यांत्रिक शक्ति सूत्र एवं परिभाषा. शक्ति एक भौतिक मात्रा है, शक्ति सूत्र है। प्रत्यावर्ती विद्युत धारा की सक्रिय एवं प्रतिक्रियाशील शक्ति क्या है? शारीरिक शक्ति

हम सभी का सामना हर दिन बिजली के उपकरणों से होता है, ऐसा लगता है कि उनके बिना हमारा जीवन रुक जाता है। और उनमें से प्रत्येक के पास तकनीकी निर्देशों में इंगित शक्ति है। आज हम जानेंगे कि यह क्या है, गणना के प्रकार और तरीकों का पता लगाएंगे।

विद्युत नेटवर्क से जुड़े विद्युत उपकरण एक सर्किट में काम करते हैं प्रत्यावर्ती धारा, इसलिए हम इन शर्तों के तहत बिजली पर विचार करेंगे। हालाँकि, पहले, आइए अवधारणा की एक सामान्य परिभाषा दें।

शक्ति एक भौतिक मात्रा है जो विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण या संचरण की दर को दर्शाती है।

संकीर्ण अर्थ में, वे कहते हैं कि विद्युत शक्ति एक निश्चित अवधि में किए गए कार्य और इस अवधि में किए गए कार्य का अनुपात है।

यदि हम इस परिभाषा को कम वैज्ञानिक रूप से दोबारा कहें, तो यह पता चलता है कि बिजली एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा है जो उपभोक्ता द्वारा एक निश्चित अवधि में खपत की जाती है। सबसे सरल उदाहरण एक साधारण गरमागरम लैंप है। वह दर जिस पर एक प्रकाश बल्ब अपने द्वारा उपभोग की गई बिजली को ऊष्मा और प्रकाश में परिवर्तित करता है, वह उसकी शक्ति है। तदनुसार, किसी प्रकाश बल्ब के लिए प्रारंभ में यह संकेतक जितना अधिक होगा, वह उतनी ही अधिक ऊर्जा की खपत करेगा और उतनी ही अधिक रोशनी देगा।

चूंकि इस मामले में, न केवल बिजली को किसी अन्य में परिवर्तित करने की प्रक्रिया ( प्रकाश, थर्मल, आदि), लेकिन विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के दोलन की प्रक्रिया में, वर्तमान और वोल्टेज के बीच एक चरण बदलाव दिखाई देता है, और इसे आगे की गणना में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

प्रत्यावर्ती धारा सर्किट में शक्ति की गणना करते समय, सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट घटकों को अलग करने की प्रथा है।

सक्रिय शक्ति की अवधारणा

सक्रिय "उपयोगी" शक्ति शक्ति का वह भाग है जो विद्युत ऊर्जा को किसी अन्य ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को सीधे चित्रित करता है। लैटिन अक्षर P द्वारा निरूपित और (में मापा गया) डब्ल्यू).

सूत्र का उपयोग करके गणना की गई: पी = U⋅I⋅cosφ,

जहां यू और आई क्रमशः सर्किट के वोल्टेज और करंट का मूल माध्य वर्ग मान हैं, कॉस φ वोल्टेज और करंट के बीच चरण शिफ्ट कोण का कोसाइन है।

महत्वपूर्ण!पहले वर्णित सूत्र सर्किट की गणना के लिए उपयुक्त है, हालांकि, शक्तिशाली इकाइयां आमतौर पर 380V के वोल्टेज वाले नेटवर्क का उपयोग करती हैं। इस स्थिति में, व्यंजक को तीन या 1.73 के मूल से गुणा किया जाना चाहिए

प्रतिक्रियाशील शक्ति अवधारणा

प्रतिक्रियाशील "हानिकारक" शक्ति वह शक्ति है जो आगमनात्मक या कैपेसिटिव लोड वाले विद्युत उपकरणों के संचालन के दौरान उत्पन्न होती है, और होने वाले विद्युत चुम्बकीय दोलनों को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें तो, यह ऊर्जा है जो बिजली स्रोत से उपभोक्ता तक जाती है, और फिर वापस नेटवर्क में लौट आती है।

स्वाभाविक रूप से, इस घटक का उपयोग नहीं किया जा सकता है; इसके अलावा, यह बिजली आपूर्ति नेटवर्क को बहुत नुकसान पहुंचाता है, यही कारण है कि वे आमतौर पर इसकी भरपाई करने की कोशिश करते हैं।

यह मान लैटिन अक्षर Q द्वारा दर्शाया गया है।

याद करना!प्रतिक्रियाशील शक्ति को पारंपरिक वाट में नहीं मापा जाता है ( डब्ल्यू), और प्रतिक्रियाशील वोल्ट-एम्पीयर में ( वर).

