-видимому», поскольку эта способность не может быть задействована в выполнении работы.

Общая мощность — это мощность, передаваемая источником, некоторые преобразуются в тепло или работу (активная мощность), а другая часть передается электромагнитным полям схемы — этот компонент учитывается путем введения так называемого. реактивная мощность.

Общая и активная мощность — это разные физические величины с мощностью.

Все о единицах мощности

Единицей измерения мощности принято считать ватт. Эта единица была изобретена инженером Джеймсом Уаттом в то самое время, когда появилась паровая машина. Ученому необходимо было усовершенствовать свое изобретение, чтобы его работа была продуктивной. Поэтому ему пришлось сравнивать заданную величину машины с мощностью лошадиной силы. Главной его задачей было определить, сколько лошадь выполнит работы за заданное время. В результате эксперимента была определена единица одной лошадиной силы, что составило 746 ватт.

Бытовые электроприборы обязательно маркируются потребляемой мощностью. В некоторых светильниках, например, нельзя использовать лампочку большей производительности, чем 60 ватт. Такие ограничения указывают на то, что если в патрон вкрутить лампу с мощностью выше, чем у светильника, то электроприбор просто не выдержит такую нагрузку и будет поврежден. Лампочка тоже может прослужить менее определенного срока эксплуатации. Это относится к лампам накаливания. Недавно изобретенные лампы со светодиодными и люминесцентными излучателями подходят для любых светильников, так как они имеют небольшую мощность и хорошо разгораются при накаливании, из-за чего пользуются широким спросом у большого числа потребителей.

Электроприборы очень сильно отличаются друг от друга по своей мощности. Эти параметры зависят и от того, кто их изобрел и от качества электродеталей, вложенных при производстве техники. Итак, характеристика мощности некоторых электроприборов имеет такие примерные данные:

мощность кондиционеров и сплит-систем составляет 20-40 кВт;
мощность оконных кондиционеров может составить от 1 до 2 кВт;
мощность духовых шкафов от 2,1 до 3,6 кВт;
машины для стирки и сушки могут потреблять от 2 до 3,5 кВт;
в машинах для мытья посуды единица измерения составит от 1,5 до 2,5 кВт;
электрочайники потребляют 2 кВт;
в микроволновых печах мощность составляет от 0,5 до 1,5 кВт;
холодильные агрегаты потребляют до 1 кВт;
в тостерах мощность может колебаться до 1 кВт.

Для измерения этой величины в наше время используют специальный прибор – динамометр. Такое устройство позволяет измерять такую единицу как в бытовых целях, так и в производственных.

Дольные единицы Вт

Выяснив, что измеряется в ваттах, можно перейти к важным для практики нюансам. В некоторых ситуациях базовые единицы слишком велики для оценки рабочих параметров. Так, некоторые датчики (тепла, освещенности) потребляют минимум электроэнергии. Мощность подходящего блока питания можно определить после выполнения расчета. Для удобства вместо 1 ватт применяют дробные значения:

10-3 – мвт, милливатт;
10-6 – мквт, микроватт;
10-9 – нвт, нановатт.

Зептоватты (10-21) и другие мельчайшие единицы практического значения в быту не имеют. Этими значениями пользуются при теоретических вычислениях различных физических процессов.

Ватт – единица измерения чего?

Начиная с того судьбоносного года, когда британцы ввели традицию использования ватта, постепенно во всем мире стали переходить на него, взамен устаревших и непрактичных лошадиных сил. С появлением системы СИ он был внесен в нее и стал использоваться повсеместно.

Итак, какая физическая величина имеет единицу измерения «ватт»? Вспомним уроки физики: правильный ответ на этот вопрос – мощность.

Свое название ватт получил в честь своего «отца» — шотландца Джеймса Ватта. В сокращении данная единица пишется всегда с большой буквы – Вт (W – согласно международном нормам системы СИ), а полностью – с маленькой «ватт» (watt).

