Чем отличается метр от килограмма — понятно всем. Но разница между вольтом и ваттом не кажется столь очевидной. Люди, не имеющие отношения к физике и электричеству зачастую помнят, лишь общие обозначения и смутные формулы. Если говорить совсем простыми словами, это две абсолютно разные единицы измерения, которые путают только из-за их созвучия. А чтобы более глубоко понять отличия, необходимо вспомнить определения этих величин.
Содержание
1 вольт — это 1 Дж/ 1 Кл. То есть, разность потенциалов будет равняться 1 В, если на перемещение заряда в 1 кулон потребуется потратить работу в 1 джоуль.
При этом для разных величин определение 1 вольта может звучать по-разному (пример на фото ниже). Но суть процесса всегда будет оставаться неизменной: чтобы получить 1 В нужно потратить 1 Дж на перемещение 1 Кл. 3} \end{equation} \]
Помимо нее существует еще несколько вариантов выражения (без использования основных единиц СИ):
\[ Вт = \frac{Дж}{с} = \frac{Н*м}{с} = В * А\]
Что измеряется в ваттах: мощность, мощность постоянного и переменного тока, тепловой поток, поток излучения и звуковой энергии.
Главное различие — это то, что данные единицы предназначены для измерения разных физических величин. Как метры — для расстояния, а секунды для подсчета времени.
Чтобы нагляднее изобразить отличие между этими понятиями, достаточно вспомнить процесс оплаты коммунальных услуг. Плата идет за электричество в сети (за те самые 220 В), но начисляется она в киловаттах. То есть потребители платят за то, что приборы смогли взять из электросети.
Путаница возникает по двум причинам:
Чтобы объяснить разницу между этими единицами измерения простыми словами, достаточно рассмотреть обычную электрическую сеть. Напряжение в ней стандартное ̴ 220 В, но при этом у каждого бытового прибора, подключенного к сети, своя мощность. В лампочке может быть и 5 Вт, и 50 Вт и 150 Вт.
В этом случае чем больше Вт, тем быстрее конкретный прибор может брать электричество из сети (скорость потребления энергии).
Разницу между этими характеристиками можно выразить без привязки к электричеству, достаточно представить себе водопровод. Простыми словами: сила тока — это скорость передвижения водных масс, напряжение — давление воды, сопротивление — диаметр трубы. Осталось вспомнить формулу Вт = В*А. Мощность (расход воды) будет тем сильнее, чем больше напряжение (давление водных масс) и сила тока (скорость передвижения).
Не стоит забывать и о такой характеристике, как сопротивление (исчисляется в омах). В привязке к водопроводу это будут разнообразные плотины и заграждения внутри трубы. Чем больше помех и препятствий будет у потока, тем медленнее будут двигаться водные массы (упадет сила тока).
В итоге распространенная фраза: «220 вольт сколько ватт?» — некорректна. Для того чтобы получить ответ на подобный вопрос, нужно знать еще и силу тока в сети. Только зная эту информацию, можно воспользоваться формулой или одним из онлайн-калькуляторов и «перевести» ватты в вольты.
Эти знания могут понадобиться при выборе электроприборов или укладке электропроводки в доме.
Ведь, при неправильном вычислении допустимой мощности, кабель может не выдержать и перегореть. Также не стоит забывать о том, что от этого параметра зависит производительность приборов. То есть менее мощная болгарка или циркулярная пила, будет работать намного медленнее (либо вообще не справится с поставленной задачей). Так что не факт, что купив маломощный агрегат, получится сэкономить на оплате электроэнергии.
Часто при подборе необходимой мощности различных силовых приборов мы сталкиваемся с заявлением, что ВА (вольт-амперы) это совсем не Вт (ватты). Это, естественно, вызывает недоумение, - ведь мощность, - это напряжение, умноженное на ток (P=U*I).
Так почему же все-таки ВА не равен Вт?
В сети переменного тока на полезную работу затрачивается не вся, а только часть мощности (это активная мощность в Ваттах):
Это соотношение определяется коэффициентом мощности, - соотношение между общей комплексной суммарной мощностью (ВА) и активной (полезной) мощностью (Ватт).
Для абсолютного большинства устройств этот коэффициент равен 0. 6 или 0.7. Этот коэффициент отношение ватт к вольт-амперам называется "коэффициентом мощности".
