Elektrienergia ja elektrienergia erinevus

Informatec Digital » Ressursid » Elektrienergia ja elektrienergia erinevus

La elektrienergia ja võimsus Need on kaks mõistet, mida näeme kõikjal: elektriarvetel, kodumasinate etikettidel, energiatarnijatega sõlmitud lepingutes ja isegi siis, kui räägime... TaastuvenergiaSiiski on väga tavaline, et neid aetakse segi ja kasutatakse nii, nagu oleksid nad sama asi, kuigi tegelikkuses kirjeldavad nad erinevaid asju ja neid arvutatakse erinevalt.

Saage selgelt aru Mis on võimsus (kW) ja mis on energia (kWh)? See aitab teil tõlgendada oma elektriarvet, valida õige lepingujärgse võimsuse, hinnata, kui palju elektrit teie seadmed tarbivad, ja anda realistlik hinnang. isetarbimissüsteem või aku. Jagame kõik need mõisted rahulikult lahti lihtsate valemite, numbriliste näidete ja mõne nipi abil, et te neid enam kunagi ei unustaks.

Elektrienergia: mis see on ja kuidas seda arvutada

Kui me räägime elektrienergia Me peame silmas kiirust, millega seade muundab elektrienergia teist tüüpi energiaks (valgus, soojus, liikumine, heli jne). Lihtsamalt öeldes on see energiakogus, mida seade on võimeline igal ajahetkel kasutama või tarnima.

Võimsust mõõdetakse vatti (W) rahvusvahelises süsteemis, kuigi koduses ja professionaalses sfääris on väga tavaline kasutada kordseid, näiteks kilovatt (kW), megavatt (MW) o el gigavatt (GW)Konteksti andmiseks on peamised samaväärsused järgmised:

• 1kW = 1.000W
• 1 MW = 1.000 kW
• 1 GW = 1.000 MW

Lihtsas alalis- või vahelduvvooluahelas on elektriline võimsus P See arvutatakse kõige elementaarsema valemi abil:

P = I · U

Kus I on voolutugevus amprites (A) ja U See on pinge voltides (V). Tulemuseks on vatti (W), mis on samaväärne džaulidega sekundis (J/s), st energiaga ajaühiku kohta.

Kui näed 100W lambipirni, 2.000W pliiti või 1.500W fööni, siis see ütleb sulle järgmist... võimsus, mida seade saab töötamise ajal tarbida või muundadaMida suurem on võimsus, seda suurem on "jõud" ehk võime teha tööd sama aja jooksul.

Selguse huvides kujutage ette kolme energiasäästlikku lambipirni 8 W, 15 W ja 23 WNad kõik muudavad elektri valguseks ja mõningaseks soojuseks, kuid 23W pirn annab sekundis rohkem energiat, seega valgustab see sama aja jooksul rohkem. See erinevus ongi see, mis teeb selle nii kasulikuks. elektrienergia.

Lihtsad näited võimsuse arvutamisest

Praktikas põhinevad võimsusarvutused tavaliselt võrgupingel ja seadmest läbi voolaval voolul. Kui teil on ühefaasiline kodune paigaldis koos 220 V (või 230 V, olenevalt riigist), võite valemit P = V · I ohutult rakendada.

Kujutage ette 220 V vooluvõrku ühendatud lambipirni, millest läbi voolab vool 0,45Võimsus on:

P = 220 V 0,45 A = 99 W (umbes 100 W)

Vastupidi, kui teate lambipirni võimsust ja võrgupinget, saate tuletada intensiivsus mis läbib seda, lahendades valemi:

I = P / V

Lambiga 100 W 220 V pingel oleks meil:

I = 100 W / 220 V ≈ 0,45 A

Need lihtsad arvutused on väga kasulikud kaablite, kaitsmete või pistikute suuruse määramiseks ja ka ettekujutuse saamiseks Kui palju voolu iga seade tarbib? kui ühendate selle võrguga.

