В 1 вольте сколько ватт: вольт [В] в ватт на ампер [Вт/А] • Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

вольт [В] в ватт на ампер [Вт/А] • Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Плазменная лампа

Общие сведения

Поднимаясь в гору, мы совершаем работу против силы притяжения

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Но стоит только оттолкнуться…

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

«Сизиф», Тициан, Музей Прадо, Мадрид, Испания

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н/2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕ_Earth = 0

где ϕ_Earth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Посетители Канадского музея науки и техники вращают большое беличье колесо, которое вращает генератор, питающий трансформатор Тесла (на рисунке справа), который, в свою очередь, создает высокое напряжение в несколько десятков тысяч вольт, достаточное для пробоя воздуха

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

Трансформатор Тесла в Канадском музее науки и техники

V = I·R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг•м²/(А•с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Боковая линия акулы

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым органом боковой линии, и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент. Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани, который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик Алессандро Вольта. Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока. Соединив несколько таких источников последовательно, он создал химическую батарею, так называемый «Вольтов столб», благодаря которой стало возможным получать электричество с помощью химических реакций.

Вольтов столб — копия, сделанная электриком из Музея Алессандро Вольта в Комо, Италия. Канадский музей науки и техники в Оттаве

Из-за заслуг в создания надёжных электрохимических источников напряжения, сослуживший немалую роль в деле дальнейших исследования электрофизических и электрохимических явлений, именем Вольта названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

Среди создателей генераторов напряжения необходимо отметить голландского физика Ван дер Граафа, создавшего генератор высокого напряжения, в основе которого лежит древняя идея разделения зарядов с помощью трения — вспомним янтарь!

Отцами современных генераторов напряжения были два замечательных американских изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла. Последний был сотрудником в фирме Эдисона, но два гения электротехники разошлись во взглядах на способы генерации электрической энергии. В результате последующей патентной войны выиграло всё человечество — обратимые машины Эдисона нашли свою нишу в виде генераторов и двигателей постоянного тока, исчисляющихся миллиардами устройств — достаточно просто заглянуть под капот своего автомобиля или просто нажать кнопку стеклоподъёмника или включить блендер; а способы создания переменного напряжения в виде генераторов переменного тока, устройств для его преобразования в виде трансформаторов напряжения и линий передач на большие расстояния и бесчисленных устройств для его применения по праву принадлежат Тесле. Их число ничуть не уступает числу устройств Эдисона — на принципах Тесла работают вентиляторы, холодильники, кондиционеры и пылесосы, и масса других полезных устройств, описание которых выходит за рамки настоящей статьи.

Этот находящийся в Канадском музее науки и техники в Оттаве мотор-генератор, изготовленный компанией Westinghouse в 1904 г., использовался в качестве надежного источника питания для создания магнитного поля возбудителя на гидроэлектростанции в Ниагара-Фоллс, шт. Нью-Йорк. Строительством электростанции руководили Никола Тесла и Джордж Вестингауз

Безусловно, учёными позднее были созданы и другие генераторы напряжения на других принципах, в том числе и на использовании энергии ядерного распада. Они призваны служить источником электрической энергии для космических посланцев человечества в дальний космос.

Но самым мощным источником электрического напряжения на Земле, не считая отдельных научных установок, до сих пор остаются естественные атмосферные процессы.

Ежесекундно на Земле грохочут свыше 2 тысяч гроз, то есть, одновременно работают десятки тысяч естественных генераторов Ван дер Граафа, создавая напряжения в сотни киловольт, разряжаясь током в десятки килоампер в виде молний. Но, как ни удивительно, мощь земных генераторов не идёт ни в какое сравнение с мощью электрических бурь, происходящих на сестре Земли — Венере — не говоря уже об огромных планетах вроде Юпитера и Сатурна.

Характеристики напряжения

Напряжение характеризуется своей величиной и формой. Относительно его поведения с течением времени различают постоянное напряжение (не изменяющееся с течением времени), апериодическое напряжение (изменяющееся с течением времени) и переменное напряжение (изменяющееся с течением времени по определённому закону и, как правило, повторяющее само себя через определённый промежуток времени). Иногда для решения определённых целей требуется одновременное наличие постоянного и переменного напряжений. В таком случае говорят о напряжении переменного тока с постоянной составляющей.

Таким вольтметром измеряли напряжение в начале XX века. Канадский музей науки и техники в Оттаве

В электротехнике генераторы постоянного тока (динамо-машины) используются для создания относительно стабильного напряжения большой мощности, в электронике применяются прецизионные источники постоянного напряжения на электронных компонентах, которые называются стабилизаторами.

Измерение напряжения

Измерение величины напряжения играет большую роль в фундаментальных физике и химии, прикладных электротехнике и электрохимии, электронике и медицине и во многих других отраслях науки и техники. Пожалуй, трудно найти отрасли человеческой деятельности, исключая творческие направления вроде архитектуры, музыки или живописи, где с помощью измерения напряжения не осуществлялся бы контроль над происходящими процессами с помощью разного рода датчиков, являющимися по сути дела преобразователями физических величин в напряжение. Хотя стоит заметить, что в наше время и эти виды человеческой деятельности не обходятся без электричества вообще и без напряжения в частности. Художники используют планшеты, в которых измеряется напряжение емкостных датчиков, когда над ними перемещается перо. Композиторы играют на электронных инструментах, в которых измеряется напряжение на датчиках клавиш и в зависимости от него определяется насколько сильно нажата та или иная клавиша. Архитекторы используют AutoCAD и планшеты, в которых тоже измеряется напряжение, которые преобразуется в числовую форму и обрабатывается компьютером.

В кухонном термометре (слева) температура мяса определяется с помощью измерения напряжения на резистивном датчике температуры, через который пропускают небольшой ток. В мультиметре (справа) температура определяется путем измерения напряжения непосредственно на термопаре

Измеряемые величины напряжения могут меняться в широких пределах: от долей микровольта при исследованиях биологических процессов, до сотен вольт в бытовых и промышленных устройствах и приборах и до десятков миллионов вольт в сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Измерение напряжения позволяет нам контролировать состояние отдельных органов человеческого организма при помощи снятия энцефалограмм мозговой деятельности. Электрокардиограммы и эхокардиограммы дают информацию о состоянии сердечной мышцы. При помощи различных промышленных датчиков мы успешно, а, главное, безопасно, контролируем процессы химических производств, порой происходящие при запредельных давлениях и температурах. И даже ядерные процессы атомных станций поддаются контролю с помощью измерения напряжений. С помощью измерения напряжения инженеры контролируют состояние мостов, зданий и сооружений и даже противостоят такой грозной природной силе как землетрясения.

Пульсоксиметр, как и вольтметр, измеряет напряжение на выходе устройства, усиливающего сигнал с фотодиода или фототранзистора. Однако, в отличие от вольтметра, здесь на дисплее мы видим не значение напряжения в вольтах, а процент насыщения гемоглобина кислородом (97%).

Блестящая идея связать различные значения уровней напряжения со значениями состояния единиц информации дало толчок к созданию современных цифровых устройств и технологий. В вычислительной технике низкий уровень напряжения трактуется как логический нуль (0), а высокий уровень напряжения — как логическая единица (1).

По сути дела, все современные устройства вычислительной техники являются в той или иной степени компараторами (измерителями) напряжения, преобразовывая свои входные состояния по определённым алгоритмам в выходные сигналы.

Помимо всего прочего, точные измерения напряжения лежат в основе многих современных стандартов, выполнение которых гарантирует их абсолютное соблюдение и, тем самым, безопасность применения.

Плата памяти, используемая в персональных компьютера, содержит десятки тысяч логических вентилей

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.

Вкус электричества. Когда-то, очень давно, если не было вольтметра, мы определяли напряжение языком!

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.

