Fuerza- una cantidad física igual en el caso general a la tasa de cambio, transformación, transmisión o consumo de energía del sistema. En un sentido más estricto, la potencia es igual a la relación entre el trabajo realizado en un determinado período de tiempo y este período de tiempo.

Distinguir entre potencia promedio durante un período de tiempo

y potencia instantánea en este momento tiempo:

La integral de potencia instantánea durante un período de tiempo es igual a la energía total transferida durante este tiempo:

Unidades. La unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el vatio, igual a un julio dividido por un segundo. trabajo mecanico potencia electrico

Otra unidad de medida de potencia común, pero ahora obsoleta, son los caballos de fuerza. En sus recomendaciones, la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) enumera los caballos de fuerza como una unidad de medida “que debería retirarse de su uso lo antes posible donde se utiliza actualmente y que no debería introducirse si no está en uso”.

Relaciones entre unidades de potencia (ver Apéndice 9).

Potencia mecánica. Si una fuerza actúa sobre un cuerpo en movimiento, entonces esta fuerza realiza un trabajo. La potencia en este caso es igual al producto escalar del vector fuerza por el vector velocidad con el que se mueve el cuerpo:

Dónde F- fuerza, v- velocidad, - ángulo entre el vector de velocidad y fuerza.

Un caso especial de potencia durante el movimiento de rotación:

METRO- par, - velocidad angular, - pi, norte- velocidad de rotación (revoluciones por minuto, rpm).

Energia electrica

Potencia mecánica. La potencia caracteriza la velocidad a la que se realiza el trabajo.

La potencia (N) es una cantidad física igual a la relación entre el trabajo A y el período de tiempo t durante el cual se realizó este trabajo.

La potencia muestra cuánto trabajo se realiza por unidad de tiempo.

En el Sistema Internacional (SI), la unidad de potencia se llama Watt (W) en honor al inventor inglés James Watt (Watt), quien construyó la primera máquina de vapor.

[N]= W = J/s

• 1W = 1J/1s
• 1 Watt es igual a la potencia de una fuerza que realiza 1 J de trabajo en 1 segundo o cuando una carga que pesa 100 g se eleva a una altura de 1 m en 1 segundo.

El propio James Watt (1736-1819) utilizó otra unidad de potencia: el caballo de fuerza (1 hp), que introdujo para comparar el rendimiento de una máquina de vapor y un caballo.

1cv = 735W.

Sin embargo, la potencia de un caballo promedio es de aproximadamente 1/2 hp, aunque los caballos son diferentes.

Los "motores vivientes" pueden aumentar brevemente su potencia varias veces.

Un caballo puede aumentar su potencia al correr y saltar hasta diez veces o más.

Al dar un salto a una altura de 1 m, un caballo que pesa 500 kg desarrolla una potencia igual a 5.000 W = 6,8 CV.

Se cree que la potencia media de una persona mientras camina tranquilamente es de aproximadamente 0,1 CV. es decir, 70-90W.

Al correr y saltar, una persona puede desarrollar una fuerza muchas veces mayor.

¡Resulta que la fuente más poderosa de energía mecánica es un arma de fuego!

Con un cañón se puede lanzar una bala de cañón que pesa 900 kg a una velocidad de 500 m/s, desarrollando unos 110.000.000 J de trabajo en 0,01 segundos. Este trabajo equivale al trabajo de levantar 75 toneladas de carga hasta la cima de la pirámide de Keops (altura 150 m).

La potencia del disparo del cañón será de 11.000.000.000 W = 15.000.000 CV.

La fuerza de tensión en los músculos de una persona es aproximadamente igual a la fuerza de gravedad que actúa sobre él.

esta fórmula es válida para movimiento uniforme con velocidad constante y en el caso de movimiento variable para velocidad promedio.

De estas fórmulas se desprende claramente que a potencia constante del motor, la velocidad de movimiento es inversamente proporcional a la fuerza de tracción y viceversa.

Esta es la base del principio de funcionamiento de la caja de cambios (caja de cambios) de varios vehículos.

Energia electrica. La energía eléctrica es una cantidad física que caracteriza la velocidad de transmisión o conversión. energía eléctrica. Al estudiar las redes de CA, además de la potencia instantánea correspondiente a la definición física general, también se introducen los conceptos de potencia activa, igual al valor medio de la potencia instantánea durante un período, potencia reactiva, que corresponde a la energía que circula sin disiparse del fuente al consumidor y viceversa, y potencia total, calculada como el producto de los valores efectivos de corriente y voltaje sin tener en cuenta el cambio de fase.

U es el trabajo realizado al mover un culombio y la corriente I es el número de culombios que pasan en 1 segundo. Por tanto, el producto de la corriente y el voltaje muestra el trabajo total realizado en 1 segundo, es decir, potencia eléctrica o potencia de corriente eléctrica.

Analizando la fórmula anterior, podemos sacar una conclusión muy simple: dado que energia electrica“P” depende igualmente de la corriente “I” y del voltaje “U”, por lo tanto, se puede obtener la misma potencia eléctrica ya sea con alta corriente y bajo voltaje, o, por el contrario, con alto voltaje y baja corriente (Esto se utiliza cuando se transmite electricidad a distancias remotas desde las centrales eléctricas hasta los lugares de consumo, mediante la conversión de transformadores en subestaciones eléctricas elevadoras y reductoras).