Ohmi seadus ja selle seos võimsusega

Võimupildi terviklikuks tegemiseks tasub meeles pidada Ohmi seadusSee seadus ühendab kolme peamist elektrilist suurust: pinget, voolutugevust ja takistust. Selle sõnastas Georg Simon Ohm ja see on väljendatud järgmiselt:

R = ΔV / I

Kus R on takistus oomides (Ω), ΔV on potentsiaalide vahe voltides (V) ja I on voolutugevus amprites (A). Sellest avaldisest saadakse kõige praktilisemad viisid probleemide lahendamiseks:

• I = ΔV / R (Kui teate pinget ja takistust, saate voolutugevust arvutada).
• ΔV = R · I (Kui teate takistust ja voolutugevust, saate pinge teada).

Rakendades Ohmi seadust koos võimsusavaldisega P = V · I, saab võimsust takistuse või voolutugevuse funktsioonina väljendada ka muul viisil. Seega, kui asendada V R·I-ga, saadakse:

P = V · I = (R · I) · I = R · I²

See suhe P = R · I² See on väga kasulik takisti tekitatava soojuse või juhtmete kuumenemise analüüsimiseks, kui vool neist läbi läheb.

Vaatame väga lihtsat näidet: kui takisti on 15 Ω Vool läbib 30, potentsiaalne erinevus on:

V = R · I = 15 Ω · 30 A = 450 V

Teises harjutuses, kui teil on vastupanu 100 Ω stressi allutatud 12 VIntensiivsus on:

I = ΔV / R = 12 V / 100 Ω = 0,12 A

Elektrienergia: mis see on ja kuidas seda mõõdetakse

La elektrienergia tähistab aja jooksul tehtud elektritööde kogumahtKuigi võimsus on "kui palju energiat sekundis seade suudab käsitseda", näitab energia meile, kui palju elektrit see on teatud aja jooksul tarbinud või genereerinud.

Elektriväljas saab energiat mõõta džaulid (J)Kodumaises tarbimises, tööstuslikus kasutuses ja arvelduses kasutatakse aga peaaegu alati [puuduvat terminit]. vatt-tund (Wh) ja ennekõike kilovatt-tund (kWh)See on teave, mida näete oma elektriarvel: arveldusperioodil tarbitud energia.

Võimu, aja ja energia vaheline põhiline seos on järgmine:

E = P · t

Kus E See on energia, P võim ja t tööaeg. Kui P on väljendatud kW-des ja t tundides, siis E saadakse järgmiselt: kWhEnergia saamiseks võite töötada vattides ja sekundites džaulid nende ekvivalentidega:

• 1 kWh = 1 kW · 1 h
• 1 kWh = 1.000 W · 3.600 s
• 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J

Põhiidee on selles, et Energia akumuleerib aja jooksul võimu mõjuMitu tundi sisse jäetud väikese energiatarbega seade võib tarbida rohkem energiat kui väga võimas seade, mida kasutatakse vaid paar minutit päevas.

Selged näited elektrienergiast

Kujuta ette, et ühendad ainult ühe 100W külmkapp teie kodus. Kui ühendate selle 1. jaanuaril ainult üheks tunniks, on tarbimine järgmine:

E = 100 W · 1 h = 100 Wh = 0,1 kWh

Kui aga lülitate selle sisse üks tund päevas terve kuu jooksul (31 päeva), kogusumma saadakse selle päevase energia korrutamisel 31-ga:

E = 31 100 Wh = 3.100 Wh = 3,1 kWh

Sel juhul külmkapi võimsus See on ikka 100W (see ei muutu), aga tarbitud energia Igakuine energiatarve suureneb koos kasutusajaga. Tüüpilises leibkonnas, kus töötab palju rohkem seadmeid (valgustus, külmkapp, pesumasin, arvuti, elektriküte jne), võib aastane energiatarve kergesti ulatuda mitmeni megavatt-tundi (MWh).

Veel üks väga illustreeriv näide: külmkapp 200 W ühendatud 220 V vooluvõrku, mis töötab 5 tundiValemi rakendamine:

E = P · t = 200 W · 5 h = 1.000 Wh = 1 kWh

Kui teil on televiisor 120 W Kui see on sisse lülitatud 2 tunniks, oleks arvutus järgmine:

E = 120 W · 2 h = 240 Wh = 0,24 kWh

Seejärel korrutatakse need väärtused arvuga kWh hind mida teie energiatarnija teilt arve energiaosa summa kättesaamise eest küsib.

Analoogiad võimu ja energia paremaks mõistmiseks

Mõnikord on väga kasulik pöörduda võrdlused igapäevaste olukordadega et aidata neil kontseptsioonidel pähe jääda. On kolm klassikalist analoogiat, mis toimivad väga hästi: auto, vesi ja isegi valgusmõõk.

Autoga sõites võim saab seostada hetkeline kiirus (km/h), samas kui võimsus oleks samaväärne sellega, läbitud kogukaugus (km). Võite lühikest aega kiiresti liikuda (suur võimsus) ja läbida paar kilomeetrit (madal koguenergia) või mitu tundi suhteliselt aeglaselt liikuda (madal võimsus) ja läbida palju kilomeetreid (suur akumuleeritud energia).

Midagi sarnast juhtub vooliku ja veeämbriga. veevool liitrites sekundis oleks see võimsamal ajal kui vee kogus, mis ämbrisse jõuab oleks kogu liitrite arv, see tähendab võimsusVäga suur vool täidab ämbri kiiresti; väike vool võtab kauem aega, aga kui seda piisavalt kaua jätkata, täidab see selle lõpuks samuti.

Leidub rohkem nohiklikke, aga sama kasulikke võrdlusi: on hinnatud, et a valgusmõõk nõuaks korraldust 28 kW võimsust töötamiseks. Kui kangelane kasutab seda 15 minutit, oleks vajalik energia:

Energia = 28 kW · (15 min / 60 min/h) = 7 kWh

Kui ta peab kolm tundi järjest lahingut, oleks tarbitav energia järgmine:

Energia = 28 kW · 3 h = 84 kWh

Saabli võimsus ei muutu (see jääb 28 kW-ks), aga Kogu energia See suureneb, mida kauem seade sisse lülitatud on, mis juhtub täpselt iga päris elektriseadmega.

Päikeseenergia energia ja võimsuse rakendamine

Fotogalvaanilises süsteemis võim Tavaliselt väljendatakse seda kilovatti (kW) ja esindab [ebaselge] hetkelist genereerimisvõimet. See võimsus varieerub päeva jooksul sõltuvalt päikesekiirgusest, päikese asukohast ja ilmastikutingimustest.

La toodetud energia päikeseenergiapaigaldis on väljendatud kilovatt-tundi (kWh) ja see saadakse igal ajahetkel teatud ajaperioodi jooksul genereeritud võimsuse liitmise teel. Tüüpilises jälgimisgraafikus tähistab vertikaaltelg võimsus (kW) ja horisontaalteljel aeg. pind kõvera all Võimsus on täpselt kogu toodetud energia (kWh).

Näiteks kui süsteem genereerib teatud tunnil keskmise 3 kWSelles sagedusribas saadav energia on:

Energia = 3 kW · 1 h = 3 kWh

Kui päeva lõpuks näete, et teie paigaldis on tarninud 21 kWh, saate hinnata majanduslik kokkuhoid Korrutage see energia teie energiapakkuja tariifiga. Hinnaga 0,18 €/kWh oleks päevane kokkuhoid:

Säästud = 21 kWh · 0,18 €/kWh = 3,78 €

Sama arutluskäik kehtib ka igakuise või aastase toodangu hindamise kohta: piisab, kui liita kWh kokku igas intervallis genereeritud energia ja korrutage see kWh-hinnaga, mille säästate, kui te enam seda energiat võrgust ei osta.

Akud: energiamaht ja tühjendusvõimsus

Patareide puhul eristatakse samuti selgelt kahte mõistet: energiamahutavus ja maksimaalne võimsusMahtuvus on antud kWh ja tavaline tühjendus- või laadimisvõimsus kW.

Oletame, et aku on Võimsus 10 kWh ja pidev võimsus 5 kWSee tähendab, et see suudab pidevalt toota maksimaalselt 5 kW võimsust. Selle maksimaalse võimsuse juures on teoreetiline tühjenemisaeg järgmine:

Aeg = Energia / Võimsus = 10 kWh / 5 kW = 2 h

Seepärast räägime mõnikord "2-tunnistest" või "4-tunnistest" akudest jne, olenevalt nende mahtuvuse ja tarnitava võimsuse suhtest. aku võimsus määrab, mitu samaaegset koormust see suudab toita (külmik, valgustus, kliimaseade jne), samal ajal kui salvestatud energia See näitab, kui kaua see koormust talub.

