Измерить энергию. Упражнение “измеряем свою энергетику”. Измерение мощности в цепи постоянного тока

Киловатт - кратная единица, образованная от «Ватт»

Ватт

Ватт (Вт, W) - системная единица измерения мощности.
Ватт - универсальная производная единица в системе СИ, имеющая специальное наименование и обозначение. Как единица измерения мощности, «Ватт» был признан в 1889г. Тогда же эта единица и была названа в честь Джеймса Уатта (Ватта).

Джеймс Ватт - человек, который придумал и сделал универсальную паровую машину

Как производная единица системы СИ, «Ватт» был включён в неё в 1960г.
С тех пор, в Ваттах измеряется мощность всего подряд.

В системе СИ, в Ваттах, допускается измерять любую мощность - механическую, тепловую, электрическую и т.д. Также допускается образование кратных и дольных единиц от исходной единицы (Ватт). Для этого рекомендовано использовать набор стандартных префиксов системы СИ, вида - кило, мега, гига и т.д.

Единицы измерения мощности, кратные ватт:

• 1 ватт
• 1000 ватт = 1 киловатт
• 1000 000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт
• 1000 000 000 ватт = 1000 мегаватт = 1000 000 киловатт = 1гигаватт
• и т.д.

Киловатт-час

В системе СИ нет такой единицы измерения.
Киловатт-час (кВт⋅ч, kW⋅h) - это внесистемная единица, которая выведена исключительно для учёта использованной или произведённой электроэнергии. В киловатт-часах учитывается количество потреблённой или произведённой электроэнергии.

Использование «киловатт-час», как единицы измерения, на территории России регламентирует ГОСТ 8.417-2002, в котором однозначно указано наименование, обозначение и область применения для «киловатт-час».

Скачать ГОСТ 8.417-2002 (cкачиваний: 2305)

Выдержка из ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин», п.6 Единицы, не входящие в СИ (фрагмент таблицы 5).

Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ

Для чего нужен киловатт-час

ГОСТ 8.417-2002 рекомендует использовать «киловатт-час», как основную единицу измерения для учёта количества использованной электроэнергии. Потому что «киловатт-час» - это наиболее удобная и практичная форма, позволяющая получать наиболее приемлемые результаты.

При этом, ГОСТ 8.417-2002 абсолютно не возражает против использования кратных единиц, образованных от «киловатт-час» в тех случаях, когда это уместно и необходимо. Например, при лабораторных работах или при учёте выработанной электроэнергии на электростанциях.

Образованные кратные единицы от «киловатт-час» выглядят, соответственно:

• 1 киловатт-час = 1000 ватт-час,
• 1 мегаватт-час = 1000 киловатт-час,
• и т.д.

Как правильно писать киловатт-час⋅

Правописание термина «киловатт-час» по ГОСТ 8.417-2002:

• полное наименование нужно писать через дефис:
  ватт-час, киловатт-час
• краткое обозначение нужно писать через точку:
  Вт⋅ч, кВт⋅ч, kW⋅h

Прим. Некоторые браузеры неверно интерпретируют HTML-код страницы и вместо точки (⋅) отображают знак вопроса (?) или иной кракозябр.

Аналоги ГОСТ 8.417-2002

Большинство национальных технических стандартов нынешних постсоветских стран увязаны со стандартами бывшего Союза, поэтому в метрологии любой страны постсоветского пространства можно найти аналог российского ГОСТ 8.417-2002, либо ссылку на него, либо его переработанный вариант.

Обозначение мощности электроприборов

Общепринятая практика - обозначать мощность электроприборов на их корпусе.
Возможно следующее обозначение мощности электрооборудования:

• в ваттах и киловаттах (Вт, кВт, W, kW)
  (обозначение механической или тепловой мощности электроприбора)
• в ватт-часах и киловатт-часах (Вт⋅ч, кВт⋅ч, W⋅h, kW⋅h)
  (обозначение потребляемой электрической мощности электроприбора)
• в вольт-амперах и киловольт-амперах (VA, кVA)
  (обозначение полной электрической мощности электроприбора)

Единицы измерения для обозначения мощности электроприборов

ватт-час и киловатт-час (Вт ⋅ч, кВт ⋅ч, W ⋅h, kW ⋅h) - внесистемные единицы измерения потребляемой электрической энергии (потребляемой мощности). Потребляемая мощность - это количество электроэнергии, расходуемое электрооборудованием за единицу времени своей работы. Чаще всего, «ватт-часы» и «киловатт-часы» применяются для обозначения потребляемой мощности бытовой электротехники, по которой её собственно и выбирают.

вольт-ампер и киловольт-ампер (ВА, кВА, VA, кVA) - Единицы измерения электрической мощности в системе СИ, эквивалентные ватт (Вт) и киловатт (кВт). Используются в качестве единиц измерения величины полной мощности переменного тока . Вольт-амперы и киловольт-амперы применяются при электротехнических расчётах в тех случаях, когда важно знать и оперировать именно электрическими понятиями. В этих единицах измерения можно обозначать электрическую мощность любого электроприбора переменного тока. Такое обозначение будет наиболее соответствовать требованиям электротехники, с точки зрения которой - все электроприборы переменного тока имеют активную и реактивную составляющие, поэтому общая электрическая мощность такого прибора должна определяться суммой её частей. Как правило, в «вольт-амперах» и кратным им единицам измеряют и обозначают мощность трансформаторов, дросселей и других, чисто электрических преобразователей.