La potencia eléctrica activa (es decir, la potencia que se convierte irrevocablemente en otros tipos de energía: térmica, luminosa, mecánica, etc.) tiene su propia unidad de medida: W (vatio). Es igual a 1 voltio por 1 amperio. En la vida cotidiana y en la producción, es más conveniente medir la potencia en kW (kilovatios, 1 kW = 1000 W). Las centrales eléctricas ya utilizan unidades más grandes: mW (megavatios, 1 mW = 1.000 kW = 1.000.000 W).

La potencia eléctrica reactiva es una cantidad que caracteriza este tipo de carga eléctrica que se crea en los dispositivos (equipos eléctricos) por fluctuaciones de energía (de naturaleza inductiva y capacitiva) del campo electromagnético. Para corriente alterna convencional, es igual al producto de la corriente de funcionamiento I y la caída de tensión U por el seno del ángulo de fase entre ellas:

Q = U*I*sen(ángulo).

La potencia reactiva tiene su propia unidad de medida llamada VAR (voltiamperio reactivo). Denotado por la letra "Q".

Densidad de poder. La potencia específica es la relación entre la potencia del motor y su masa u otro parámetro.

Densidad de potencia del vehículo. En relación con los automóviles, la potencia específica es la potencia máxima del motor dividida por la masa total del automóvil. La potencia de un motor de pistón dividida por la cilindrada del motor se llama potencia en litros. Por ejemplo, la potencia en litros de los motores de gasolina es de 30...45 kW/l, y de los motores diésel sin turbocompresor, de 10...15 kW/l.

Un aumento de la potencia específica del motor conduce en última instancia a una reducción del consumo de combustible, ya que no es necesario transportar un motor pesado. Esto se logra mediante aleaciones ligeras, un diseño mejorado y potenciación (aumento de la velocidad y la relación de compresión, uso de turbocompresor, etc.). Pero esta dependencia no siempre se observa. En particular, los motores diésel más pesados ​​pueden resultar más económicos, ya que la eficiencia de un diésel turboalimentado moderno alcanza hasta el 50%.

En la literatura, utilizando este término, a menudo se da el valor inverso kg/hp. o kg/kW.

Poder específico de los tanques.. La potencia, la confiabilidad y otros parámetros de los motores de los tanques crecían y mejoraban constantemente. Si en los primeros modelos se contentaban esencialmente con motores de automóvil, luego con el aumento de la masa de los tanques en las décadas de 1920 y 1940. Se generalizaron los motores de avión adaptados y, más tarde, los motores diésel (multicombustibles) de tanque especialmente diseñados. Para garantizar un rendimiento de conducción aceptable de un tanque, su potencia específica (la relación entre la potencia del motor y el peso de combate del tanque) debe ser de al menos 18-20 hp. Con. /T. Potencia específica de algunos tanques modernos (ver Apéndice 10).

Poder activo. La potencia activa es el valor medio de la potencia de corriente alterna instantánea durante un período:

La potencia activa es una cantidad que caracteriza el proceso de conversión de la electricidad en algún otro tipo de energía. En otras palabras, la energía eléctrica, por así decirlo, muestra la tasa de consumo de electricidad. Esta es la potencia por la que pagamos dinero, que se cuenta por metros.

La potencia activa se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Las características de potencia de la carga se pueden especificar con precisión mediante un solo parámetro (potencia activa en W) solo para el caso de corriente continua, ya que en un circuito de corriente continua solo hay un tipo de resistencia: la resistencia activa.

Las características de potencia de la carga para el caso de corriente alterna no pueden especificarse con precisión mediante un solo parámetro, ya que existen dos diferentes tipos Resistencia: activa y reactiva. Por lo tanto, sólo dos parámetros: potencia activa y potencia reactiva caracterizan con precisión la carga.

Los principios operativos de la resistencia activa y reactiva son completamente diferentes. Resistencia activa: convierte irreversiblemente la energía eléctrica en otros tipos de energía (térmica, luminosa, etc.) - ejemplos: lámpara incandescente, calentador eléctrico.

Reactancia: almacena energía alternativamente y luego la libera nuevamente a la red; ejemplos: capacitor, inductor.

La potencia activa (disipada mediante resistencia activa) se mide en vatios y la potencia reactiva (que circula mediante reactancia) se mide en vars; Además, para caracterizar la potencia de carga se utilizan dos parámetros más: potencia aparente y factor de potencia. Todos estos 4 parámetros:

Potencia activa: denominación P, unidad: Watt.

Potencia reactiva: denominación Q, unidad de medida: VAR (voltiamperios reactivos).

Potencia aparente: denominación S, unidad: VA (Voltio Amperio).

Factor de potencia: designación k o cosФ, unidad de medida: cantidad adimensional.

Estos parámetros están relacionados por las siguientes relaciones:

S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S.

CosФ también se llama factor de potencia.

Por lo tanto, en ingeniería eléctrica, dos de estos parámetros se especifican para caracterizar la potencia, ya que el resto se puede encontrar a partir de estos dos.