Измерение напряжения осциллографом

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению напряжений с использованием генератора сигналов, источника постоянного напряжения, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Эксперимент №1

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов нагружен на сопротивление нагрузки R1 в 1 кОм, параллельно сопротивлению подключены измерительные концы осциллографа и мультиметра. При проведении опытов учтём то обстоятельство, что рабочая частота осциллографа значительно выше рабочей частоты мультиметра.

Опыт 1: Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 герц и амплитудой 4 вольт. На экране осциллографа будем наблюдать изображение, показанное ниже. Отметим, что цена деления масштабной сетки экрана осциллографа по вертикальной оси 2 В. Мультиметр и осциллограф при этом покажут среднеквадратичное значение напряжение 1,36 В.

Опыт 2: Увеличим сигнал от генератора вдвое, размах изображения на осциллографе возрастёт ровно вдвое и мультиметр покажет удвоенное значение напряжения:

Опыт 3: Увеличим частоту генератора в 100 раз (6 кГц), при этом частота сигнала на осциллографе изменится, но размах и среднеквадратичное значение останутся прежними, а показания мультиметра станут неправильными — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра 0—400 Гц:

Опыт 4: Вернёмся к исходной частоте 60 Гц и напряжению генератора сигналов 4 В, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением напряжения, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее напряжение сигнала:

Эксперимент №2

Схема эксперимента №2, аналогична схеме эксперимента 1.

Ручкой изменения напряжения смещения на генераторе сигналов добавим смещение 1 В. На генераторе сигналов установим синусоидальное напряжение с размахом 4 В с частотой 60 Гц — как и в эксперименте №1. Сигнал на осциллографе поднимется на половину большого деления, а мультиметр покажет среднеквадратичное значение 1,33 В. Осциллограф покажет изображение, подобное изображению из опыта 1 эксперимента №1, но поднятое половину большого деления. Мультиметр покажет почти такое же напряжение, как было в опыте 1 эксперимента №1, так как у него закрытый вход, а осциллограф с открытым входом покажет увеличенное действующее значение суммы постоянного и переменного напряжений, которое больше действующего значения напряжения без постоянной составляющей:

Техника безопасности при измерении напряжения

Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:

1. Не проводить измерения напряжения, требующих определённых профессиональных навыков (свыше 1000 В).
2. Не производить измерения напряжений в труднодоступных местах или на высоте.
3. При измерении напряжений в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
4. Пользоваться исправным измерительным инструментом.
5. В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
6. Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
7. Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

вольт [В] в ватт на ампер [Вт/А] • Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Плазменная лампа

Общие сведения

Поднимаясь в гору, мы совершаем работу против силы притяжения

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Но стоит только оттолкнуться…

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

«Сизиф», Тициан, Музей Прадо, Мадрид, Испания

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н/2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕ_Earth = 0

где ϕ_Earth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Посетители Канадского музея науки и техники вращают большое беличье колесо, которое вращает генератор, питающий трансформатор Тесла (на рисунке справа), который, в свою очередь, создает высокое напряжение в несколько десятков тысяч вольт, достаточное для пробоя воздуха

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

Трансформатор Тесла в Канадском музее науки и техники

V = I·R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг•м²/(А•с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Боковая линия акулы

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым органом боковой линии, и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент. Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани, который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик Алессандро Вольта. Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока. Соединив несколько таких источников последовательно, он создал химическую батарею, так называемый «Вольтов столб», благодаря которой стало возможным получать электричество с помощью химических реакций.

Вольтов столб — копия, сделанная электриком из Музея Алессандро Вольта в Комо, Италия. Канадский музей науки и техники в Оттаве

Из-за заслуг в создания надёжных электрохимических источников напряжения, сослуживший немалую роль в деле дальнейших исследования электрофизических и электрохимических явлений, именем Вольта названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

Среди создателей генераторов напряжения необходимо отметить голландского физика Ван дер Граафа, создавшего генератор высокого напряжения, в основе которого лежит древняя идея разделения зарядов с помощью трения — вспомним янтарь!

Отцами современных генераторов напряжения были два замечательных американских изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла. Последний был сотрудником в фирме Эдисона, но два гения электротехники разошлись во взглядах на способы генерации электрической энергии. В результате последующей патентной войны выиграло всё человечество — обратимые машины Эдисона нашли свою нишу в виде генераторов и двигателей постоянного тока, исчисляющихся миллиардами устройств — достаточно просто заглянуть под капот своего автомобиля или просто нажать кнопку стеклоподъёмника или включить блендер; а способы создания переменного напряжения в виде генераторов переменного тока, устройств для его преобразования в виде трансформаторов напряжения и линий передач на большие расстояния и бесчисленных устройств для его применения по праву принадлежат Тесле. Их число ничуть не уступает числу устройств Эдисона — на принципах Тесла работают вентиляторы, холодильники, кондиционеры и пылесосы, и масса других полезных устройств, описание которых выходит за рамки настоящей статьи.

Этот находящийся в Канадском музее науки и техники в Оттаве мотор-генератор, изготовленный компанией Westinghouse в 1904 г., использовался в качестве надежного источника питания для создания магнитного поля возбудителя на гидроэлектростанции в Ниагара-Фоллс, шт. Нью-Йорк. Строительством электростанции руководили Никола Тесла и Джордж Вестингауз

Безусловно, учёными позднее были созданы и другие генераторы напряжения на других принципах, в том числе и на использовании энергии ядерного распада. Они призваны служить источником электрической энергии для космических посланцев человечества в дальний космос.

Но самым мощным источником электрического напряжения на Земле, не считая отдельных научных установок, до сих пор остаются естественные атмосферные процессы.

Ежесекундно на Земле грохочут свыше 2 тысяч гроз, то есть, одновременно работают десятки тысяч естественных генераторов Ван дер Граафа, создавая напряжения в сотни киловольт, разряжаясь током в десятки килоампер в виде молний. Но, как ни удивительно, мощь земных генераторов не идёт ни в какое сравнение с мощью электрических бурь, происходящих на сестре Земли — Венере — не говоря уже об огромных планетах вроде Юпитера и Сатурна.

Характеристики напряжения

Напряжение характеризуется своей величиной и формой. Относительно его поведения с течением времени различают постоянное напряжение (не изменяющееся с течением времени), апериодическое напряжение (изменяющееся с течением времени) и переменное напряжение (изменяющееся с течением времени по определённому закону и, как правило, повторяющее само себя через определённый промежуток времени). Иногда для решения определённых целей требуется одновременное наличие постоянного и переменного напряжений. В таком случае говорят о напряжении переменного тока с постоянной составляющей.

Таким вольтметром измеряли напряжение в начале XX века. Канадский музей науки и техники в Оттаве

В электротехнике генераторы постоянного тока (динамо-машины) используются для создания относительно стабильного напряжения большой мощности, в электронике применяются прецизионные источники постоянного напряжения на электронных компонентах, которые называются стабилизаторами.

Измерение напряжения

Измерение величины напряжения играет большую роль в фундаментальных физике и химии, прикладных электротехнике и электрохимии, электронике и медицине и во многих других отраслях науки и техники. Пожалуй, трудно найти отрасли человеческой деятельности, исключая творческие направления вроде архитектуры, музыки или живописи, где с помощью измерения напряжения не осуществлялся бы контроль над происходящими процессами с помощью разного рода датчиков, являющимися по сути дела преобразователями физических величин в напряжение. Хотя стоит заметить, что в наше время и эти виды человеческой деятельности не обходятся без электричества вообще и без напряжения в частности. Художники используют планшеты, в которых измеряется напряжение емкостных датчиков, когда над ними перемещается перо. Композиторы играют на электронных инструментах, в которых измеряется напряжение на датчиках клавиш и в зависимости от него определяется насколько сильно нажата та или иная клавиша. Архитекторы используют AutoCAD и планшеты, в которых тоже измеряется напряжение, которые преобразуется в числовую форму и обрабатывается компьютером.