Являясь не основной, а производной единицей (согласно стандарту СИ), рассматриваемая единица находится в зависимости от метра, килограмма и секунды. На практике это означает, что один ватт — это мощность, при которой совершается один джоуль работы за одну секунду времени. То есть, получается следующая зависимость: 1Вт = 1Дж/1с = 1Н х м/с = кг х м2/с3= кг х м2 х с-3.

Кроме перечисленных выше, ватт связан с несистемными единицами. Например, с калорией. Так 1 Вт = 859,845227858985 кал/час

Данное соотношение важно, когда речь идет о вычислении количество теплоты, вырабатываемой электрическим обогревателем

Мощность бытовых электроприборов

На бытовых электроприборах обычно указана мощность. Некоторые светильники ограничивают мощность лампочек, которые в них можно использовать, например не более 60 ватт. Это сделано потому, что лампы более высокой мощности выделяют много тепла и светильник с патроном могут быть повреждены. Да и сама лампа при высокой температуре в светильнике прослужит недолго. В основном это проблема с лампами накаливания. Светодиодные, люминесцентные и другие лампы обычно работают с меньшей мощностью при одинаковой яркости и, если они используются в светильниках, предназначенных для ламп накаливания, проблем с мощностью не возникает.

Чем больше мощность электроприбора, тем выше потребление энергии, и стоимости использования прибора. Поэтому производители постоянно улучшают электроприборы и лампы. Световой поток ламп, измеряемый в люменах, зависит от мощности, но также и от вида ламп. Чем больше световой поток лампы, тем ярче выглядит ее свет. Для людей важна именно высокая яркость, а не потребляемая ламой мощность, поэтому в последнее время альтернативы лампам накаливания пользуются все большей популярностью. Ниже приведены примеры видов ламп, их мощности и создаваемый ими световой поток.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

Для вывода зависимостей между рассматриваемыми параметрами можно вернуться к определению с работой. В этом случае рассматривают перемещение заряда (Q) на заданное расстояние. При движении из точки F1 в F2 будет выполнена работа (А), равная изменению потенциала или напряжению. Базовую формулу несложно преобразовать:

P=A/t = (U/t)*Q.

Сила тока определяется величиной заряда, который перемещается за контрольное время (I = Q/t). После совмещения отмеченных зависимостей получится следующий результат:

P = U * I.

Из этого выражения убраны «сопутствующие» параметры. Оставлены типичные электрические величины. Если добавить известную формулу закона Ома, можно установить рабочие соотношения для расчетов с учетом электрического сопротивления:

P = U2/ R = I2 * R.

Базовые формулы для расчета

К сведению. Представленные зависимости позволяют получить точный результат вычислений при работе с источником постоянного тока. Однако в стандартной бытовой сети применяют однофазное питание 220 V. Амплитуда сигнала изменяется с нормированной частотой 50Гц, поэтому нужно учитывать особенности потребления энергии разными типами нагрузок.

Если подключается классическая лампа накаливания или бойлер с ТЭНом для нагрева воды, допустимо применение рассмотренных выше формул. Однако простая технология не подходит при работе с реактивным сопротивлением нагрузки. Индуктивные и емкостные компоненты образуют колебательный контур. Активизируется процесс накопления и обмена энергии с источником питания. В ходе подобных циклов часть мощности расходуется впустую, поэтому для точной оценки выделяют активную составляющую:

Pакт = U * I * cos ϕ.

Дополнительный множитель в формуле характеризует потери в определенной нагрузке. Значение cos ϕ указывают на шильдиках электродвигателей, в сопроводительной документации к станкам, трансформаторам, генераторам.

Специалисты советуют не забывать о «бесполезной» реактивной мощности (Pреакт = U * I * sin ϕ). Прохождение тока по цепи в любом направлении увеличивает энергетический потенциал молекулярной решетки проводника. Этот процесс сопровождается нагревом. Если исключить данную составляющую из расчетов, увеличивается риск возникновения поломок и аварийных ситуаций. Полную мощность ватт можно вычислить по формуле:

Pполн = √((Pакт)2 + (Pреакт)2).

