Potencia eléctrica: fórmula, unidades de medida. ¿Cuál es la diferencia entre caballos de fuerza, Bhp, Hp, KW y PS?
Si necesita unir unidades de energía a un solo sistema, necesitará nuestro convertidor de conversión de energía en línea. Y a continuación puedes leer cómo se mide la potencia.
Fuerza - cantidad física, igual a la relación entre el trabajo realizado durante un cierto período de tiempo y este período de tiempo.
¿Cómo se mide la potencia?
Unidades de medida de potencia conocidas por todos los escolares y aceptadas en comunidad internacional– vatios. Nombrado en honor al científico J. Watt. Se designan con la W latina o vt.
1 vatio es una unidad de potencia que produce 1 julio de trabajo por segundo. Un vatio es igual a la potencia de una corriente, cuya intensidad es de 1 amperio y el voltaje es de 1 voltio. En tecnología se suelen utilizar megavatios y kilovatios. 1 kilovatio equivale a 1000 vatios.
La potencia también se mide en ergios por segundo. 1 ergio por segundo. Igual a 10 elevado a la séptima potencia de vatio. En consecuencia, 1 vatio es igual a 10 elevado a la séptima potencia ergio/seg.
Y la unidad de medida de potencia se considera los "caballos de fuerza" que no pertenecen al sistema. Se puso en circulación allá por el siglo XVIII y sigue utilizándose en la industria del automóvil. Se designa de la siguiente manera:
- L.S. (en ruso),
- HP (en inglés).
- PD (en alemán),
- CV (en francés).
Al convertir potencia, recuerde que existe una confusión increíble en RuNet al convertir caballos de fuerza a vatios. En Rusia, los países de la CEI y algunos otros países, 1 CV. equivale a 735,5 vatios. En Inglaterra y Estados Unidos, 1 CV equivale a 745,7 vatios.
¡Hola! Para calcular una cantidad física llamada potencia, utilizan la fórmula donde la cantidad física - trabajo - se divide por el tiempo durante el cual se realizó este trabajo.
Se parece a esto:
P, W, N=A/t, (W=J/s).
Dependiendo de los libros de texto y las secciones de física, la potencia en la fórmula se puede indicar con las letras P, W o N.
Muy a menudo, la energía se utiliza en ramas de la física y la ciencia como la mecánica, la electrodinámica y la ingeniería eléctrica. En cada caso, la potencia tiene su propia fórmula de cálculo. También es diferente para corriente alterna y continua. Los vatímetros se utilizan para medir la potencia.
Ahora sabes que la potencia se mide en vatios. En inglés, watt es watt, la designación internacional es W, la abreviatura rusa es W. Es importante recordar esto, porque todos los electrodomésticos tienen este parámetro.
La potencia es una cantidad escalar, no es un vector, a diferencia de la fuerza, que puede tener una dirección. En mecánica, la forma general de la fórmula de potencia se puede escribir de la siguiente manera:
P=F*s/t, donde F=A*s,
De las fórmulas se puede ver cómo en lugar de A sustituimos la fuerza F multiplicada por la trayectoria s. Como resultado, la potencia en mecánica se puede escribir como fuerza multiplicada por la velocidad. Por ejemplo, un coche que tiene cierta potencia se ve obligado a reducir la velocidad al circular cuesta arriba, ya que para ello se requiere más fuerza.
La potencia humana media se considera de 70 a 80 W. El poder de los coches, aviones, barcos, cohetes y instalaciones industriales, a menudo medido en caballos de fuerza. Los caballos de fuerza se utilizaban mucho antes de que se introdujeran los vatios. Un caballo de fuerza equivale a 745,7 W. Además, en Rusia se acepta que l. Con. igual a 735,5 W.