В кухонном термометре (слева) температура мяса определяется с помощью измерения напряжения на резистивном датчике температуры, через который пропускают небольшой ток. В мультиметре (справа) температура определяется путем измерения напряжения непосредственно на термопаре

Измеряемые величины напряжения могут меняться в широких пределах: от долей микровольта при исследованиях биологических процессов, до сотен вольт в бытовых и промышленных устройствах и приборах и до десятков миллионов вольт в сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Измерение напряжения позволяет нам контролировать состояние отдельных органов человеческого организма при помощи снятия энцефалограмм мозговой деятельности. Электрокардиограммы и эхокардиограммы дают информацию о состоянии сердечной мышцы. При помощи различных промышленных датчиков мы успешно, а, главное, безопасно, контролируем процессы химических производств, порой происходящие при запредельных давлениях и температурах. И даже ядерные процессы атомных станций поддаются контролю с помощью измерения напряжений. С помощью измерения напряжения инженеры контролируют состояние мостов, зданий и сооружений и даже противостоят такой грозной природной силе как землетрясения.

Пульсоксиметр, как и вольтметр, измеряет напряжение на выходе устройства, усиливающего сигнал с фотодиода или фототранзистора. Однако, в отличие от вольтметра, здесь на дисплее мы видим не значение напряжения в вольтах, а процент насыщения гемоглобина кислородом (97%).

Блестящая идея связать различные значения уровней напряжения со значениями состояния единиц информации дало толчок к созданию современных цифровых устройств и технологий. В вычислительной технике низкий уровень напряжения трактуется как логический нуль (0), а высокий уровень напряжения — как логическая единица (1).

По сути дела, все современные устройства вычислительной техники являются в той или иной степени компараторами (измерителями) напряжения, преобразовывая свои входные состояния по определённым алгоритмам в выходные сигналы.

Помимо всего прочего, точные измерения напряжения лежат в основе многих современных стандартов, выполнение которых гарантирует их абсолютное соблюдение и, тем самым, безопасность применения.

Плата памяти, используемая в персональных компьютера, содержит десятки тысяч логических вентилей

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.

Вкус электричества. Когда-то, очень давно, если не было вольтметра, мы определяли напряжение языком!

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.

Измерение напряжения осциллографом

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению напряжений с использованием генератора сигналов, источника постоянного напряжения, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Эксперимент №1

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов нагружен на сопротивление нагрузки R1 в 1 кОм, параллельно сопротивлению подключены измерительные концы осциллографа и мультиметра. При проведении опытов учтём то обстоятельство, что рабочая частота осциллографа значительно выше рабочей частоты мультиметра.

Опыт 1: Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 герц и амплитудой 4 вольт. На экране осциллографа будем наблюдать изображение, показанное ниже. Отметим, что цена деления масштабной сетки экрана осциллографа по вертикальной оси 2 В. Мультиметр и осциллограф при этом покажут среднеквадратичное значение напряжение 1,36 В.

Опыт 2: Увеличим сигнал от генератора вдвое, размах изображения на осциллографе возрастёт ровно вдвое и мультиметр покажет удвоенное значение напряжения:

Опыт 3: Увеличим частоту генератора в 100 раз (6 кГц), при этом частота сигнала на осциллографе изменится, но размах и среднеквадратичное значение останутся прежними, а показания мультиметра станут неправильными — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра 0—400 Гц:

Опыт 4: Вернёмся к исходной частоте 60 Гц и напряжению генератора сигналов 4 В, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением напряжения, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее напряжение сигнала:

Эксперимент №2

Схема эксперимента №2, аналогична схеме эксперимента 1.

Ручкой изменения напряжения смещения на генераторе сигналов добавим смещение 1 В. На генераторе сигналов установим синусоидальное напряжение с размахом 4 В с частотой 60 Гц — как и в эксперименте №1. Сигнал на осциллографе поднимется на половину большого деления, а мультиметр покажет среднеквадратичное значение 1,33 В. Осциллограф покажет изображение, подобное изображению из опыта 1 эксперимента №1, но поднятое половину большого деления. Мультиметр покажет почти такое же напряжение, как было в опыте 1 эксперимента №1, так как у него закрытый вход, а осциллограф с открытым входом покажет увеличенное действующее значение суммы постоянного и переменного напряжений, которое больше действующего значения напряжения без постоянной составляющей:

Техника безопасности при измерении напряжения

Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:

1. Не проводить измерения напряжения, требующих определённых профессиональных навыков (свыше 1000 В).
2. Не производить измерения напряжений в труднодоступных местах или на высоте.
3. При измерении напряжений в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
4. Пользоваться исправным измерительным инструментом.
5. В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
6. Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
7. Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

вольт [В] в ватт на ампер [Вт/А] • Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Плазменная лампа

Общие сведения

Поднимаясь в гору, мы совершаем работу против силы притяжения

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Но стоит только оттолкнуться…

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

«Сизиф», Тициан, Музей Прадо, Мадрид, Испания

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н/2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕ_Earth = 0

где ϕ_Earth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Посетители Канадского музея науки и техники вращают большое беличье колесо, которое вращает генератор, питающий трансформатор Тесла (на рисунке справа), который, в свою очередь, создает высокое напряжение в несколько десятков тысяч вольт, достаточное для пробоя воздуха

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

Трансформатор Тесла в Канадском музее науки и техники

V = I·R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг•м²/(А•с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Боковая линия акулы

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым органом боковой линии, и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент. Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани, который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик Алессандро Вольта. Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока. Соединив несколько таких источников последовательно, он создал химическую батарею, так называемый «Вольтов столб», благодаря которой стало возможным получать электричество с помощью химических реакций.

Вольтов столб — копия, сделанная электриком из Музея Алессандро Вольта в Комо, Италия. Канадский музей науки и техники в Оттаве

Из-за заслуг в создания надёжных электрохимических источников напряжения, сослуживший немалую роль в деле дальнейших исследования электрофизических и электрохимических явлений, именем Вольта названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

Среди создателей генераторов напряжения необходимо отметить голландского физика Ван дер Граафа, создавшего генератор высокого напряжения, в основе которого лежит древняя идея разделения зарядов с помощью трения — вспомним янтарь!

Отцами современных генераторов напряжения были два замечательных американских изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла. Последний был сотрудником в фирме Эдисона, но два гения электротехники разошлись во взглядах на способы генерации электрической энергии. В результате последующей патентной войны выиграло всё человечество — обратимые машины Эдисона нашли свою нишу в виде генераторов и двигателей постоянного тока, исчисляющихся миллиардами устройств — достаточно просто заглянуть под капот своего автомобиля или просто нажать кнопку стеклоподъёмника или включить блендер; а способы создания переменного напряжения в виде генераторов переменного тока, устройств для его преобразования в виде трансформаторов напряжения и линий передач на большие расстояния и бесчисленных устройств для его применения по праву принадлежат Тесле. Их число ничуть не уступает числу устройств Эдисона — на принципах Тесла работают вентиляторы, холодильники, кондиционеры и пылесосы, и масса других полезных устройств, описание которых выходит за рамки настоящей статьи.

Этот находящийся в Канадском музее науки и техники в Оттаве мотор-генератор, изготовленный компанией Westinghouse в 1904 г., использовался в качестве надежного источника питания для создания магнитного поля возбудителя на гидроэлектростанции в Ниагара-Фоллс, шт. Нью-Йорк. Строительством электростанции руководили Никола Тесла и Джордж Вестингауз

Безусловно, учёными позднее были созданы и другие генераторы напряжения на других принципах, в том числе и на использовании энергии ядерного распада. Они призваны служить источником электрической энергии для космических посланцев человечества в дальний космос.

Но самым мощным источником электрического напряжения на Земле, не считая отдельных научных установок, до сих пор остаются естественные атмосферные процессы.

Ежесекундно на Земле грохочут свыше 2 тысяч гроз, то есть, одновременно работают десятки тысяч естественных генераторов Ван дер Граафа, создавая напряжения в сотни киловольт, разряжаясь током в десятки килоампер в виде молний. Но, как ни удивительно, мощь земных генераторов не идёт ни в какое сравнение с мощью электрических бурь, происходящих на сестре Земли — Венере — не говоря уже об огромных планетах вроде Юпитера и Сатурна.