Выбор единиц измерения в каждом случае происходит индивидуально, на усмотрение производителя. Поэтому, можно встретить от разных производителей, мощность которых указана в киловаттах (кВт, kW), в киловатт-часах (кВт⋅ч, kW⋅h) или в вольт-амперах (ВА, VA). И первое, и второе, и третье - не будет ошибкой. В первом случае производитель указал тепловую мощность (как нагревательного агрегата), во втором - потребляемую электрическую мощность (как электропотребителя), в третьем - полную электрическую мощность (как электроприбора).

Поскольку бытовое электрооборудование достаточно маломощное, чтобы учитывать законы научной электротехники, то на бытовом уровне, все три цифры - практически совпадают

Учитывая вышеизложенное можно ответить на главный вопрос статьи

Киловатт и киловатт-час | Какая разница?

• Самая большая разница заключается в том, что киловатт - это единица измерения мощности, а киловатт-час - это единица измерения электроэнергии. Путаница и неразбериха возникает на бытовом уровне, где понятия киловатт и киловатт-час отождествляются с измерением производимой и потребляемой мощности бытового электроприбора.
• На уровне бытового прибора-электропреобразователя - разница только в разделении понятий выдаваемой и потребляемой энергии. В киловаттах измеряется выдаваемая тепловая или механическая мощность электроагрегата. В киловатт-часах измеряется потребляемая электрическая мощность электроагрегата. Для бытового электроприбора цифры вырабатываемой (механической или тепловой) и потребляемой (электрической) энергии практически совпадают. Поэтому, в быту нет никакой разницы, в каких понятиях выражать и в каких единицах измерять мощность электроприборов.
• Связывание единиц измерения киловатт и киловатт-час применимо только для случаев прямого и обратного преобразования электрической энергии в механическую, тепловую и т.д.
• Совершенно недопустимо применять единицу измерения «киловатт-час» в случае отсутствия процесса преобразования электроэнергии. Например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность дровяного отопительного котла, но можно измерять потребляемую мощность электрического отопительного котла. Или, например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность бензинового двигателя, но можно измерять потребляемую мощность электромотора
• В случае прямого или обратного преобразования электрической энергии в механическую или тепловую, увязать киловатт-час с другими единицами измерения энергии можно при помощи онлайн-калькулятора сайта tehnopost.kiev.ua:

- Вольт (часто обозначается просто V) - это величина напряжения, которое толкает ток по цепи. В Европе ток, снабжающий домашние строения, обычно имеет напряжение в 240 вольт, хотя напряжение может варьировать до 14 вольт выше или ниже этой величины.

- Ампер (амп. или А, для сокращения) - это величина, которая используется для измерения силы тока, т.е. количества электрических заряженных частиц, называемых электронами, которые проходят через данную точку цепи каждую секунду. Биллионы электронов необходимы, чтобы получить один ампер. Величина, выраженная в амперах, определяется частично напряжением и частично сопротивлением.

- Ом - величина, служащая для измерения сопротивления. Она названа в честь немецкого физика 19 века Георга Симона Ома, который установил закон, гласящий, что сила тока, проходящего через проводник, обратно пропорциональна сопротивлению. Этот закон можно выразить уравнением: Вольты/Омы = Амперы. Следовательно, если вам известны две из названных величин, вы можете вычислить и третью.

- Ватт (W) - это величина энергии, показывающая, какое количество тока в приборе потребляется в любой момент. Соотношение между вольтами, амперами и ваттами выражено другим уравнением, которое поможет вам сделать любые расчеты. Они вам могут понадобиться для вычислений в данной книге:

Вольты х Амперы = Ватты

Принято пользоваться киловаттом (kW) как единицей энергии для крупных вычислений. Один киловатт равен одной тысяче ваттов.

- Киловатт-час - это величина для измерения полного количества потребляемой энергии. Например, если вы из расходуете 1 kW энергии за 1 час, это будет отражено на счетчике, и это значение израсходованной электроэнергии будет включено в вашу книгу расчета за электричество.

5 Единицы измерения тепловой энергии

Значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты ) может выводиться измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. тепловая энергия может передаваться потребителю с помощью двух видов теплоносителей: горячая вода или водяной пар.

Тепловая энергия может быть измерена в виде:

теплоты (количество теплоты), которая является характеристикой процесса теплообмена и определяется количеством энергии, получаемым (отдаваемым) телом в процессе теплообмена; в международной системе единиц (СИ) измеряется в джоулях (Дж), устаревшая единица - калория (1 кал = 4,18 Дж)).

энтальпии теплоносителя , которая является термодинамическим потенциалом (или функцией состояния) и определяется массой, температурой и давлением теплоносителя, в международной системе единиц (СИ) измеряется в калориях

Энтальпию теплоносителя, используют в качестве меры (количественной характеристики) тепловой энергии. Технологические особенности тепловой энергии предопределяют своеобразие его отпуска и приемки и, как следствие, порядок учета тепловой энергии, который зависит, во-первых, от вида теплоносителя, с помощью которого передается тепловая энергия; во-вторых, от системы теплоснабжения, подразделяющейся на открытые водяные (или паровые) и закрытые.