Si de repente, 20 años después, en una entrevista entre transeúntes, te preguntan por casualidad sobre la potencia, recuerdas que la potencia es la relación entre el trabajo A realizado por unidad de tiempo t. Si puedes decirlo, sorprende gratamente a la multitud. De hecho, en esta definición, lo principal que hay que recordar es que el divisor aquí es el trabajo A y el divisor es el tiempo t. Como resultado, teniendo trabajo y tiempo, y dividiendo el primero por el segundo, obtenemos la tan ansiada potencia.
Al elegir en las tiendas, es importante prestar atención a la potencia del dispositivo. Cuanto más potente sea el hervidor, más rápido calentará el agua. La potencia del aire acondicionado determina el tamaño del espacio que puede enfriar sin ejercer una carga extrema sobre el motor. Cuanto mayor sea la potencia de un aparato eléctrico, más corriente consumirá, más electricidad consumirá y mayor será la factura de la luz.
En general, la potencia eléctrica está determinada por la fórmula:
donde I es la corriente, U es el voltaje
A veces incluso se mide en voltios-amperios, escritos como V*A. La potencia total se mide en voltios-amperios, y para calcular la potencia activa es necesario multiplicar la potencia total por el coeficiente de rendimiento (eficiencia) del dispositivo, luego obtenemos la potencia activa en vatios.
A menudo, aparatos como el aire acondicionado, el frigorífico o la plancha funcionan cíclicamente, encendiéndose y apagándose desde el termostato, y su potencia media por Tiempo Total El trabajo puede ser pequeño.
En los circuitos de corriente alterna, además del concepto de potencia instantánea, que coincide con la potencia física general, existen potencias activa, reactiva y aparente. La potencia aparente es igual a la suma de la potencia activa y reactiva.
Para medir el uso de energía dispositivos electrónicos- Vatímetros. La unidad de medida Watt recibió su nombre en honor al inventor de la máquina de vapor mejorada, que revolucionó las centrales eléctricas de la época. Gracias a esta invención se aceleró el desarrollo de la sociedad industrial, aparecieron trenes, barcos de vapor y fábricas que utilizaban la potencia de la máquina de vapor para el movimiento y la producción de productos.
Todos nos hemos topado muchas veces con el concepto de poder. Por ejemplo, diferentes autos caracterizado por diferente potencia del motor. Además, los aparatos eléctricos pueden tener diferentes niveles de potencia, incluso si tienen el mismo propósito.
La potencia es una cantidad física que caracteriza la velocidad del trabajo.
Respectivamente, La potencia mecánica es una cantidad física que caracteriza la velocidad del trabajo mecánico:
Es decir, la potencia es trabajo por unidad de tiempo.
La potencia en el sistema SI se mide en vatios: [ norte] = [W].
1 W es 1 J de trabajo realizado en 1 s.
Existen otras unidades de medida de potencia, como los caballos de fuerza:
Es en caballos de fuerza como se mide con mayor frecuencia la potencia del motor de un automóvil.
Volvamos a la fórmula de la potencia: conocemos la fórmula mediante la cual se calcula el trabajo: 
Por lo tanto podemos reordenar la expresión de potencia:
Luego, en la fórmula formamos la relación entre el módulo de desplazamiento y el período de tiempo. Esta es, como sabes, la velocidad:
Solo tenga en cuenta que en la fórmula resultante usamos el módulo de velocidad, ya que no dividimos el movimiento en sí, sino su módulo por tiempo. Entonces, la potencia es igual al producto del módulo de fuerza, el módulo de velocidad y el coseno del ángulo entre sus direcciones.
Esto es bastante lógico: digamos, la potencia del pistón se puede aumentar aumentando la fuerza de su acción. Al aplicar más fuerza hará más trabajo en el mismo tiempo, es decir, aumentará la potencia. Pero incluso si dejamos la fuerza constante y hacemos que el pistón se mueva más rápido, sin duda aumentará el trabajo realizado por unidad de tiempo. En consecuencia, la potencia aumentará.
Ejemplos de resolución de problemas.
Tarea 1. La potencia de la motocicleta es de 80 CV. Moviéndose por un tramo horizontal, un motociclista alcanza una velocidad de 150 km/h. Al mismo tiempo, el motor funciona al 75% de su capacidad. poder maximo. Determine la fuerza de fricción que actúa sobre la motocicleta.