Характеристики напряжения

Напряжение характеризуется своей величиной и формой. Относительно его поведения с течением времени различают постоянное напряжение (не изменяющееся с течением времени), апериодическое напряжение (изменяющееся с течением времени) и переменное напряжение (изменяющееся с течением времени по определённому закону и, как правило, повторяющее само себя через определённый промежуток времени). Иногда для решения определённых целей требуется одновременное наличие постоянного и переменного напряжений. В таком случае говорят о напряжении переменного тока с постоянной составляющей.

Таким вольтметром измеряли напряжение в начале XX века. Канадский музей науки и техники в Оттаве

В электротехнике генераторы постоянного тока (динамо-машины) используются для создания относительно стабильного напряжения большой мощности, в электронике применяются прецизионные источники постоянного напряжения на электронных компонентах, которые называются стабилизаторами.

Измерение напряжения

Измерение величины напряжения играет большую роль в фундаментальных физике и химии, прикладных электротехнике и электрохимии, электронике и медицине и во многих других отраслях науки и техники. Пожалуй, трудно найти отрасли человеческой деятельности, исключая творческие направления вроде архитектуры, музыки или живописи, где с помощью измерения напряжения не осуществлялся бы контроль над происходящими процессами с помощью разного рода датчиков, являющимися по сути дела преобразователями физических величин в напряжение. Хотя стоит заметить, что в наше время и эти виды человеческой деятельности не обходятся без электричества вообще и без напряжения в частности. Художники используют планшеты, в которых измеряется напряжение емкостных датчиков, когда над ними перемещается перо. Композиторы играют на электронных инструментах, в которых измеряется напряжение на датчиках клавиш и в зависимости от него определяется насколько сильно нажата та или иная клавиша. Архитекторы используют AutoCAD и планшеты, в которых тоже измеряется напряжение, которые преобразуется в числовую форму и обрабатывается компьютером.

В кухонном термометре (слева) температура мяса определяется с помощью измерения напряжения на резистивном датчике температуры, через который пропускают небольшой ток. В мультиметре (справа) температура определяется путем измерения напряжения непосредственно на термопаре

Измеряемые величины напряжения могут меняться в широких пределах: от долей микровольта при исследованиях биологических процессов, до сотен вольт в бытовых и промышленных устройствах и приборах и до десятков миллионов вольт в сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Измерение напряжения позволяет нам контролировать состояние отдельных органов человеческого организма при помощи снятия энцефалограмм мозговой деятельности. Электрокардиограммы и эхокардиограммы дают информацию о состоянии сердечной мышцы. При помощи различных промышленных датчиков мы успешно, а, главное, безопасно, контролируем процессы химических производств, порой происходящие при запредельных давлениях и температурах. И даже ядерные процессы атомных станций поддаются контролю с помощью измерения напряжений. С помощью измерения напряжения инженеры контролируют состояние мостов, зданий и сооружений и даже противостоят такой грозной природной силе как землетрясения.

Пульсоксиметр, как и вольтметр, измеряет напряжение на выходе устройства, усиливающего сигнал с фотодиода или фототранзистора. Однако, в отличие от вольтметра, здесь на дисплее мы видим не значение напряжения в вольтах, а процент насыщения гемоглобина кислородом (97%).

Блестящая идея связать различные значения уровней напряжения со значениями состояния единиц информации дало толчок к созданию современных цифровых устройств и технологий. В вычислительной технике низкий уровень напряжения трактуется как логический нуль (0), а высокий уровень напряжения — как логическая единица (1).

По сути дела, все современные устройства вычислительной техники являются в той или иной степени компараторами (измерителями) напряжения, преобразовывая свои входные состояния по определённым алгоритмам в выходные сигналы.

Помимо всего прочего, точные измерения напряжения лежат в основе многих современных стандартов, выполнение которых гарантирует их абсолютное соблюдение и, тем самым, безопасность применения.

Плата памяти, используемая в персональных компьютера, содержит десятки тысяч логических вентилей

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.

Вкус электричества. Когда-то, очень давно, если не было вольтметра, мы определяли напряжение языком!

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.

Измерение напряжения осциллографом

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению напряжений с использованием генератора сигналов, источника постоянного напряжения, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Эксперимент №1

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов нагружен на сопротивление нагрузки R1 в 1 кОм, параллельно сопротивлению подключены измерительные концы осциллографа и мультиметра. При проведении опытов учтём то обстоятельство, что рабочая частота осциллографа значительно выше рабочей частоты мультиметра.

Опыт 1: Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 герц и амплитудой 4 вольт. На экране осциллографа будем наблюдать изображение, показанное ниже. Отметим, что цена деления масштабной сетки экрана осциллографа по вертикальной оси 2 В. Мультиметр и осциллограф при этом покажут среднеквадратичное значение напряжение 1,36 В.

Опыт 2: Увеличим сигнал от генератора вдвое, размах изображения на осциллографе возрастёт ровно вдвое и мультиметр покажет удвоенное значение напряжения:

Опыт 3: Увеличим частоту генератора в 100 раз (6 кГц), при этом частота сигнала на осциллографе изменится, но размах и среднеквадратичное значение останутся прежними, а показания мультиметра станут неправильными — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра 0—400 Гц:

Опыт 4: Вернёмся к исходной частоте 60 Гц и напряжению генератора сигналов 4 В, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением напряжения, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее напряжение сигнала:

Эксперимент №2

Схема эксперимента №2, аналогична схеме эксперимента 1.

Ручкой изменения напряжения смещения на генераторе сигналов добавим смещение 1 В. На генераторе сигналов установим синусоидальное напряжение с размахом 4 В с частотой 60 Гц — как и в эксперименте №1. Сигнал на осциллографе поднимется на половину большого деления, а мультиметр покажет среднеквадратичное значение 1,33 В. Осциллограф покажет изображение, подобное изображению из опыта 1 эксперимента №1, но поднятое половину большого деления. Мультиметр покажет почти такое же напряжение, как было в опыте 1 эксперимента №1, так как у него закрытый вход, а осциллограф с открытым входом покажет увеличенное действующее значение суммы постоянного и переменного напряжений, которое больше действующего значения напряжения без постоянной составляющей:

Техника безопасности при измерении напряжения

Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:

1. Не проводить измерения напряжения, требующих определённых профессиональных навыков (свыше 1000 В).
2. Не производить измерения напряжений в труднодоступных местах или на высоте.
3. При измерении напряжений в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
4. Пользоваться исправным измерительным инструментом.
5. В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
6. Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
7. Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Сколько ватт в 1 вольт ампере?

чем эти физические отличатся друг от друга

Интернет-магазин “Ватт и Вольт”: почему наш магазин называется именно так?

Когда мы выбирали название для интернет-магазина, нам хотелось, чтобы это название однозначно ассоциировалось с электрикой и освещением. Было конкретным и понятным, даже иностранцу.

Поэтому мы остановились на обозначении физических величин, знакомым даже школьникам, — Ватте и Вольте. Итак, давайте проверим, помните ли вы школьный курс физики.

Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Измеряется в Вольтах.

Эта единица названа в честь итальянского учёного Алессандро Вольта. Именно Алессандро заложил на рубеже 18-19 веков основу науки об электричестве.

Фото 1: Алессандро Вольт — итальянский учёный, в честь которого названа самая известная физическая величина.

Напряжение — величина стандартизированная и одинакова для всех квартир и домов. Равна 220 Вольт при однофазном электроснабжении. Допустима погрешность в 10%. То есть напряжение в сети может колебаться от 200 до 240 Вольт.

В ваттах измеряется мощность тока. Именно про эту мощность всегда спрашивает продавец в магазине, когда вы хотите купить лампочку. И это очень важный показатель. Ведь о того, сколько мощности потребляют электроприборы, зависит нагрузка на вашу домашнюю электросеть.