Lo mismo ocurre con las fuentes de alimentación. Su potencia (capacidad de carga) se caracteriza por un parámetro para las fuentes de alimentación de CC: potencia activa (W) y dos parámetros para las fuentes. Fuente de alimentación de CA. Normalmente estos dos parámetros son la potencia aparente (VA) y la potencia activa (W).

La mayoría de los electrodomésticos y de oficina son activos (poca o nula reactancia), por lo que su potencia se indica en Watts. En este caso, al calcular la carga, se utiliza el valor de potencia del UPS en Watts. Si la carga son computadoras con fuentes de alimentación (PSU) sin corrección del factor de potencia de entrada (APFC), impresora laser, refrigerador, aire acondicionado, motor eléctrico (por ejemplo, una bomba sumergible o un motor como parte de una máquina), lámparas de balastro fluorescentes, etc.: todas las salidas se utilizan en el cálculo. Datos del SAI: kVA, kW, características de sobrecarga, etc.

Poder reactivo. Potencia reactiva, métodos y tipos (medios) de compensación de potencia reactiva.

La potencia reactiva es la parte de la potencia total gastada en procesos electromagnéticos en una carga que tiene componentes capacitivos e inductivos. no funciona trabajo útil, provoca un calentamiento adicional de los conductores y requiere el uso de una fuente de energía de mayor potencia.

La potencia reactiva se refiere a pérdidas técnicas en redes eléctricas según Orden del Ministerio de Industria y Energía de la Federación de Rusia No. 267 del 4 de octubre de 2005.

En condiciones normales de funcionamiento, todos los consumidores de energía eléctrica cuyo modo va acompañado de la aparición constante de campos electromagnéticos (motores eléctricos, equipos de soldadura, lámparas fluorescentes, etc.) cargan la red con componentes tanto activos como reactivos del consumo total de energía. Este componente reactivo de potencia (en adelante, potencia reactiva) es necesario para el funcionamiento de equipos que contienen inductancias significativas y al mismo tiempo puede considerarse como una carga adicional no deseada en la red.

Con un consumo significativo de potencia reactiva, el voltaje en la red disminuye. En sistemas energéticos deficientes en potencia activa, el nivel de tensión suele ser inferior al nominal. La potencia activa insuficiente para completar el equilibrio se transfiere a dichos sistemas desde los sistemas de energía vecinos que tienen un exceso de potencia generada. Normalmente, los sistemas de energía son deficientes en potencia activa y deficientes en potencia reactiva. Sin embargo, es más eficiente no transferir la potencia reactiva faltante de los sistemas de energía vecinos, sino generarla en dispositivos de compensación instalados en el sistema de energía dado. A diferencia de la potencia activa, la potencia reactiva puede generarse no solo mediante generadores, sino también mediante dispositivos de compensación: condensadores, compensadores síncronos o fuentes de energía reactiva estáticas, que pueden instalarse en subestaciones de la red eléctrica.

Compensación de potencia reactiva, actualmente, es un factor importante para resolver el problema del ahorro de energía y la reducción de cargas en la red eléctrica. Según estimaciones de expertos nacionales y extranjeros, la parte de los recursos energéticos, y en particular la electricidad, ocupa una parte importante del coste de producción. Este es un argumento suficientemente fuerte para abordar seriamente el análisis y la auditoría del consumo energético de una empresa, el desarrollo de una metodología y la búsqueda de medios para compensar la potencia reactiva.

Compensación de potencia reactiva. Medios de compensación de potencia reactiva. La carga reactiva inductiva creada por los consumidores eléctricos se puede contrarrestar con una carga capacitiva conectando un condensador de tamaño preciso. Esto reduce la potencia reactiva consumida de la red y se denomina corrección del factor de potencia o compensación de potencia reactiva.

Ventajas de utilizar unidades condensadoras como medio de compensación de potencia reactiva:

• · bajas pérdidas específicas de potencia activa (las pérdidas propias de los condensadores coseno modernos de bajo voltaje no superan los 0,5 W por 1000 VAr);
• · sin piezas giratorias;
• · instalación y funcionamiento sencillos (no se requieren cimientos);
• · inversiones de capital relativamente bajas;
• · la capacidad de seleccionar cualquier poder de compensación requerido;
• · Posibilidad de instalación y conexión en cualquier punto de la red eléctrica;
• · ningún ruido durante el funcionamiento;
• · bajos costos operativos.

Dependiendo de la conexión de la unidad condensadora, son posibles los siguientes tipos de compensación:

• 1. Compensación individual o constante, en la que la potencia reactiva inductiva se compensa directamente en el lugar de su aparición, lo que conduce a la descarga de los cables de alimentación (para consumidores individuales que funcionan en modo continuo con potencia constante o relativamente alta: motores asíncronos, transformadores, máquinas de soldar, lámparas de descarga, etc.).
• 2. Compensación grupal, en la que, similar a la compensación individual de varios consumidores inductivos que funcionan simultáneamente, se conecta un condensador constante común (para motores eléctricos ubicados cerca unos de otros, grupos de lámparas de descarga). Aquí también se descarga la línea de suministro, pero sólo antes de la distribución a los consumidores individuales.
• 3. Compensación centralizada, en la que se conecta un determinado número de condensadores al armario de distribución principal o de grupo. Esta compensación se suele utilizar en grandes sistemas eléctricos con cargas variables. Una instalación de condensadores de este tipo está controlada por un regulador electrónico, un controlador que analiza constantemente el consumo de potencia reactiva de la red. Dichos reguladores encienden o apagan los condensadores, con la ayuda de los cuales se compensa la potencia reactiva instantánea de la carga total y, por tanto, se reduce la potencia total consumida de la red.