Tarea 2. El caza, bajo la influencia de una fuerza de empuje constante dirigida en un ángulo de 45° con respecto al horizonte, acelera de 150 m/s a 570 m/s. Al mismo tiempo, la velocidad vertical y horizontal del luchador aumenta en la misma cantidad en cada momento. La masa del caza es de 20 toneladas. Si el caza acelera durante un minuto, ¿cuál es la potencia de su motor?
El concepto de potencia es una cantidad física. Representa la relación entre el trabajo realizado en un determinado período de tiempo y el período de tiempo en sí. Los cambios de energía se pueden medir mediante el trabajo. Por lo tanto, la potencia muestra qué tan rápido se convierte la energía en un sistema.
Todos estos conceptos se aplican plenamente a energía eléctrica. Esto tiene en cuenta el trabajo (U) invertido en mover el primer colgante. La corriente eléctrica (I) tiene en cuenta el número de culombios que se mueven durante un segundo.
Tipos de energía eléctrica
De la dependencia de la potencia de la corriente y el voltaje, se deduce que se puede obtener de alta corriente y bajo voltaje y, a la inversa, de baja corriente y alto voltaje. Este efecto se utiliza en las conversiones de transformadores, cuando la electricidad se transmite a largas distancias.
La energía eléctrica puede ser . En el primer caso, se produce una transformación irreversible de esta potencia en otro tipo de energía. Para medirlo se utiliza el que es el producto de un voltio por un amperio. Con la potencia, debido a la aparición de la inductancia, se produce el fenómeno de la autoinducción. Como resultado, la energía eléctrica regresa parcialmente a la red. Al mismo tiempo, los valores de corriente y tensión cambian, provocando un efecto negativo general en la red eléctrica. Este tipo de potencia se mide en voltamperios reactivos, que consisten en el producto de la corriente de funcionamiento y la caída de tensión.
Unidad de poder
La potencia es una de las unidades básicas utilizadas en ingeniería eléctrica. La unidad de medida básica es el vatio, que representa el trabajo durante un período de tiempo determinado. En la producción y en el hogar, la mayoría de las veces la potencia se mide en unidades, cada una de las cuales contiene 1000 vatios. Para medir grandes cantidades Se utilizan megavatios de potencia. Por regla general, se utilizan en varios tipos Centrales eléctricas que generan electricidad.
La potencia de los consumidores se indica en placas especiales o en pasaporte técnico dispositivos. Conociendo de antemano el valor de este parámetro, es posible calcular otros indicadores de la red eléctrica: el voltaje y la cantidad de corriente consumida.
Cómo determinar la potencia actual
¿Cómo se mide la potencia?
- N = A/t
La potencia es la cantidad de trabajo por unidad de tiempo. aquellos. medido en julios por segundo. EN sistema internacional Esta unidad de medida suele denominarse Watt, abreviado como W. Bueno, derivados de no kW, mW, etc.
La potencia del motor todavía se suele medir en caballos de fuerza, aunque la potencia tradicional siempre se indica en los documentos oficiales.
La potencia en física en el sistema de unidades SI se mide en vatios (W), en honor al nombre del autor Watt. La fórmula más general para calcular la potencia N es: N = A/t, donde A es el trabajo realizado (realizado) y t es el tiempo durante el cual se realizó este trabajo. En otras palabras, podemos definir desde aquí qué es el poder. Este es el trabajo realizado por unidad de tiempo. El trabajo se expresa en julios (J) y el tiempo en segundos (s). La fórmula específica para calcular la potencia depende de la rama de la física de la que proviene el problema. Por ejemplo, el poder corriente eléctrica se calcula mediante la fórmula N = UI, donde U es voltaje (en voltios V), I es corriente (en amperios A).
Una de las cantidades físicas se llama potencia.