सूत्र का उपयोग करके गणना की गई:

Q = U⋅I⋅sinφ,

जहां यू और आई क्रमशः सर्किट के वोल्टेज और करंट का आरएमएस मान हैं, सिनφ वोल्टेज और करंट के बीच चरण शिफ्ट कोण की साइन है।

महत्वपूर्ण!गणना करते समय, यह मान चरण गति के आधार पर या तो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है।

कैपेसिटिव और आगमनात्मक भार

प्रतिक्रियाशील के बीच मुख्य अंतर ( कैपेसिटिव और इंडक्टिव) लोड - वास्तव में, कैपेसिटेंस और इंडक्शन की उपस्थिति, जो ऊर्जा को संग्रहीत करती है और बाद में इसे नेटवर्क में छोड़ देती है।

आगमनात्मक भार ऊर्जा को परिवर्तित करता है विद्युत प्रवाहसबसे पहले एक चुंबकीय क्षेत्र में ( आधे आधे चक्र के दौरान), और फिर चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा को विद्युत धारा में परिवर्तित करता है और इसे नेटवर्क तक पहुंचाता है। उदाहरणों में एसिंक्रोनस मोटर, रेक्टिफायर, ट्रांसफार्मर और इलेक्ट्रोमैग्नेट शामिल हैं।

महत्वपूर्ण!आगमनात्मक भार का संचालन करते समय, वर्तमान वक्र हमेशा वोल्टेज वक्र से आधा चक्र पीछे रहता है।

एक कैपेसिटिव लोड विद्युत धारा की ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र में परिवर्तित करता है, और फिर परिणामी क्षेत्र की ऊर्जा को वापस विद्युत धारा में परिवर्तित करता है। दोनों प्रक्रियाएँ पुनः आधे-आधे चक्र तक घटित होती हैं। उदाहरण कैपेसिटर, बैटरी, सिंक्रोनस मोटर हैं।

महत्वपूर्ण!कैपेसिटिव लोड के संचालन के दौरान, वर्तमान वक्र वोल्टेज वक्र से आधे चक्र तक आगे बढ़ता है।

पावर फैक्टर cosφ

पावर फैक्टर cosφ ( कोसाइन फाई पढ़ें) एक अदिश भौतिक मात्रा है जो विद्युत ऊर्जा खपत की दक्षता को दर्शाती है। सीधे शब्दों में कहें तो, cosφ गुणांक एक प्रतिक्रियाशील भाग की उपस्थिति और कुल शक्ति के सापेक्ष परिणामी सक्रिय भाग के परिमाण को दर्शाता है।

Cosφ गुणांक सक्रिय विद्युत शक्ति और कुल विद्युत शक्ति के अनुपात के माध्यम से पाया जाता है।

टिप्पणी!अधिक सटीक गणना के लिए, किसी को ध्यान में रखना चाहिए अरैखिक विरूपणहालाँकि, सामान्य गणनाओं में साइनसोइड्स की उपेक्षा की जाती है।

इस गुणांक का मान 0 से 1 तक भिन्न हो सकता है ( यदि गणना प्रतिशत के रूप में की जाए तो 0% से 100% तक). गणना सूत्र से यह समझना मुश्किल नहीं है कि इसका मूल्य जितना अधिक होगा, सक्रिय घटक उतना ही अधिक होगा, जिसका अर्थ है कि डिवाइस का प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।

कुल शक्ति की अवधारणा. क्षमता त्रिकोण

स्पष्ट शक्ति एक ज्यामितीय रूप से गणना की गई मान है जो क्रमशः सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्तियों के वर्गों के योग के मूल के बराबर होती है। लैटिन अक्षर एस द्वारा निरूपित।

एस = U⋅I

महत्वपूर्ण!स्पष्ट शक्ति को वोल्ट-एम्पीयर में मापा जाता है ( वी.ए).

शक्ति त्रिकोण पहले वर्णित सभी गणनाओं और सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति के बीच संबंधों का एक सुविधाजनक प्रतिनिधित्व है।

पैर प्रतिक्रियाशील और सक्रिय घटकों को प्रतिबिंबित करते हैं, कर्ण - पूरी शक्ति। ज्यामिति के नियमों के अनुसार, कोण φ की कोज्या सक्रिय और कुल घटकों के अनुपात के बराबर होती है, अर्थात यह शक्ति कारक है।

सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति कैसे प्राप्त करें। गणना उदाहरण

सभी गणनाएँ पहले बताए गए सूत्रों और शक्ति त्रिकोण पर आधारित हैं। आइए एक ऐसी समस्या पर नजर डालें जो व्यवहार में सबसे अधिक बार सामने आती है।

आमतौर पर, विद्युत उपकरण सक्रिय शक्ति और cosφ गुणांक के मूल्य का संकेत देते हैं। इस डेटा के होने से, प्रतिक्रियाशील और कुल घटकों की गणना करना आसान है।

ऐसा करने के लिए, सक्रिय शक्ति को cosφ गुणांक से विभाजित करें और करंट और वोल्टेज का उत्पाद प्राप्त करें। यह पूरी शक्ति होगी.

व्यवहार में cosφ को कैसे मापा जाता है

Cosφ गुणांक का मान आमतौर पर विद्युत उपकरणों के लेबल पर इंगित किया जाता है, हालांकि, यदि व्यवहार में इसे मापना आवश्यक है, तो एक विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है - एक चरण मीटर। एक डिजिटल वॉटमीटर भी इस कार्य को आसानी से संभाल सकता है।

यदि परिणामी cosφ गुणांक काफी कम है, तो इसकी व्यावहारिक रूप से भरपाई की जा सकती है। यह मुख्य रूप से सर्किट में अतिरिक्त उपकरणों को शामिल करके पूरा किया जाता है।

