Verschil tussen elektrische energie en elektrisch vermogen

Informatic Digital » Middelen » Verschil tussen elektrische energie en elektrisch vermogen

La elektrische energie en vermogen Dit zijn twee concepten die we overal tegenkomen: op elektriciteitsrekeningen, op labels van apparaten, in contracten met energieleveranciers, en zelfs wanneer we het hebben over... hernieuwbare energieHet komt echter vaak voor dat ze door elkaar worden gehaald en als hetzelfde worden beschouwd, terwijl ze in werkelijkheid verschillende dingen beschrijven en op verschillende manieren worden berekend.

Begrijp het duidelijk Wat is vermogen (kW) en wat is energie (kWh)? Het helpt je om je elektriciteitsrekening te interpreteren, de juiste energieleverancier te kiezen, in te schatten hoeveel elektriciteit je apparaten verbruiken en een realistische inschatting te maken. een zelfverbruikssysteem Of een batterij. Laten we al deze concepten rustig doornemen, met eenvoudige formules, numerieke voorbeelden en een paar handige trucjes, zodat je ze nooit meer vergeet.

Elektrisch vermogen: wat het is en hoe je het berekent.

Als we het over hebben elektrische energie We hebben het hier over de snelheid waarmee een apparaat elektrische energie omzet in een andere vorm van energie (licht, warmte, beweging, geluid, enz.). Simpel gezegd is het de de hoeveelheid energie die een apparaat op een bepaald moment kan gebruiken of leveren.

Vermogen wordt gemeten in watt (W) in het internationale systeem, hoewel het in de binnenlandse en professionele sfeer heel gebruikelijk is om veelvouden zoals de te gebruiken. kilowatt (kW), megawatt (MW) of gigawatt (GW)Om u wat context te geven, de belangrijkste equivalenties zijn:

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

In een eenvoudig gelijkstroom- of wisselstroomcircuit, de elektrisch vermogen P Het wordt berekend met behulp van de meest eenvoudige formule:

P = I · U

waarin I is de stroomsterkte in ampère (A) en U Het is de spanning in volt (V). We verkrijgen het resultaat in watt (W), wat gelijk staat aan joules per seconde (J/s), oftewel energie per tijdseenheid.

Als je een gloeilamp ziet met een aanduiding van 100W, een fornuis met aanduiding van 2.000W of een föhn met aanduiding van 1.500W, dan betekent dat het volgende... het vermogen dat het apparaat kan vragen of omzetten tijdens de werking.Hoe groter het vermogen, hoe groter de "kracht" of het vermogen om in dezelfde tijdsspanne werk te verrichten.

Om het te verduidelijken, stel je drie energiezuinige gloeilampen voor. 8 W, 15 W en 23 WZe zetten allemaal elektriciteit om in licht en wat warmte, maar de 23W-lamp levert meer energie per seconde, waardoor hij in dezelfde tijd meer licht geeft. Dat verschil maakt hem juist zo nuttig. elektrische energie.

Eenvoudige voorbeelden van vermogensberekeningen

In de praktijk zijn vermogensberekeningen meestal gebaseerd op de netspanning en de stroom die door het apparaat loopt. Als u een eenfasige huishoudelijke installatie heeft met 220 V (of 230 V, afhankelijk van het land), kunt u veilig de formule P = V · I toepassen.

Stel je een gloeilamp voor die is aangesloten op 220V, waar een stroom doorheen loopt van 0,45 ADe stroom zal zijn:

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

Omgekeerd, als je het wattage van de lamp en de netspanning weet, kun je het benodigde vermogen afleiden. intensiteit die erdoorheen gaat door de formule op te lossen:

ik = P / V

Met een lamp 100w Bij 220 V zouden we het volgende hebben:

I = 100 W / 220 V ≈ 0,45 A

Deze eenvoudige berekeningen zijn erg handig voor het bepalen van de juiste kabeldikte, zekering of stekker, en ook om een ​​idee te krijgen van... Hoeveel stroom verbruikt elk apparaat? wanneer je het op het netwerk aansluit.

De wet van Ohm en de relatie ervan tot vermogen

Om het beeld van macht compleet te maken, is het goed om het volgende in gedachten te houden: De wet van OhmDeze wet verbindt drie fundamentele elektrische grootheden: spanning, stroomsterkte en weerstand. Ze werd geformuleerd door Georg Simon Ohm en wordt als volgt uitgedrukt:

R = ΔV / I

waarin R is de weerstand in ohm (Ω), AV is het potentiaalverschil in volt (V) en I is de stroomsterkte in ampère (A). Uit deze uitdrukking worden de meest praktische manieren afgeleid om problemen op te lossen:

• I = ΔV / R (Als je de spanning en de weerstand kent, kun je de stroomsterkte berekenen).
• ΔV = R · I (Als je de weerstand en de stroomsterkte kent, kun je de spanning berekenen.)

Door de wet van Ohm toe te passen in combinatie met de vermogensformule P = V · I, kunnen andere manieren worden verkregen om vermogen uit te drukken als functie van weerstand of stroomsterkte. Als je V vervangt door R·I, krijg je:

P = V · I = (R · I) · I = R · I²

Deze relatie P = R · I² Het is erg handig voor het analyseren van de hoeveelheid warmte die in een weerstand wordt gegenereerd of de mate waarin de geleiders opwarmen wanneer er stroom doorheen loopt.

Laten we eens kijken naar een heel eenvoudig voorbeeld: als een weerstand van 15 Ω Een stroom loopt 30 AHet potentiële verschil zal zijn:

V = R · I = 15 Ω · 30 A = 450 V

In een andere oefening, als je een weerstand hebt van 100 Ω onderworpen aan een stress van 12 VDe intensiteit zal zijn:

ik = ΔV / R = 12 V / 100 Ω = 0,12 A

Elektrische energie: wat het is en hoe het wordt gemeten

La elektriciteit vertegenwoordigt de totale hoeveelheid elektrisch werk uitgevoerd over tijdVermogen geeft aan "hoeveel energie een apparaat per seconde kan verwerken", terwijl energie aangeeft hoeveel elektriciteit een apparaat in een bepaalde periode heeft verbruikt of opgewekt.

In de elektrische wereld kan energie worden gemeten in joule (J)Bij huishoudelijk gebruik, industrieel gebruik en facturering wordt echter vrijwel altijd de [ontbrekende term] gebruikt. wattuur (Wh) en vooral de kilowattuur (kWh)Dit is de informatie die u op uw elektriciteitsrekening ziet: energieverbruik gedurende de factureringsperiode.

De fundamentele relatie tussen macht, tijd en energie is:

E = P · t

waarin E is de energie, P de kracht en t de bedrijfstijd. Als P wordt uitgedrukt in kW en t in uren, wordt E verkregen in kWhJe kunt in watt en seconden werken om energie te verkrijgen. joule met deze equivalenties:

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

Het kernidee is dat de Energie accumuleert het effect van vermogen in de loop van de tijd.Een apparaat met een laag vermogen dat vele uren aanstaat, kan meer energie verbruiken dan een zeer krachtig apparaat dat slechts enkele minuten per dag wordt gebruikt.

Duidelijke voorbeelden van elektrische energie

Stel je voor dat je er maar één aansluit. 100W koelkast bij u thuis. Als u het apparaat op 1 januari slechts één uur aansluit, bedraagt ​​het verbruik:

E = 100 W · 1 h = 100 Wh = 0,1 kWh

Als je het in plaats daarvan inschakelt één uur per dag gedurende de hele maand (31 dagen), het totaal wordt verkregen door die dagelijkse energie met 31 te vermenigvuldigen:

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

In dit geval is het koelkastvermogen Het is nog steeds 100W (dat verandert niet), maar de verbruikte energie Het maandelijkse energieverbruik neemt toe met de gebruiksduur. In een gemiddeld huishouden, met veel apparaten die tegelijkertijd in gebruik zijn (verlichting, koelkast, wasmachine, computer, elektrische verwarming, enz.), kan het jaarlijkse energieverbruik gemakkelijk oplopen tot enkele honderden euro's. megawattuur (MWh).

Nog een zeer illustratief voorbeeld: een koelkast. 200w aangesloten op 220V dat werkt tijdens 5 uurToepassing van de formule:

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

Als u een televisie heeft van 120w Als het apparaat 2 uur aanstaat, is de berekening als volgt:

E = 120 W · 2 h = 240 Wh = 0,24 kWh

Deze waarden worden vervolgens vermenigvuldigd met de kWh-prijs Dat is wat uw energieleverancier u in rekening brengt om het energiegedeelte van de rekening te bepalen.

Analogieën om kracht en energie beter te begrijpen.

Soms is het erg handig om je toevlucht te nemen tot vergelijkingen met alledaagse situaties Om deze concepten beter te laten beklijven, zijn er drie klassieke analogieën die heel goed werken: de auto, water en zelfs een lichtzwaard.

Bij het autorijden, de macht kan worden geassocieerd met de onmiddellijke snelheid (km/u), terwijl de macht zou gelijkwaardig zijn aan de totale afgelegde afstand (km). Je kunt kortstondig snel rijden (hoog vermogen) en weinig kilometers afleggen (lage totale energie), of relatief langzaam rijden (laag vermogen) gedurende vele uren en veel kilometers afleggen (hoge geaccumuleerde energie).

Iets soortgelijks gebeurt met een tuinslang en een emmer water. waterstroom In liters per seconde zou dat zijn macht, terwijl de hoeveelheid water die uiteindelijk in de emmer terechtkomt dat zou het totale aantal liters zijn, dat wil zeggen machtEen zeer grote waterstroom vult de emmer snel; een kleine stroom duurt langer, maar als je die lang genoeg aanhoudt, zal de emmer uiteindelijk ook vol raken.

Er zijn meer technische, maar even nuttige vergelijkingen: er is geschat dat een lichtzwaard zou de bestelling van vereisen 28 kW van het vermogen om te functioneren. Als de held het 15 minuten gebruikt, is de benodigde energie:

Energie = 28 kW · (15 min / 60 min/u) = 7 kWh

Als hij 3 uur achter elkaar vecht, zou het energieverbruik neerkomen op:

Energie = 28 kW · 3 uur = 84 kWh

Het vermogen van het lichtzwaard verandert niet (het blijft 28 kW), maar de Totale energie Het verbruik neemt toe naarmate het apparaat langer aan blijft staan, wat precies het geval is bij elk elektrisch apparaat.

Toepassing van vermogen en energie in zonne-energie

In een fotovoltaïsch systeem, de macht Het wordt meestal uitgedrukt in kilowatt (kW) en vertegenwoordigt het momentane opwekkingsvermogen van de [onduidelijk]. Dit vermogen varieert gedurende de dag afhankelijk van de zonnestraling, de positie van de zon en de weersomstandigheden.

La geproduceerde energie een zonne-installatie wordt uitgedrukt in kilowattuur (kWh) en wordt verkregen door het opgewekte vermogen op elk moment over een bepaalde periode bij elkaar op te tellen. In een typische monitoringgrafiek vertegenwoordigt de verticale as de vermogen (kW) en op de horizontale as de tijd. De oppervlak onder de kromming Vermogen is precies de totale hoeveelheid geproduceerde energie (kWh).

Als het systeem bijvoorbeeld op een bepaald uur een gemiddelde genereert... 3 kWDe energie die in die band wordt verkregen, zal zijn:

Energie = 3 kW · 1 uur = 3 kWh

Als u aan het eind van de dag constateert dat uw installatie het gewenste resultaat heeft opgeleverd, 21 kWhJe kunt de schatting maken economische besparingen Vermenigvuldig die energie met het tarief van uw energieleverancier. Bij een prijs van € 0,18/kWh zou de dagelijkse besparing zijn:

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

Diezelfde redenering geldt voor het beoordelen van de maandelijkse of jaarlijkse productie: het is voldoende om Tel de kWh bij elkaar op. De energie die in elk interval wordt opgewekt, vermenigvuldigt u met de kosten van de kWh die u bespaart door die energie niet langer van het net af te nemen.

Batterijen: energiecapaciteit en ontladingsvermogen

Ook bij batterijen worden twee concepten duidelijk onderscheiden: de energiecapaciteit en maximale krachtDe capaciteit wordt gegeven in kWh en het gebruikelijke ontladings- of laadvermogen in kW.

Stel dat er een batterij aanwezig is met 10 kWh vermogen en een continue kracht van 5 kWDit betekent dat het apparaat continu maximaal 5 kW vermogen kan leveren. Bij gebruik op dat maximale vermogen zou de theoretische ontlaadtijd als volgt zijn:

Tijd = Energie / Vermogen = 10 kWh / 5 kW = 2 uur

Daarom spreken we soms over "2-uurs" of "4-uurs" batterijen, enzovoort, afhankelijk van de verhouding tussen hun capaciteit en het vermogen dat ze kunnen leveren. batterijvermogen bepaalt hoeveel apparaten tegelijkertijd van stroom kunnen worden voorzien (koelkast, verlichting, airconditioning, enz.), terwijl de opgeslagen energie Het geeft aan hoe lang het die belastingen kan verdragen.

Een doorsnee koelkast heeft ongeveer ... nodig. 300w wanneer de compressor wordt ingeschakeld. Als deze gemiddeld 6 tot 8 uur per dag draait, zal het geschatte verbruik ongeveer zijn... 2 kWh per dagDie energie zal, in een geïsoleerd of back-upsysteem, afkomstig moeten zijn van de batterij of de zonnepanelen.

Energie die als warmte wordt afgevoerd: de wet van Joule

Wanneer een elektrische stroom door een geleider of een component met weerstand loopt, wordt een deel van de stroom afgevoerd. Elektrische energie wordt onvermijdelijk omgezet in warmte.Dit fenomeen wordt beschreven door de zogenaamde De wet van Joule, wat de opgewekte thermische energie kwantificeert.

De wiskundige uitdrukking van de wet van Joule voor de per tijdseenheid gedissipeerde energie (oftewel thermisch vermogen) kan als volgt worden geschreven:

Q = ik² · R · t

waarin Q Het is de energie in joules. I de stroomsterkte in ampère, R weerstand in ohm en t tijd in seconden. Als je energie wilt uitdrukken in Calorieën In plaats van joules wordt de geschatte omrekeningsfactor gebruikt. 1 cal ≈ 4,18 J, wat meestal een benadering is van 0,24 als we de relatie omdraaien:

Q (cal) = 0,24 · I² · R · t

Stel je een elektrisch apparaat voor met een weerstand van 30 Ω waardoor een stroom vloeit 4 Aaangesloten op een 120V-voeding. Als het apparaat ingeschakeld blijft gedurende 10 minuten (600 seconden), de energie die in calorieën in warmte wordt omgezet, zal zijn:

Q = 0,24 · (4 A)² · 30 Ω · 600 s

Q = 0,24 · 16 · 30 · 600 = 0,24 · 288.000 = 69.120 calorieën

Dit effect is verantwoordelijk voor de verwarming van kabels, verwarmingselementen van fornuizen, kookplaten, broodroosters en andere apparaten die hun werking juist baseren op het omzetten van elektrische energie in warmte.

Vermogen en energie in elektrische huishoudelijke apparaten

Op het typeplaatje van alle huishoudelijke apparaten staat informatie zoals de volgende vermeld: spanning, frequentie, nominaal vermogen en soms het gemiddelde verbruik. In landen met een elektriciteitsnet vergelijkbaar met dat van Spanje is de typische spanning 220 230-V en de frequentie van 50 Hz.

La nominaal vermogen in W De informatie die je op elk apparaat ziet, geeft aan hoeveel energie het per seconde kan omzetten. Dit is gebaseerd op de energieformule. E = P · tJe kunt het kWh-verbruik ook schatten als je de geschatte gebruikstijd weet. Laten we eens kijken naar een voorbeeldtabel met enkele veelgebruikte apparaten:

Elektrisch apparaat	Vermogen (W)	Energieverbruik in 1 uur (kWh)
Stofzuiger	1.000	1
computer	400	0,4
Wasmachine	500	0,5
Elektrisch fornuis	2.000	2
Föhn	1.500	1,5

Als we de haardroger Bijvoorbeeld, met een vermogen van 1.500 W en we gebruiken het een uur lang continu, dan is het verbruik:

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

Bij een vergelijking wordt al snel duidelijk dat de een 2.000W elektrische kookplaat Het is een van de apparaten die per uur de meeste energie verbruikt (2 kWh), terwijl een 400W computer Het verbruikt aanzienlijk minder (0,4 kWh per uur). Ook hier is het verschil tussen ogenblikkelijke kracht y Geaccumuleerde energie afhankelijk van de gebruiksduur.

Belangrijkste verschillen tussen vermogen (kW) en energie (kWh)

Op basis van al het bovenstaande kan nu zeer duidelijk worden gesteld dat Fundamenteel verschil tussen elektrisch vermogen en energie.Dit is nauw verbonden met tijd. Hoewel beide grootheden met elkaar verband houden en samen op facturen en contracten voorkomen, meten ze niet hetzelfde.

Ten eerste de elektrische energie Het is een momentane grootheid: het geeft de de snelheid waarmee energie op een bepaald moment wordt verbruikt, opgewekt of overgedragen.Het wordt gemeten in watt (W) of kilowatt (kW) en beschrijft "de snelheid" waarmee een systeem elektrische arbeid verricht.

La elektriciteitAan de andere kant vertegenwoordigt het de totale hoeveelheid energie die gedurende een tijdsinterval is verbruikt of geproduceerdHet vermogen wordt gemeten in wattuur (Wh), kilowattuur (kWh) of grotere eenheden zoals MWh. Het wordt verkregen door het vermogen te vermenigvuldigen met de bedrijfstijd.

We kunnen de belangrijkste verschillen als volgt samenvatten:

• Relatie met tijdVermogen verwijst naar een momentopname of een gemiddelde waarde over een korte periode; energie daarentegen is het vermogen dat gedurende de gehele gebruiksperiode wordt opgebouwd.
• MaateenheidVermogen wordt uitgedrukt in W of kW; energie in Wh, kWh, MWh, enz.
• Impact op het wetsvoorstelHet gecontracteerde vermogen (kW) is een vast bedrag dat u betaalt, zelfs als u er nauwelijks iets van verbruikt; het energieverbruik (kWh) is variabel en hangt af van hoe vaak u de apparaten gebruikt.

In spreektaal zouden we kunnen zeggen dat de Vermogen is als de breedte van de snelweg. (hoeveel auto's er tegelijkertijd kunnen circuleren), terwijl de Energie is het totale aantal auto's dat is gepasseerd. Een zeer brede snelweg, maar vrijwel zonder auto's, zou een grote capaciteit hebben (veel beschikbare energie), maar er zou weinig totale energie worden rondgepompt.

Hoe stroom en energie op uw elektriciteitsrekening worden weergegeven

Als u een elektriciteitsrekening goed bekijkt, zult u zien dat er altijd twee verschillende termen in voorkomen: de machtsterm en energietermDe berekening en de prijs verschillen per product.

De oproep ingehuurde potentie Dit is de maximale hoeveelheid stroom (in kW) waar u volgens uw contract recht op hebt. Deze waarde is vast en wordt meestal betaald als een bedrag per kW per dag of per kW per jaar, ongeacht of u dat verbruiksniveau daadwerkelijk bereikt. Overmatig stroomverbruik houdt in dat elke maand te veel betalen voor een functionaliteit die je misschien niet nodig hebt.

El energieterm weerspiegelt de kWh die u daadwerkelijk heeft verbruikt Tijdens de factureringsperiode wordt het verbruik gemeten door de meter. Dit verbruik wordt vermenigvuldigd met uw contractprijs per kWh (die kan variëren afhankelijk van het tijdstip als u een tijdgebonden tarief hebt) en, samen met tolheffingen en belastingen, vormt dit het variabele deel van uw rekening.

Door het verschil tussen deze twee concepten te begrijpen, kunt u uw gecontracteerde stroomverbruik beter afstemmen op uw gewoonten, automatische afsluitingen bij overschrijding van uw beschikbare stroomlimiet voorkomen en tarieven vinden die passen bij uw energieverbruik. Monitoringtools en slimme meters Ze helpen juist om Analyseer in detail de vraagcurve naar elektriciteit en het energieverbruik.om het contract aan te passen en de elektriciteitskosten te verlagen zonder in te leveren op comfort.

Als je begrijpt wat de termen op je energierekening werkelijk betekenen, wordt het veel gemakkelijker om te beoordelen of het de moeite waard is om je contractuele energieverbruik te verlagen, je tarief te wijzigen of te investeren in energiebesparende maatregelen zoals energiezuinige apparaten, ledverlichting of zelfs systemen voor zelfvoorziening met batterijen.

Het onderscheid tussen beheersen elektrische energieAls je weet hoe je de eenheden (W, kW, Wh, kWh) moet aflezen, eenvoudige formules zoals P = V · I en E = P · t begrijpt en dit alles kunt relateren aan je energierekening en de daadwerkelijke werking van je apparaten, ben je veel beter in staat om je energieverbruik te beheren. Uiteindelijk is inzicht in hoe elektriciteit stroomt en wordt omgezet in je huis of bedrijf essentieel om te bepalen welke energiecapaciteit je nodig hebt, welke apparaten je moet kopen, hoe je ze moet gebruiken en welke investeringen in efficiëntie of zelfverbruik het meest zinvol zijn voor je portemonnee en het milieu.