Hablan constantemente de ello en las lecciones de física, escriben sobre ello en los libros de texto.
Vatio- así es como se mide la potencia
Es necesario recordarlo y aprenderlo; este conocimiento aún puede resultar útil.
Bueno, hay que estar de acuerdo en que la potencia varía.
La potencia se mide en vatios en el sistema si (W). Es más común que los ingenieros de energía midan la potencia en kilovatios (kW) o megavatios (MW). W es julio/segundo. Es decir, potencia, en otras palabras, es trabajo o energía por unidad de tiempo.
El poder es una cantidad física. Existir diferentes tipos potencia - potencia mecánica, potencia eléctrica.
En las unidades del SI, la unidad de potencia es el vatio, igual a un julio dividido por un segundo. También existe una unidad de medida: el caballo de fuerza.
Unidades de potencia: 1 vatio, 1 kilovatio, megavatio, 1 kilogramo-fuerza por segundo, 1 ergio, 1 caballo de fuerza.
Sólo puedo decir basado en electrodomésticos. El poder, por ejemplo, electrodomésticos(secadores de pelo, planchas, etc.) se mide en W. Watt en ruso se denota por W y se utiliza para medir la potencia en el Sistema Internacional de Unidades.
si en en este caso Se refiere a una cantidad física que generalmente es igual a la proporción del trabajo que se realizó durante algún tiempo. tiempo exacto hasta este mismo período de tiempo, luego se mide en vatios, la designación en el sistema internacional es W, en ruso - W. Por cierto, la unidad de medida lleva el nombre de James Watt (Watt), quien en un momento inventó la máquina de vapor.
Depende del poder de qué. La potencia de un motor eléctrico se mide en vatios o kilovatios.
Potencia del motor vehículo medido en caballos de fuerza.
El trabajo se mide en julios y kilojulios.
El poder es una cantidad física. Y es igual al trabajo que se completó durante un período de tiempo determinado. Como consecuencia, la fórmula para determinar la potencia (en física se denota con la letra latina N) se ve así:
donde A es el trabajo realizado (la unidad de medida para este trabajo es Joule) y t es el tiempo durante el cual se completó este trabajo(mediciones de tiempo en segundos).
Esto significa que Watt es julio/segundo.
Hay diferentes tipos de potencia: activa, reactiva, total; hablo de potencia eléctrica, la activa se mide en vars, la reactiva en vatios y la total en kilovoltios amperios, también está la potencia del motor, se mide en caballos de fuerza;
Watt, según el sistema SI, es una unidad de medida de potencia. Hoy en día se utiliza para medir la potencia de todos los dispositivos eléctricos y de otro tipo.
James Watt y su máquina de vapor universal.
¿Qué es el vatio?
Este valor se propuso por primera vez para medir la potencia en 1882. El nombre de la unidad se le dio en honor al famoso inventor inglés (y si por lugar de nacimiento, también escocés) James Watt. Uno de los científicos más famosos del mundo, que creó una máquina de vapor universal modificando la máquina de Newcomen. Sin embargo, lo que le dio mayor fama fue la unidad de medida que lleva su nombre. Antes de esto, la potencia se calculaba en caballos de fuerza (hp), que, por cierto, fue propuesto por el propio Watt. En nuestro tiempo, hp. Se utiliza principalmente para medir la potencia en automóviles únicamente, aunque existen raras excepciones.
Según la teoría de la física, la potencia es la tasa de consumo de energía, expresada en relación entre energía y tiempo: 1 W = 1 J/1 s. Un vatio es igual a la relación de un julio (una unidad de trabajo) a un segundo. Hoy en día, la unidad de medida kilovatio (designación abreviada kW) se utiliza con mayor frecuencia para indicar la potencia de los aparatos eléctricos. Es fácil adivinar cuántos vatios hay en un kilovatio: el prefijo "kilo" en el sistema SI denota el valor obtenido multiplicando por mil.
