Разница между ИБП и мощностью
Обновлено: 03.07.2024
Ватт – это единица измерения мощности в системе СИ. В системах с постоянным током вольты умножаются на амперы, но при работе с переменным током, если ввести реактивную (нерезистивную) нагрузку, вольты и амперы больше не совпадают по фазе и тригонометрия входит в уравнение.
Ватт (Вт) и вольт-ампер (ВА) являются единицами измерения электрической мощности. Ватты относятся к «действующей мощности», а вольт-амперы относятся к «полной мощности». Обычно электронные продукты показывают одно или оба этих значения, чтобы предоставить информацию о том, сколько энергии они будут потреблять или сколько тока они будут потреблять. Каждое из этих значений может использоваться для различных целей.
Что такое ватты?
Реальная мощность в ваттах — это мощность, которая выполняет работу или выделяет тепло. Мощность в ваттах — это скорость, с которой энергия потребляется (или генерируется). Один ватт равен одному джоулю (энергии) в секунду (1 Вт = 1 Дж/с). Вы платите своей коммунальной компании за ватты, выраженные в виде энергии, которая представляет собой мощность, потребляемую в течение периода времени, обычно отображаемую вашей коммунальной компанией в киловатт-часах. Например, лампочка мощностью 100 Вт, включенная в течение 10 часов, потребляет 1 кВт·ч энергии (100 Вт x 10 часов = 1 000 Вт ч = 1 кВт ч).
Как рассчитывается мощность в ваттах?
Реальная мощность для цепей постоянного тока — это просто произведение напряжения (Vdc) на ток (Idc):
Концепция расчета реальной мощности для цепей переменного тока проста, хотя выполнить расчет гораздо сложнее. Чтобы получить мощность в ваттах, вам нужно знать мгновенную зависимость напряжения от времени v(t) и мгновенную зависимость тока от времени i(t). Когда вы умножаете их вместе, вы получаете мгновенную мощность со временем, p(t).
Поскольку эта мгновенная мощность меняется со временем, нам нужно получить среднее значение, поэтому мы интегрируем мощность за период времени и делим на период времени, чтобы получить среднее значение. Это дает нам мощность, рассеиваемую устройством в цепи с напряжением v(t) на нем и током i(t) через него за оцениваемый период времени. Предполагая, что напряжение и ток являются периодическими сигналами периода T, строгий математический способ выразить расчет мощности для периодического сигнала периода T:
Таким образом, хотя это может быть легко визуализировано, это непросто рассчитать. Даже для измерения реальной мощности в ваттах для цепей переменного тока требуется специальное оборудование (ваттметр), потому что формы сигналов напряжения и тока должны быть измерены в течение точного периода времени, измерения должны быть одновременными, а среднее значение должно быть рассчитано за время измерения. период. Стандартный мультиметр не может измерять мощность такого типа.
Для чего используются ватты?
Эти рейтинги полезны, если вам нужно избавиться от тепла, выделяемого устройством, потребляющим ватты, или если вы хотите узнать, сколько вы заплатите коммунальной компании за использование вашего устройства, поскольку вы платите за киловатт-часы (мощность). используется в течение определенного периода времени). Чтобы объединить реальную мощность нескольких устройств постоянного или переменного тока, вы можете просто сложить отдельные номинальные мощности в ваттах каждого устройства, чтобы получить общую мощность (ватты складываются линейно).
Что такое вольт-ампер?
Полная мощность в ВА используется для упрощения номинальной мощности, что упрощает расчет потребляемого тока. Поскольку VA = среднеквадратичное значение вольт x среднеквадратичное значение ампер, вы можете разделить номинальную мощность ВА на среднеквадратичное напряжение, чтобы получить среднеквадратичное значение тока, которое будет потреблять устройство. Зная среднеквадратичное значение тока, вы сможете правильно подобрать размеры проводов и автоматических выключателей или предохранителей, подающих ток на ваше устройство.
Как рассчитываются вольт-ампер?
Полная мощность для цепей постоянного тока — это просто произведение напряжения (Vdc) на ток (Idc):
Полная мощность для цепей постоянного тока такая же, как и активная мощность для цепей постоянного тока (для постоянного тока ВА = Вт).