1. यदि प्रतिक्रियाशील घटक को ठीक करना आवश्यक है, तो सर्किट में एक प्रतिक्रियाशील तत्व शामिल किया जाना चाहिए, जो पहले से ही कार्यशील डिवाइस के विपरीत कार्य करता है। एक अतुल्यकालिक मोटर के संचालन की भरपाई के लिए, उदाहरण के लिए एक आगमनात्मक भार, एक संधारित्र समानांतर में जुड़ा हुआ है। सिंक्रोनस मोटर की भरपाई के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेट जुड़ा हुआ है।
2. यदि गैर-रैखिकता समस्याओं को ठीक करना आवश्यक है, तो एक निष्क्रिय cosφ गुणांक सुधारक को सर्किट में पेश किया जाता है, उदाहरण के लिए, यह लोड के साथ श्रृंखला में जुड़ा एक उच्च-प्रेरकत्व प्रारंभ करनेवाला हो सकता है।

बिजली विद्युत उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है, इसलिए यह जानना कि यह क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है, न केवल स्कूली बच्चों और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में विशेषज्ञता वाले लोगों के लिए, बल्कि हम में से प्रत्येक के लिए भी उपयोगी है।

शक्ति- एक निश्चित अवधि में किए गए कार्य के अनुपात के बराबर भौतिक मात्रा।

समय की एक निश्चित अवधि में औसत शक्ति की एक अवधारणा है Δt. औसत शक्ति की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है: एन = Δए / Δt, निम्नलिखित सूत्र के अनुसार तात्कालिक शक्ति: एन=डीए/डीटी. इन सूत्रों का एक सामान्यीकृत रूप है, क्योंकि शक्ति की अवधारणा भौतिकी की कई शाखाओं - यांत्रिकी और इलेक्ट्रोफिजिक्स में मौजूद है। यद्यपि शक्ति की गणना के मूल सिद्धांत लगभग सामान्य सूत्र के समान ही हैं।

शक्ति को वाट में मापा जाता है। वाट शक्ति की एक इकाई है जो जूल को सेकंड से विभाजित करने पर बराबर होती है। वाट के अलावा, शक्ति मापने के लिए अन्य इकाइयाँ भी हैं: अश्वशक्ति, एर्ग प्रति सेकंड, द्रव्यमान-बल-मीटर प्रति सेकंड।

• • एक मीट्रिक अश्वशक्ति 735 वाट के बराबर, अंग्रेजी - 745 वाट।
  • एर्ग- माप की एक बहुत छोटी इकाई, एक एर्ग दस से सातवीं वाट की शून्य से सातवीं शक्ति के बराबर है।
  • एक द्रव्यमान-बल-मीटर प्रति सेकंड 9.81 वाट के बराबर.

मापन उपकरण

शक्ति को मापने के लिए मापने वाले उपकरणों का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रोफिजिक्स में किया जाता है, क्योंकि यांत्रिकी में, मापदंडों (गति और बल) के एक निश्चित सेट को जानकर, आप स्वतंत्र रूप से शक्ति की गणना कर सकते हैं। लेकिन उसी तरह, इलेक्ट्रोफिजिक्स में आप मापदंडों का उपयोग करके शक्ति की गणना कर सकते हैं, लेकिन वास्तव में, रोजमर्रा की जिंदगी में हम यांत्रिक शक्ति को रिकॉर्ड करने के लिए मापने वाले उपकरणों का उपयोग नहीं करते हैं। चूँकि अक्सर कुछ तंत्रों के लिए इन मापदंडों को इस प्रकार निर्दिष्ट किया जाता है। जहाँ तक इलेक्ट्रॉनिक्स का सवाल है, मुख्य उपकरण एक वाटमीटर है, जिसका उपयोग पारंपरिक विद्युत मीटर में रोजमर्रा की जिंदगी में किया जाता है।

आवृत्तियों के अनुसार वाटमीटर को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• • कम बार होना
  • आकाशवाणी आवृति
  • ऑप्टिकल

वॉटमीटर एनालॉग या डिजिटल हो सकते हैं। कम-आवृत्ति (एलएफ) वाले में दो इंडक्शन कॉइल होते हैं, जो डिजिटल और एनालॉग दोनों होते हैं, और पारंपरिक बिजली मीटर के हिस्से के रूप में उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किए जाते हैं। रेडियो फ़्रीक्वेंसी वाटमीटर को दो समूहों में विभाजित किया गया है: अवशोषित शक्ति और संचरित शक्ति। अंतर इस बात में निहित है कि वाटमीटर नेटवर्क से कैसे जुड़ा है; इससे गुजरने वाले नेटवर्क के समानांतर जुड़े होते हैं, जो अतिरिक्त भार के रूप में नेटवर्क के अंत में अवशोषित हो जाता है। ऑप्टिकल वाटमीटर का उपयोग प्रकाश प्रवाह और लेजर बीम की शक्ति निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न उद्योगों और प्रयोगशालाओं में किया जाता है।

यांत्रिक शक्ति

यांत्रिकी में शक्ति सीधे उस बल और उस कार्य पर निर्भर करती है जो यह बल करता है। कार्य एक मात्रा है जो किसी पिंड पर लगाए गए बल को दर्शाती है, जिसके प्रभाव में पिंड एक निश्चित दूरी तय करता है। शक्ति की गणना वेग वेक्टर और बल वेक्टर के अदिश उत्पाद द्वारा की जाती है: पी = एफ * वी = एफ * वी * क्योंकि ए (बल को वेग वेक्टर और बल और वेग वेक्टर (कोसाइन अल्फा) के बीच के कोण से गुणा किया जाता है)।

