Как правильно посчитать мощность (амплитуда vs. эффективная)?

coctic написал : Если можно считать это одним и тем же (а можно ли для импульсного БП?), то тогда ясно

Для него обычно нельзя.

для бытовых потребителей (включая всякую технику с разными, в том числе импульсными БП), можно считать мощность = ток * напряжение

Для всякого рода ламп накаливания и нагревателей обычно да, для электродвигателей и импульсных БП обычно нет.

ВТБ! написал : Для всякого рода ламп накаливания и нагревателей обычно да, для электродвигателей и импульсных БП обычно нет.

А как считать для импульсных БП? В основном интересуют компьютерные, они ж все импульсные (если для двигателей похоже, то для информации тоже интересно)?

coctic написал : Просто очень сбивает, что где-то пишут в вольт-амперах, где-то в ваттах (особенно на блоках питания компьютерной всякой техники). Если можно считать это одним и тем же (а можно ли для импульсного БП?), то тогда ясно.

А что тут, собственно, может сбить с толку? ВА - это величина, характеризующая ток - из нее, в основном, рассчитывается сечение кабеля. Какая-то часть этих ВА выделяется в виде тепла - это Ватты. Например, обычный светильник дневного света с одной лампой 40 Ватт (без конденсатора). Его полная мощность составит Uсети*Iлампы=220*0,37=81 ВА. При этом активная мощность составит Uлампы*Iлампы=108*0,37=40 Ватт.

Slawa написал : что тут, собственно, может сбить с толку?

Тут многое может сбивать с толку, при попытке рассуждать из общих соображений ошибаются крайне часто. Или измерения, или эмпирические формулы для конкретных решений.

Slawa написал : ВА - это величина, характеризующая ток - из нее, в основном, рассчитывается сечение кабеля. Какая-то часть этих ВА выделяется в виде тепла - это Ватты. Например, обычный светильник дневного света с одной лампой 40 Ватт (без конденсатора). Его полная мощность составит Uсети*Iлампы=220*0,37=81 ВА. При этом активная мощность составит Uлампы*Iлампы=108*0,37=40 Ватт.

А вот тут попобробнее. Если ВА характеризует ток, то при чем тут В (вольты)? Это все ж таки единица напряжения. Далее, мощность - работа в единицу времени. Работа (изменение энергии) может быть тепловая, световая, механическая и т.п. Для постоянного тока мощность, выделяемая на участке цепи, - напряжение * ток. Эта мощность может идти в тепло, в свет, может крутить двигатель, а может создать магнитное поле, которое поднимет что-то. Для переменного тока ситуация интереснее. Поскольку "знак" тока может не совпасть со "знаком" напряжения, энергия может не только выделяться на участке цепи (переходить из электрической формы в другую), но и совершать обратное преобразование (мощность становится отрицательной), причем это может происходить просто в разные моменты времени (в отличие от генератора постоянного тока, где требуется сменить режим). Это все была физика, в которой я уверен. Далее начинается электротехника, где я не так уверен (почему, собственно, и завел тему). Таким образом, если на участке цепи не происходит сдвига фаз, то мощность = напряжение * ток, и Вт = ВА (активная нагрузка). Интересно, что будет, если сдвиг есть (импульсные БП и лампы денвного света, как я понял, его дают)? В этом случае, как я понимаю, ВА - "эффективное напряжение" * "эффективный ток", так? И оно не меньше выделяемой мощность в Вт, которую надо честно считать, перемножив мгновенные ток и напряжение, и усреднив. Если пока все правильно, то иду дальше. Поскольку провод является активной нагрузкой (паразитными емкостями и индуктивностями можно пренебречь), то на нем всегда переходит в тепло некоторая мощность, пропорциональная квадрату тока (падение напряжения на самом проводе мы не знаем), из которой расчитываются табличные значения для сечений проводов.