Измерение тепловой энергии и ее учет не являются тождественными понятиями, поскольку измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем при помощи средств измерения, а учет тепловой энергии - использование результатов измерения.

Международная система единиц подскажет любому человеку, в чём измеряется электроэнергия. Такая информация нужна для того, чтобы правильно и безопасно использовать в домашних условиях электрические бытовые приборы.

Единицы измерения напряжения

Напряжение измеряется в вольтах. Чтобы снабдить электроэнергией частные дома используется однофазная сеть с напряжением 220 Вольт.

Но, существует также и трёхфазная сеть, для которой напряжение равно 380 Вольт. В 1000 Вольтах состоит 1 киловольт. Согласно этому показателю, напряжение 220 и 380 Вольт равно 0,22 и 0,4 киловольт.

Измерение силы тока

Сила тока представляет собой потребляемую нагрузку, которая возникает во время работы бытовых приборов или оборудования. Её измеряют в амперах.

Измерение сопротивления

Сопротивление является важным показателем, который показывает, с каким противодействием материалу проходит электроток. При замере сопротивления специалист сможет сказать, рабочий ли электрический прибор или же он вышел из строя. Сопротивление измеряется в Омах.

Человеческое тело имеет сопротивление от двух до десяти килоОм.

Для оценки сопротивляемости материалов, чтобы в дальнейшем их использовать для производства электротехнических продуктов используется показатель удельного сопротивления проводника. Такой показатель зависит от площади поперечного сечения и длины проводника.

Измерение мощности

Количество электроэнергии, которую потребляют приборы за определённую единицу времени, называют мощностью. Она измеряется в Ваттах, киловаттах, мегаваттах, гигаваттах.

Измерение электроэнергии по счётчику

Для определения потребления электроэнергии в квартире или доме используют такое измерение как 1 киловатт за 60 минут. Когда проводится запись потребления электричества важно мощность умножить на время, чтобы правильно измерить электроэнергию.

Теперь вам известно, в чём измеряется электричество. Теперь без труда сможете определить мощность прибора и какое напряжение в розетке, чтобы не вывести его из строя. Благодаря описанным показателям можно избежать серьёзных и опасных ошибок в использовании электрических приборов.

Термин электроэнергия (электрическая энергия, электричество) является физическим и широко распространенным термином. В быту и промышленности он означает процесс производства (выработки), передачи и распределения электроэнергии, которая может быть получена 2 способами:

• от энергопоставляющей компании;
• с помощью , называемых генераторами.

Единицей измерения потребления электроэнергии является кВт-час. Электричество обладает рядом положительных свойств и благодаря им она широко применяется во всех отраслях нашего хозяйства и, конечно, в быту. К ним относят:

1. простоту выработки;
2. возможность передачи на огромные расстояния;
3. способность преобразовываться в другие виды энергии;
4. легко и просто распределяться между разными потребителями.

В настоящее время тяжело представить производство, сельское хозяйство и быт людей без использования электричества. С его помощью освещаются здания, помещения и территории, работает различная техника , оборудование и устройства, передвигается электротранспорт, обогреваются дома и производственные площади, осуществляется связь и многое другое.

Генерация (преобразование различных видов энергии в электрическую) электроэнергии происходит с помощью тепло-, гидро-, ядерной и альтернативной энергетики . Вырабатывается электроэнергия на специальных электростанциях, функционирование и принцип действия которых определяется их названием.

Активная и реактивная электроэнергия

Передача электроэнергии осуществляется по линиям воздушным или кабельным. Такие линии называют электрическими сетями . Расчет потребляемой электроэнергии с абонентами производится с учетом полной мощности тока, проходящего через электрическую цепь. Затраты полной мощности делят на 2 показателя энергии:

• активная;
• реактивная.

Активная энергия, которая является составляющей выработанной полной мощности (измеряется в кВ·А), совершает полезную работу и у большинства электроприборов в расчетах она совпадает с ней. Например, если в паспорте на какое-то устройство (утюг, электропечь, обогреватель и т.д.) указана активная мощность в кВт, то и полная мощность будет такой же, только уже в кВ·А.

В электрических цепях с реактивными элементами (емкостной или индуктивной нагрузкой) часть полной мощности расходуется не на совершение полезной роботы . Это и будет реактивная электроэнергия. Такое понятие характерно для цепей переменного тока. Здесь присутствует такое явление, как несоответствие фазы напряжения фазе тока. Происходит или ее опережение (при емкостной нагрузке) или отставание (при индуктивной нагрузке). Потери происходят из-за нагревания. Многие бытовые и промышленные приборы и оборудование имеют реактивную составляющую (электродвигатели, переносной электроинструмент, бытовая техника и т.д.). Тогда при расчете за потребленную электроэнергию вводят поправочный коэффициент мощности. Обозначается он как cos fi и его величина лежит обычно в пределах от 0,6 до 0,9 (указывается в паспортных данных на конкретное электроустройство). Например, если в паспорте переносного инструмента указана мощность в 0,8 кВт и значение cos = 0,8, то в этом случае полная потребляемая мощность составит - 1 кВт(0,8/0,8). Считается негативным явлением и при уменьшении показателя cos снижается полезная мощность.