आप शरीर की घूर्णी गति की शक्ति की गणना भी कर सकते हैं। पी=एम* डब्ल्यू= π * एम * एन / 30. शक्ति (एम) टॉर्क गुणा (डब्ल्यू) कोणीय वेग या पीआई (एन) गुणा टॉर्क (एम) और (एन) घूर्णन गति को 30 से विभाजित करने के बराबर है।

इलेक्ट्रोफिजिक्स में शक्ति

इलेक्ट्रोफिजिक्स में, शक्ति बिजली के संचरण या रूपांतरण की दर को दर्शाती है। शक्ति निम्नलिखित प्रकार की होती है:

• • तात्कालिक विद्युत शक्ति. चूँकि शक्ति एक निश्चित समय में किया गया कार्य है, और चार्ज कंडक्टर के एक निश्चित खंड के साथ चलता है, हमारे पास सूत्र है: पी(ए-बी) = ए / Δt. ए-बी उस क्षेत्र को दर्शाता है जिसके माध्यम से चार्ज गुजरता है। A आवेश या आवेश का कार्य है, Δt वह समय है जो आवेश या आवेश को अनुभाग (A-B) के माध्यम से यात्रा करने में लगता है। उसी सूत्र का उपयोग करके, विभिन्न स्थितियों के लिए अन्य शक्ति मूल्यों की गणना की जाती है जब आपको कंडक्टर के एक खंड पर तात्कालिक शक्ति को मापने की आवश्यकता होती है।

• • आप निरंतर प्रवाह की शक्ति की गणना भी कर सकते हैं: पी = आई * यू = आई^2 * आर = यू^2 / आर.

• • एसी पावर की गणना सूत्र का उपयोग करके नहीं की जा सकती एकदिश धारा. प्रत्यावर्ती धारा में तीन प्रकार की शक्ति होती है:
    • सक्रिय शक्ति (पी), जो के बराबर है पी = यू *आई* क्योंकि एफ . जहां यू और आई वर्तमान वर्तमान पैरामीटर हैं, और एफ (पीएचआई) चरणों के बीच शिफ्ट कोण है। यह सूत्र एकल-चरण साइनसॉइडल धारा के लिए एक उदाहरण के रूप में दिया गया है।
    • प्रतिक्रियाशील शक्ति (क्यू) विद्युत एकल-चरण साइनसॉइडल प्रत्यावर्ती धारा के दोलनों द्वारा उपकरणों में बनाए गए भार को दर्शाती है। क्यू = यू * मैं * पाप च . माप की इकाई प्रतिक्रियाशील वोल्ट-एम्पीयर (var) है।
    • स्पष्ट शक्ति (S) सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति के वर्गों के मूल के बराबर है। इसे वोल्ट-एम्पीयर में मापा जाता है।
    • निष्क्रिय शक्ति प्रत्यावर्ती साइनसॉइडल धारा वाले सर्किट में मौजूद निष्क्रिय शक्ति की एक विशेषता है। प्रतिक्रियाशील शक्ति और हार्मोनिक शक्ति के वर्गों के योग के वर्गमूल के बराबर। उच्च हार्मोनिक शक्ति के अभाव में, यह प्रतिक्रियाशील शक्ति मॉड्यूल के बराबर है।

उपकरण सांख्यिकी का सबसे महत्वपूर्ण कार्य संयंत्र इंजनों की शक्ति को मापना है। इंजन की शक्तिसमय की प्रति इकाई (सेकेंड) कुछ कार्य करने की क्षमता कहलाती है। बिजली की मूल इकाई किलोवाट (किलोवाट) है। चूँकि किसी संयंत्र के बिजली उपकरण में वे मोटरें शामिल हो सकती हैं जिनकी शक्ति विभिन्न इकाइयों में व्यक्त की जाती है, सभी मोटरों की कुल शक्ति किलोवाट में व्यक्त की जाती है। ऐसा करने के लिए, निम्नलिखित निरंतर संबंधों का उपयोग करें:

इंजन की शक्ति को विभिन्न दृष्टिकोणों से चित्रित किया जा सकता है।

इंजन के डिज़ाइन के आधार पर, शक्ति को सैद्धांतिक, संकेतक और प्रभावी (वास्तविक) के बीच प्रतिष्ठित किया जाता है।

सैद्धांतिक शक्ति(#) इस धारणा के आधार पर गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है कि इंजन में कोई यांत्रिक हानि (घर्षण से) और थर्मल हानि (विकिरण से) नहीं है। किसी भी इंजन के लिए सैद्धांतिक शक्ति की गणना की जा सकती है।

पावर संकेतक(#/s) - थर्मल को ध्यान में रखते हुए इंजन की शक्ति, लेकिन यांत्रिक नुकसान को छोड़कर। मापा एम.एन.डीइंजन के उस हिस्से पर जहां विकिरण हानि समाप्त होती है।

तीसरे प्रकार की डिज़ाइन क्षमता है प्रभावी शक्ति (जीतापीय और यांत्रिक हानियों को ध्यान में रखते हुए, यह वास्तविक शक्ति है। इंजन कार्यशील शाफ्ट पर मापा गया।

इंजन संचालन की तीव्रता के आधार पर, इसकी शक्ति बदल सकती है, इसलिए, लोड के साथ ऐसी शक्तियाँ होती हैं: सामान्य (आर्थिक), अधिकतम लंबी और अधिकतम कम समय।

बिजली सामान्य है(एल/^जी) वह शक्ति है जिस पर इंजन प्रति यूनिट बल पर सबसे अधिक आर्थिक रूप से ईंधन और ऊर्जा की खपत करता है, अर्थात इसमें उच्चतम गुणांक होता है उपयोगी क्रिया(क्षमता)। जब भार सामान्य दक्षता से ऊपर या नीचे विचलित हो जाता है। घट जाती है.