Tüüpiline külmkapp võib vajada umbes 300 W kui kompressor on aktiveeritud. Kui see töötab keskmiselt 6–8 tundi päevas, on selle ligikaudne tarbimine umbes 2 kWh päevasSee energia peab tulema isoleeritud või varusüsteemist akust või päikesepaneelidest.

Soojusena hajuv energia: Joule'i seadus

Kui elektrivool läbib juhti või takistusega komponenti, siis osa sellest elektrienergia muundub paratamatult soojuseksSeda nähtust kirjeldab nn. Joule'i seadus, mis kvantifitseerib toodetud soojusenergiat.

Joule'i seaduse matemaatiline avaldis ajaühiku kohta hajuva energia (st soojusvõimsuse) kohta on järgmine:

Q = I² · R · t

Kus Q See on energia džaulides, I voolutugevus amprites, R takistus oomides ja t aeg sekundites. Kui soovite energiat väljendada kaloreid Džauli asemel kasutatakse ligikaudset teisendustegurit. 1 kcal ≈ 4,18 J, mis tavaliselt on ligikaudne 0,24 kui me suhte ümber pöörame:

Q (kal) = 0,24 · I² · R · t

Kujutage ette elektriseadet, mille takistus on 30 Ω mille kaudu vool voolab 4ühendatud 120 V toiteallikaga. Kui see jääb sisse lülitatuks 10 minutit (600 sekundit), kalorites soojuseks muundatud energia on:

Q = 0,24 · (4 A)² · 30 Ω · 600 s

Q = 0,24 · 16 · 30 · 600 = 0,24 · 288 000 = 69 120 kalorit

See efekt vastutab selle eest, et kaablite, pliitide, pliidiplaatide, rösterite kütteelementide kuumutamine ja muud seadmed, mille töö põhineb täpselt elektrienergia soojuseks muundamisel.

Kodumajapidamises kasutatavate elektriseadmete võimsus ja energia

Kõikide kodumasinate andmesildil on järgmine teave: pinge, sagedus, nimivõimsus ja mõnikord keskmine tarbimine. Riikides, kus on Hispaania omaga sarnane elektrivõrk, on tüüpiline pinge 220-230 V ja sagedus 50 Hz.

La nimivõimsus vattides Igal seadmel kuvatav teave näitab, kui palju energiat see sekundis muuta suudab. See põhineb energiavalemil. E = P · tSamuti saate kWh tarbimist hinnata, kui teate ligikaudset kasutusaega. Vaatame näidistabelit mõnede levinud kodumasinatega:

Elektriseade	Võimsus (W)	Energiatarve 1 tunnis (kWh)
Tolmuimeja	1.000	1
Arvuti	400	0,4
Pesumasin	500	0,5
Elektripliit	2.000	2
Föön	1.500	1,5

Kui võtame föön Näiteks 1.500 W võimsuse korral ja kui me kasutame seda pidevalt tund aega, on tarbimine järgmine:

E = 1.500 W · 1 h = 1.500 Wh = 1,5 kWh

Võrdlemisel selgub kiiresti, et üks 2.000W elektripliit See on üks seadmeid, mis tarbib tunnis kõige rohkem energiat (2 kWh), samas kui 400W arvuti See tarbib tunduvalt vähem (0,4 kWh tunnis). Ka siin on erinevus ... ja ... vahel. kohene jõud y Kogunenud energia olenevalt kasutusajast.

Võimsuse (kW) ja energia (kWh) peamised erinevused

Kõige eelneva põhjal saab nüüd väga selgelt öelda, et Põhiline erinevus elektrienergia ja energia vahelmis on tihedalt seotud ajaga. Kuigi mõlemad suurused on omavahel seotud ja esinevad arvetel ja lepingutel koos, ei mõõda nad sama asja.

Esiteks elektrienergia See on hetkeline suurus: see näitab kiirus, millega energiat teatud ajahetkel tarbitakse, genereeritakse või edastatakseSeda mõõdetakse vattides (W) või kilovattides (kW) ja see kirjeldab süsteemi elektrilise töö tegemise kiirust.