Например, лампочка в 40W использует больше энергии, чем лампочка в 11W. Но мощность в ваттах не показывает, насколько лампочка ярко светит – она показывает лишь то, сколько энергии она потребляет. Чтобы выяснить, как ярко она будет светить, нужно посмотреть на количество люменов или кандел.

Фото 2: Яркость лапочки не всегда зависит от её мощности

1 Ватт мощности — это 1 Джоуль работы, которую совершает электрический ток за 1 секунду.

Для того, чтобы вычислить мощность тока, нужно напряжение умножить на ток, потребляемый электроприбором. Сила тока — это то, количество электроэнергии, который потребляет электроприбор. Сила тока измеряется в Амперах

Например, стиральная машина потребляет из розетки 220 Вольт силу тока, равную 10 Ампер. То есть мощность прибора будет равной 2200 Ватт или 2,2 Киловатта.

Если говорить простым языком, то напряжение аналогично разнице между уровнями воды в разных местах реки. Мощность в ваттах — произведение этой разницы на количество протекшей по этому участку за секунду воды.

Если у вас остались вопросы, на них с удовольствием ответят

менеджеры магазина по телефонам:
+7 (499) 390 08 36
+7 (925) 740 99 81

Интернет-магазин "Ватт и Вольт": почему такое название?

<h3>Интернет-магазин “Ватт и Вольт”: почему наш магазин называется именно так?</h3>
<p>
Когда мы выбирали название для интернет-магазина, нам хотелось, чтобы это название однозначно ассоциировалось с электрикой и освещением. Было конкретным и понятным, даже иностранцу.<br>
</p>
<p>
Поэтому мы остановились на обозначении физических величин, знакомым даже школьникам, — <b>Ватте и Вольте</b>. Итак, давайте проверим, помните ли вы школьный курс физики.
</p>
<p>
<b>Напряжение</b> — это разность потенциалов между двумя точками. Измеряется в Вольтах.
</p>
<p>
Эта единица названа в честь итальянского учёного Алессандро Вольта. Именно Алессандро заложил на рубеже 18-19 веков основу науки об электричестве.
</p>
<p>
</p>
<div>
<img alt=»А. Вольт — итальянский учёный» src=» /upload/iblock/99a/99a755f5c2bd98de64e2faf549e94c38.png» title=»А. Вольт — итальянский учёный»>
<div>
Фото 1: Алессандро Вольт — итальянский учёный, в честь которого названа самая известная физическая величина.
</div>
</div>
<p>
Напряжение — величина стандартизированная и одинакова для всех квартир и домов. Равна 220 Вольт при однофазном электроснабжении. Допустима погрешность в 10%. То есть напряжение в сети может колебаться от 200 до 240 Вольт.
</p>
<p>
В <b>ваттах </b>измеряется <b>мощность </b>тока. Именно про эту мощность всегда спрашивает продавец в магазине, когда вы хотите купить лампочку. И это очень важный показатель. Ведь о того, сколько мощности потребляют электроприборы, зависит нагрузка на вашу домашнюю электросеть.
</p>
<p>
Например, лампочка в 40W использует больше энергии, чем лампочка в 11W. Но мощность в ваттах не показывает, насколько лампочка ярко светит – она показывает лишь то, сколько энергии она потребляет. Чтобы выяснить, как ярко она будет светить, нужно посмотреть на количество люменов или кандел.
</p>
<div>
<img alt=»Алессандро Вольт — итальянский учёный» src=» /upload/iblock/4bf/4bf20b2a4319a19cbf943e5de41cb0ca.jpg» title=»Мощность и яркость — самые важные показатели, на которые нужно опираться при выборе лампочки»>
<div>
Фото 2: Яркость лапочки не всегда зависит от её мощности
</div>
</div>
<p>
1 Ватт мощности — это 1 Джоуль работы, которую совершает электрический ток за 1 секунду.
</p>
<p>
Для того, чтобы вычислить мощность тока, нужно напряжение умножить на ток, потребляемый электроприбором. Сила тока — это то, количество электроэнергии, который потребляет электроприбор. Сила тока измеряется в Амперах
</p>
<p>
</p>
<p>
Например, стиральная машина потребляет из розетки 220 Вольт силу тока, равную 10 Ампер. То есть мощность прибора будет равной 2200 Ватт или 2,2 Киловатта.
</p>
<p>
<b> Если говорить простым языком, то напряжение аналогично разнице между уровнями воды в разных местах реки. Мощность в ваттах — произведение этой разницы на количество протекшей по этому участку за секунду воды. <br>
</b>
</p>
<p>
</p>
<p>
Если у вас остались вопросы, на них с удовольствием ответят<br>
менеджеры магазина по телефонам:<br>
<b>+7 (499) 390 08 36</b><br>
<b>+7 (925) 740 99 81</b>
</p>

2020-05-27

2020-05-27

wattvolt

wattvolt

&quot;ВАТТ и ВОЛЬТ&quot; — Интернет магазин светильников, светодиодных ламп и светотехники

142117

Россия

Московская область

Подольск

Россия

+7 (499) 390 08 36

Electrical parameter tester со стабилизатором M5333B для измерения вольт, ампер, ватт

При изготовлении различных блоков питания, зарядных устройств, электронных нагрузок существует необходимость измерять напряжение и ток, ну и, естественно, отображать в удобном виде. Для этого существует множество встраиваемых приборов, один из которых я уже обозревал, а прибор аналогичный тому что в моём новом обзоре — обозревал уважаемый kirich. Однако в его обзоре приборчик был на 3А, данный же — на 10А.

Поставляется приборчик в небольшой коробочке. В комплекте сам прибор, инструкция, и пара разъемов с проводами

Инструкция обещает нам измерение:

напряжения от 0 до 33В с точностью +-(0.3%+2 единицы младшего разряда)

тока от 0 до 9.99А с точностью +-(1%+2 единицы младшего разряда)

мощности до 99,99(330,0)Вт

энергии до 3300.0Вт*ч

емкости до 99,999А*ч

времени до 99ч 59мин

температуры от -15 до 60 градусов

инструкция

Также в инструкции содержатся несколько схем подключения. И тут я хочу обратить внимание всех пользователей этого и подобных приборов на один факт, который часто упускают из вида.

Впрочем, начну с того какие тут вообще есть провода.

Три тонких: черный — общий питания, красный — плюс питания, желтый — измеряемое напряжение

два толстых: красный это «плюсовой» вход для измерения тока, и черный — это выход токового шунта, соединяемый с общим/минусовым проводом источника. Впрочем, всё это видно на схемах из инструкции, а внимание я хотел заострить на тонком черном проводе. он используется ТОЛЬКО в случае применения ВНЕШНЕГО ИЗОЛИРОВАННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ для прибора. В случае питания от того же источника что и нагрузка — он остаётся в воздухе, иначе через него пойдёт ток нагрузки параллельно штатному шунту, и измерения будут неправильными!

Размеры отверстия для установки — 46х25мм, при этом нужно учитывать тот факт, что в таких корпусах защелки сделаны весьма оригинальным способом, и при защелкивании в отверстие корпуса упираются в стекло и/или индикатор. то есть лучше их как-то подрезать, или ставить прибор в корпус устройства в разобранном виде — вначале корпус прибора, а потом уже его внутренности установить в корпус

Тут на фото видно что между защитным стеклом и стенками корпуса зазор минимальный:

Есть еще один нюанс. за счет того что у нас все провода подключаются разъемами — значительно растёт установочная глубина:

Из-за токового разъема нужно обеспечить милиметров так 35 свободного пространства вглубь.

Кишочки. Схема проста и незатейлива: операционник LM358, стабилизатор M5333B, микроконтроллер 8S003F3P6. В уголочках приютились шунт и терморезистор, который при использовании устройства разумно выпаять и перенести в нужное место.

индикатор с надписью на шлейфе 00991-MF1-A. шлейф припаян к плате.