Energia electrica- una cantidad física que caracteriza la velocidad de transmisión o conversión de energía eléctrica.

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✪ Lección 363. La potencia en un circuito de corriente alterna

✪ Potencia activa, reactiva y aparente. ¿Qué es? Usando una analogía visual como ejemplo.

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✪ ¿Cuál es la diferencia entre VOLTAJE y CORRIENTE?

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Subtítulos

Energía eléctrica instantánea

La potencia instantánea es el producto de los valores instantáneos de voltaje y corriente en cualquier parte del circuito eléctrico.

Energía DC

Dado que los valores de corriente y voltaje son constantes e iguales a los valores instantáneos en cualquier momento, la potencia se puede calcular mediante la fórmula:

P = Yo ⋅ U (\displaystyle P=I\cdot U) .

Para pasivo circuito lineal, en el que se cumple la ley de Ohm, podemos escribir:

P = I 2 ⋅ R = U 2 R (\displaystyle P=I^(2)\cdot R=(\frac (U^(2))(R))), Dónde R (\displaystyle R)- resistencia eléctrica .

Si el circuito contiene una fuente EMF, entonces la potencia eléctrica emitida o absorbida por él es igual a:

P = I ⋅ E (\displaystyle P=I\cdot (\mathcal (E))), Dónde mi (\displaystyle (\mathcal (E)))- campos electromagnéticos.

Si la corriente dentro del EMF es opuesta al gradiente de potencial (fluye dentro del EMF de más a menos), entonces la fuente de EMF de la red absorbe la energía (por ejemplo, cuando un motor eléctrico está funcionando o cargando un batería), si es codireccional (fluye dentro del EMF de menos a más), entonces la fuente lo emite a la red (por ejemplo, cuando se opera una batería galvánica o un generador). Al tener en cuenta la resistencia interna de la fuente EMF, la potencia liberada en ella p = yo 2 ⋅ r (\displaystyle p=I^(2)\cdot r) se suma a lo que se absorbe o se resta de lo que se da.

alimentación de CA

En los circuitos de CA, la fórmula para la potencia de CC sólo se puede utilizar para calcular la potencia instantánea, que varía mucho con el tiempo y no es muy útil directamente para la mayoría de los cálculos prácticos simples. El cálculo directo de la potencia media requiere integración en el tiempo. Para calcular la potencia en circuitos donde el voltaje y la corriente varían periódicamente, la potencia promedio se puede calcular integrando la potencia instantánea durante el período. En la práctica, lo más importante es el cálculo de la potencia en circuitos de tensión y corriente alterna sinusoidal.

Para conectar los conceptos de potencia total, activa, reactiva y factor de potencia, conviene recurrir a la teoría de números complejos. Podemos suponer que la potencia en un circuito de corriente alterna se expresa mediante un número complejo tal que la potencia activa es su parte real, la potencia reactiva es su parte imaginaria, la potencia total es su módulo y el ángulo (desfase) es su argumento. Para tal modelo, todas las relaciones escritas a continuación resultan válidas.

Poder activo

.

La potencia reactiva es una cantidad que caracteriza las cargas creadas en aparatos eléctricos fluctuaciones en la energía del campo electromagnético en un circuito de corriente alterna sinusoidal, igual al producto de los valores de voltaje cuadrático medio U (\displaystyle U) y actual Yo (\displaystyle Yo), multiplicado por el seno del ángulo de fase φ (\displaystyle\varphi) entre ellos: Q = U ⋅ I ⋅ pecado ⁡ φ (\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi )(si la corriente va por detrás del voltaje, el cambio de fase se considera positivo, si va por delante, es negativo). La potencia reactiva está relacionada con la potencia aparente. S (\displaystyle S) y potencia activa P (\displaystyle P) relación: |.

El significado físico de potencia reactiva es la energía bombeada desde la fuente a los elementos reactivos del receptor (inductores, condensadores, devanados del motor) y luego devuelta por estos elementos a la fuente durante un período de oscilación, denominado este período.

Cabe señalar que el valor de los valores φ (\displaystyle\varphi) 0 a más 90° es un valor positivo. Magnitud pecado ⁡ φ (\displaystyle \sin \varphi ) para valores φ (\displaystyle\varphi) 0 a −90° es un valor negativo. Según la fórmula Q = U I pecado ⁡ φ (\displaystyle Q=UI\sin \varphi ), la potencia reactiva puede ser un valor positivo (si la carga es de naturaleza activa-inductiva) o negativo (si la carga es de naturaleza activa-capacitiva). Esta circunstancia enfatiza el hecho de que la potencia reactiva no participa en el funcionamiento de la corriente eléctrica. Cuando un dispositivo tiene potencia reactiva positiva, se acostumbra decir que la consume, y cuando produce potencia negativa, la produce, pero esto es puramente una convención debido a que la mayoría de los dispositivos que consumen energía (por ejemplo, asíncronos Los motores), así como las cargas puramente activas conectadas a través de un transformador, son activo-inductivos.