Таким образом, умножив значение общей комплексной суммарной мощности (ВА) на 0.6 (или 0,7) мы определим значение активной (полезной) мощностью (Ватт)
Напрмер, если общая комплексная суммарная мощность стабилизатора 500 ВА, то его активная (полезная) мощность 500*0,6 = 300 Вт. Т.е. к этому стабилизатору можно подключить нагрузку до 300 Вт.
При выборе блока питания, стабилизатора и проч. следует помнить, что:
Полная - общая комплексная суммарная потребляемая мощность (ВА), - это сумма реактивной и активной мощностей. Зачастую разные потребители имеют разное соотношение полной и активной мощности. Поэтому для определения суммарной мощности всех потребителей необходимо сложение полных мощностей оборудования, а не активных мощностей.
1. Общая комплексная суммарная мощность - ВА всегда больше, чем активная (полезная) мощность - Ватт.
2. Величина коэффициента мощности сильно зависит от конструкции и электрической схемы прибора. Например, для импульсных источников питания. Есть два основных типа импульсных источников питания:
У импульсные источников питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC) значения общей комплексной суммарной мощности (ВА) и активной (полезной) мощности (Ватт) почти равны, - их коэффициент мощности составляет от 0,99 до 1,0.
А в импульсных источниках питания с конденсатором на входе значение в ваттах (активная, полезная мощность), - составляет от 0,6 до 0,75 вольтамперной характеристики (т. е. коэффициент мощности составляет от 0,6 до 0,75).
Важное замечание: для импульсных блоков питания указваются предельные значения в ваттах и в вольт-амперах. При этом недопустимо превышение ни тех, ни других значений.
Для небольших импульсных блоков питания, как правило, указывается активная (полезная) мощность в ваттах, которая составляющий примерно 60% от общая комплексная суммарная мощность (т.е. вольтамперной характеристики). Но иногда производители указывают только вольтамперную характеристику. В этом случае, при рассчете нагрузки, следует принять допущение, что номинальная мощность в ваттах составляет 60% от указанной мощности в вольт-амперах.
Таким образом, если вольтамперная характеристика нагрузки не будет превышать 60% вольтамперной характеристики блока питания, то это гарантирует отсутствие превышения мощности нагрузки в ваттах.
Т.е. если нет точных данных о мощности нагрузки в ваттах, то следует придерживаться правила: величина реальной активной нагрузки должна быть менее 60% вольтамперной характеристики блока питания.
Очевидно, что такой подход к расчетам обычно приводит к завышению мощности.
Чаще всего мощность определяется в Ваттах. Еще эту мощность часто называют активной, - это мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке (нагреватели, лампочки и т.д.). При этом активная мощность целиком растрачивается на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.
Если это активная нагрузка, - чайник, лампа накаливания, нагреватель..., то другой информации об этой нагрузке и не требуется. В этом случае, как правило, указывают только номинальную мощность в Вт и номинальное напряжение. В данном случае не имеет значения косинус "Fi" (угол между током и напряжением данной нагрузки), так как он равен нулю. А косинус нуля равен 1. И вэтом случае, активная мощность ("P") равна произведению тока нагрузки и напряжения нагрузки, умноженных на этот cos(Fi).
Т.е. P = I*U*cos(Fi) = I*U*1 = I*U.
Простой пример для ТЭНа с cos(Fi)=1:
Полная - общая комплексная суммарная мощность S=10 кВА cos(Fi)=1.
Активная (полезная) мощность P=10*1=10 кВт.
У нагрузок, имеющих не только активное сопротивление, но и реактивное (индуктивность, емкость), как правило указывают величину мощности "P" в Ваттах, а так же указывать величину косинуса "фи" (cos(Fi)). При этом величина косинуса "фи" определяется соотношением активных и реактивных сопротивлений.
Например, если у электродвигателя указаны значения: P=5кВт, Сos(fi)=0.8, то это значит, что данный двигатель при работе (в номинальном режиме) потребляет полную мощность (сумму активной и реактивной мощностей):
Допустим, что на стабилизаторе напряжения указана мощность 10000 ВА.
Если подключить к нему нагреватели, то мощность, отдаваемая трансформатором в нагреватели (в номинальном режиме работы трансформатора) не может превышать 10000 Вт. Вроде все сходится.
А если нагрузить стабилизатор напряжения катушкой индуктивности или электродвигателем с Сos(fi)=0.8? То данный стабилизатор при Сos(fi)=0.85 уже будет отдавать мощность не более 8500 Вт.