Для проверки рабочих схем, ремонта и настройки применяют специальное оборудование. Измерять мощность можно ваттметром. Для постоянного контроля в режиме онлайн такой блок можно установить в электрощитке. Изделия этой категории оснащают индикацией показаний. Некоторые модели способны передавать информацию по локальной сети и через интернет.

В мобильном варианте исполнения ваттметр используют для уточнения потребления электроэнергии подключенными к розетке устройствами

Вместо специализированной техники можно применить типовой универсальный мультиметр. Чтобы измерить ток, прибор включают в электрическую цепь последовательно с нагрузкой. Параллельное подсоединение поможет узнать напряжение. Далее по представленным выше формулам вычисляют, какую мощность вт потребляет телевизор или другая техника.

Формула мощности

Единица освещенности

По базовому определению из рассмотренного выше примера с лошадиной силой понятен принцип расчета потребленной энергии. Мощность (P) можно измерить через работу (А), выполненную за определенный временной интервал (t) следующим образом:

P=A/t.

Обратная пропорциональность подчеркивает относительное увеличение затрат энергии на быстрое выполнение определенного действия.

Допустимо представить рассматриваемый параметр через приложенную к предмету силу (F) и скорость перемещения (V):

P = F * V.

Прямая зависимость мощности от двух компонентов из второй части формулы понятна без подробного объяснения. Если скорость выразить через пройденное расстояние (D) за определенное время (V = D/t), можно после простого математического преобразования получить следующий результат:

P = (F * D)/t.

Ватты, киловатты, мегаватты и микроватты

Узнав, что ватт – единица измерения мощности, от каких величин она зависит и по каким формулам ее проще вычислять, стоит обратить внимание на такие понятия как киловатт, мегаватт и микроватт. Поскольку Вт – величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт)

Поскольку Вт – величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт).

Судя по стандартной для системы СИ приставке «кило», можно сделать вывод, что 1 кВт = 1000 Вт = 103 Вт. Поэтому для перевода ватт в киловатты нужно просто их количество делить на тысячу или наоборот, в случае, если киловатты переводятся в ватты.

К примеру, обычный легковой автомобиль имеет мощность в 60 000 ватт. Чтобы перевести это в киловатты, нужно разделить 60 000 на 1000 и в результате получится 60 кВт.

Киловатты являются общепринятой единицей для измерения мощности электроэнергии. При этом иногда применяется большая кратная единица ватта. Речь идет о мегаватте — МВт. Он равен 1 000 000 ватт (106) или 1000 киловатт (103).

К примеру, британский электропоезд Eurostar обладает мощностью в 12 мегаватт. То есть, это 12 000 000 ватт. Не удивительно, что он является самым быстрым в Великобритании.

Несмотря на скромные размеры иногда эта единица оказывается слишком большой для измерения мощности определенных предметов, поэтому наравне с кратными в системе Си выделяются и дольные единицы ватта. Наиболее часто используемой из них является микроватт (мкВт — пишется со строчной буквы, чтобы не путать с мегаваттом). Он равен одной миллионной части ватта (10-6). Обычно данная единица применяется при расчете мощности работы электрокардиографов.

Помимо трех вышеперечисленных, существует еще около двух десятков других кратных и дольных единиц ватта. Однако чаще всего они используются в теоретических расчетах, а не на практике.

Как перевести ВА (Вольт-Ампер) в Вт и наоборот?