Los generadores síncronos instalados en centrales eléctricas pueden producir y consumir potencia reactiva dependiendo de la magnitud de la corriente de excitación que fluye en el devanado del rotor del generador. Gracias a esta característica de las máquinas eléctricas síncronas, se regula el nivel de tensión de red especificado. Para eliminar sobrecargas y aumentar el factor de potencia de las instalaciones eléctricas se realiza una compensación de potencia reactiva.

Aplicación de la electricidad moderna. transductores de medida La tecnología de microprocesador permite una evaluación más precisa de la cantidad de energía que devuelven las cargas inductivas y capacitivas a la fuente de tensión alterna.

Poder completo

La unidad de potencia eléctrica total es voltamperio (designación rusa: Virginia; internacional: VIRGINIA) .

Potencia aparente: un valor igual al producto de los valores efectivos de la corriente eléctrica periódica. Yo (\displaystyle Yo) en circuito y voltaje U (\displaystyle U) en sus abrazaderas: S = U ⋅ I (\displaystyle S=U\cdot I); está relacionado con las potencias activa y reactiva por la relación: S = P 2 + Q 2 , (\displaystyle S=(\sqrt (P^(2)+Q^(2))),) Dónde P (\displaystyle P)- poder activo, Q (\displaystyle Q)- potencia reactiva (con carga inductiva Q > 0 (\displaystyle Q>0), y con capacitivo q< 0 {\displaystyle Q<0} ).

La relación vectorial entre potencia total, activa y reactiva se expresa mediante la fórmula: S⟶ = P⟶ + Q⟶.(\displaystyle (\stackrel (\longrightarrow )(S))=(\stackrel (\longrightarrow )(P))+(\stackrel (\longrightarrow )(Q)).)

Poder complejo

La potencia, similar a la impedancia, se puede escribir en forma compleja: Dónde S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , (\displaystyle (\dot (S))=(\dot (U))(\dot (I))^(*)=I^ (2)\mathbb (Z) =(\frac (U^(2))(\mathbb (Z) ^(*))),) U˙ (\displaystyle (\dot (U))) - estrés complejo, Yo ˙ (\displaystyle (\dot (I))) - corriente compleja, Z (\displaystyle \mathbb (Z) )

- impedancia, * - operador de conjugación complejo. Módulo de potencia complejo| S (\displaystyle S) S˙ | (\displaystyle \left|(\dot (S))\right|) igual a plena potencia P (\displaystyle P). parte real R e (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Re) ((\dot (S)))) igual a la potencia activa Q (\displaystyle Q), e imaginario Soy (S ˙) (\displaystyle \mathrm (Soy) ((\dot (S))))

- Poder reactivo

con la señal correcta dependiendo de la naturaleza de la carga.	Potencia de algunos electrodomésticos.
La tabla muestra los valores de potencia de algunos consumidores eléctricos:	1
Aparato eléctrico	10…20
Potencia, W	100…1700
bombilla de linterna	200…1500
enrutador de red, concentrador	15…200
unidad del sistema de computadora	2…40
unidad del sistema del servidor	5…30
Monitor de ordenador CRT	25…150
Monitor LCD para PC	15…700
lámpara fluorescente doméstica	100… 3000
lámpara incandescente doméstica	300…2 000
refrigerador doméstico	350…2 000
aspiradora electrica	1 000…2 000
Plancha electrica	1 000…5 500
Lavadora	45 000…50 000
Estufa eléctrica	650 000
Máquina de soldar doméstica	1 000 000...5 000 000
motor de tranvía	6 000 000…9 000 000

Motor de locomotora eléctrica. Motor eléctrico de una máquina elevadora de minas. Motores eléctricos para laminadores

La tarea más importante de las estadísticas de equipos es medir la potencia de los motores de las plantas.

Potencia del motor

Se llama su capacidad para realizar cierto trabajo por unidad de tiempo (segundo). La unidad básica de potencia es el kilovatio (kW). Dado que los equipos de energía de una planta pueden incluir motores cuya potencia se expresa en diferentes unidades, la potencia total de todos los motores se expresa en kilovatios. Para hacer esto, use las siguientes relaciones constantes:(#) se determina mediante cálculos basados ​​en el supuesto de que no hay pérdidas mecánicas (por fricción) ni térmicas (por radiación) en el motor. La potencia teórica se puede calcular para cualquier motor.

Indicador de encendido(#/s): potencia del motor teniendo en cuenta las pérdidas térmicas, pero excluyendo las pérdidas mecánicas. Medido m.nd por la parte del motor donde terminan las pérdidas por radiación.

El tercer tipo de capacidad de diseño es potencia efectiva (GÉsta es la potencia real, teniendo en cuenta las pérdidas térmicas y mecánicas. Medido en el eje de trabajo del motor.

Dependiendo de la intensidad de funcionamiento del motor, su potencia puede variar, por lo que existen potencias con carga: normal (económica), máxima a largo plazo y máxima a corto plazo.

El poder es normal.(L/^g) es la potencia a la que el motor consume combustible y energía por unidad de fuerza de forma más económica, es decir, tiene la mayor eficiencia (eficiencia). Cuando la carga se desvía hacia arriba o hacia abajo de la eficiencia normal. disminuye.