Для цепей переменного тока ВА представляют собой произведение среднеквадратичного значения напряжения (VRMS) на среднеквадратичное значение тока (IRMS):
VA = VRMS x IRMS (4)
Вы можете рассчитать полную мощность в вольт-амперах для цепей переменного тока, умножив измеренное среднеквадратичное значение напряжения на измеренное среднеквадратичное значение тока. Стандартный мультиметр обычно может выполнять оба этих измерения RMS.
Для чего используются вольт-ампер?
Вольт-ампер дает представление о величине тока, потребляемого продуктом или схемой, если известно напряжение. Например, стандартное бытовое напряжение в США составляет 120 ВRMS. Если продукт рассчитан на 300 ВА (номинальные значения означают, что это максимальное ВА, которое может потреблять продукт) и питается от сетевого напряжения 120 В переменного тока RMS, вы можете рассчитать ожидаемый максимальный ток как 300 ВА/120 ВRMS = 2,5 ARMS максимум (см. рисунок). Таким образом, вы должны убедиться, что провода и соответствующие схемы, питающие этот продукт, рассчитаны на ток не менее 2,5 АRMS.
Коэффициент мощности = PF = Вт/ВА (5)
Коэффициент мощности всегда представляет собой число между нулем и единицей, потому что мощность, потребляемая устройством, всегда меньше или равна вольт-амперам. Обратите внимание, что цепь может иметь большое напряжение и потреблять значительный ток, но не потреблять энергию (рассеивать ноль ватт).
Хотя это кажется нелогичным, это верно, если цепь чисто реактивная (чистый конденсатор или чистый индуктор). Схема не будет выполнять работу и не будет выделять тепло, поэтому она потребляет (и рассеивает) ноль ватт. Тем не менее, он может потреблять значительный ток, что приводит к значительной ВА.
В этом случае коэффициент мощности равен нулю. Это возможно, потому что соотношение фаз между сигналами напряжения и тока таково, что схема попеременно поглощает реальную мощность и отдает эту реальную мощность обратно, поэтому фактическое энергопотребление равно нулю.
Обзор
Вт и ВА – это единицы измерения мощности, но на этом их сходство заканчивается. Ватты действительно работают или выделяют тепло, в то время как вольт-ампер просто предоставляет вам информацию, необходимую для определения размеров проводов, предохранителей или автоматических выключателей. Ватты складываются линейно, а вольт-амперы - нет. А для измерения Вт нужен специальный ваттметр. Вы можете рассчитать ВА, используя стандартный мультиметр для измерения VRMS и IRMS и определения произведения (см. таблицу).
«ВА» — сокращение от вольт-ампер, а ватты — две единицы измерения мощности. Основное различие между ВА и ваттами заключается в том, какой они ток. Ватт — это единица, используемая для реальной мощности, а ВА — для полной мощности. Реальная мощность, или ватты, — это мощность, которая фактически потребляется резистивными нагрузками. Все компоненты имеют определенное сопротивление, поэтому каждая часть потребляет определенное количество реальной мощности. Полная мощность, или ВА, – это реальная мощность в сочетании с реактивными нагрузками, такими как конденсаторы и катушки индуктивности.
Независимо от того, используете ли вы переменный или постоянный ток, мощность в ваттах будет одинаковой, поскольку резистивные нагрузки действуют одинаково при любом источнике питания. Реактивные нагрузки ведут себя иначе. Конденсаторы действуют как разомкнутые цепи, а катушки индуктивности действуют как короткие замыкания при постоянном токе. Но в переменном токе они добавляют к мощности сложную составляющую. Комплексная составляющая в сочетании с реальной частью (ватты) дает полную мощность (ВА). При постоянном токе ватты и ВА равны, так как нет сложной составляющей.
Есть причина, по которой нам нужно различать ВА и ватты, и это эффективность. Ватт — это фактическая мощность, необходимая для выполнения работы при переменном токе, но потребляемая мощность гораздо выше, ВА. Чтобы свести к минимуму потери мощности, необходимо, чтобы значение ВА было как можно ближе к значению в ваттах. Соотношение между ними и есть коэффициент мощности, и желательно получить коэффициент мощности «1» или близкий к нему для достижения максимальной эффективности. Это достигается за счет коррекции коэффициента мощности. Это добавление емкостных или индуктивных компонентов в зависимости от того, имеет ли схема слишком большую индуктивность или слишком большую емкость. Это часто делают крупные компании, эксплуатирующие тяжелую технику, поскольку их энергопотребление достаточно велико, и коррекция коэффициента мощности может значительно снизить их потребность в электроэнергии.