Размеры изображения, кстати, 24х12мм, читаемость отличная, несмотря на маленькие размеры. Но, конечно, для людей с плохим зрением и для наблюдения издалека — не подойдёт.

Потребляет приборчик около 10мА в диапазоне от 5 до 25В, работать начинает где-то от 4.5В, но я бы рекомендовал не ниже 5В.

Внешний вид и управление

На индикаторе у нас присутствует более крупная индикация тока и напряжения справа, а слева сверху вниз:

время от включения устройства (не нагрузки!) в часах и минутах

мощность нагрузки

ячейка памяти и температура

ну и в нижней строке емкость и энергия в ампер-часах и ватт-часах соответственно.

Слева от индикатора присутствует кнопка — единственный орган управления.

О ячейках памяти. Ячеек тут две: нулевая и первая. Переключение между ячейками осуществляется, понятное дело, кнопкой. В них сохраняются значения емкости и энергии. При этом в нулевой ячейке после выключения и включения питания они автоматически стираются, предварительно несколько раз помигав — чтоб вы не забыли их записать. Стирание значения производится длительным нажатием на кнопку. Увеличение этих значений происходит в процессе работы только у текущей ячейки, вторая при этом «стоит на месте», то есть переключили на первую — считаем в первой, переключились на нулевую — продолжили считать с того места где переключались.

Еще одно предназначение кнопки — автокалибровка нуля по току. Для этого при отключенной нагрузке включаем прибор с зажатой кнопкой и держим ее до появления символов ААА на экране.

Перейдём к метрологии.

Для начала — таймер. В сравнении с довольно точным, но не поверенным, секундомером отставание таймера устройства составило порядка 15с за 30 минут.

Далее — напряжение и ток.

Проверять будем при помощи «эталонного» UT61E и вот такого источника образцового напряжения:

Ну и лабораторного БП для более высоких напряжений и токов.

Производитель заявляет для напряжения 0.3%+2 единицы младшего разряда. Собственно, на эти две единицы у нас вольтметр и «врёт» — внизу диапазона занижает, вверху — завышает. «Выравнивается» где-то на 20В.

Для низких напряжений ситуация закономерно несколько хуже, тут уже в 0.3%+2 единицы прибор укладывается не всегда:

Амперметр аналогично — укладывается в заявленные +-2 единицы младшего разряда:

Десятки миллиампер проверил «на всякий случай», потому что тут измеряемые величины сопоставимы с погрешностью:

Но как видим всё что выше 100мА — вполне уже можно измерять.

Подытоживая: приборчик неплохой, вкладывается в заявленные параметры (за исключением малых напряжений), хорошо читаемый индикатор, простое управление.

Из минусов я б отметил мелковатый индикатор, «нюансы» с корпусом при установке, ну и хотелось бы всё же доколупаться к отсутствию калибровок и неидеальной точности 😉 Но это очевидно не того класса прибор, так что это я именно что докапываюсь. Для более точных измерений есть более интересный приборчик (с более высокой разрядностью, калибровкой, и надо полагать внешним АЦП), который на момент заказа я то-ли не заметил, то-ли их не было на складе…

Собираюсь его использовать для электронной нагрузки — следите за новостями! 😉

UPD: тут у товарища в комментах возникли сомнения по поводу зависимости точности измерения от способа подключения — с питанием от схемы и с внешним питанием. результат эксперимента:

и о математике

8.75+1,02=8,925 — по ваттам сходится

8,925*0,5=4,46 — по вт*ч сходится

1,02*,05=0,51 — по А*ч не сходится на 0,014 (примерно +5%) — прибор несколько завышает емкость. НО, как я неоднократно писал в комментах, эксперимент нельзя считать полностью достоверным, потому что ток НЕ стабилизирован.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Функции варивольта и вариватта

Введение

наверх

Варивольт и вариватт — это функции электронных сигарет, позволяющие менять напряжение, подаваемое аккумулятором на спираль. Такая регулировка позволяет вейперу получить больше вкуса и пара, снизить вероятность появления привкуса гари и в целом настроить мод под свои нужды и привычки парения. Названия функций является транслитерацией английских слов-сокращений «vari watt» и «vari volt», что означает variable wattage и variable voltage соответственно — регулируемая мощность и напряжение.

Несмотря на то, что цели у вариватта и варивольта одинаковы, их реализация происходит совершенно по-разному, в чём и состоит отличие этих двух функций. Варивольт (VV) позволяет регулировать напряжение, выдаваемое аккумулятором, но не учитывает сопротивление спирали, от которого будет зависеть реальная рабочая мощность. С варивольтом опытный вейпер может менять клиромайзеры с различным сопротивлением, вручную подстраивая значение напряжения для «преодоления» сопротивления спирали и получения комфортных Вольт парения.

Вариватт (WV) же делает то же самое, но другим способом. Он позволяет регулировать не напряжение, а непосредственно мощность, благодаря чему плата электронной сигареты может самостоятельно высчитать оптимальное значение напряжения, подаваемое на спираль. Иначе говоря, вейпер может менять клиромайзеры с различным сопротивлением, выставив мощность, к примеру, 15 Ватт. Подключи он испаритель с сопротивлением 1,8 Ом или 2,2 Ом, мод позволит ему парить на тех же 15 Ваттах, но самостоятельно изменит количество Вольт для «преодоления» повышенного сопротивления во втором случае. Вариватт — это автоматика, которая делает процесс парения и изменения напряжения спирали более комфортным, лёгким и удобным. Некоторые модели даже умеют запоминать определённые клиромайзеры, и при их подключении не нужно тратить время на перенастройку. Это полезно, если парильщик пользуется сабомным и «обычным» клиром попеременно.

Режимы вариватта и варивольта не являются взаимоисключающими. Существует множество электронных сигарет, совмещающих обе функции, к примеру, Eleaf iStick 30w

Как происходит настройка?

наверх

Все современные моды имеют дисплей, на котором отображается количество Ватт или Вольт, причём если Вольты отображаются только в зависимости от наличия функции варивольта, то Ватты показывают все модели. Также на корпусе устройств имеется элемент управления для изменения напряжения и мощности. Как правило, это «качелька» или отдельные кнопки «+» и «-», но встречаются и экзотические варианты, к примеру, в eVic VT регулировка происходит при помощи колёсика, располагающегося в верхней части бокс-мода.

Каждая электронная сигарета имеет свой шаг регулировки, составляющий обычно 0,1 Ватт или Вольт. Это означает, что при регулировке напряжения вейпер может выставить любые значения вроде 3 Вольт или 3,1 Вольт и так далее. Впрочем, конкретное значение зависит от конкретной модели, и некоторые устаревшие моды имеют шаг в 0,5 единиц измерения.

Регулировка происходит в диапазоне, заданном производителем. Невозможно «дать» 100 Ватт на спираль модом, рассчитанным только на 40 Ватт. Поэтому при покупке следует узнавать «рабочий диапазон» напряжения и мощности, благо что производители его не прячут и часто даже помещают «потолок» в название. К примеру, серия iStick от Eleaf разделяется на модели именно по мощности: iStick 30W, iStick 50W и iStick 100W (обзор Eleaf iStick 100W)

Примеры моделей с варивольтом и вариваттом

наверх

Сегодня вариватт и варивольт — это очень распространённые функции, поэтому встретить их можно как в дорогих электронных сигаретах, так и в продукции «для масс». Помимо уже приведённых примеров, стоит упомянуть Eleaf 40W TC, Kanger Subox, Eleaf iJust 2. Это достаточно интересные устройства сами по себе, и узнать о них подробнее вы можете в разделе публикаций на нашем сайте.