En general, para obtener la máxima cantidad de energía al operar dispositivos de potencia, se establece para ellos un modo de carga máxima, en el que el motor puede funcionar por un período indefinidamente largo sin dañar su condición. La característica de potencia de la carga máxima de la mayoría de los motores de potencia se llama duración máxima (Mmt()-

Potencia máxima a corto plazo (Nº) es la carga máxima del motor, más allá de la cual puede funcionar durante un breve periodo de tiempo sin sufrir un accidente, normalmente no más de 30 minutos.

Los tres tipos de potencia de carga son potenciales, ya que no determinan la carga real, sino la posible. Para caracterizar completamente la potencia de un motor, se debe tener en cuenta simultáneamente su potencia, por diseño y por carga. Como regla general, esta será la potencia efectiva máxima continua.

Para caracterizar la potencia del motor. según el propósito operativo Distinguen entre potencia conectada, instalada, disponible, pico, reserva, media real y media anual.

Capacidad conectada (Mprisd) es la potencia de todos los receptores conectados a la central eléctrica, incluida la potencia de los motores eléctricos de la corriente ajena para los suscriptores y los motores eléctricos de la propia corriente.

Las grandes centrales eléctricas suministran electricidad a suscriptores con diferentes horarios de carga. Por ejemplo, por la mañana la demanda de energía para la producción y el transporte urbano (tranvías, trolebuses) aumenta considerablemente, pero la de iluminación disminuye; Por la noche, el trabajo de algunas empresas se detiene, pero la necesidad de energía eléctrica en los lugares de entretenimiento aumenta considerablemente. Debido a la frecuente conexión de suscriptores a la estación, la potencia conectada suele ser entre 2 y 2,5 veces mayor que la capacidad de la estación. Por lo tanto, una estación con una capacidad de 30 mil kW puede atender a suscriptores cuyos receptores de potencia tienen una capacidad de 60 mil kW o más.

Energía instalada(l/) es la potencia efectiva máxima total a largo plazo de los motores instalados (para una central eléctrica, la potencia de los generadores eléctricos).

Dado que algunos de los motores en reparación y en espera de reparación no se pueden utilizar, es de gran importancia potencia disponible (Мяві)- la potencia total de todos los dispositivos, menos los que están en reparación o en espera de reparación.

Durante un período determinado, por ejemplo por día, mes o trimestre, es importante determinar la carga máxima, que se llama potencia máxima del ShA.

La diferencia entre la potencia disponible y la potencia máxima se llama reserva de energía. Consta de dos partes que tienen distinta importancia económica: la potencia de los motores de reserva, destinados a sustituir a los que están en marcha en caso de accidente, y la subcarga de los motores que funcionan en horas punta.

Para muchos cálculos prácticos se determina potencia real promedio L. Se calcula para un motor individual dividiendo la energía generada durante el período en kilovatios-hora por el tiempo de funcionamiento real en horas, es decir

Para calcular la potencia real media de varios motores que trabajan juntos, es necesario dividir la energía que producen por el tiempo de funcionamiento de todos los motores, restándole el tiempo de funcionamiento conjunto. Por lo tanto, la fórmula para la potencia real promedio de dos motores que funcionan juntos en una combinación particular tendrá la forma

Ejemplo 7.1

Calcule la potencia real promedio de dos motores, de los cuales el primero trabajó de 6 a 16 horas y produjo 630 kW x hora de energía, y el segundo trabajó de 8 a 23 horas y produjo 715 kW x hora de energía.

Cantidad total de energía producida: 630 + 715 = 1345 kW x h.

Tiempo total de funcionamiento del motor: (16-6) + (23-8) = 25 horas.

Tiempo de funcionamiento del motor: (16-8) = 8 horas.

Además de la potencia real promedio, calcule potencia media anual (M), que muestra cuántos kilovatios-hora de energía se producen por hora en promedio por año.

Para ello, la energía producida se divide por el número de horas de clase: 8760. es siempre menor que y su relación A^UL^ caracteriza el grado de utilización del motor a lo largo del tiempo durante un período anual.

Las empresas tienen instalados motores que realizan diversas funciones: los motores primarios producen energía mecánica y los motores secundarios transforman energía mecánica. energía en electricidad(generadores eléctricos) o eléctricos en mecánicos y térmicos (motores eléctricos y dispositivos eléctricos).

Si para determinar la potencia total de una empresa se suma la potencia de los motores primario y secundario, entonces se permitirá un conteo repetido; Además, el cálculo de la potencia total sólo debe incluir la potencia que se utiliza en el proceso de producción. En consecuencia, la potencia de los motores instalados en la central eléctrica de la empresa, cuya energía se suministra lateralmente, no debe tenerse en cuenta al determinar la capacidad energética de una determinada empresa, ya que se tendrá en cuenta en las empresas que consumen energía.