Обратите внимание! При отсутствии или потере паспорта на конкретное электроустройство для вычисления полной мощности применяют коэффициент cos = 0,7.

Чем выше значение cos , тем меньше потери активной электроэнергии и, конечно, такое электричество будет стоить дешевле. Для повышения этого коэффициента используются различные компенсирующие устройства. Это могут быть генераторы опережающего тока, батареи конденсаторов и др. устройства.

Помимо передачи по проводникам существует еще беспроводная передача электроэнергии. В данный момент существует технология беспроводной зарядки мобильных телефонов и некоторых , электромобилей и т.п. Они имеют ограничения по дальности и малую эффективность передачи энергии, поэтому говорить об их широком применении не приходится.

Ватт (обозначение: Вт , W ) - в системе СИ единица измерения мощности.

Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ, используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов, пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).

Из-за схожих названий, киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к электроприборам. Однако эти две единицы измерения относятся к разным физическим величинам . В ваттах и, следовательно, киловаттах измеряется мощность, то есть количество энергии, потребляемое прибором за единицу времени. Ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения энергии, то есть ими определяется не характеристика прибора, а количество работы, выполненной этим прибором.

Эти две величины связаны следующим образом. Если лампочка мощностью в 100 Вт работала на протяжении 1 часа, её работа потребовала 100 Вт·ч энергии, или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит такое же количество энергии за 2,5 часа. Мощность электростанции измеряется в мегаваттах, но количество проданной электроэнергии будет измеряться в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Следовательно Килова́тт-час (кВт·ч) - внесистемная единица измеренияработы или количества произведенной энергии. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Интересные факты

С помощью 1 кВт·ч можно добыть 75 кгугля, 35 кгнефти, испечь 88 буханок хлеба, выткать 10 метровситца, вспахать 2,5 соткиземли

Энергетика человека представляет собой запас жизненных сил и энергии, которым обладает конкретная личность. Мы можем повышать свою энергетику при помощи различных способов (о них детально рассказывается в другой статье). Но есть определённые ограничения — каждый человек от природы имеет свой энергетический потенциал, который не может существенно измениться. В этой статье мы расскажем, как определяется энергетика по дате рождения.

Когда человек в достаточной степени наполнен жизненной энергией, он чувствует уверенность в своих силах. Это человек-лидер, который не тревожится о мнении окружающих о себе. Он генерирует различные идеи и активно внедряет их в жизнь. Такие личности отличаются естественным поведением, прямым выражением своих чувств и эмоций.

От природы большой энергетический потенциал получают неординарные, творческие люди, выступающие источниками свежих идей, способные делиться с окружающими своей энергией. Это замечательные рассказчики, у них всегда вдоволь поклонников, они легко устанавливают связи с новыми людьми за счёт своей вежливости, обаяния и доброжелательности.

Сильное энергетическое поле проявляется и по определённым внешним признакам:

• характерны тонкие губы;
• массивный подбородок;
• густые брови;
• широкая челюсть;
• в большинстве случаев такие люди тёмноволосые;
• люди с тёмным цветом глаз имеют очень сильную ауру.

Как дата рождения влияет на энергетику

День, месяц, год и даже время рождения оказывает огромное влияние на всю последующую жизнь человека. Понятие, о котором мы сейчас говорим, также известно под названием «биоэнергетика». На сегодняшний день появилась даже такая профессия – биоэнергетик. Эксперты этой сферы способны проследить связь между конкретной личностью, цифрами, Вселенной и так далее.

Биоэнергетики (на основании нумерологии) установили, что дата рождения способна пролить свет на энергетический потенциал человека. Прибегнув к несложным математическим расчётам, реально составить прогноз будущих событий на конкретный период жизни. Также эти данные используются для построения кривой жизни и контроля изменений в . Чем больше энергии у человека, тем соответственно выше будет кривая.

Биоэнергетика по дате рождения: вычисление

Как происходит расчёт энергетики

1. Вспомните дату своего появления на свет. К примеру, 25 мая 1994 года.
2. Запишите первое число – в его качестве выступает год рождения – 1994.
3. Второе же число образуется порядковым числом месяца рождения и днём – 0525.

Обратите внимание! Если день рождения образован однозначным числом (к примеру, девяткой), то запишите второе число таким образом – 809.

1. Теперь умножьте первое число на второе = 1994*0525=1,046,850.
2. После этого высчитываем сумму всех цифр получившегося числа:

Число, которое получилось представляет собой биоэнергетический потенциал человека (Е) и демонстрирует каким количеством жизненных сил (энергии) он обладает.

А теперь самое интересное – узнайте, кем вы являетесь:

• энергетическим вампиром – Е меньше двадцати;
• нормальным человеком – значения Е будут колебаться в пределах от двадцати до тридцати;
• энергетическим донором – имеет потенциал энергии от тридцати и больше.

Независимо от природного энергетического баланса, у всех у нас в жизни бывают периоды, когда мы находимся в ослабленном состоянии и нуждаемся в дополнительной энергетической подпитке. В таком случае человек неосознанно начинает «вампирить» окружающих.