Т.е. мощность генераторов (трансформаторов и стабилизаторов напряжения) может определяться только в полной мощности (в нашем случае 1000 кВА).
Это отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1.
В случае синусоидального переменного тока, коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между синусоидами напряжения и тока и определяется параметрами цепи:
Сos(fi) = r/Z
где:
fi («фи») - угол сдвига фаз,
r - активное сопротивление цепи,
Z - полное сопротивление цепи.
Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока.
Коэффициент мощности электрической цепи - это косинус фазового угла между основаниями кривых напряжения и тока.
Согласно другому определению, коэффициент мощности — это соотношение активной и полной энергий. Коэффициент мощности (Сos φ = Активная мощность/Полная мощность = P/S (Вт/ВА), потребляемых нагрузкой.
Коэффициент мощности - комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.
Типовые значения коэффициента мощности:
1.00 - идеальное значение;
0.95 - хороший показатель;
0.90 - удовлетворительный показатель;
0.80 - средний показатель современных электродвигателей;
0.70 - низкий показатель;
0.60 - плохой показатель.
Работа с вашей электрической системой, ремонтируете ли вы проводку или меняете лампочку, требует понимания ватт и вольт. Эти два термина не являются взаимозаменяемыми, как многие считают. Напряжение измеряется в вольтах, а скорость потока мощности измеряется в ваттах. Чтобы помочь вам понять дискуссию о ваттах и вольтах, мы создали эту инфографику.
Вольт (В) — это мера напряжения. Цепям требуется определенное количество вольт для питания ламп, устройств и приборов; один вольт равен 1000 ватт или 0,001 киловатт (кВт) в час.
Напряжение, также называемое электродвижущей силой, измеряет давление, необходимое источнику питания для проталкивания заряженных электронов через проводящий материал.
Номинальная мощность часто упрощается с использованием вольт-ампер (ВА) для расчета потребляемого тока. Вольт-ампер рассчитывается путем умножения напряжения на силу тока для определения полной мощности в цепи постоянного тока, которая равна реальной мощности цепи.
Если вы знаете напряжение цепи или устройства, вы можете определить количество потребляемого ими тока. Это важно, если, например, вам нужно знать, какая мощность будет потребляться через цепь 120 В при подключении электроприбора.
Ватт — это единица мощности, которая помогает определить, сколько энергии необходимо для выполнения работы или выработки тепла. Мощность, которая сродни лошадиной силе в двигателе, представляет собой уровень энергии, используемой устройством.
Коммунальные предприятия взимают плату за ватты или мощность, потребленную за определенное время. Обычно потребление электроэнергии выражается в киловатт-часах. Если вы оставите лампочку включенной на 10 часов, она потребляет 1 кВтч энергии. Рейтинги мощности могут помочь:
Вычисление реальной мощности для цепей переменного тока более сложно, поскольку вам необходимо знать мгновенное напряжение во времени и мгновенный ток во времени (но мгновенная мощность изменяется во времени, поэтому вам необходимо определить среднее значение).
Когда вы рассматриваете разницу между ваттами и вольтами, это помогает понять другие термины, такие как: электрический источник есть.
Ватты и вольты не действуют независимо друг от друга. Без напряжения в проводе или цепи не может быть ватт. Таким образом, каждый из них действует друг на друга и важен для определения мощности вашей электрической системы и обеспечения электрической безопасности.
Очень важно понимать соотношение ватт и вольт. Если вам требуется ремонт, техническое обслуживание или помощь в установке электрооборудования, наши лицензированные электрики помогут удовлетворить потребности вашего дома в Южной Калифорнии. Мы предлагаем обслуживание в тот же день и доступны 24/7, чтобы помочь в чрезвычайных ситуациях. Кроме того, мы предлагаем доступ к финансированию, чтобы сделать установку более доступной. Звоните 323-727-7799, чтобы запросить визит или получить ответы на дополнительные вопросы, которые могут у вас возникнуть.
Перейти к началу
Знание разницы между ваттами и вольтами, а также амперами (амперами) и омами имеет решающее значение при работе с электрическими системами любого типа.