A continuación recomendamos ver un video sencillo y comprensible sobre el tema de nuestra conversación; creo que todo quedará claro si percibes la información más fácilmente al escucharla, y en cualquier caso, un video puede ser útil para reforzar el material.
Watts a kilovatios
Es decir, 1 kW = 1000 W (un kilovatio equivale a mil vatios). La traducción inversa es igual de sencilla: puedes dividir el número entre mil o mover la coma decimal tres dígitos hacia la izquierda. Por ejemplo:
- fuerza lavadora 2100W = 2,1kW;
- potencia de la batidora de cocina 1,1 kW = 1100 W;
- potencia del motor eléctrico 0,55 kW = 550 W, etc.
Kilojulios a kilovatios y kilovatios-hora
A veces nuestros lectores están interesados en cómo convertir kilojulios a kilovatios. Para responder a esta pregunta, volvamos a la relación básica de vatios y julios: 1 W = 1 J/1 s. Es fácil adivinar que:
1 kilojulio = 0,0002777777777778 kilovatio-hora (una hora tiene 60 minutos y un minuto 60 segundos, por lo tanto una hora tiene 3600 segundos y 1/3600 = 0,000277778).
1 W = 3600 julios por hora
Watts a caballos de fuerza
1 caballo de fuerza = 736 vatios, por lo tanto 5 caballos de fuerza = 3,68 kW.
1 kilovatio = 1,3587 caballos de fuerza.
Watts a calorías
1 julio = 0,239 calorías, por lo tanto 239 kcal = 0,0002777777777778 kilovatios-hora.
No confundir con kilovatio hora
Probablemente todo el mundo haya oído hablar al menos una vez en la vida de una unidad como el kilovatio-hora (kWh). Esta unidad mide el trabajo realizado por el dispositivo por unidad de tiempo. Para entender su diferencia con un kilovatio, tomemos el ejemplo de un televisor doméstico con un consumo de energía de 250 W. Si lo conecta a un medidor eléctrico y lo enciende, exactamente una hora después el medidor mostrará que el televisor ha consumido 0,25 kW de electricidad. Es decir, el consumo del televisor es de 0,25 kWh. Un dispositivo con tal valor de consumo, si se deja encendido durante 4 horas, "quemará", respectivamente, 1 kW de energía. El consumo diario de un dispositivo en particular depende de las características de su diseño y, a veces, puede resultar que los dispositivos que nos parecen menos "glotones" en realidad representen una proporción mayor del coste total de la electricidad. Así por ejemplo, televisión normal Tiene un consumo 4 veces menor en comparación con una lámpara incandescente de 100 W. A su momento, Hervidor eléctrico“quema” tres veces más luz que una bombilla de este tipo. El consumo medio diario de energía de un ordenador personal es de unos 14 kW y el de un frigorífico de hasta 1,5 kW.
¿Qué es la fuerza y el poder? Cómo se mide este indicador, qué instrumentos se utilizan y cómo se utilizan en la práctica, lo consideraremos más adelante en este artículo.
Fuerza
En el mundo, todos los cuerpos de naturaleza física comienzan a moverse debido a la fuerza. Cuando se expone a él, con el mismo o contrario sentido de movimiento del cuerpo, se realiza trabajo. Por tanto, alguna fuerza actúa sobre el cuerpo.
Así, una bicicleta se pone en marcha gracias a la fuerza de las piernas de una persona, y el tren se ve afectado por la fuerza de tracción de una locomotora eléctrica. Un impacto similar ocurre con cualquier movimiento. El trabajo de una fuerza es la cantidad en la que se multiplican el módulo de la fuerza, el módulo de desplazamiento del punto de su aplicación y el coseno del ángulo entre los vectores de estos indicadores. La fórmula en este caso se ve así:
A = F s porque (F, s)
Si el ángulo entre estos vectores no es cero, entonces siempre se realiza trabajo. Sin embargo, puede tener efectos tanto positivos como significado negativo. No habrá ninguna fuerza que actúe sobre el cuerpo en un ángulo de 90°.