При этом нормальные люди и доноры начинают чувствовать себя дискомфортно. Но доноры, Е которых превышает отметку «тридцать три» способны подзаряжаться космической энергией или питаются энергией от природы. Они щедро дарят жизненную силу окружающим, люди стремятся находиться рядом с ними, чтобы подпитываться энергией.

Куда теряется энергия

Возможно, вам знакомо состояние, когда силы начинают покидать, как будто кто-то «сдувает» вас подобно воздушному шарику. Вы полноценно питаетесь, спите достаточное количество часов, занимаетесь физической активностью, но внутренне всё равно чувствуете себя уставшим. Описанные выше симптомы описывают состояние оттока жизненной энергии: вы, вроде всё делаете для её восполнения, но её становится всё меньше.

Почему так происходит? Вам нужно проанализировать своё поведение и стиль жизни, ведь причина в чём-то есть, а вот в чём – это мы сейчас попробуем установить.

Итак, вызвать сильную потерю энергии может:

1. Переживание чувства вины. Таким образом с вами разговаривает ваша совесть, представляющая самого строгого нашего судью в течение всей жизни. Совесть доставляет серьёзный психологический дискомфорт, из-за которого и растрачивается энергия.

Если же вы попробуете заглушить голос совести – столкнётесь с прямо противоположным результатом и ещё большим ухудшением ситуации. Внешне это также проявится в виде ухудшения материального положения. Самое разумное решение в таком случае – найти внутренний компромисс самим собой.

1. Обиды также приводят к энергодефициту. Самый популярный вариант – это обиды на родителей, которые, вероятно, тянутся с детского возраста. Если человек и во взрослом возрасте никак не может отпустить прошлое и простить своих родителей – это будет сильно влиять на различные стороны его жизни.

То, какие взаимоотношения были в вашей родительской семье, окажет своё воздействие на модель собственной семьи. А затаённые многолетние обиды самым негативным образом влияют на людей, они способствуют истощению, как эмоциональному, так и энергетическому.

1. Психологический дискомфорт, который провоцирует энергетические потери, может быть вызван и другими отрицательными эмоциями: страхом, боязнью неопределённости, тревогой, разочарованиями и душевной болью.
2. Зависть – вызывает много споров у экспертов относительно своего влияния на организм человека. Одна часть специалистов выделяет зависть, как мотивирующую эмоцию, которая способна ускорить достижение успеха, поставить перед человеком конкретные цели в жизни.

Мы перечислили основные внутренние причины энергетических потерь. А есть ещё и внешние, к числу которых относится общение с энергетическими «кровососами», которыми являются зануды, нытики, бездельники, неудачники, жертвы и больные, маньяки, а также идейные борцы. Контактируя с ними, вы становитесь энергетически слабее.

Поэтому стоит окружать себя позитивно мыслящими людьми, стараться всегда быть в хорошем настроении, вовремя завершать начатое, не тревожиться о своём будущем (вернее, тревожиться, но в разумных пределах), очищаться от своих внутренних негативных эмоций (обиды, злости, агрессии и так далее) и тогда ваше энергетическое поле будет усиливаться с каждым днём.

Погадайте на сегодняшний день c помощью расклада Таро "Карта дня"!

Для правильного гадания: сосредоточьтесь на подсознании и ни о чем не думайте хотябы 1-2 минуты.

Как будете готовы - тяните карту:

Измерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.

В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 336) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.

Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения - через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение электрической энергии. Способ измерения . Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.

Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые - в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.

Ферродинамический счетчик (рис. 337) устанавливают на э. п. с. постоянного тока. Он имеет две катушки: неподвижную 4 и подвижную 6. Неподвижная токовая катушка 4 разделена на две части, которые охватывают ферромагнитный сердечник 5 (обычно из пермаллоя). Последний позволяет создать в приборе сильное магнитное поле и значительный вращающий момент, обеспечивающий нормальную работу счетчика в условиях тряски и вибраций. Применение пермаллоя способствует уменьшению погрешности счетного механизма 2 от гистерезиса магнитной системы (он имеет весьма узкую петлю гистерезиса).

Чтобы уменьшить влияние внешних магнитных полей на показания счетчика, магнитные потоки отдельных частей токовой катушки имеют взаимно противоположное направление (астатическая система). При этом внешнее поле, ослабляя поток одной части, соответственно усиливает поток другой части и оказывает в целом небольшое влияние на результирующий вращающий момент, создаваемый прибором. Подвижная катушка 6 счетчика (катушка напряжения) расположена на якоре, выполненном в виде диска из изоляционного материала или в виде алюминиевой чаши. Катушка состоит из отдельных секций, соединенных с пластинами коллектора 7 (эти соединения на рис. 337 не показаны), по которому скользят щетки из тонких серебряных пластин.

Ферродинамический счетчик работает принципиально как двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого подключена параллельно, а обмотка возбуждения - последовательно с потребителем электроэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами сердечника. Тормозной момент создается в результате взаимодействия потока постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающими в алюминиевом диске 3 при его вращении.