1.ВА — это полная мощность, а ватты — это реальная мощность.
2.VA всегда больше или равно ваттам.
3.ВА относится только к переменному току, в то время как ватты применяются как к переменному, так и к постоянному току.
4.ВА — это мощность, потребляемая устройством, а ватты — это работа, которую оно выполняет.
5. Отношение между ВА и ваттами является коэффициентом мощности.
Системы бесперебойного питания (ИБП) часто интегрируются в электрические сети, чтобы свести к минимуму риск сбоев в электроснабжении. Уникальные системы ИБП, которые можно найти во многих местах, были спроектированы так, чтобы наилучшим образом соответствовать конкретным отраслям. Например, системы ИБП военного стандарта (MIL-SPEC) используются в военных условиях, а промышленные системы ИБП лучше всего подходят для промышленности или производства.
Возможно, вопреки вашему первому впечатлению, определить, какая категория систем ИБП лучше всего подходит для вашей отрасли, не так уж сложно, поскольку названия большинства систем соответствуют отраслям, для поддержки которых они предназначены.
С другой стороны, выбор оптимальной системы ИБП для ваших нужд должен начинаться с понимания технических терминов, используемых в системах ИБП, в частности, вольт-ампер и ватт. После изучения мощности в ваттах и вольт-амперах выбор системы для удовлетворения ваших конкретных потребностей становится простым делом.
В приведенном ниже содержании мы исследуем разницу между этими двумя методами измерения электрических параметров, особенно в том, что касается систем ИБП. Давайте углубимся.
Что такое вольт-ампер?
Вольт-ампер (ВА) — это единица измерения «кажущейся» электрической мощности, которая рассчитывается путем умножения напряжения (вольт) на силу тока (амперы). Чтобы понять ВА, мы должны определить вольты и амперы по отдельности.
Вольты представляют собой скорость, с которой электроны проходят определенную точку в замкнутой цепи.
Ампер дополняет вольт. Усилитель измеряет объем (а не скорость) электронов, присутствующих в электрической цепи.
Таким образом, ВА рассчитываются по объему электронов, присутствующих в электрической цепи, по скорости, с которой электроны движутся внутри цепи. ВА измеряют «полную» электрическую мощность: мощность, которая будет использоваться после того, как ток будет использован.
Что такое ватты?
Хотя это совсем другой термин, ватты обозначаются так же, как и вольт-ампер (V x A = W). Что касается систем ИБП, то являются ли ВА и ватты взаимозаменяемыми? Хотя это может упростить ситуацию, ответ — нет. Ватты и ВА рассчитываются по одной и той же формуле, но измеряют разные факторы.
В ВА измеряется «полная» мощность, а в ваттах измеряется «реальная мощность», генерируемая в электрической цепи.
В конечном счете, устройство, требующее 5 ампер и 100 вольт, будет классифицироваться как 500 ватт или 500 вольт-ампер.
А как насчет Ом?
Ом — еще один технический термин, который часто путают. Однако определение и исследование выходит за рамки этой статьи. Если вы заинтересованы в более глубоком погружении, мы часто ссылаемся на отличный ресурс, сравнивающий амперы, вольты, ватты и омы, написанный одним из наших OEM-партнеров по ИБП. Упомянутый блог представляет собой краткий обзор этих неправильно понятых электрических терминов, и мы рекомендуем этот ресурс.
Вольтамперный рейтинг ИБП
Системы ИБП редко, если вообще когда-либо, упоминают мощность в ваттах! Термин «вольт-ампер» встречается гораздо чаще, поэтому мы начнем с него.
ВА особенно используются при рассмотрении цепей переменного тока, поскольку эти цепи имеют индуктивное сопротивление. Индуктивное сопротивление является сложной задачей, и расчет того, сколько вольт-ампер требуется для работы всех устройств в определенной цепи, может потребовать помощи специалиста.
