Sähköteho: mikä se on ja miten se lasketaan
Haluatko tietää, miten sähköteho lasketaan? Oppaassamme opit tehokaavan, käytännön esimerkkejä ja paljon muuta.
LED-tuotteet ja instrumentointi ammattilaisille edulliseen hintaan.
Sähkötehon ja sen laskentatavan ymmärtäminen on välttämätöntä tehokkaan energiankäytön edistämiseksi ja ympäristövaikutusten minimoimiseksi. Tosiasia on, että koska elämämme on valtava riippuvainen teknologiasta ja sähköstä, näiden käsitteiden tuntemisesta tulee arvokas työkalu kuluttajille ja sähköalan ammattilaisille. Sähkövoiman oikea hallinta edistää paitsi resurssien optimointia myös pitkän aikavälin kestävyyttä!
1 Merkitys sähkövoima
Olemme kaikki kuulleet "sähkövoimasta" jossain vaiheessa, mutta tiedämmekö todella, mitä se on? Sähköalan peruskäsitteenä sähkövoimalla on keskeinen rooli jokapäiväisessä elämässämme ja lukuisten laitteiden ja järjestelmien toiminnassa.
Sähköteho määritellään nopeudeksi, jolla työtä tehdään tai energiaa siirretään sähköpiirissä. Toisin sanoen se edustaa sähkölaitteen kuluttaman tai toimittaman energian määrää tietyn ajanjakson aikana.
2 Tehotyypit
Kun mennään syvemmälle tähän oppaaseen, meidän on pidettävä mielessä, että sähköteho luokitellaan kahteen tyyppiin: aktiivinen (tai todellinen) teho ja loisteho. Aktiivinen teho on se, joka todella tekee hyödyllistä työtä, kun taas loisteho liittyy energian siirtoon piirin induktiivisten ja kapasitiivisten komponenttien välillä ilman suoraa työtä.
Mikäs sen parempaa kuin mennä syvemmälle esimerkkien kanssa? Aktiivinen teho on kipinä, joka saa voiman suoriin, hyödyllisiin toimintoihin, kuten valon sytyttämiseen tai ajoneuvon siirtämiseen, kun taas loisteho liittyy enemmän tilapäiseen energian varastointiin, valmiina käytettäväksi laitteissa, jotka tarvitsevat hetkellistä tehostusta ilman, että sillä hetkellä tehdään suoraa työtä.
3 Sähkövoimakaavat
Tässä osiossa meidän on pakko opetella matematiikkaa, mutta älä pelkää, myöhemmin toteutamme sen käytäntöön käytännön esimerkein. Ensimmäinen tieto, joka sinun on tiedettävä, on, että tehon mittayksikkö kansainvälisessä järjestelmässä on watti (W).
Sähkötehon laskenta perustuu Ohmin lakiin ja Joulen lakiin. Peruskaava tehon (P) laskemiseksi on:
missä:
- P on teho watteina (W).
- V on potentiaaliero tai jännite voltteina (V).
- I on virta ampeereina (A).
- cos(θ) on tehokerroin, joka ilmaisee energian muuntamisen tehokkuuden.
Tasavirtapiireissä (DC) laskenta on yksinkertaisempaa, koska tehokerrointa ei huomioida.
Kaava yksinkertaistuu seuraavasti:
P=V⋅I
Vaihtovirtapiireissä (AC) on otettava huomioon sekä pätö- että loisteho.
Kokonaisteho ilmaistaan seuraavasti:
S=P+jQ
missä:
- S on näennäinen teho volttiampeereina (VA).
- P on pätöteho watteina (W).
- Q on loisteho volttiampeeriloisteho (VAR).
- j on kuvitteellinen yksikkö.
Muista, että tehokertoimen optimointi on välttämätöntä energiatehokkuuden parantamiseksi ja sähköjärjestelmän häviöiden vähentämiseksi!
4 Käytännön esimerkkejä
Sähkövirta sähkölaskussa
Sähkölaskussa olevan sähkötehon laskemiseksi meidän olisi tiedettävä sekä sähköenergian kulutus (kilowattitunteina, kWh) että sovittu teho (ilmaistuna kilowatteina, kW). Sopimusteho on asunnossa tai yrityksessä samanaikaisesti kulutettavissa oleva energian enimmäismäärä, joka vahvistetaan solmittaessa sähköpalvelua toimittajan kanssa. Oletetaan, että olet kuluttanut sähkölaskussasi kuukauden aikana yhteensä 300 kWh. Lisäksi kotisi sopimusteho on 5 kW. Keskimääräisen sähkötehon (tai aktiivisen tehon) laskemiseksi voimme käyttää kaavaa:
| Sähköteho (kW) = | Energiankulutus (kWh) |
| Tuntia kuukaudessa |
On tärkeää pitää mielessä, että tulos on kilowatteina (kW). Jos oletetaan, että kuukaudessa on 30 päivää ja että jokaisessa päivässä on noin 24 tuntia, voimme laskea sähkötehon seuraavasti:
| Sähköteho (kW) = | 300 kWh |
| 30 päivää x 24 tuntia/vrk |
| Sähköteho (kW) = | 300 kWh |
| 720 |
| Sähköteho (kW) = | 0,4167 kW |
Kotisi keskimääräinen sähköteho on siis noin 0,4167 kW.
Nyt sen tarkistamiseksi, onko sovittu teho riittävä, voimme verrata sitä 5 kW:n sopimustehoon. Tässä tapauksessa sovittu teho on enemmän kuin tarpeeksi kattamaan keskimääräisen tarpeesi, sillä 0,4167 kW on huomattavasti vähemmän kuin sovittu 5 kW teho.
Sähkötehoa jokapäiväisissä laitteissa
Kuvitellaan yksinkertainen skenaario, jossa haluamme laskea kodin lampun käyttämän sähkötehon. Tätä varten meidän on tiedettävä kaksi avaintekijää: jännite (V), jolla lamppu toimii, ja virta (I), joka kulkee sen läpi.
Oletetaan, että lamppu toimii 120 voltilla ja sen läpi kulkeva virta on 1,5 ampeeria. Kuten jo edellisessä osiossa näimme, aktiivisen (todellisen) tehon laskemiseksi käytämme kaavaa:
P=V⋅I
P=120V⋅1,5A
P = 180W
Lampun aktiivinen teho on 180 wattia. Tämä tarkoittaa, että lamppu kuluttaa 180 wattia sähköä ollessaan päällä.
Oletetaan nyt, että haluamme ottaa huomioon näennäisen tehon, joka sisältää sekä pätö- että loistehon. Oletetaan, että tässä tapauksessa tehokerroin (cos(θ)) on 0,9. Näennäistehon (S) kaava on:
S=P/cos(θ)
Korvaamme tunnetut arvot:
S = 180 W/0,9
S = 200 VA
Lampun näennäisteho on siis 200 volttia. Tämä luku sisältää sekä aktiivi- että loisenergian ja antaa meille täydellisemmän kuvan lampun sähköisestä suorituskyvystä piirissä.
Huomaa, että tämä käytännön esimerkki havainnollistaa sähkötehon laskemista yksinkertaisessa laitteessa, jossa otetaan huomioon sekä aktiivinen että näennäinen teho. Voit jatkaa tilanteiden keksimistä ja tehon laskemista.