Для компенсации влияния момента трения и уменьшения благодаря этому погрешности прибора в ферродинамических счетчиках устанавливают компенсационную катушку или в магнитном поле неподвижной (токовой) катушки помещают лепесток из пермаллоя, который имеет высокую магнитную проницаемость при малой напряженности поля. При небольших нагрузках этот лепесток усиливает магнитный поток токовой катушки, что приводит к увеличению вращающего момента и компенсации трения. При увеличении нагрузки индукция магнитного поля катушки увеличивается, лепесток насыщается и его компенсирующее действие перестает возрастать.

При работе счетчика на э. п. с. возможны сильные толчки и удары, при которых щетки могут отскакивать от коллекторных пластин. При этом под щетками будет возникать искрение. Для его предотвращения между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компенсация температурной погрешности осуществляется с помощью термистора Rт (полупроводникового прибора, сопротивление которого зависит от температуры). Он включается совместно с добавочным резистором R2 параллельно подвижной катушке. Чтобы уменьшить влияние тряски и вибраций на работу счетчиков, их устанавливают на э. п. с. на резинометаллических амортизаторах.

Индукционный счетчик имеет два электромагнита (рис. 338,а), между которыми расположен алюминиевый диск 7. Вращающий момент в приборе создается в результате взаимодействия переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2, созданных катушками электромагнитов, с вихревыми токами I в1 и I в2 , индуцируемыми ими в алюминиевом диске (так же, как и в обычном индукционном измерительном механизме, см. § 99).

В индукционном счетчике вращающий момент М должен быть пропорционален мощности P=UIcos?. Для этого катушку 6 одного из электромагнитов (токовую) включают последовательно с нагрузкой 5, а катушку 2 другого (катушку напряжения) - параллельно нагрузке. В этом случае магнитный поток Ф1 будет пропорционален току I в цепи нагрузки, а поток Ф2 - напряжению U, приложенному к нагрузке. Для обеспечения требуемого угла сдвига фаз? между потоками Ф1 и Ф2 (чтобы sin? = cos?) в электромагните катушки напряжения предусмотрен магнитный шунт 3, через который часть потока Ф2 замыкается

помимо диска 7. Угол сдвига фаз между потоками Ф1 и Ф2 точно регулируется изменением положения металлического экрана 1, расположенного на пути потока, ответвляющегося через магнитный шунт 3.

Тормозной момент создается так же, как в ферродинамическом счетчике. Компенсация момента трения осуществляется путем создания небольшой несимметрии в магнитной цепи одного из электромагнитов с помощью стального винта.

Для предотвращения вращения якоря при отсутствии нагрузки под действием усилия, созданного устройством, компенсирующим трение, на оси счетчика укрепляется стальной тормозной крючок. Этот крючок притягивается к тормозному магниту 4, благодаря чему предотвращается возможность вращения подвижной системы без нагрузки.

При работе же счетчика под нагрузкой тормозной крючок практически не влияет на его показания.

Чтобы диск счетчика вращался в требуемом направлении, необходимо соблюдать определенный порядок подключения проводов к его зажимам. Нагрузочные зажимы прибора, к которым подключают провода, идущие от потребителя, обозначают буквами Я (рис. 338,б), генераторные зажимы, к которым подключают провода от источника тока или от сети переменного тока,- буквами Г.

Энергия вещества - это его способность выполнять работу. Существует много видов энергии. Химикам наиболее "интересна" кинетическая и потенциальная энергия.

1. Кинетическая энергия

Кинетическая энергия - энергия движения.

Любое движущееся тело обладает кинетической энергией. Чем больше масса тела и его скорость - тем большей кинетической энергией оно обладает. При соприкосновении с другим телом часть кинетической энергии передается этому телу. Например, ударив бильярдным кием по шару, мы передаем ему (шару) какую-то часть кинетической энергии - шар начинает двигаться. При соударении его с другим шаром, часть энергии опять передается (перераспределяется) и в движении будут уже два шара. Кинетическая энергия может превращаться в энергию другого вида. Так на гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды преобразуется в электрическую энергию, вырабатываемую турбиной генератора.

Помните закон сохранения энергии? - "Энергия никуда не исчезает бесследно и не появляется из ниоткуда - она лишь переходит из одного вида в другой" (тут следует сделать оговорку, что это не относится к ядерным реакциям).

2. Потенциальная энергия

Потенциальная энергия - это "скрытая" энергия , которая зависит от положения тел и способна проявиться при определенных условиях.

Так, сосулька, свисающая с крыши дома, не обладает кинетической энергией (поскольку она не движется), но зато у нее есть "неплохая" потенциальная энергия (которая тем больше, чем массивнее сосулька и выше крыша дома). При определенных условиях (когда солнышко хорошо пригреет) сосулька может оторваться и упасть на землю. В этом случае, заложенная в ней потенциальная энергия перейдет в кинетическую.

Однако, химикам такие аспекты потенциальной энергии не интересны. Их интересует потенциальная энергия, заложенная в химических связях:
- как энергия, съеденной нами пищи, хранится в организме?
- почему автомобиль без бензина не едет?...

3. Как измерить энергию

Физикам измерить потенциальную и кинетическую энергии тела не составляет трудности. Для этого надо знать массу тела, его скорость (кинетическая энергия) или расстояние до земли (потенциальная энергия).

Для химиков задача усложняется.

Потенциальная энергия, хранящаяся в химических связях, зависит от вида и количества связей, которые могут быть разорваны.