Кроме того, выходная мощность системы ИБП определяется ее выходным током. Вольт-ампер более точно описывает выходной ток, чем ватты.
Рейтинг ИБП в ваттах
Когда производитель ИБП использует номинальную мощность для системы ИБП, он часто (ошибочно) использует ватты в качестве еще одного термина для обозначения вольт-ампер! Некоторые производители оценивают свои системы в вольт-амперах и ваттах, чтобы избежать путаницы.
Ватт чаще всего используется, когда рассматриваются цепи постоянного тока, потому что цепи постоянного тока представляют собой чистое сопротивление, а ватты измеряют «реальную мощность». Чтобы рассчитать, сколько энергии требуется цепи для правильной работы, просто добавьте все ватты, необходимые для работы отдельных устройств в этой цепи. Например, если ваша цепь содержит 3 устройства, каждое из которых работает на 400 Вт, вам потребуется 1200 Вт мощности для работы всей системы.
Преимущество знания номинала ВА вашей системы ИБП
Наиболее очевидным преимуществом знания номинала ВА выбранной вами системы ИБП является уверенность в том, что система сможет удовлетворить ваши потребности в электроэнергии в случае отключения питания.
Кроме того, знание номинальной мощности вашей системы ИБП предотвратит перегрузку системы. Даже если электропитание на вашем объекте в порядке, ИБП может быть перегружен, что приведет к повреждению внутренних компонентов и риску возгорания.
Как узнать, перегружаете ли вы свой ИБП?
Во-первых, выберите устройство, которое сможет легко справиться с вашими потребностями. Базовая нагрузка не должна превышать 50 % мощности ИБП. Если нагрузка достигает 60 %, пришло время модернизировать ИБП, чтобы он лучше соответствовал вашим потребностям. Например, если для работы вашей системы требуется 700 ВА, мы рекомендуем приобрести ИБП мощностью не менее 1400 ВА.
Услуги FGC: национальные технические специалисты по ИБП
В Facility Gateway Corporation мы больше, чем ИТ-команда. Мы являемся национальными техническими специалистами по ИБП с многолетним опытом работы в отрасли. Большинство наших опытных ветеранов прошли обучение у OEM-производителей и могут работать практически со всеми моделями ИБП.
Вам нужна быстрая и надежная помощь с вашей системой ИБП? Позвоните нам по телефону 866-432-1711, чтобы начать разговор. В экстренных ситуациях звоните по номеру 866-255-6030, чтобы связаться с нашей круглосуточной линией экстренной помощи.
Невозможно переоценить важность нашей сети ИТ и другого оборудования. Тем не менее, из-за все более уязвимой энергосистемы в сочетании с растущим энергопотреблением ИТ-оборудования стабильность и надежность этой сети постоянно находятся под угрозой. Следовательно, растет ценность ИБП (источников бесперебойного питания) для промышленных приложений, предприятий и даже наших домов.
Однако, если вы новичок в мире UPS и потратили какое-то время на их изучение, чтобы определить, какие продукты лучше всего подходят для ваших нужд, у вас могут, мягко говоря, остаться некоторые вопросы. Один из тех вопросов, который может заставить вас почесать голову, — это разница между ваттами, ВА (вольт-амперами) и тем, как они должны влиять на ваши решения о покупке. На этом путаница заканчивается.
Здесь мы объясним, как ватты и ВА взаимодействуют друг с другом и системой, которую вы выбираете для обеспечения необходимого вам надежного бесперебойного источника питания. Читайте дальше, чтобы узнать больше.
Технические детали
Предупреждаю, в этом разделе будет много технического жаргона, но не беспокойтесь. Мы сделаем все возможное, чтобы четко объяснить все по мере продвижения, чтобы помочь вам лучше понять, независимо от того, какой у вас уровень опыта в электротехнике и физике.
Первое, что вам нужно знать, это то, что каждое электронное устройство имеет как максимальную номинальную мощность, так и максимальную номинальную мощность ВА. ИБП ничем не отличается.