Arroz. 7.1. V

De la Fig. 7.1 muestra que los motores primarios pueden impulsar directamente máquinas en funcionamiento o transmitir energía mecánica a generadores eléctricos para transformarla en energía eléctrica; La electricidad de sus propios generadores eléctricos se puede utilizar tanto para alimentar motores eléctricos y dispositivos eléctricos de corriente propia y mixta, como para satisfacer las necesidades económicas de la empresa. Parte de la electricidad se puede liberar hacia un lado. Al mismo tiempo, la energía recibida del exterior asegura el funcionamiento de motores eléctricos y dispositivos eléctricos de corriente extraña y mixta. La potencia de los motores primarios directos y la potencia de los motores de transporte se tienen en cuenta de forma independiente. Al sumar las potencias de los motores primario y secundario, permitiremos una doble contabilización. Por lo tanto, se aplica la fórmula de cálculo. capacidad energética de la empresa, lo que elimina por completo el doble conteo:

La potencia total de los motores primarios N°) también tiene en cuenta la potencia de los motores de acción directa y los utilizados en los vehículos de fábrica.

La fórmula 7.3 no solo elimina el cálculo repetido de la potencia, sino que también distingue entre la potencia de un accionamiento mecánico y uno eléctrico.

La potencia del accionamiento mecánico es igual a la diferencia entre la potencia de todos los motores primarios de la empresa y la potencia de la parte de ellos que sirve a los generadores eléctricos. (Mpd-M^^^^). Este la diferencia es la potencia de los motores primarios conectados directamente a las máquinas de trabajo (mediante una transmisión o un sistema de engranajes).

La potencia de un propulsor eléctrico se define como la suma de las potencias de los motores eléctricos y los dispositivos eléctricos, es decir, los motores secundarios que sirven directamente al proceso de producción.

A veces, al calcular la potencia energética de una empresa, la potencia de los motores primarios que dan servicio a los generadores eléctricos. Gp.d.obs.el.gen)> desconocido. Para determinarlo, es necesario multiplicar la potencia de los generadores eléctricos por un factor de 1,04. El origen de este coeficiente es el siguiente: la eficiencia promedio de los generadores eléctricos se toma como 0,96, lo que significa que la potencia de los motores primarios que les sirven se puede obtener dividiendo la potencia de los motores primarios por 0,96 o multiplicando por = 1.04. 0,96

Para determinar la cantidad de energía consumida por la empresa, Utilice una fórmula similar a la utilizada para calcular la potencia total:

Ejemplo 7.2

Calcule la capacidad potencial y real promedio de la empresa, sabiendo que la empresa trabajó 200 horas y poco su Disponemos de los siguientes equipos eléctricos:

^^=400+50+350 0,736+100 0,736 - 250-1,04 + 220 + 600 = І34І.2l5zh.

Calcular Si es necesario determinar la energía consumida por la empresa:

Yeschipr = 80000 + 42000 o 0,736+10000 - 0,736 - 48000 o 1,04 + 42000 + 90000 = 200352 kilovatios.

Ya en el siglo XVIII la potencia empezó a medirse en caballos de fuerza. Hasta ahora, esta magnitud física se utiliza para indicar la potencia de los motores. Junto al indicador de potencia del motor de combustión interna en vatios, se continúa escribiendo el valor en CV.

El poder como cantidad física, fórmula de poder.

Un valor que muestra la rapidez con la que se convierte, transmite o consume energía en un sistema: potencia. Es importante caracterizar las condiciones energéticas con qué rapidez se realiza el proceso. El trabajo realizado por unidad de tiempo se llama potencia:

• Qué del trabajo;
• t – tiempo.

La potencia mecánica y la potencia eléctrica se pueden tener en cuenta por separado.

Para obtener una respuesta a la pregunta: ¿cómo se mide la potencia mecánica? Consideremos el efecto de la fuerza sobre un cuerpo en movimiento. La fuerza funciona, la potencia en este caso está determinada por la fórmula:

• F – fuerza;
• v-velocidad.

Durante el movimiento de rotación, este valor se determina teniendo en cuenta el momento de fuerza y ​​la velocidad de rotación, "rpm".

Relación entre corriente eléctrica y potencia.

En ingeniería eléctrica, el trabajo será U: el voltaje que se mueve 1 culombio, el número de culombios que se mueven por unidad de tiempo es la corriente (I). La potencia de corriente eléctrica o potencia eléctrica P se obtiene multiplicando la corriente por el voltaje:

Este trabajo de tiempo completo, completado en 1 segundo. La dependencia aquí es directa. Al cambiar la corriente o el voltaje, se cambia la energía consumida por el dispositivo.

El mismo valor P se logra variando uno de dos valores.

Definición de unidad de potencia actual.

La unidad para medir la potencia actual lleva el nombre de James Watt, un ingeniero mecánico escocés. 1 W es la potencia generada por una corriente de 1 A con una diferencia de potencial de 1 V.

Por ejemplo, una fuente con un voltaje de 3,5 V crea una corriente de 0,2 A en el circuito, entonces la potencia actual será:

P = U*I = 3,5*0,2 = 0,7 W.

¡Atención! En mecánica, la potencia suele representarse con la letra N, en ingeniería eléctrica, con la letra P. ¿Cómo se miden n y P? Independientemente de la designación, es una cantidad y se mide en vatios "W".

Watt y otras unidades de potencia.

Cuando se habla de cómo se mide la potencia, es necesario saber de qué estamos hablando. Watt es un valor correspondiente a 1 J/s. Está adoptado en el Sistema Internacional de Unidades. ¿En qué otras unidades se mide la potencia? La rama de la ciencia astrofísica trabaja con una unidad llamada erg/s. Erg es un valor muy pequeño, igual a 10-7 W.