е. проводник длиной в l метров и сечением F кв. миллиметров имеет сопротивление ρ • F/l омов Здесь ρ — постоянная, зависящая от материала и температуры проводника — удельное сопротивление; величина l/ρ — называется удельной электропроводностью

В таблицах помещены данные относительного сопротивления различных веществ, от величины которого зависит их пригодность в качестве проводников или изоляторов

Металлы для проводников

Сопротивление в омах на 1 м длины и 1 мм2 сечения; при 20° С

Алюминий	0,029	Ртуть	0,058
Алюминиевая бронза	0,13	Серебро	0,016
Бронза	0,17	Сталь мягкая	0,1-0,2
Железо	0,086	Сталь закаленная	0,4-0,75
Медь чистая	0,017	Свинец	0,21
Медь обыкновенная	0,018	Тантал	0,12
Никкель	0,070	Цинк	0,06
Платина	0,107

Материалы для сопротивлений

Графит	4,0-12,0	Кокс	50
Константин	0,50	Круппин	0,85
Манганин	0,43	Нейзильбер	0,16-0,4
Никкелин	0,40	Никкель	0,34
Реотан	0,45	Уголь	60

Изолирующие материалы

Сопротивление в мегомах (1 мегом — 1000000 омов) куба в 1 см3

Кварц плавленный	5.1012	Церезин	5.1012
Парафин	3.1012	Эбонит	1.1012
Прессшпан	1.105	Каучук	1.108
Стекло	5.107	Сера	1.1011
Черное дерево	4.107	Слюда белая	3.1010
Линолеум	1.107	Янтарь	5.1010
Тополь парафинированный	5.105	Клен парафинированный	3.104
Кварц перпендикулярно к оптической оси	3.1010	Кварц параллельно к оптической оси	1.10
Шеллак	1.1010	Целлулоид белый	2.104
Сургуч	8.109	Шифер	1.102
Воск желтый	2.109	Фибра красная	5.102
Фарфор неглазированный	3.108

Жидкие сопротивления

Сопротивление в омах куба в 1 см3 при 15° С

Серная кислота 5%	4,80	Серная кислота 10%	2,55
Серная кислота 20%	1,53	Серная кислота 30%	1,35
Аммиак 1,6%	15,22	Аммиак 8,0%	9,63
Аммиак 16,2%	15,82	Раствор поваренной соли 5%	14,92
Раствор поваренной соли 10%	8,27	Раствор поваренной соли 15%	6,10
Раствор поваренной соли 20%	5,11	Раствор цинкового купороса 5%	52,4
Раствор цинкового купороса 10%	31,2	Раствор цинкового купороса 15%	24,1
Раствор цинкового купороса 20%	21,3	Раствор медного купороса 5%	52,9
Раствор медного купороса 10%	31,3	Раствор медного купороса 15%	23,8
Раствор сернокислого магния 5%	83,0	Раствор сернокислого магния 10%	23,2
Раствор сернокислого магния 15%	20,8	Раствор сернокислого магния 20%	21,0

Сопротивление пробою

Переменный ток напряжением в 20 000 вольт пробивает изолирующий слой следующей толщины, мм:

Воздух	34	Льняное масло	7,5
Парафин каменноугольный	2,2	Трансформаторное масло	2,0
Вулканизированный каучук	1,2	Невулканизированный каучук	0,85
Церезин	0,65	Озокерит	0,65
Гуттаперча	0,34	Парафин	0,5
Скипидар	0,5	Воск	0,25
Кабельная масса	0,2	Масса для заливки муфт	0,45

В процессе проектирования электрическим системам довольно часто необходим очень сложный анализ. Это требуется для того, чтобы можно было легко оперировать огромным количеством величин – вольты, амперы, ватты и др. Одновременно с этим производится расчет соотношения этих величин при конкретной нагрузке на механизм.

В домашней сети напряжение фиксированное, а вот сила тока и мощность разные, хотя это и взаимозаменяемые величины.

В этом случае требуется помощь для точного перевода ватт в амперы при постоянном значении напряжения.

А чтобы это сделать, можно воспользоваться онлайн калькулятором, который расположен на нашем сайте.

Для того, чтобы произвести перевод с помощью онлайн калькулятора, нужно ввести определенные величины в указанные графы.

Но для этого нужно знать, что означают некоторые данные. Например, ампер является величиной измерения силы электрического тока, которая определяется в кулонах.

Разница между понятиями киловатт и киловатт-час [ править | править код ]

Из-за схожих названий киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к бытовым электроприборам. Следует, однако, учитывать, что это две различных единицы измерения, относящиеся к различным физическим величинам. В ваттах и киловаттах измеряется мощность — скорость изменения (передачи, преобразования, потребления) энергии. В то же время ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения самой энергии (работы). В ватт-часах и киловатт-часах выражается энергия, произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) за определённое время. Если мощность прибора постоянна, то произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) прибором энергия равна произведению мощности прибора на время работы прибора.

Например, если лампочка мощностью 100 Вт работала на протяжении 1 часа, то она потребила (входящая энергия) и выделила в виде света и тепла (исходящая энергия) 100 Вт·ч или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит (выделит) такое же количество энергии за 2,5 часа. Сказанное справедливо и для производимой электроэнергии. Так, мощность электростанции измеряется в киловаттах (мегаваттах), но количество поставленной потребителям в течение некоторого времени электроэнергии равно произведению мощности электростанции на упомянутое время и выражается в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Сказанное справедливо для любого вида энергии: электрической, тепловой, механической, электромагнитной и так далее.

Многим известна единица измерения ватт, являющаяся составной частью Международной системы СИ. Однако, не все люди точно знают и до конца понимают, что измеряется в ваттах. Между тем, этот параметр характеризует такое понятие, как мощность, применяемую к механическим, электрическим и другим агрегатам. По своей сути, данная единица определяет, сколько может быть выполнено полезной работы за установленный промежуток времени.

Дольные и кратные единицы

Если мощность слишком велика или, наоборот, мала, то использование в качестве единицы измерения обычного ватта будет неудобным. В этом случае на помощь придут кратные и дольные единицы. Если говорить только об одной лампочке и о малых промежутках времени, то мощность будет не очень большой. Например, за час такой осветительный прибор может вырабатывать около 100 джоулей энергии.

Но когда требуется определить силу не одной, а нескольких таких лампочек (десятка, сотен, тысяч), и не за один час, а, например, за месяц или год, то число получится громоздким. Целесообразно использовать не ватты, а их кратные обозначения — киловатты (кВт), мегаватты (МВт), гигаватты (ГВт).

Вам это будет интересно Оказание первой помощи при поражении электрическим током

Значение кратных величин легко определить по префиксам, которые используются так же, как и в случаях с большинством других единиц. Приставка «кило» указывает на 1000 единиц, «мега» — на миллион, «гига» — на миллиард.

Чаще всего на практике используются киловатты. В одной такой кратной единице насчитывается тысяча ватт. То же самое касается и дольных долей, использующихся в тех случаях, когда необходимо указать малую мощность, которая в десятки, сотни, тысячи и миллионы раз меньше 1 Вт. Например:

десятая часть вата — это дециват;
сотая часть — сантиватт;
тысячная — милливатт.

Мы переводим Volt-Amperes (VA) в Watts (Watts)

Для ярлыков на различных электрических устройствах или в технической документации снова требуется указать, какая мощность находится под вопросом, и не смешивать эти физические величины как общие блоки привода от токовых усилителей вместо ватт.

Если мы считаем, что практическое значение полной мощности, то есть значение, описывающее нагрузку, которую потребитель фактически вводит на элементы, подключается к электрической сети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередач, агрегаты …) нагрузка зависит от текущего потребления, а не от фактической энергии, потребляемой потребителем.

Поэтому номинальная мощность трансформаторов и коммутаторов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Связь между активной мощностью и общей мощностью схемы называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности (cosfi) является безграничной физической величиной, которая изменяет электрический ток потребителю в зависимости от наличия реактивной составляющей в нагрузке.