Для измерения кинетической энергии вещества достаточно измерить его температуру. При этом измеряется средняя кинетическая энергия частиц, которые движутся в веществе.

Мера общего количества энергии какого-либо вещества - это его теплота. Например, температура воды в вашем стакане и в Черном море может быть одинакова. Но, чтобы повысить ее, скажем на 1°С, надо совершенно разное количество энергии для стакана и для моря. Т.о., можно сказать, что теплота учитывает такой компонент вещества, как объем.

Единица измерения теплоты в системе СИ является Джоуль. Однако, "в ходу" и другая метрическая система - калория (кал):

1 кал = 4,184 Дж

Калория довольно маленькая единица измерения:

Поэтому, чаще используют килокалорию (ккал): 1 ккал = 1000 кал.

Электротехническое изделие в соответствии со своим назначением потребляет (вырабатывает) активную энергию, расходуемую на совершение полезной работы. При постоянстве напряжения, тока и коэффициента мощности количество потребленной (выработанной) энергии определяется соотношением Wp = UItcosφ = Pt

где P=UIcosφ - активная мощность изделия; t - продолжительность работы.

Единицей энергии в СИ служит джоуль (Дж). В практике еще находит применение внесистемная единица измерения Ватт х час (Вт х ч). Соотношение между этими единицами следующее: 1 Вт-ч=3,6 кДж или 1 Вт-с=1 Дж.

В цепях периодического тока количество израсходованной или выработанной энергии измеряют индукционными или электронными э лектрическими счетчиками.

Конструктивно индукционный счетчик представляет собой микроэлектродвигатель, каждому обороту ротора которого соответствует определенное количество электрической энергии. Соотношение между показаниями счетчика и числом оборотов, совершенных двигателем, называют передаточным числом и указывают на щитке: 1 кВт х ч = N оборотов диска. По передаточному числу определяют постоянную счетчика C=1/N, кВт х ч/об; C=1000-3600/N Вт х с/об.

В СИ постоянная счетчика выражается в джоулях, так как число оборотов - безразмерная величина. Счетчики активной энергии выпускают как для однофазных, так и для трех- и четырехпроводных трехфазных сетей.

Рис. 1 . Схема включения счетчиков в однофазную сеть: а - непосредственное, б - черед измерительные трансформаторы

Однофазный счетчик (рис. 1 , а) электрической энергии имеет две обмотки: токовую и напряжения и может быть включен в сеть по схемам, подобным схемам включения однофазных ваттметров. Для исключения ошибок при включении счетчика, а следовательно, и ошибок учета энергии рекомендуется во всех случаях использовать схему включения счетчика, указанную на крышке, закрывающей его выводы.

Необходимо отметить, что при изменении направления тока в одной из обмоток счетчика диск начинает вращаться в другую сторону. Поэтому токовую обмотку прибора и обмотку напряжения следует включать так, чтобы при потреблении энергии приемником диск счетчика вращался в направлении, указанном стрелкой.

Токовый вывод, обозначенный буквой Г, подключают всегда со стороны питания, а к нагрузке подключают второй вывод токовой цепи, обозначенный буквой И. Кроме того, вывод обмотки напряжения, однополярный с выводом Г токовой обмотки, подключают также со стороны питания.

При включении счетчиков через измерительные трансформат оры тока необходимо одновременно учитывать полярность обмоток трансформаторов тока и трансформаторов напряжения (рис. 1, б).

Счетчики выпускают как для применения с любыми трансформаторами тока и трансформаторами напряжения - универсальные, в условное обозначение которых добавлена буква У, так и для применения с трансформаторами, номинальные коэффициенты трансформации которых указаны на их щитке.

Пример 1 . Универсальный счетчик, имеющий параметры Uп=100 В и I = 5 А, используют с трансформатором тока, имеющим первичный ток 400 А и вторичный 5 А, и трансформатором напряжения с первичным напряжением 3000 В и вторичным 100 В.

Определить постоянную схемы, на которую надо умножить показания счетчика для нахождения количества израсходованной энергии.

Постоянную схемы находят как произведение коэффициента трансформации трансформатора тока на коэффициент трансформации трансформатора напряжения: D = kti х ktu= (400 х 3000) /(5 х 100) =2400.

Подобно ваттметрам счетчики можно использовать с разными измерительными преобразователями, но в этом случае необходимо сделать перерасчет показаний.

Пример 2 . Счетчик, предназначенный для использования с трансформатором тока имеющим коэффициент трансформации kti1 = 400/5, и трансформатором напряжения с коэффициентом трансформации ktu1 = 6000/100, используется в схеме измерения энергии с другими трансформаторами, имеющими такие коэффициенты трансформации: kti2 = 100/5 и ktu2 =35000/100. Определить постоянную схемы, на которую надо умножить показания счетчика.

Постоянная схемы D = (kti2 х ktu2) / (kti1 х ktu1) = (100 х 35 000) /(400 х 6000) = 35/24 = 1, 4583.

Трехфазные счетчики, предназначенные для измерения энергии в трехпроводных сетях, конструктивно представляют собой два объединенных однофазных счетчика (рис 2 , а, б). Они имеют две токовые обмотки и две обмотки напряжения. Обычно такие счетчики называют двухэлементными.