Otra unidad de esta serie, todavía común, son los "caballos de fuerza". En 1789, James Watt calculó que un caballo podía sacar una carga de 75 kg de un eje a una velocidad de 1 m/s. Según el cálculo de dicha intensidad de trabajo, la potencia del motor se puede medir mediante este valor en la relación:

1 CV = 0,74 kilovatios.

Interesante. Los estadounidenses y los británicos creen que 1 hp. = 745,7 W, y los rusos – 735,5 W. No tiene sentido discutir quién tiene razón y quién no, ya que se trata de una medida extrasistémica y no debe utilizarse. La Organización Internacional de Metrología Legal recomienda su retirada de circulación.

En Rusia, al calcular una póliza CASCO u OSAGO, se utilizan estos datos de la unidad de potencia del automóvil.

Fórmula para la relación entre potencia, voltaje y corriente.

En ingeniería eléctrica, se considera trabajo como una determinada cantidad de energía suministrada por una fuente de energía al funcionamiento de un dispositivo eléctrico durante un período de tiempo. Por tanto, la potencia eléctrica es una magnitud que describe la velocidad de transformación o transmisión de la electricidad. Su fórmula para corriente continua se ve así:

• U – voltaje, V;
• I – fuerza actual, A.

En algunos casos, utilizando la fórmula de la ley de Ohm, la potencia se puede calcular sustituyendo el valor de resistencia:

P = I*2*R, Dónde:

• I – fuerza actual, A;
• R – resistencia, ohmios.

Al calcular la potencia de los circuitos de CA, tendrá que lidiar con tres tipos:

• su fórmula activa: P = U*I*cos ϕ, donde es el coeficiente del ángulo de cambio de fase;
• se calcula el reactivo: Q = U*I*sen ϕ ;
• el completo se presenta en la forma: S = √P2 + Q2, donde P es activo y Q2 es reactivo.

Cálculos para monofásicos y circuitos trifásicos La corriente alterna se realiza según diferentes fórmulas.

¡Importante! Los consumidores de electricidad en las empresas son en su mayoría motores asíncronos, transformadores y otros receptores inductivos. Durante el funcionamiento, utilizan energía reactiva que, al fluir a través de las líneas eléctricas, genera una carga adicional en las líneas eléctricas. Para mejorar la calidad de la energía, se utiliza la compensación de energía reactiva en forma de unidades de condensadores.

Instrumentos para medir la potencia eléctrica.

Un vatímetro le permite medir la potencia. Tiene dos devanados. Uno está conectado al circuito en serie, como un amperímetro, el segundo en paralelo, como un voltímetro. En las instalaciones de energía eléctrica, los vatímetros miden valores en kilovatios-hora “kW*h”. Las mediciones requieren no sólo energía eléctrica, sino también energía láser. Los dispositivos capaces de medir este indicador se fabrican tanto en versión estacionaria como portátil. Con su ayuda se evalúa el nivel de radiación láser de los equipos que utilizan este tipo de energía. Uno de los medidores portátiles es el LP1, de un fabricante japonés. LP1 le permite determinar directamente la intensidad de la radiación luminosa, por ejemplo, en el punto visual de los dispositivos ópticos de los reproductores de DVD.

Energía en electrodomésticos.

Para calentar el filamento metálico de una bombilla, aumentar la temperatura de la superficie de trabajo de una plancha u otro electrodoméstico, se gasta una cierta cantidad de electricidad. Su valor, tomado por la carga por hora, se considera el consumo de energía de este dispositivo.

¡Atención! Si la bombilla dice “40 W, 230 V”, esto significa que en 1 hora consume 40 W de la red AC. Conociendo el número de bombillas y los parámetros, calculan cuánta energía se gasta al mes en iluminar las habitaciones.

Cómo convertir vatios

desde vatio– el valor es pequeño, en la vida cotidiana operan en kilovatios, utilizan un sistema de conversión de cantidades:

• 1W = 0,001kW;
• 10W = 0,01kW;
• 100W = 0,1kW;
• 1000W = 1kW.

Potencia de algunos aparatos eléctricos, W.

Valores medios de consumo eléctrico de los electrodomésticos:

• estufas – 110006000 W;
• refrigeradores – 150-600 W;
• lavadoras – 1000-3000 W;
• aspiradoras – 1300-4000 W;
• hervidores eléctricos – 2000-3000 W.

Los parámetros de cada electrodoméstico están indicados en el pasaporte y también en el cuerpo. Allí se definen los valores exactos para la información del consumidor.

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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.

La potencia es una 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?

Las unidades de potencia conocidas por todos los escolares y aceptadas en la comunidad internacional son los 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. La potencia de los automóviles, aviones, barcos, cohetes y plantas industriales a menudo se mide 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 a 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, los electrodomésticos como el aire acondicionado, el frigorífico o la plancha funcionan cíclicamente, encendiéndose y apagándose desde el termostato, y su potencia media durante el tiempo total de funcionamiento puede ser pequeña.

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 las potencias activa y reactiva.

Para medir la potencia, se utilizan 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 coches tienen diferente potencia de motor. Además, los aparatos eléctricos pueden tener distintos niveles de potencia, aunque tengan la misma finalidad.

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 potencia máxima. 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?

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