Ватты, киловатты, киловатты в час – разбираемся в понятиях 

Автор статьи

Александр Георгиевич Кондратьев

По образованию инженер-электрик, работал электронщиком, главным инженером на пищевом предприятии, генеральным директором строительной организации.

Знать установленную мощность электроприборов важно для правильного выбора электропроводки, устройств защиты. Это необходимо, чтобы обеспечить безопасную работу приборов в доме.

Мощность бытовых электроприборов измеряется в ваттах, а в расчетах мощных электросетей используется понятие киловатт. Поэтому собственнику, прежде чем производить расчеты, необходимо знать, какая установлена аппаратура в доме, какой мощности. А для проектирования нужно разобраться, сколько ватт в киловатте.

Что такое ватт

Величина единицы электрической энергии совершаемой работы за промежуток времени называется ваттом.

Названа в честь механика — изобретателя Джеймса Уатта. Обозначается Вт или W. Он впервые предложил применять лошадиную силу как универсальную единицу измерения характеристик машин.

Можно представить формулой:

Вт= джоуль/секунду, или 1Вт=1 дж/сек.

Для определения мощности электрических машин применяется следующая формула:

P=U*I. Напряжение умноженное на ток.

Электроэнергия измеряется «U» в вольтах, а «I» в амперах получаемая мощность в ваттах.

Единицы измерения мощности

2.1 Единицы измерения мощности, применяемые в энергетике

• Ватт – Вт – единица мощности в системе СИ, производные – кВт, МВт, ГВт
• Калории в час – кал/ч – внесистемная единица мощности, обычно в энергетике употребляются производные величины – ккал/ч, Мкал/ч, Гкал/ч;
• Тонны пара в час – т/ч – специфическая величина, соответствующая мощности, необходимой для получения пара из 1 тоны воды в час.

2.2. Примеры правильного применения единиц измерения мощности

• Расчетная мощность котла
• Тепловые потери здания
• Максимальный расход тепловой энергии на нагрев горячей воды
• Мощность двигателя
• Среднесуточная мощность потребителей тепловой энергии

Как перевести ватты в киловатты

Бытовые электроприборы имеют разную мощность. Она колеблется от нескольких Вт до нескольких тысяч ватт. Для удобства расчета приводят к единому значению. Обычно это киловатт, обозначается кВт.

Для перевода ваттов в киловатты необходимо знать, сколько ватт содержится в 1 кВт. Само слово «кило» обозначает тысячу. То есть один киловатт электроэнергии содержит 1000 ватт.

Для удобства перевода одной единицы в другую существуют различные программы. Но перевод из одной величины в другую несложно выполнить самостоятельно.

Например, в доме имеется несколько потребителей электроэнергии, люстра с тремя лампами по 60 Вт, телевизор 150 Вт и музыкальный центр 100 Вт. Получаем 3*60+150+100, результат равен 430 Вт. Мы знаем, что 1КВт содержит 1000 Вт. Делим это значение на 1000, получаем 0,43 Квт.

Для наглядности произведем несколько расчетов. Полученный перевод из Вт в кВт сведем в таблицу.

Зачастую требуется произвести обратную функцию. Перевод из Квт в Вт. Для этого мощность в киловаттах необходимо умножить на 1 000. Произведем вычисления и для наглядности сведем в таблицу.

На промышленных предприятиях используются потребители электроэнергии мощностью в несколько тысяч киловатт. Для удобства введено понятие мегаватт, обозначается как мВт. Приставка «мега» обозначает 1 000 000. То есть в 1 мВт содержится 1 000 000 Вт, или 1 000 кВт.

Единицы измерения энергии

1.1. Единицы измерения энергии применяемые в энергетике

• Джоуль – Дж – единица системы СИ, и производные – кДж, МДж, ГДж
• Калория – кал – внесистемная единица, и производные ккал, Мкал, Гкал
• кВт×ч – внесистемная единица, которой обычно (но не всегда!), измеряют количество электроэнергии.
• тонна пара – специфичная величина, которая соответствует количеству тепловой энергии, необходимой для получения пара из 1 тонны воды. Не имеет статуса единицы измерения, однако, практически применяется в энергетике.

Единицы измерения энергии применяют для измерения суммарного количества энергии (тепловой или электрической). При этом, величина может обозначать выработанною, потребленную, переданную или потерянную энергию (в течении некоторого периода времени).

1.2. Примеры правильного применения единиц измерения энергии

• Годовое потребность в тепловой энергии для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.
• Необходимое количество тепловой энергии для нагрева … м3 воды от … до … °С
• Тепловая энергия в … тыс. м3 природного газа (в виде теплотворной способности).
• Годовая потребность в электрической для питания электроприёмников котельной.
• Годовая программа выработки пара котельной.

1.3. Перевод между единицами измерения энергии

1 ГДж = 0,23885 Гкал = 3600 млн. кВт×ч = 0,4432 т (пара)

1 Гкал = 4,1868 ГДж = 15072 млн. кВт×ч = 1,8555 т (пара)

1 млн. кВт×ч = 1/3600 ГДж = 1/15072 Гкал = 1/8123 т (пара)

1 т (пара) = 2,256 ГДж = 0,5389 Гкал = 8123 млн. кВт×ч

Примечание: При расчете 1 т пара принята энтальпия исходной воды и водяного пара на линии насыщения при t=100 °С

Киловатт и киловатт-час — в чем разница

Наряду с обозначением киловатт можно встретить единицу киловатт в час. Например, в величинах КВт ч отображаются показания электросчетчиков. Неспециалисты эти понятия не различают, считают, что это одно и то же. Однако это совершенно разные величины.

Ватт в час — это количество электроэнергии, произведенное или потребленное за единицу времени, обозначается Вт/ч.

Например, 1 кВт час говорит о том, что энергоприемник за 1 час потребляет 1 КВт электроэнергии.

Киловатт в отличие от кВтч представляет величину, обозначающую потребленную или сгенерированную мгновенную мощность.

Общие сведения

Название единицы измерения мощности электрического тока произошло от фамилии шотландского инженера-изобретателя Джеймса Уатта (1736−1819 гг.), который известен всему миру. Он изобрел паровую машину. Мощность электрического тока измеряется в ваттах (Вт).

Каждый электрический прибор обладает определенной мощностью и потребляет какое-то количество электрической энергии. Ее величина измеряется в ваттах, а для мощных потребителей — в киловаттах. Однако некоторые люди не понимают, что киловатт и киловатт-час являются двумя различными единицами измерения. В этом случае нужно рассмотреть физический смысл основных физических величин, определяющих их: силу тока, напряжение (разность потенциалов), сопротивление (электропроводимость), время работы электрооборудования.

Сила тока

Сила тока — количество электрического заряда, проходящего через проводник за единицу времени. Обозначается величина литерой «I» и измеряется в амперах. Она находится расчетным методом или измеряется при помощи электронно-измерительного прибора, который называется амперметром. Он подключается последовательно к нагрузке. Физический смысл силы тока в 1 А следующий: прохождение количества электрического заряда Qз, равное 1 кулону, через площадь поперечного сечения за 1 секунду. 1 Кл примерно равен 6,241*10 18 отрицательно заряженных частиц (электронов). Формула зависимости силы тока от Qз и времени (t) следующая: I = Qз / t.

Производные единицы измерения: 1 мА (0,001 А) и 1 кА (1000 А). Для удобства расчетов применяются сокращенные названия или аббревиатуры. Ток классифицируется на постоянный и переменный. Постоянный ток не изменяет направление протекания через проводник, но его амплитуда и величина могут меняться. Переменный ток изменяет направление и амплитуду по определенному закону. Его основной характеристикой является частота.

Согласно закону, происходит разделение на синусоидальный и несинусоидальный виды. В первом случае графиком является синусоида, которая зависит от амплитудного значения (Iмакс) и угловой частоты (w). Закон изменения тока с течением времени (t) записывается таким образом: i = Iмакс * sin (w * t). Параметр угловой частоты зависит от частоты тока (f): w = 2 * Пи * f. В этом соотношении величина Пи является значением, приблизительно равным 3,141592653589793238462643.

К току, изменяемому по несинусоидальному закону, относятся любые законы, в которых отсутствует функция синуса (sin). Очень часто в проектировании преобразователей можно встретить ток трапецеидальной и прямоугольной форм. Определить закон изменения электротока можно с помощью осциллографа, дающего его графическое представление. Необходимо учитывать, что ток является векторной величиной, поскольку имеет направление.

Вам это будет интересно Как используется эффект Холла: принципы явления и способы применения

Разность потенциалов

Любое вещество состоит из атомов. Каждый атом обладает нейтральным зарядом и содержит элементарные или субатомные частицы: протоны, электроны и нейтроны. Суммарный положительный заряд протонов (Qp) и отрицательный заряд всех электронов (Qe) компенсируют друг друга (Qp = Qe). При воздействии на вещество внешних сил возможны случаи «захвата» атомом другого электрона, находящегося в составе другого атома. В результате чего атом, «захвативший» «чужой электрон», обладает отрицательным зарядом, поскольку в нем количество электронов преобладает над численным показателем числа протонов (Qe>Qp).