Ватт — это "реальная мощность", потребляемая оборудованием в цепи, а вольт-ампер – так называемая "полная мощность". ВА рассчитывается путем умножения напряжения, подаваемого на оборудование, на ток, потребляемый этим же оборудованием. Если это не совсем понятно, можно подумать о мощности в ваттах, как о количестве энергии, которую вам необходимо приобрести у коммунальной компании для работы ваших устройств, а ВА — о том, что ваша проводка должна быть способна выдерживать. ручка.
При поиске системы ИБП вы должны убедиться, что при суммировании номинальная мощность и мощность ВА всего подключенного оборудования и устройств (называемых «нагрузкой») никогда не превышают номинальную мощность и мощность ВА выбранного вами ИБП. система.
Пристальный взгляд на ватты и вольт-ампер
Когда дело доходит до ИБП, номинальная мощность в ваттах и ВА может значительно различаться, но самое главное, чтобы номинальная мощность ВА всегда была равна или превышала номинальную мощность в ваттах. Отношение ватт к ВА известно как «коэффициент мощности» и выражается в процентах или числах (например, 0,9 соответствует 90%). Этот «коэффициент мощности» имеет решающее значение для правильного определения размера вашей системы ИБП. Почему?
Как следует использовать мощность, ВА и коэффициент мощности
Поскольку системы ИБП чаще всего измеряются в киловаттах (киловаттах) и/или кВА (киловольт-амперах), коэффициент мощности чрезвычайно важен для определения правильной мощности в киловаттах. В совокупности уравнение для определения правильной потребности вашей системы в киловаттах выглядит следующим образом:
Общая мощность = Вольты * Ампер * Коэффициент мощности
В идеальном мире ИБП мощностью 1 кВА рассчитан на 1000 вольт-ампер и, следовательно, 1000 Вт. Однако ни одна система ИБП не имеет стопроцентного КПД, отсюда и важность коэффициента мощности. Некоторая мощность всегда будет потеряна в трансформаторах или схемах системы, и эту реальность следует всегда учитывать.
Расчет вашего ИБП
Как и ваш ИБП, каждое устройство в вашем учреждении или дома имеет максимальную номинальную мощность, которую обычно можно найти на этикетке или в руководстве пользователя. Чтобы приступить к оценке вашего ИБП, вам необходимо определить, какие устройства вы хотите подключить, и сложить их общую потребляемую мощность. Затем это число можно использовать для определения максимальной нагрузки, которую должен обеспечить ваш ИБП.
Несмотря на то, что инстинкт может подсказать вам, какой ИБП соответствует вашим требованиям, наши эксперты обычно рекомендуют увеличить нагрузочную способность на 20 %. Это не только учитывает то, что ваша система должна будет обрабатывать в пиковых условиях, но вы также можете ожидать положительного влияния на срок службы и время работы.
Что насчет времени выполнения UPS?
Понимание влияния ватт, ВА и номинальной мощности на ваши требования к ИБП — это только половина уравнения. Вам также необходимо определить, какое время работы требуется вашему оборудованию. Время работы вашей системы ИБП будет зависеть от типа батареи или источника питания, который вы используете. Чтобы лучше понять эти варианты и их возможности, мы предлагаем вам ознакомиться с нашим Руководством по решениям UPS Runtime Solutions на нашем домашнем сайте FGC Construction.
Системы ИБП Eaton: помощь в определении ваших потребностей в ИБП
Eaton UPS Systems, наше подразделение оборудования FGC, является национальным дистрибьютором продуктов Eaton, ориентированным на качественное обслуживание клиентов. Наш общий отраслевой опыт и знания в области оборудования обеспечивают уникальные отношения с поставщиками для всех отраслей промышленности. Наша миссия состоит в том, чтобы предоставить критически важные активы оборудования, отличные консультационные услуги, технические и технические знания для вашего важного проекта.
Наши опытные представители по продуктам всегда готовы предоставить рекомендации, а также отправить вам информацию и расценки для вашего оборудования. Если вам нужна помощь в определении размеров ИБП, планировании установки или общих вопросах о продуктах, мы здесь для вас.
Заполните нашу контактную онлайн-форму или пообщайтесь с одним из наших специалистов в нашей функции чата сегодня, и представитель незамедлительно ответит.
Читайте также: