Что такое мощность Ватт [Вт]
Мощность — величина, определяющая отношение работы, которую выполняет источник тока, за определённый промежуток времени. Один ватт соответствует произведению одного ампера на один вольт, но при определении трат на электроэнергию используется величина киловатт/час.
Она соответствует расходу одной тысячи ватт за 60 минут работы. Именно по этому показателю определяется стоимость услуг электроэнергии.
В большинстве случаев мощность, которую потребляет прибор, указана в технической документации или на упаковке. Указанное количество производится за один час работы.
Например, компьютер с блоком питания 500 Вт будет крутить 1 кВт за 2 часа работы.
Помочь определить силу тока при известной мощности поможет калькулятор, который делает перевод одной физической величины в другую.
Единицы измерения
В России повсеместно используется Международная система единиц (СИ), принятая в 1960 г. на Генеральной конференции по мерам и весам. Системообразующих базовых физических величин в системе СИ всего семь:
- сила электрического тока — I (ампер, обозначается заглавной буквой А в честь французского исследователя Андре-Мари Ампера (1775−1836 гг.), внесшего большой вклад в исследование электромагнитных явлений;
- длина — L (метр, м);
- время — Т (секунда, с);
- масса — М (килограмм, кг);
- термодинамическая температура — q (кельвин, К);
- сила света — J (кандела, кд);
- количество вещества — N (моль).
Любые другие физические величины являются комбинациями из основных. Например, объем — L3 (кубометр, м3). Силу тока в электротехнике допускается определять с помощью закона Ома и производных единиц — напряжения (U, вольт) и сопротивления (R, ом): I=U / R.
https://youtube.com/watch?v=7ZOXnl2rdM4
Что такое Сила тока. Ампер [А]
Сила тока представляет собой скорость, с которой электрический заряд течёт по проводнику. Один ампер равен заряду в один кулон, который проходит через проводник за одну секунду. Один кулон представляет собой очень большой заряд, поэтому в большинстве устройств эта величина измеряется в миллиамперах.
Сила тока зависит от сечения проводника и его длины. Это необходимо учитывать при планировке сооружений, а также выборе электрических приборов. Хотя большинству не следует задумываться на этот счёт, поскольку это задача инженеров и проектировщиков.
Сколько Ватт в 1 Ампере?
Для определения мощности цепи также важно понятие напряжения. Это электродвижущая сила, перемещающая электроны. Она измеряется в вольтах. Большинство приборов имеют в документации эту характеристику.
Чтобы определить мощность при силе тока в один ампер, необходимо узнать напряжение сети. Так, для розетки в 220 вольт получится: P = 1*220 = 220 Вт. Формула для расчёта: P = I*U, где I — сила тока, а U — напряжение. В трёхфазной сети нужно учитывать поправочный коэффициент, отражающий процент эффективности работы. В большинстве случаев он составляет от 0,67 до 0,95.
Физические единицы, характеризующие бытовую электросеть
Большинству читателей эти величины хорошо известны еще со школьной скамьи – они обязательно входят в базовый курс физики. Тем не менее, невостребованная длительное время информация имеет свойство прятаться в глубинах сознания, поэтому – «освежим» ее.
- Для того чтобы по замкнутой цепи пошел электрический ток, необходимо наличие напряжения. А напряжение – это разность потенциалов на противоположенных концах цепи — чаще всего рассматривается от источника питания. Сам же потенциал – это величина накопленного в данной точке электрического заряда, по сути – ее энергетическая способность. И потенциал, и его разность исчисляются в вольтах (В).
Замер напряжения в бытовой сети переменного тока
Напряжение может быть постоянным (что хорошо знают, например, автомобилисты), или переменным, в котором полюса меняются местами с определенной частотой. Это дает множество преференций в вопросах передачи электроэнергии на большие расстояния и ее использования по назначению. Поэтому-то нам в повседневной жизни чаще приходится иметь дело именно с переменным – 220 вольт (В) при частоте 50 герц (Гц).
- Если напряжение (разность потенциалов) достаточно велико для того, чтобы «протолкнуть» носители зарядов (электроны, ионы) по замкнутой цепи через нагрузку, в этой цепи появляется электрический ток. Он характеризуется особой величиной – силой тока, показывающей, сколько заряда прошло через конкретную точку в единицу времени, то есть в секунду. Для силы тока «выделена» особая единица измерения – ампер (А).
Измерить силу тока амперметром бывает значительно сложнее – прибор должен включаться последовательно с тестируемым участком (элементом) схемы, то есть приходится организовывать искусственный разрыв цепи.
- Ток пропускается через нагрузку не просто так – от него ждут выполнения определенной работы, чаще всего связанной с преобразованием электрической энергии в другую — кинетическую, тепловую, звуковую и т.п. Количественное выражение выполняемой работы за единицу времени как раз и является мощностью. У нее своя единица измерения – ватт (Вт).
Вот эту мощность мы как раз и научимся оценивать, исходя из силы тока в цепи. И, естественно, наоборот.
Любая электрическая цепь всегда характеризуется еще и сопротивлением – общим, и на отдельных участках. И сопротивление, кстати, напрямую влияет на потребляемую мощность цепи. Но для нашей задачи, сформулированной выше, можно обойтись и без него – в базовой формуле сопротивление не фигурирует.
Раз речь пошла о базовых формулах, то самое время их напомнить.
Итак, согласно закону Ома
I = U / R
где:
I — сила тока (А);
U — напряжение (В);
R — сопротивление (Ом).
Мощность же в цепи переменного или постоянного тока можно описать следующей базовой формулой:
P = U × I
Сразу скажем, что оговорка про «базовую формулу» была сделана вовсе не зря. В цепи переменного тока при использовании некоторых типов нагрузки данное соотношение может претерпеть некоторые трансформации – об этом будет рассказано в свое время.
Итак, определив или имея изначально значение одного из параметров, несложно чисто математически вычислить показатель другого параметра. При этом напряжение в сети выступает некоторой «константой»: она или уже известна, или сразу замеряется вольтметром — благо, сделать это, в отличие от силы тока, труда не составит.
Если остаются вопросы по основным физическим величинам в электрике – рекомендуем посмотреть довольно доходчивый видеосюжет на эту тему:
Видео: Как между собой связаны основные физические величины в электротехнике?
Таблица перевода Ампер – Ватт
Для перевода ватт в амперы необходимо воспользоваться предыдущей формулой, развернув её. Чтобы вычислить ток, необходимо разделить мощность на напряжение: I = P/U. В следующей таблице представлена сила тока для приборов с различным напряжением — 6, 12, 24, 220 и 380 вольт.
Помните, что для сетей с высоким напряжением, указанная сила тока отличается в зависимости от коэффициента полезного действия.
Таблица соотношения ампер и ватт, в зависимости от напряжения.
6В | 12В | 24В | 220В | 380В | |
5 Вт | 0,83А | 0,42А | 0,21А | 0,02А | 0,008А |
6 Вт | 1,00А | 0,5А | 0,25А | 0,03А | 0,009А |
7 Вт | 1,17А | 0,58А | 0,29А | 0,03А | 0,01А |
8 Вт | 1,33А | 0,66А | 0,33А | 0,04А | 0,01А |
9 Вт | 1,5А | 0,75А | 0,38А | 0,04А | 0,01А |
10 Вт | 1,66А | 0,84А | 0,42А | 0,05А | 0,015А |
20 Вт | 3,34А | 1,68А | 0,83А | 0,09А | 0,03А |
30 Вт | 5,00А | 2,5А | 1,25А | 0,14А | 0,045А |
40 Вт | 6,67А | 3,33А | 1,67А | 0,13А | 0,06А |
50 Вт | 8,33А | 4,17А | 2,03А | 0,23А | 0,076А |
60 Вт | 10,00А | 5,00А | 2,50А | 0,27А | 0,09А |
70 Вт | 11,67А | 5,83А | 2,92А | 0,32А | 0,1А |
80 Вт | 13,33А | 6,67А | 3,33А | 0,36А | 0,12А |
90 Вт | 15,00А | 7,50А | 3,75А | 0,41А | 0,14А |
100 Вт | 16,67А | 3,33А | 4,17А | 0,45А | 0,15А |
200 Вт | 33,33А | 16,66А | 8,33А | 0,91А | 0,3А |
300 Вт | 50,00А | 25,00А | 12,50А | 1,36А | 0,46А |
400 Вт | 66,66А | 33,33А | 16,7А | 1,82А | 0,6А |
500 Вт | 83,34А | 41,67А | 20,83А | 2,27А | 0,76А |
600 Вт | 100,00А | 50,00А | 25,00А | 2,73А | 0,91А |
700 Вт | 116,67А | 58,34А | 29,17А | 3,18А | 1,06А |
800 Вт | 133,33А | 66,68А | 33,33А | 3,64А | 1,22А |
900 Вт | 150,00А | 75,00А | 37,50А | 4,09А | 1,37А |
1000 Вт | 166,67А | 83,33А | 41,67А | 4,55А | 1,52А |
Используя таблицу также легко определить мощность, если известны напряжение и сила тока. Это пригодится не только для расчёта потребляемой энергии, но и для выбора специальной техники, отвечающей за бесперебойную работу или предотвращающей перегрев.
Ампер, как единица измерения:
Ампер – единица измерения силы электрического тока в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ, названная в честь французского физика Андре Ампера.
Ампер имеет русское обозначение – А; международное обозначение – A.
Ампер – это сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10−7 ньютона (формулировка действовавшая до 20 мая 2021 года, принятая IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году).
Определение ампера, основанное на использовании численного значения элементарного электрического заряда, было принято на XXVI Генеральной конференции мер и весов (16 ноября 2021 года). Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2021 года, гласит, что ампер есть единица электрического тока в СИ. Она определена путём фиксации численного значения элементарного заряда равным 1,602 176 634⋅10−19, когда он выражен единицей Кл, которая равна А·с, где секунда определена через ΔνCs.
Сила тока в проводнике равна 1 амперу, если за одну секунду через поперечное сечение этого проводника проходит электрический заряд, равный 1 кулону (6,241·10¹⁸ электронов).
А = Кл / с.
1 А = 1 Кл / 1 с.
Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.
А = (В · Ф) / с.
1 А = (1 В · 1 Ф) / 1 с.
В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование – ампер-виток).
Кроме того, ампер относится к числу основных единиц в системе единиц МКСА.
В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ампер пишется со строчной буквы, а её обозначение – с заглавной (А). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ампера.