Следовательно, для расчетов сечений проводов и автоматов годится такая эмпирика. Если нагрузка активная, без сдвига фаз (чайник, лампа накаливания и т.п.), то формула мощность (Вт или ВА) = ток * напряжение (220 В для обычных сетей). Если нагрузка хитреее, то в эту формулу (когда считаем провода и автоматы) надо подставлять либо потребляемый ток (тогда считать не надо, он нам и нужен), либо мощность в ВА, взяв их из спецификации. Если в спецификации есть мощность только в Вт, то мы знаем только, что ток, расчитанный из этой мощности - нижняя оценка для реального тока, и на какой ток реально надо закладываться - неизвестно.

Если рассуждения неверны, пожалуйста, поправьте. Если верны, то вопрос к практикам - насколько может расходиться мощность в Вт и ВА (что теоретически на сколько угодно - я знаю, интересует практика, если у кого такая есть).

coctic

Для быта абсолютно ненужное занятие: при проводке сечением 1.5 кв.мм медью на свет (автомат 10А) и 2.5 на розетки (16А) обо всём этом можно не заботиться. А более мощные бытовые потребители - это различного рода нагреватели.

В небытовых сетях - дело другое, там сотни компьютеров и ЛДС могут стать серьёзной проблемой. С UPS проще, всё давно рассчитано производителем с большим "перезакладом" по сечениям.

coctic написал : вот тут попобробнее. Если ВА характеризует ток, то при чем тут В (вольты)?

ВА - это Вольт*Ампер. В случае, если и ток, и напряжение имеют активный характер, то результатом будет Ватт. Если же хоть одна из величин имеет реактивную составляющую, то оставляем просто В*А, ибо Ватт - это единица тепловой мощности.

coctic написал : Работа (изменение энергии) может быть тепловая, световая, механическая и т.п.

Все это условно объединяем в "тепловую". В конечном счете так и есть. :)

coctic написал : Интересно, что будет, если сдвиг есть (импульсные БП и лампы денвного света, как я понял, его дают)? В этом случае, как я понимаю, ВА - "эффективное напряжение" * "эффективный ток", так?

Нет, в данном случае ВА - это полная мощность, включающая в себя и активную (Вт) и реактивную составляющую. Запишем формулу: полная мощность электроприбора переменного синусоидального тока равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Эту же формулу нетрудно представить в геометрическом представлении - через прямоугольный треугольник мощностей, тогда станут ясны физические значения косинуса и тангенса угла фи, указываемые иногда для электроприборов.

coctic написал : Следовательно, для расчетов сечений проводов и автоматов годится такая эмпирика. Если нагрузка активная, без сдвига фаз (чайник, лампа накаливания и т.п.), то формула мощность (Вт или ВА) = ток * напряжение (220 В для обычных сетей). Если нагрузка хитреее, то в эту формулу (когда считаем провода и автоматы) надо подставлять либо потребляемый ток (тогда считать не надо, он нам и нужен), либо мощность в ВА, взяв их из спецификации.

Да.

coctic написал : Если в спецификации есть мощность только в Вт, то мы знаем только, что ток, расчитанный из этой мощности - нижняя оценка для реального тока, и на какой ток реально надо закладываться - неизвестно.

Обычно указанная только в Вт мощность указывает на активный характер нагрузки. Но действительно возможны исключения - очень часто даже профи-электрики неверно рассчитывают ток (точнее - сечение провода, в том числе нулевого) для ламп ЛБ и ДРЛ.

coctic написал : Если рассуждения неверны, пожалуйста, поправьте. Если верны, то вопрос к практикам - насколько может расходиться мощность в Вт и ВА (что теоретически на сколько угодно - я знаю, интересует практика, если у кого такая есть).

Для ламп ЛБ и ДРЛ реактивная мощность вдвое больше (если в светильниках не установлены специальные конденсаторы для коррекции косинуса фи нагрузки), для конденсатора - на 100 процентов (чисто реактивная мощность).