La elektrienergiaTeisest küljest esindab see ajaintervalli jooksul kasutatud või toodetud energia koguhulkSeda mõõdetakse vatt-tundides (Wh), kilovatt-tundides (kWh) või suuremates ühikutes, näiteks MWh. See saadakse võimsuse korrutamisel tööajaga.

Peamised erinevused võime kokku võtta järgmiselt:

• Suhe ajagaVõimsus viitab hetkeväärtusele või lühikese aja jooksul saadud keskmisele väärtusele; energia akumuleerib võimsust kogu kasutusperioodi jooksul.
• Mõõtühikvõimsust väljendatakse vattides või kW-des; energiat vatt-tundides (Wh), kWh-des (kWh), MWh-des (MWh) jne.
• Mõju seaduseelnõuleLepinguline võimsus (kW) on fikseeritud summa, mille eest maksate isegi siis, kui te seda peaaegu ei tarbi; tarbitav energia (kWh) on muutuv ja sõltub sellest, kui palju te seadmeid kasutate.

Kõnekeeles öeldes võiksime öelda, et Võimsus on nagu maantee laius (kui palju autosid saab korraga liiklema panna), samal ajal kui Energia on läbisõitnud autode koguarv mööda seda päevas. Väga laial maanteel, kus autosid peaaegu pole, oleks palju läbilaskevõimet (palju saadaolevat energiat), kuid ringluses oleks vähe energiat.

Kuidas võimsus ja energia teie elektriarvel kajastuvad

Kui vaadata tähelepanelikult ükskõik millist elektriarvet, siis näeb alati kahte erinevat terminit: võimsustermin ja energiaterminIgaüks neist arvutatakse ja võetakse tasu erinevalt.

Kõne palgatud potentsi See on maksimaalne võimsus (kW-des), millele teil lepingu alusel õigus on. See väärtus on fikseeritud ja seda makstakse tavaliselt kW-tasuna päevas või kW-tasuna aastas, olenemata sellest, kas te selle kasutustaseme tegelikult saavutate. Liigne võimsus tähendab iga kuu ülemaksmine võimekuse jaoks, mida sa ei pruugi vajada.

El energiatermin peegeldab kWh, mida olete tegelikult tarbinud Arveldusperioodi jooksul mõõdetakse tarbimist arvestiga. See tarbimine korrutatakse teie lepingujärgse kWh hinnaga (mis võib kellaajast olenevalt erineda, kui teil on ajapõhine hinnakujundus) ja koos teemaksude ja maksudega moodustab see teie arve muutuvosa.

Nende kahe mõiste erinevuse mõistmine võimaldab teil oma lepingujärgset energiatarbimist vastavalt oma harjumustele täpsustada, vältida automaatseid lahtiühendamisi saadaoleva energia ületamise korral ja leida tariifid, mis sobivad teie energiatarbimise mustriga. Jälgimisvahendid ja nutikad arvestid Need aitavad täpselt kaasa analüüsige üksikasjalikult energiavajaduse kõverat ja tarbitud energiat, et lepingut kohandada ja elektrikulusid vähendada mugavust ohverdamata.

Kui sa mõistad, mida sinu arvel olevad tingimused tegelikult tähendavad, on palju lihtsam hinnata, kas tasub vähendada lepingujärgset energiatarbimist, muuta tariifi või investeerida energiatõhususe meetmetesse, nagu väiksema energiatarbimisega seadmed, LED-valgustus või isegi akudega isetootmise süsteemid.

Erinevuse valdamine elektrienergia ja energiaÜhikute (W, kW, Wh, kWh) lugemise oskus, lihtsate valemite (nt P = V · I ja E = P · t) mõistmine ning kõige selle seostamine oma arve ja seadmete tegeliku toimimisega annab sulle palju soodsama positsiooni oma tarbimise haldamiseks. Lõppkokkuvõttes on elektri liikumise ja muundumise mõistmine teie kodus või ettevõttes võtmetähtsusega, et otsustada, millist võimsust tellida, milliseid seadmeid osta, kuidas neid kasutada ning millised investeeringud efektiivsusse või omatarbimisse on teie rahakoti ja keskkonna jaoks kõige mõistlikumad.