Вариватт и варивольт для новичка

наверх

Несмотря на то, что вариватт или варивольт уже являются чем-то вроде «джентльменского набора», они встроены ещё не во все электронные сигареты. Поэтому перед новичками встаёт выбор: покупать устройство с вариваттом или с варивольтом? Или же вовсе обойтись без этих функций? Ответ зависит от того, что именно вы хотите получить от своей электронной сигареты:

• если вы только начинаете парить и просто хотите попробовать, что это такое, не затрачивая лишних средств — выбирайте модель без вариватта или варивольта. Такое решение позволит вам сэкономить;
• если вы новичок, но задумались о вейпинге всерьёз, то выбирайте модель с вариваттом. Автоматика позволит вам не «вникать в дебри», а просто регулировать мощность и открывать для себя различия между парением на 10 и 20 Ваттах. Модель с варивольтом лучше оставить до тех времён, когда вы станете больше разбираться в вопросе. Хорошим выбором будет мод с вариваттом и варивольтом одновременно, благо таких очень много;
• если вы не доверяете автоматике и любите делать всё самостоятельно, то ваш выбор — варивольт. На сегодняшний день вариватт умеет всё, что и варивольт, при этом в более удобной для вейпера форме, но по сообщениям опытных парильщиков, автоматика иногда «крадёт» мощность и вместо обещанных 30 Ватт выдаёт меньше. Поэтому выбор варивольта имеет смысл.

Опытные вейперы в основном предпочитают вариватт, варивольтом же пользуются только в ряде случаев, когда хотят попробовать что-то новое или требуется очень точная настройка.

Температурный контроль или третий режим

наверх

В списке характеристик электронной сигареты наряду с вариваттом или варивольтом может быть указан третий режим — температурный контроль. Он тоже работает с напряжением, подаваемым на спираль, но несколько в ином ключе, влияя на температуру пара, его вкус и отсутствие привкуса гари. Моды, имеющие ТК, замеряют температуру спирали по её сопротивлению и не дают ей разогреваться выше установленных значений, снижая напряжение. Эта функция не работает совместно с вариваттом и варивольтом, но существуют моды, имеющие все три функции и способные работать с ними попеременно. На момент начала осени 2015 немногие устройства имеют поддержку VW/VV и ТК одновременно, к примеру, Eleaf iStick 40W

Сколько ватт соответствует 12 вольт?

Чтобы получить цифру ватт (или мощность), вам нужно иметь 2 значения, от которых нужно исходить. Используя закон Ома, вы умножите силу тока на вольт на , чтобы получить ватт . Например, схема 12 В и , потребляющая 2 ампера, потребляет 24 Вт мощности ( 12 * 2 = 24).

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ.

Кроме того, сколько ватт потребляет 12 вольт?

Эквивалентные ватты и амперы при 12 В постоянного тока

Аналогично, сколько ватт составляет 12 вольт постоянного тока? Следовательно, 120 В переменного тока x 0,3 А равняется 36 Вт . DC Напряжение — Выходное напряжение — это номинальное значение вашей аккумуляторной системы, обычно от одной батареи 12 вольт .Мы используем 12,5 вольт для аккумуляторных систем 12 вольт . DC Ампер. Теперь мы знаем, что наше приложение использует 36 Вт общей мощности.

Аналогично, сколько ватт в вольт?

Преобразуйте мощность 1000 ватт в вольт для цепи с силой тока 10 А. Используя уравнение мощности 1 ватт = 1 ампер × 1 вольт и преобразовав эту формулу, мы получим вольт. , получаем 1 вольт = 1 ватт ÷ 1 ампер.Разделите 1000 ватт на 10 ампер, и полученное напряжение будет равно 100 вольт .

Сколько ватт в 24 вольтах?

Измерения эквивалентных вольт и ватт

Калькулятор вольт и ампер в ватты

Вот простой калькулятор напряжения и ампер в ватты с краткими пояснениями, формулами и диаграммами.

Преобразование единиц

иногда может быть затруднено, но с большинством основных электрических единиц, таких как напряжение, ток и мощность, все почти всегда очень просто. Почти всегда …

Преобразование вольт и ампер в ватты и другие формулы

Для преобразования вольт, ампер и ватт нам необходимо использовать следующие формулы:

• P (Вт) = I (A) * U (V)
• I (А) = P (Вт) / U (В)
• U (В) = P (Вт) / I (A)

Примечание: эти формулы предназначены для электрических систем постоянного (постоянного тока) или переменного (переменного тока) электрических систем с использованием «эффективных» значений и α = 0 ° (α — фазовый угол между напряжением и током).

Ампер и вольт в ватты и другие калькуляторы преобразования

Чтобы преобразовать вольт, ампер и ватт, не стесняйтесь использовать эти калькуляторы преобразования — запишите полученные значения и нажмите «Рассчитать», чтобы преобразовать их :

2000 Вт в амперы и вольт

Если вы планируете использовать нагрузку 2000 Вт (генератор, инвертор, устройство ИБП и т. Д.), Рекомендуется знать требуемый ток (А или А) и напряжение (В) — чем выше напряжение, тем меньше требуется ток, что приводит к более тонким кабелям или меньшим потерям энергии.Однако более высокое напряжение может быть вредным. В следующей таблице перечислены необходимые амперы и напряжения для требуемых 2000 Вт мощности.

Как видно, при увеличении номинального напряжения с 12 В до 48 В ток уменьшается в 4 раза, что приводит к довольно приемлемому току в 41,66 А (с 166,6 А!).

3000 Вт в амперы и вольт

Аналогичным образом, если нагрузка составляет 3000 Вт или даже больше, требуются более высокие напряжения, чтобы поддерживать ток на приемлемом уровне:

Чтобы узнать точное напряжение, ток и мощность, воспользуйтесь нашими калькуляторами преобразования.

Long Story Short: Если вы хотите преобразовать амперы и вольт в ватты, просто умножьте амперы и вольт. Чтобы получить ампер из ватт и вольт, разделите ватты на вольт, а чтобы получить вольт из ватт и ампер, разделите ватты на амперы.

И все эти формулы подходят для электрических систем постоянного тока и для электрических систем переменного тока, где α = 0 ° (cos 0 ° = 1) и используются действующие значения.

Как рассчитать ватт в час для каждого электронного устройства

Перед тем, как построить свою систему солнечных батарей, вам необходимо оценить, сколько ватт-часов вы будете использовать в день. Сначала составьте список всей вашей электроники и рассчитайте использование для каждого устройства. Запишите свои ответы в нашу таблицу.

Как вы подсчитаете, сколько ватт в час что-то использует? Не на всех устройствах это указано одинаково. Ниже приведены четыре примера оценки энергопотребления.

Для устройств с питанием от переменного тока: Самый точный способ сделать это — измерить устройство самостоятельно. Для всех бытовых устройств 110V AC можно купить ваттметр Kill A. Подключите его между устройством и стеной. Затем используйте свое устройство как обычно (ноутбук, индукционная горелка и т. Д.) В течение 24 часов. Kill a Watt будет отслеживать использованные Wh. Лучше делать это не один день, чтобы получить точные результаты.

Примеры расчета отдельных устройств постоянного тока

Светодиодная лента (питание постоянного тока)

светодиодных светильников относительно несложно рассчитать.При покупке светодиодов в ваттах и ​​вольтах часто указывается , в описании продукта указывается . В этом примере мы обнаружили на Amazon 16,4-дюймовую светодиодную полосу, которая будет проходить через потолок.

Судя по описанию продукта, вы можете видеть, что эта световая полоса потребляет 24 Вт для питания всей полосы. Мы используем это значение и умножаем на то, сколько часов в день, по нашему мнению, будет гореть свет.

24Вт * 3,5 часа = 84Втч в день

светодиодных лент можно обрезать по размеру.Если вы хотели использовать только половину количества источников света (8,2 ‘вместо 16,4’), разделите это число пополам.

12 * 3,5 часа = 42 Втч в день

Светодиодная лента

Длина: 5 м, 16,4 ′
Ширина: 8 мм
Вес: 0,12 кг
Напряжение: 12 В
Мощность: 24 Вт

WeBoost Drive 4G-X Cell Signal Booster (питание постоянного тока)

WeBoost — компания, которая производит усилители сигнала сотовых телефонов.В этом случае на сайте не указаны точные технические характеристики. Однако при открытии спецификации PDF , которую можно найти на их веб-сайте, у нас есть диаграмма с указанием ампер и вольт рядом с «мощностью».

В этом случае нам нужно вернуться к Ваттам, снова используя W = A * V

2,5 А * 6 В = 15 Вт

Теперь вы можете умножить это на предполагаемое количество отработанных часов.

15Вт * 5 часов = 75Втч в день

WeBoost 4G-X

Номер модели: 470510
Частоты: Диапазон 12/17 700 МГц
Максимальное усиление: 50 дБ
Импеданс: 50 Ом
Мощность: 6 В / 2.5A
Разъемы: SMA Female

Компьютер- 2017 Macbook Pro (питание переменного тока)

Энергопотребление ноутбука сложно оценить. Это связано с тем, что мощность, потребляемая компьютером во включенном состоянии, непостоянна. Для ресурсоемких игр или программ потребуется больше энергии, чем для написания статьи на языке Microsoft Word.

Кроме того, не все производители предоставляют информацию о потребляемой мощности. Это верно в случае моего Macbook Pro. Apple.com не предоставляет никакой информации о питании.К счастью, они должны указать спецификации блока питания, чтобы соответствовать требованиям.

Глядя на зарядное устройство для ноутбука Apple, можно увидеть, что входной сигнал составляет 100-240 В / 1,5 А, а выход — 20,3 В / 3 А

Этот адаптер указывает максимальный выходной потенциал . Компьютеры обычно не потребляют максимальную мощность, если они не заряжают аккумулятор вместе с запущенными энергоемкими программами. Как только ваша батарея будет заряжена, она будет потреблять только часть максимальной мощности, чтобы ноутбук продолжал работать.

Используя спецификации компьютера, мы можем оценить максимальное количество энергии, которое будет использовать Macbook Pro 2017 года. Мы скажем, что он запускает несколько интенсивных программ и заряжает батарею 3 часа в день, а при отключении от сети, запускает те же программы, скорее всего, он проработает еще 4-6.

Использование спецификации с наивысшим рейтингом:

20,3 В * 3A = 61 Вт

Теперь вы делаете то же самое, что и раньше, и умножаете на расчетные часы

61Вт * 3 часа = 183Втч в день

Наконец, поскольку компьютер предназначен для подключения к бытовой розетке (переменного тока), необходимо будет преобразовать инвертор в постоянный ток.Вы можете приблизительно оценить КПД инвертора в 10%. Это приводит к еще одному вычислению:

183Втч * 1,1 неэффективность = 201Втч в день

MacBook Pro
100-240 В / 15.A
20,3 / 3A

Примечание : Большинство ноутбуков указывают максимальную выходную мощность на своем шнуре питания. Это верно для обоих наших компьютеров (Macbook и Lenovo Thinkpad). Чтобы получить еще более точную оценку энергопотребления, есть приложения, доступные для загрузки, которые покажут вам, сколько энергии потребляет ваш компьютер в любой момент.На iOS вы можете скачать приложение о состоянии батареи.

Имейте в виду, ваши цифры не обязательно должны быть точными. Это упражнение предназначено только для того, чтобы дать вам общее представление о том, сколько энергии вы используете.

Для любого электронного устройства можно купить недорогой Kill-a-Watt meter на Amazon, чтобы получить точные показания.

Портативный холодильник NorCold NRF (питание постоянного тока)

12 Потребление энергии холодильниками также может быть сложно подсчитать, потому что они не используют мощность 100% времени.На первый взгляд, вы можете принять характеристики мощности за то, что нужно для круглосуточной работы холодильника. Однако в холодильниках для периодического охлаждения камеры используется компрессор. Как только холодильник охладится ниже определенного уровня, компрессор выключится и будет оставаться в таком состоянии до тех пор, пока внутренняя температура снова не поднимется выше заданной.

В очень жарких условиях компрессор холодильника может работать более 50% часа. Зимой он будет работать значительно меньше. Каждый холодильник будет сильно отличаться по частоте работы.Некоторые бренды имеют общие характеристики, перечисленные на их веб-сайтах, чтобы помочь найти эту информацию.

В этом примере мы будем использовать спецификацию холодильника Norcold 45. Компрессор является основным источником энергии, потребляемой в холодильнике, поэтому здесь указан номер потребляемой мощности усилителя.

Эффективность летом и зимой будет разной. Основываясь на технических характеристиках, мы видим, что холодильник потребляет 4,8 А при напряжении 12 В.

Использование спецификации с наивысшим рейтингом:

4.8А * 12В = 57,6Вт

Теперь возьмем это число для оценки 8 часов работы в течение 24 часов для теплой среды

60Вт * 8 часов = 480Втч в день

Норколд NRF 45

Размеры: 16 x 25,5 x 15,75 ″
Кубических футов: 1,6
литров: 45
Ампер, потребляемый 12 В / пост. Тока: 4,8
Ампер, потребляемый 24 В / пост.

Этот разнообразный набор электроники должен дать вам достаточно хорошее представление о том, чтобы самостоятельно измерить все устройства.Тогда у вас должно быть все необходимое, чтобы перейти к нашему калькулятору солнечной системы и измерить размер вашей полной системы солнечных батарей!

[vc_row] [vc_column] [vc_column_text]

[/ vc_column_text] [/ vc_column] [/ vc_row]

1 Ватт-ампер на 1 Ватт

Вт Дешевле на 110 или 220 Вольт?

Ватт Дешевле на 110 или 220 Вольт?

Сколько я сэкономлю на счете за электроэнергию, если включу свет в 220 вольт?

Быстрый ответ: Наверное, ничего.

Это распространенное заблуждение о том, как работает электричество и как
компании взимают с вас плату. Часто упоминаемый аргумент в пользу экономии денег
в том, что сила тока вдвое меньше, когда на ходу горит 220 вольт.
110 вольт. Это правда, но коммунальная компания не взимает плату за силу тока,
они берут с вас плату за мощность. Они выставляют вам счет в киловатт-часах. Киловатт-час
составляет 1000 ватт использования в течение одного часа или примерно соответствует 1000 ватт света при работе
на один час.Для этого есть хорошая формула: мощность / напряжение = сила тока. Если
мы вводим цифры для натриевой лампы для выращивания на 1000 Вт, вы можете видеть, что, хотя
напряжение и сила тока могут изменяться, мощность всегда остается неизменной.

Светильник для выращивания натрия 1000
На 110 В: 1100 Вт / 110 В = 10 А — На 220 В: 1100 Вт / 220 В = 5 А
Обратите внимание, что натриевый балласт мощностью 1000 Вт потребляет 1100 Вт.

Прямо сейчас, когда я получаю вопрос «а почему они заставляют вещи работать
на 220 вольт? »Обычно большие машины и приборы, потребляющие много энергии
работать от 220 вольт (или больше) в основном из-за размера провода, который вам понадобится
запустить их на 110 вольт было бы очень большим.Калибр и длина провода будут
определите максимальную силу тока, которую он выдержит, прежде чем он расплавится! По цепи 220 вольт,
нагрузка разделена между двумя проводами на 110 вольт. Это позволяет использовать провод меньшего размера.
Это подводит нас к «вероятно» части ответа. Есть еще один фактор, это
падение напряжения или потеря напряжения, когда мощность проходит по проводу. Нижний
сопротивление на проводе, тем меньше падение напряжения. Если вы используете один или
два фонаря в типичном доме с автоматическим выключателем на небольшом расстоянии, эффективность
потери из-за падения напряжения могут быть недостаточно значительными, чтобы оправдать замену проводки.
комната для выращивания на 220 вольт.

Связанная информация:

Рассчитайте стоимость электроэнергии для эксплуатации
растут свет.

Как построить четырехколесный светильник для выращивания растений
Контроллер менее чем за 80 долларов

Этот предмет слишком тяжелый, слишком большой, опасный или слишком хрупкий для отправки с помощью UPS или USPS, и его необходимо отправить на поддоне.