2 ВТБ. Для быта я понял, теперь уже идет удовлетворение любопытства и проверка выкладок электриков на работе - там много компьютеров, ну и уточнение собственной картины мироустройства.

Slawa написал : Нет, в данном случае ВА - это полная мощность, включающая в себя и активную (Вт) и реактивную составляющую. Запишем формулу: полная мощность электроприбора переменного синусоидального тока равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Эту же формулу нетрудно представить в геометрическом представлении - через прямоугольный треугольник мощностей, тогда станут ясны физические значения косинуса и тангенса угла фи, указываемые иногда для электроприборов.

А чем это отличается от "эффективный ток" * "эффективное напряжение"? Напряжение нам вообще свыше задано, его электростанция поддерживает. Остается ток. Так он и будет вычисляться так же, как и мощность - корень из суммы квадратов реактивной и активной составляющей (т.е. синфазной и сдвинутой на четверть периода). Ток ведь всегда можно представить в виде суммы этих двух составляющих. Если умножить на напряжение только синфазную составляющую, то получим тепловую мощность (Вт). Если высчитать суммарную амплитуду (и перейти потом к эффективной), то умножив на эффективное напряжение, получим ту же формулу, только теперь для мощностей. Где я неправ?

coctic написал : проверка выкладок электриков на работе - там много компьютеров

Важное значение имеет тип БП: без PFC; passive PFC; active PFC. В худшем случае требуется сечение N больше, чем у фазных. Сеть защищена UPS большой мощности?

ВТБ! написал : Важное значение имеет тип БП: без PFC; passive PFC; active PFC. В худшем случае требуется сечение N больше, чем у фазных. Сеть защищена UPS большой мощности?

Гм, если я электрику попытаюсь сказать такие слова, он на меня странно посмотрит. Ему разницу между потребляемой мощностью и мощностью охлаждения кондиционера пришлось объяснять. Да и где узнать эти характеристики? Краткая суть. У нас есть помещение, где стоит несколько вычислительных кластеров (наборов компьютеров). Некоторые - с UPS, некоторые напрямую от сети. Мне лично важно проконтролировать, чтобы к стойке подходил кабель нужного сечения, и автоматы стояли нужные. Электрик понимает слова "мощность" и "ток", причем переводит он их мощность = ток * 220 В. По таблице ток в сечение, конечно, переведет, и подключит грамотно. Но если есть какие-то подводные камни, то об этом мне думать надо самому, и ему четко говорить, где надо перезаложиться, т.к. инструкции к технике он читать не будет, а придет и спросить, на какой ток подвод делать.

Две типичных схемы: стойка с компьютерами, в которой UPS. Тут все просто - у бесперебойки в характеристике написано, сколько тока максимум она потредляет, пляшем отсюда. Правда, остается еще тепловая мощность для расчета кондиционера, да чтоб бесперебойка слабовата не оказалась, но это вопрос отдельный. Вариант второй: та же стойка, но без бесперебойки. Как тут? На самом деле, в последнее время технику берем подороже, поэтому на БП есть все нужные данные, хотя тоже вопросы встречаются. Например, в характеристиках на узел значится Rated input current 1 AMP @240 VAC Power supply output power Rated steady-state power 500 W Как это совместить (1 А входного тока и 500 Вт выходной мощности)? Или я совсем что-то не понимаю? А еще есть старое железо, где в лучшем случае есть ВА, написанные на блоке питания. Их тоже надо иногда подключать, точнее при переключениях вопос - выдержит или нет, вот и интересно, что да как.

coctic написал : я совсем что-то не понимаю?

"Аналогично." (С) Поскольку токи всё-таки небольшие, вполне можно пойти по пути вычисления по способу Вашего электрика с последующим увеличением сечения жил на две ступени. Кабели выбирать с равным сечением нулевого и фазных проводников. Выйдет несколько дороже, чем при точном расчёте, но на фоне возможных рисков этим можно пренебречь.