मूल रूप से, बिजली उपकरणों को संचालित करते समय अधिकतम मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, उनके लिए मोड सेट किया जाता है अधिकतम भार, जिसमें इंजन अपनी स्थिति को नुकसान पहुंचाए बिना अनिश्चित काल तक लंबे समय तक काम कर सकता है। अधिकांश शक्ति वाले इंजनों के अधिकतम भार की शक्ति विशेषता को कहा जाता है अधिकतम अवधि (Mmt()-

अधिकतम अल्पकालिक शक्ति (संख्या)यह इंजन का अधिकतम भार है जिसके लिए यह बिना किसी दुर्घटना के थोड़े समय के लिए काम कर सकता है, आमतौर पर 30 मिनट से अधिक नहीं।

सभी तीन प्रकार की भार शक्ति संभावित हैं, क्योंकि वे वास्तविक नहीं, बल्कि संभावित भार निर्धारित करते हैं। किसी इंजन की शक्ति को पूरी तरह से चित्रित करने के लिए, इसकी शक्ति, डिजाइन और लोड द्वारा, एक साथ ध्यान में रखा जाना चाहिए। एक नियम के रूप में, यह अधिकतम निरंतर प्रभावी शक्ति होगी।

इंजन की शक्ति का वर्णन करना परिचालन उद्देश्य के अनुसारवे कनेक्टेड पावर, स्थापित, उपलब्ध, पीक, रिजर्व, औसत वास्तविक और औसत वार्षिक के बीच अंतर करते हैं।

कनेक्टेड क्षमता (एमपीआरआईएसडी)बिजली संयंत्र से जुड़े सभी रिसीवरों की शक्ति है, जिसमें ग्राहकों के लिए किसी और के करंट की इलेक्ट्रिक मोटर की शक्ति और उनके स्वयं के करंट की इलेक्ट्रिक मोटर की शक्ति शामिल है।

बड़े बिजली संयंत्र ग्राहकों को अलग-अलग लोड शेड्यूल के साथ बिजली प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, सुबह के समय उत्पादन और शहरी परिवहन (ट्राम, ट्रॉलीबस) के लिए ऊर्जा की मांग तेजी से बढ़ जाती है, लेकिन प्रकाश व्यवस्था के लिए कम हो जाती है; शाम के समय कुछ उद्यमों का काम बंद हो जाता है, लेकिन विद्युत ऊर्जा के लिए मनोरंजन स्थलों की आवश्यकता तेजी से बढ़ जाती है। ग्राहकों के स्टेशन से बार-बार जुड़ने के कारण, कनेक्टेड बिजली आमतौर पर स्टेशन की क्षमता से 2-2.5 गुना अधिक होती है। तो, 30 हजार किलोवाट की क्षमता वाला एक स्टेशन उन ग्राहकों को सेवा दे सकता है जिनकी वर्तमान रिसीवर शक्ति 60 हजार किलोवाट या अधिक है।

बिजली स्थापित(एल/) स्थापित इंजनों की कुल अधिकतम निरंतर प्रभावी शक्ति है (एक बिजली संयंत्र के लिए - विद्युत जनरेटर की शक्ति)।

चूँकि मरम्मत के दौर से गुजर रहे और मरम्मत की प्रतीक्षा कर रहे कुछ इंजनों का उपयोग नहीं किया जा सकता है, इसलिए इसका बहुत महत्व है उपलब्ध बिजली (Мяві)- सभी उपकरणों की कुल शक्ति, उन उपकरणों को घटाकर जो मरम्मत के अधीन हैं या मरम्मत की प्रतीक्षा कर रहे हैं।

एक निश्चित अवधि के लिए, उदाहरण के लिए प्रति दिन, महीने या तिमाही के लिए, अधिकतम भार निर्धारित करना महत्वपूर्ण है, जिसे कहा जाता है ShA की चरम शक्ति।

उपलब्ध और चरम शक्ति के बीच के अंतर को कहा जाता है आरक्षित शक्ति.इसमें दो भाग होते हैं जिनका अलग-अलग आर्थिक महत्व होता है: बैकअप इंजनों की शक्ति, जिसका उद्देश्य दुर्घटना की स्थिति में चलने वाले इंजनों को बदलना है, और व्यस्त समय के दौरान चलने वाले इंजनों का अंडरलोड।

कई व्यावहारिक गणनाओं के लिए इसे निर्धारित किया जाता है औसत वास्तविक शक्तिएल. इसकी गणना एक व्यक्तिगत इंजन के लिए उस अवधि के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को किलोवाट-घंटे में वास्तविक परिचालन समय से विभाजित करके की जाती है, अर्थात