Атом, «потерявший» отрицательно заряженную субатомную частицу, называется положительным ионом, поскольку он обладает положительным зарядом (Qp>Qe). Пытаясь восстановить «потерю», он притягивает к себе отрицательную элементарную частицу соседнего атома. Физический процесс обмена частицами продолжается до тех пор, пока значение внешней силы не будет стремиться к 0 (она будет недостаточной для «вырывания» электрона).

При потере или притяжении частицы образуется электромагнитное поле. Его составляющая зависит от заряда иона и бывает положительной или отрицательной. Разность между составляющими разноименных зарядов называется разностью потенциалов или напряжением. Чем больше разность, тем больше величина напряжения. Оно измеряется в вольтах (В, V) и обозначается буквой U. Замерять его значение можно с помощью вольтметра или осциллографа.

Вольтметр подключается параллельно к участку, на котором следует произвести измерение. Кроме того, U рассчитывается по формулам. Электрическое напряжение — работа электромагнитного поля, выполняемая при перемещении точечного заряда из одной точки в другую. Напряжение, равное 1 В — разность потенциалов между двумя точечными положительным и отрицательным зарядами в 1 Кл, на перемещение которых затрачивается энергия электромагнитного поля в 1 Дж. Производными единицами являются следующие: 1 kV = 1000 V, 1 MV = 1000000 V, 1 mV = 0,001 V.

Электрическая проводимость материала

Электрическое сопротивление зависит от электронной конфигурации вещества. Информацию о ней можно получить из периодической таблицы Д. И. Менделеева. По электронной конфигурации вещества можно классифицировать на следующие типы:

1. Проводники.
2. Полупроводники.
3. Диэлектрики (изоляторы).

К проводникам относятся все металлы, электролитические растворы и ионизированные газы. Высокая проводимость обусловлена наличием свободных носителей заряда. В металлах их роль выполняют свободные электроны. Носителями заряда в электролитических растворах являются анионы и катионы. Первые обладают положительным, а вторые — отрицательным зарядами. Во время протекания электротока через раствор (электролиз) анионы притягиваются отрицательно заряженным катодом, а катионы — анодом, обладающим положительным зарядом. В ионизированном газе носителями заряда являются свободные электроны и положительно заряженные ионы.

Взаимодействие атомов между собой происходит при росте температуры. Происходит разрушение кристаллической решетки проводника, вследствие которого появляются дополнительные свободные электроны. Заряженные частицы, протекающие по проводнику, взаимодействуют с ними и замедляют свое движение.

Если электромагнитное поле действует постоянно, то частицы снова возобновляют свое движение. Они снова взаимодействуют с узлами кристаллической решетки. Этот процесс называется электрической проводимостью или сопротивлением вещества. При повышении температуры его величина возрастает.

К полупроводникам относятся вещества, проводящие электроток только при определенных условиях. При внешнем воздействии происходит уменьшение кулоновской силы притяжения субатомных частиц ядром. Электрон «отрывается» и становится свободным, а на его месте образуется дырка. В результате этого происходит образование положительного электромагнитного поля, которое притягивает соседний электрон, а на его месте образуется дырка. Процесс повторяется, и, в результате этого происходит движение электронов и дырок. Величина электропроводимости материала зависит не только от температуры, но и от других показателей:

1. Геометрических параметров.
2. Тип материала.
3. Параметры электротока (напряжение, сила и тип тока).

Вам это будет интересно Расчет сопротивления параллельного соединения резисторов

Геометрическими параметрами проводника или полупроводника являются следующие: длина и площадь поперечного сечения. Некоторые вещества вообще не проводят электричество, они называются изоляторами или диэлектриками. В них вообще отсутствуют свободные носители заряда. Принятое обозначение сопротивления литерой «R» и измерение в Омах (сокращение — Ом), а также в таких производных единицах: 1 кОм = 1000 Ом, 1 МОм = 1000 кОм = 1000000 Ом. Измеряется при помощи омметра или вычисляется расчетным методом.

Как посчитать общую мощность бытовых приборов

Установленная мощность дома или коттеджа важна при выполнении расчета и подбора электропроводки и автоматов. Без этого параметра невозможно спроектировать электроснабжение дома.

Чтобы узнать установленную мощность, необходимо из паспортов на оборудование выбрать данные о потребляемой мощности. Например, как указано в табличке.

Для правильного расчета электроснабжения дома учитывают коэффициент совмещения. Он обозначает, сколько потребителей работает одновременно.

Для установленной мощности в доме, коттедже, квартире до 14 кВт, в расчетах применяется коэффициент, равный 0,8. То есть берется общая величина нагрузок и умножается на 0,8. Для нашего примера в расчетах берут мощность равную 3,75*0,8=3 кВт.
Полезная статья? Оцените и поделитесь с друзьями!