Consideremos, por ejemplo, un carro tirado por la fuerza muscular de un caballo. En otras palabras, el trabajo lo realiza la fuerza de tracción en la dirección del movimiento del carro. Pero cuando se dirige hacia abajo o perpendicularmente, no funciona (por cierto, la potencia del motor se mide en caballos).
El trabajo realizado por una fuerza es una cantidad escalar y se mide en julios. Ella puede ser:
- resultante (bajo la influencia de varias fuerzas);
- no constante (entonces el cálculo se realiza con una integral).
Fuerza
¿Cómo se mide esta cantidad? Primero, veamos qué es. Está claro que el cuerpo comienza a moverse debido a la fuerza ejercida, sin embargo, en la práctica, además de esto, es necesario saber exactamente cómo se logra.
El trabajo se puede completar en términos diferentes. Por ejemplo, se puede realizar la misma acción motor pequeño o grande motor electrico. La única pregunta es cuánto tiempo llevará producirlo. La cantidad responsable de esta tarea es la potencia. La forma en que se mide queda claro a partir de la definición: esta es la relación entre el trabajo durante un tiempo específico y su valor:
Por pasos lógicos llegamos a la siguiente fórmula:
es decir, el producto de los vectores de fuerza y la velocidad de movimiento es potencia. ¿Cómo se mide? Según el sistema internacional SI, la unidad de medida de esta cantidad es 1 vatio.
Watt y otras unidades de potencia.
Watt significa potencia, donde se realiza un julio de trabajo en un segundo. La última unidad lleva el nombre del inglés J. Watt, quien inventó y construyó la primera máquina de vapor. Pero utilizó otra cantidad: los caballos de fuerza, que todavía se utilizan en la actualidad. aproximadamente igual a 735,5 vatios.
Así, además de en vatios, la potencia se mide en caballos de fuerza métricos. Y para un valor muy pequeño, también se utiliza Erg, igual a diez elevado a menos la séptima potencia de Watt. También es posible medir en una unidad de masa/fuerza/metros por segundo, lo que equivale a 9,81 Watts.
Potencia del motor
Este valor es uno de los más importantes en cualquier motor, que se presenta en un amplio rango de potencia. Por ejemplo, una afeitadora eléctrica tiene centésimas de kilovatio y un cohete astronave números millones.
Diferentes cargas requieren diferente potencia para mantener una determinada velocidad. Por ejemplo, un automóvil se volverá más pesado si se le coloca más carga. Entonces el camino aumentará. Por lo tanto, para mantener la misma velocidad que en estado descargado, se necesitará más potencia. En consecuencia, el motor consumirá más combustible. Todos los conductores conocen este hecho.
Pero a altas velocidades también es importante la inercia de la máquina, que es directamente proporcional a su masa. Los conductores experimentados que conocen este hecho encuentran al conducir mejor combinación combustible y velocidad para que se consuma menos gasolina.
poder actual
¿Cómo se mide la potencia actual? En la misma unidad SI. Puede medirse por métodos directos o indirectos.
El primer método se implementa mediante un vatímetro, que consume una cantidad significativa de energía y carga mucho la fuente de corriente. Se puede utilizar para medir diez vatios o más. El método indirecto se utiliza cuando es necesario medir valores pequeños. Los instrumentos para ello son un amperímetro y un voltímetro conectados al consumidor. La fórmula en este caso se verá así:
Con una resistencia de carga conocida, medimos la corriente que fluye a través de ella y encontramos la potencia de la siguiente manera:
P = yo 2 ∙ R norte.
Usando la fórmula P = I 2 /R n, también se puede calcular la potencia actual.
¿Cómo se mide en línea? corriente trifásica, tampoco es ningún secreto. Para ello, se utiliza un dispositivo ya familiar: un vatímetro. Además, es posible resolver el problema de lo que se mide utilizando uno, dos o incluso tres instrumentos. Por ejemplo, una instalación de cuatro cables requeriría tres dispositivos. Y para tres cables con carga asimétrica: dos.