एक साथ काम करने वाले कई इंजनों की औसत वास्तविक शक्ति की गणना करने के लिए, उनके द्वारा उत्पादित ऊर्जा को सभी इंजनों के परिचालन समय से विभाजित किया जाना चाहिए, उनके एक साथ काम करने के समय से कम किया जाना चाहिए। इस प्रकार, एक या दूसरे संयोजन में एक साथ चलने वाले दो इंजनों की औसत वास्तविक शक्ति का सूत्र इस प्रकार होगा

उदाहरण 7.1

दो इंजनों की औसत वास्तविक शक्ति की गणना करें, जिनमें से पहला 6 से 16 घंटे तक काम करता था और 630 किलोवाट x घंटे ऊर्जा का उत्पादन करता था, और दूसरा 8 से 23 घंटे तक काम करता था और 715 किलोवाट x घंटे ऊर्जा का उत्पादन करता था।

उत्पादित ऊर्जा की कुल मात्रा: 630 + 715 = 1345 किलोवाट x घंटा।

कुल इंजन परिचालन समय: (16-6) + (23-8) = 25 घंटे।

इंजनों के एक साथ काम करने का समय: (16-8) = 8 घंटे।

औसत वास्तविक शक्ति के अलावा, गणना करें औसत वार्षिक शक्ति (एम),जो दर्शाता है कि प्रति वर्ष औसतन प्रति घंटे कितने किलोवाट-घंटे ऊर्जा का उत्पादन होता है।

ऐसा करने के लिए, उत्पादित ऊर्जा को पाठ घंटों की संख्या - 8760 से विभाजित किया जाता है। से हमेशा कम होता है और उनका अनुपात A^UL^ एक वार्षिक अवधि में समय के साथ इंजन उपयोग की डिग्री को दर्शाता है।

उद्यमों में इंजन स्थापित हैं जो प्रदर्शन करते हैं विभिन्न कार्य: प्राथमिक इंजन यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, और द्वितीयक इंजन यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं ऊर्जा को विद्युत में(विद्युत जनरेटर) या विद्युत को यांत्रिक और थर्मल (विद्युत मोटर और विद्युत उपकरण) में।

यदि, किसी उद्यम की कुल शक्ति निर्धारित करने के लिए, प्राथमिक और माध्यमिक इंजनों की शक्ति को जोड़ा जाता है, तो बार-बार गणना की अनुमति दी जाएगी; इसके अलावा, कुल बिजली गणना में केवल वह बिजली शामिल होनी चाहिए जो उत्पादन प्रक्रिया में उपयोग की जाती है। नतीजतन, उद्यम के पावर स्टेशन पर स्थापित इंजनों की शक्ति, जिसकी ऊर्जा को किनारे पर आपूर्ति की जाती है, को एक निश्चित उद्यम की ऊर्जा क्षमता का निर्धारण करते समय ध्यान में नहीं रखा जाना चाहिए, क्योंकि इसे ध्यान में रखा जाएगा वे उद्यम जो ऊर्जा की खपत करते हैं।

चावल। 7.1. वी

चित्र से. 7.1 से पता चलता है कि प्राइम मूवर्स सीधे काम करने वाली मशीनों को चला सकते हैं या यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए विद्युत जनरेटर में संचारित कर सकते हैं; आपके स्वयं के विद्युत जनरेटर से प्राप्त बिजली का उपयोग आपके स्वयं के विद्युत मोटरों और मिश्रित विद्युत उपकरणों को बिजली देने और उद्यम की आर्थिक जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। बिजली का कुछ भाग किनारे पर छोड़ा जा सकता है। इसी समय, बाहर से प्राप्त ऊर्जा विद्युत मोटरों और विदेशी और मिश्रित धारा के विद्युत उपकरणों के संचालन को सुनिश्चित करती है। प्रत्यक्ष प्राथमिक इंजनों की शक्ति और परिवहन इंजनों की शक्ति को स्वतंत्र रूप से ध्यान में रखा जाता है। प्राथमिक और द्वितीयक इंजनों की शक्तियों को जोड़कर, हम दोहरी गिनती की अनुमति देंगे। इसलिए, गणना सूत्र लागू किया जाता है उद्यम की ऊर्जा क्षमता,जो दोहरी गिनती को पूरी तरह से समाप्त कर देता है:

प्राइम मूवर्स नंबर) की कुल शक्ति प्रत्यक्ष-अभिनय मोटरों और फ़ैक्टरी वाहनों में उपयोग की जाने वाली मोटरों की शक्ति को भी ध्यान में रखती है।

फॉर्मूला 7.3 न केवल शक्ति की बार-बार गणना को समाप्त करता है, बल्कि यांत्रिक और विद्युत ड्राइव की शक्ति के बीच अंतर भी करता है।

यांत्रिक ड्राइव की शक्ति उद्यम के सभी प्राथमिक इंजनों की शक्ति और उनके उस हिस्से की शक्ति के बीच के अंतर के बराबर है जो विद्युत जनरेटर की सेवा करता है (एमपीडी-एम^^^^). यहअंतर सीधे काम करने वाली मशीनों (ट्रांसमिशन या गियर सिस्टम का उपयोग करके) से जुड़े प्राइम मूवर्स की शक्ति का है।