Коэффициент мощности показывает, сколько переменного тока протекает через фазовый сдвиг относительно приложенного к нему напряжения.

Коэффициент мощности — это численный косинус этого смещения фазы.

Значения коэффициента мощности:

идеальный индекс
0,95	хорошая ценность
0,90	удовлетворительное значение
0,80	плохое значение

Большинство производителей определяют потребление электроэнергии их оборудованием в Ваттах.

Если потребитель не имеет реактивной мощности (установка для сжигания — например, вода, вода, лампочка, нагреватель), информационный фактор не имеет значения, учитывая тот факт, что он один.

Это означает, что в этом случае общая мощность, потребляемая устройством и необходимая для ее работы, равна активной мощности в ваттах.

P = I * U * COS (fi) →

P = I * U * 1 →

P = I * U

Пример. В пассажирском электронагревателе потребляемая мощность составляет 2 кВт. Это означает, что общая мощность, необходимая для успешной работы устройства, составляет 2 кВА.

Если потребитель является инструментом с его реакционной способностью (емкостью, индуктивностью), технические данные всегда показывают мощность в ваттах и коэффициент мощности для этого устройства.

Это значение определяется параметрами самого устройства, в частности, отношением его активных и реактивных резисторов.

Пример: Технический паспорт перфоратора указывает на потребляемую мощность — 5 кВт и коэффициент мощности (Sos (fi)) — 0,85.

Это означает, что общая мощность, необходимая для его работы, будет

Полный = Cos./f.

Full = 5 / 0,85 = 5,89 кВА

При выборе генераторной единицы часто возникает понятный вопрос: «Сколько энергии он может произвести?» Это связано с тем, что характеристики генераторных установок показывают полную мощность в кВА. Ответ на этот вопрос — это статья.

Пример: генератор мощностью 100 кВА. Если потребители имеют только активное сопротивление, то кВА = кВт.

Если имеется реактивный компонент, необходимо учитывать коэффициент нагрузки.

Поэтому характеристики агрегатов показывают полную мощность в кВА. И как вы будете использовать, это зависит от вас.

Кратные единицы Вт

Базовая величина (1 вт) слишком мала для оценки бытовых потребностей. Для наглядного примера можно изучить эксплуатацию современной стиральной машины. Суммарную мощность техники определяют рабочие параметры:

электродвигателя, вращающего барабан;
нагревательного элемента (ТЭНа);
насоса для принудительного слива жидкости;
блока управления и контроля.

На реальный расход электроэнергии оказывают влияние следующие факторы:

рабочая температура;
длительность и другие особенности отдельных режимов;
скорость вращения;
объем загрузки.

Приведенная информация демонстрирует невозможность получения корректных результатов с помощью измерений. Для удобства покупателей на стадии выбора установлены стандарты энергоэффективности. Современные модели маркируют латинской буквой «А» с добавлением «плюсов». Чем больше итоговое обозначение, тем меньше будет счет за потребленную электроэнергию.

По сопроводительной документации можно уточнить параметры, которые официально указывает производитель. Пример современной модели по энергопотреблению (Samsung WF60):

класс – А+++;
за один стандартный рабочий цикл –860 Вт;
за год – 175 000 Вт.

Для упрощения оценки подобных потребителей удобно использовать обозначение киловатт – 103 (кватт, кВт). Применив такую размерность, можно получить следующий результат вместо приведенных в предыдущем перечне данных:

за цикл потребление составит 0,86 кВт;
за год – 175 кВт.

Из этого примера понятно, что обозначение ватт подходит для уровней мощности от 0,1 до 999.

В распределительных и магистральных сетях, а также в производственных технологических процессах оперируют со значительно большими величинами. Ватт единица измерения не подходит. Для выполнения расчетов применяют кратность 106 (мегаватт сокращение МВт). Большую букву «М» используют, чтобы исключить путаницу с мВт. Таким дополнением при необходимости будет обозначаться дольная часть ватта (0,03 Вт = 30 мВт).