Все сказанное выше о необходимости соблюдения полярности обмоток прибора и обмоток, используемых вместе с ним измерительных трансформаторов в схемах включения однофазных счетчиков, в полной мере относится и к схемам включения, трехфазных счетчиков.

Для отличия элементов друг от друга в трехфазных счетчиках выводы дополнительно обозначены цифрами, одновременно указывающими и порядок следования фаз питающей сети, подключаемых к выводам. Таким образом, к выводам, отмеченным цифрами 1 , 2, 3 подключают фазу L1 (А), к выводам 4, 5 - фазу L2 (В) и к выводам 7, 8, 9 - фазу L3 (С).

Определение показаний счетчика, включаемого с трансформаторами, рассмотрено в примерах 1 и 2 и полностью применимо к трехфазным счетчикам. Отме тим, что цифра 3, стоящая на щитке счетчика перед коэффициентом трансформации как множитель, говорит только о необходимости применения трех трансформаторов и поэтому при определении постоянной схемы не учитывается.

Пример 3 . Определить постоянную схемы для универсального трехфазного счетчика , используемого с трансформаторами тока и напряжения, 3 х 800 А/5 и 3 х 15000 В / 100 (форма записи специально повторяет запись на щитке).

Определяем постоянную схемы: D = kti х ktu = (800 х 1500) /(5-100) =24000

Рис. 2. Схемы включения трехфазных счетчиков в трехпроводную сеть: а - непосредственное для измерения активной (прибор Р11 ) и реактивной (прибор P1 2) энергии, б - через трансформаторы тока для измерения активной энергии

Известно, что при изменении при разных токах I может быть получено одно и то же значение активной мощности UIcosφ , а следовательно, и активной составляющей тока Ia = Icosφ .

Увеличение коэффициента мощности приводит к уменьшению тока I при заданной активной мощности и поэтому улучшает использование линий передач и другого оборудования. С уменьшением коэффициента мощности при постоянной активной мощности требуется увеличить ток I, потребляемый изделием, что приводит к возрастанию потерь в линии передач и другом оборудовании.

Поэтому изделия с низким коэффициентом мощности потребляют от источника дополнительную энергию Δ Wp, необходимую для покрытия потерь, соответствующих возросшему значению тока. Эта дополнительная энергия пропорциональна реактивной мощности изделия и при условии постоянства во времени значений тока, напряжения и коэффициента мощности может быть найдена по соотношению Δ Wp = kWq = kUIsinφ , где Wq = UIsinφ - реактивная энергия (условное понятие).

Пропорциональность между реактивной энергией электротехнического изделия и энергией, вырабатываемой дополнительно на станции, сохраняется и при изменении напряжения, тока и коэффициента мощности во времени. На практике реактивную энергию измеряют внесистемной единицей (вар х ч и производными от нее - квар х ч, Мвар х ч и др.) с помощью специальных счетчиков, которые конструктивно полностью подобны счетчикам активной энергии и отличаются только схемами включения обмоток (см. рис. 2 , а, прибор P12 ).

Все расчеты, связанные с определением измеренной счетчиками реактивной энергии, аналогичны рассмотренным выше расчетам для счетчиков активной энергии.

Следует обратить внимание на то, что энергия, расходуемая в обмотке напряжения (см. рис. 1 , 2), счетчиком не учитывается, и все затраты несет производитель электроэнергии, а энергия, потребляемая токовой цепью прибора, учитывается счетчиком т. е. затраты в этом случае относят на счет потребителя.

Помимо энергии с помощью счетчиков электрической энергии можно определить и некоторые другие характеристики нагрузки. Например, по показаниям счетчиков реактивной и активной энергии можно определить значение средневзвешенного tgφ нагрузки: tgφ = Wq/Wp, гд е Wз - количество энергии, учтенное счетчиком активной энергии, за данный промежуток времени, Wq - то же, но учтенное счетчиком реактивной энергии за тот же период времени. Зная tgφ , по тригонометрическим таблицам находят cosφ .

Если оба счетчика имеют одинаковые передаточное число и постоянную схемы D, можно найти tgφ нагрузки для данного момента. Для этого за один и тот же промежуток времени t= (30 - 60) с одновременно отсчитывают число оборотов nq счетчика реактивной энергии и число оборотов np счетчика активной энергии. Тогда tgφ = nq/np.

При достаточно постоянной нагрузке можно по показаниям счетчика активной энергии определить ее активную мощность.

Пример 4 . Во вторичной обмотке трансформатора включен счетчик активной, энергии с передаточным числом 1 кВт х ч = 2500 об. Обмотки счетчика включены через трансформаторы тока с kti = 100/5 и напряжения с ktu = 400/100. За 50 с диск сделал 15 оборотов. Определить активную мощность.

Постоянная схема D = (400 х 100) /(5 х 100 ) =80. Учитывая передаточное число, постоянная счетчика С = 3600/N = 3600/2500= 1,44 кВт х с/об. С учетом постоянной схемы C" = CD= 1,44 х 80= 11 5,2 кВт х с/об.

Таки м образом, n оборотов д иска соответствуют расходу энергии Wp = С"n= 115,2 [ 15= 1728 кВт х с. Следовательно, мощность нагрузки Р= Wp/t = 17,28/50 = 34,56 кВт.