एक विद्युत ड्राइव की शक्ति को विद्युत मोटरों और विद्युत उपकरणों की शक्तियों के योग के रूप में परिभाषित किया जाता है, अर्थात, द्वितीयक इंजन जो सीधे उत्पादन प्रक्रिया को पूरा करते हैं।

कभी-कभी, किसी उद्यम की ऊर्जा शक्ति की गणना करते समय, विद्युत जनरेटर की सेवा करने वाले प्राथमिक इंजनों की शक्ति पर ध्यान दिया जाता है Gp.d.obs.el.gen)>अज्ञात। इसे निर्धारित करने के लिए, आपको विद्युत जनरेटर की शक्ति को 1.04 के कारक से गुणा करना होगा। इस गुणांक की उत्पत्ति इस प्रकार है: विद्युत जनरेटर की औसत दक्षता 0.96 मानी जाती है, जिसका अर्थ है कि उनकी सेवा करने वाले प्राइम मूवर्स की शक्ति को प्राइम मूवर्स की शक्ति को 0.96 से विभाजित करके या = से गुणा करके प्राप्त किया जा सकता है। 1.04. 0.96

निर्धारण हेतु उद्यम द्वारा खपत की गई ऊर्जा की मात्रा,कुल शक्ति की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सूत्र के समान एक सूत्र का उपयोग करें:

उदाहरण 7.2

उद्यम की क्षमता और औसत वास्तविक क्षमता की गणना करें, यह जानते हुए कि उद्यम ने 200 घंटे या उससे कम समय तक काम किया उसकानिम्नलिखित बिजली उपकरण हमारे पास उपलब्ध हैं:

^^=400+50+350 0.736+100 0.736 - 250-1.04 + 220 + 600 = І34І.2l5zh.

की गणना करना अगरउद्यम द्वारा खपत की गई ऊर्जा का निर्धारण करना आवश्यक है:

यसचिप्र = 80000 + 42000 o 0.736+10000 - 0.736 - 48000 o 1.04 + 42000 + 90000 = 200352 किलोवाट.

शक्ति- सामान्य स्थिति में सिस्टम ऊर्जा के परिवर्तन, परिवर्तन, संचरण या खपत की दर के बराबर एक भौतिक मात्रा। एक संकीर्ण अर्थ में, शक्ति एक निश्चित अवधि में किए गए कार्य और इस अवधि के अनुपात के बराबर है।

एक निश्चित अवधि में औसत शक्ति के बीच अंतर स्पष्ट करें

और तात्कालिक शक्ति इस पलसमय:

किसी समयावधि में तात्कालिक शक्ति का अभिन्न अंग इस दौरान कुल हस्तांतरित ऊर्जा के बराबर होता है:

इकाइयाँ। अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (एसआई) शक्ति की इकाई वाट है, जो एक जूल को एक सेकंड से विभाजित करने के बराबर है। यांत्रिक कार्य शक्ति विद्युत

शक्ति माप की एक और सामान्य, लेकिन अब पुरानी इकाई अश्वशक्ति है। अपनी सिफारिशों में, इंटरनेशनल ऑर्गनाइजेशन ऑफ लीगल मेट्रोलॉजी (ओआईएमएल) ने अश्वशक्ति को माप की एक इकाई के रूप में सूचीबद्ध किया है "जिसे जितनी जल्दी हो सके चरणबद्ध तरीके से समाप्त किया जाना चाहिए जहां इसका वर्तमान में उपयोग किया जाता है और यदि यह उपयोग में नहीं है तो इसे पेश नहीं किया जाना चाहिए।"

बिजली इकाइयों के बीच संबंध (परिशिष्ट 9 देखें)।

यांत्रिक शक्ति. यदि कोई बल किसी गतिमान पिंड पर कार्य करता है, तो यह बल कार्य करता है। इस मामले में शक्ति बल वेक्टर और वेग वेक्टर के अदिश उत्पाद के बराबर है जिसके साथ शरीर चलता है:

कहाँ एफ- बल, वी- गति, - गति और बल के वेक्टर के बीच का कोण।

घूर्णी गति के दौरान शक्ति का एक विशेष मामला:

एम- टॉर्क, - कोणीय वेग, - पाई, एन- घूर्णन गति (प्रति मिनट क्रांतियाँ, आरपीएम)।

विद्युत शक्ति

यांत्रिक शक्ति।शक्ति उस गति को दर्शाती है जिस गति से कार्य किया जाता है।

पावर (एन) एक भौतिक मात्रा है जो कार्य ए और उस समयावधि टी के अनुपात के बराबर है जिसके दौरान यह कार्य किया गया था।

शक्ति दर्शाती है कि समय की प्रति इकाई कितना कार्य किया गया है।

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) में, शक्ति की इकाई को अंग्रेजी आविष्कारक जेम्स वाट (वाट) के सम्मान में वाट (डब्ल्यू) कहा जाता है, जिन्होंने पहला भाप इंजन बनाया था।

[एन]= डब्ल्यू = जे/एस

• 1 डब्ल्यू = 1 जे/1 एस
• 1 वाट उस बल की शक्ति के बराबर है जो 1 सेकंड में 1 J कार्य करता है या जब 100 ग्राम वजन का भार 1 सेकंड में 1 मीटर की ऊंचाई तक उठाया जाता है।

स्वयं जेम्स वाट (1736-1819) ने शक्ति की एक अन्य इकाई - अश्वशक्ति (1 एचपी) का उपयोग किया, जिसे उन्होंने भाप इंजन और घोड़े के प्रदर्शन की तुलना करने के लिए पेश किया।

1hp = 735 डब्ल्यू.