Ремонт бытовой электропроводки требует четкого понимания электрических терминов, и это даже полезная база знаний для повседневной жизни. Сколько раз вы видели лампочку с надписью «100 Вт/120 В» и задавались вопросом, как соотносятся две единицы электричества? Ватты и вольты в основном одно и то же? Можно ли использовать их взаимозаменяемо? Прежде чем рассматривать различия, полезно начать с базовых определений ватт, вольт, ампер и ом.
Электрические термины и определения, такие как ватты и вольты, устанавливаются системой, называемой СИ (Международная система единиц). Межправительственное международное агентство под названием BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) устанавливает термины и определения мер и весов в рамках этой системы. Есть более 100 государств-членов или партнеров BIPM.
Гидравлическая (водная) аналогия является распространенным методом объяснения электрических терминов. Поток воды в трубе или контуре замкнутой системы сравнивается с электрическим потоком. Как и в случае с трубами закрытой системы, электричество должно двигаться по непрерывной цепи (или по кругу), чтобы работать.
Вольт, согласно BIPM, представляет собой «разность потенциалов между двумя точками проводника, по которому течет постоянный ток в 1 ампер, когда мощность, рассеиваемая между этими точками, равна 1 ватту». Символ вольта — «V».
Упрощенно это означает, что напряжение, по сравнению с давлением воды в трубах, представляет собой скорость электронов, когда они проходят точку внутри цепи.
Подобно ваттам — слово, полученное от имени английского изобретателя Джеймса Ватта, — вольты названы в честь другого изобретателя, итальянца Алессандро Вольта. В 1800 году Вольта изобрел предшественник электрической батареи, названный Вольтов столб. Сделанный из чередующихся цинковых и медных дисков, Вольтов столб производил слабый электрический ток.
Что касается ампер (сокращение от ампер), официальное определение SI не только громоздко, но и постоянно меняется. Однако его общая направленность никогда не меняется. Амперы являются базовой единицей измерения объема электронов в электрической цепи. Заглавная буква «А» обозначает ампер или амперы.
При гидравлическом сравнении ампер будет единицей измерения, указывающей объем воды, проходящий через определенную точку. Объем - это количество, а не скорость. Сила удара молнии составляет около 20 000 ампер. Часы могут потреблять одну миллионную часть ампера. Бытовые электрические кабели обычно рассчитаны на 15 или 20 ампер.
Ватт описывает скорость потока мощности. Когда один ампер протекает через электрическую разность в один вольт, его результат выражается в ваттах. «W» — это символ ватта или ватт.
Ватты вычисляются по формуле V x A = W.
Думайте о ваттах не с точки зрения силы или мощности, а с точки зрения скорости или скорости. Скорость потока воды через садовый шланг или скорость автомобиля являются хорошими аналогиями для ватт.
Базовая единица Ом — это термин СИ, обозначающий электрическое сопротивление. Ом — это измерение сопротивления, которому устройство или материал, помещенный в электрическую цепь, сопротивляется или уменьшает электрический поток. Греческий символ омеги, напоминающий направленную вниз подкову, также является символом, обозначающим омы.
Ватты и вольты не зависят друг от друга. Ватты не могут существовать без вольт, поскольку они являются результатом комбинации вольт и ампер.
В общих чертах и с использованием гидравлической аналогии вольты подобны давлению, а ватты подобны скорости.
Понимание основной концепции скорости является ключом к пониманию соотношения ватт и вольт.
Говоря с другом о путешествии, можно сказать, что автомобиль преодолел 65 миль. Хотя это полезная информация, она не дает полной картины того, что только что произошло.
Возможно, вы сказали, что проехали 65 миль, но каков более важный контекст этого? Ты проехал на нем примерно за час? Это нормально и ожидаемо. Если ты проехал на ней за три месяца, это совсем другое дело. Здесь играет роль время.
Время само по себе тоже неполные данные. Если вы сказали другу, что ехали десять часов, друг может спросить, куда вы ехали или как далеко вы ехали. Обсуждение продолжительности автомобильной поездки — это неполный набор данных.
Один набор данных касается расстояния в физическом мире; другой набор имеет дело со временем. Вместо того, чтобы жонглировать двумя наборами данных туда и обратно, гораздо полезнее и удобнее придумать одно число, которое объединяет два. Это число и есть ставка.
Итак, формула V x A = W аналогична примеру с автомобильной поездкой; оба указывают скорость. Для автомобиля эта скорость представляет собой знакомое обозначение MPH (миль в час): скорость равна расстоянию, деленному на время.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