हालाँकि, एक औसत घोड़े की शक्ति लगभग 1/2 hp होती है, हालाँकि घोड़े अलग-अलग होते हैं।

"जीवित इंजन" संक्षेप में अपनी शक्ति को कई गुना बढ़ा सकते हैं।

दौड़ने और कूदने पर घोड़ा अपनी शक्ति को दस गुना या उससे अधिक तक बढ़ा सकता है।

1 मीटर की ऊंचाई तक छलांग लगाने पर, 500 किलोग्राम वजन वाला घोड़ा 5,000 W = 6.8 hp के बराबर शक्ति विकसित करता है।

ऐसा माना जाता है कि शांत चलने के दौरान एक व्यक्ति की औसत शक्ति लगभग 0.1 एचपी होती है। यानी 70-90W.

दौड़ने और कूदने से व्यक्ति में कई गुना अधिक शक्ति विकसित हो सकती है।

यह पता चला है कि यांत्रिक ऊर्जा का सबसे शक्तिशाली स्रोत एक बन्दूक है!

एक तोप का उपयोग करके, आप 500 मीटर/सेकेंड की गति से 900 किलोग्राम वजनी तोप का गोला फेंक सकते हैं, जिससे 0.01 सेकंड में लगभग 110,000,000 J कार्य हो सकता है। यह कार्य 75 टन माल को चेप्स पिरामिड (ऊंचाई 150 मीटर) के शीर्ष तक उठाने के बराबर है।

तोप के गोले की शक्ति 11,000,000,000 W = 15,000,000 hp होगी।

किसी व्यक्ति की मांसपेशियों में तनाव का बल उस पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के लगभग बराबर होता है।

यह सूत्र स्थिर गति के साथ एक समान गति के लिए और औसत गति के लिए परिवर्तनशील गति के मामले में मान्य है।

इन सूत्रों से यह स्पष्ट है कि निरंतर इंजन शक्ति पर, गति की गति कर्षण बल के व्युत्क्रमानुपाती होती है और इसके विपरीत।

यह विभिन्न वाहनों के गियरबॉक्स (गियरबॉक्स) के संचालन सिद्धांत का आधार है।

विद्युत शक्ति. विद्युत शक्ति एक भौतिक मात्रा है जो विद्युत ऊर्जा के संचरण या रूपांतरण की गति को दर्शाती है। एसी नेटवर्क का अध्ययन करते समय, सामान्य भौतिक परिभाषा के अनुरूप तात्कालिक शक्ति के अलावा, सक्रिय शक्ति की अवधारणाओं को भी पेश किया जाता है, जो एक अवधि में तात्कालिक शक्ति के औसत मूल्य के बराबर होती है, प्रतिक्रियाशील शक्ति, जो कि अपव्यय के बिना प्रसारित होने वाली ऊर्जा से मेल खाती है। उपभोक्ता और पीठ के लिए स्रोत, और कुल शक्ति, चरण बदलाव को ध्यान में रखे बिना वर्तमान और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों के उत्पाद के रूप में गणना की जाती है।

U एक कूलॉम को हिलाने पर किया गया कार्य है, और धारा I 1 सेकंड में गुजरने वाले कूलॉम की संख्या है। इसलिए करंट और वोल्टेज का गुणनफल 1 सेकंड में किए गए कुल कार्य को दर्शाता है, यानी विद्युत शक्ति या इलेक्ट्रिक करंट पावर।

उपरोक्त सूत्र का विश्लेषण करते हुए, हम एक बहुत ही सरल निष्कर्ष निकाल सकते हैं: चूंकि विद्युत शक्ति "पी" समान रूप से वर्तमान "आई" और वोल्टेज "यू" पर निर्भर करती है, इसलिए, समान विद्युत शक्ति या तो प्राप्त की जा सकती है उच्च धारा और कम धारा वोल्टेज, या, इसके विपरीत, उच्च वोल्टेज और कम धारा पर (इसका उपयोग स्टेप-अप और स्टेप-डाउन पावर सबस्टेशनों पर ट्रांसफार्मर रूपांतरण के माध्यम से बिजली संयंत्रों से उपभोग के स्थानों तक लंबी दूरी पर बिजली संचारित करते समय किया जाता है) .

सक्रिय विद्युत शक्ति (यह वह शक्ति है जो अपरिवर्तनीय रूप से अन्य प्रकार की ऊर्जा - थर्मल, प्रकाश, यांत्रिक, आदि में परिवर्तित होती है) की माप की अपनी इकाई है - डब्ल्यू (वाट)। यह 1 वोल्ट गुणा 1 एम्पीयर के बराबर है। रोजमर्रा की जिंदगी और उत्पादन में, बिजली को किलोवाट (किलोवाट, 1 किलोवाट = 1000 डब्ल्यू) में मापना अधिक सुविधाजनक है। बिजली संयंत्र पहले से ही बड़ी इकाइयों - mW (मेगावाट, 1 mW = 1000 kW = 1,000,000 W) का उपयोग करते हैं।

प्रतिक्रियाशील विद्युत शक्ति एक मात्रा है जो इस प्रकार की विशेषता बताती है विद्युत भार, जो विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के ऊर्जा उतार-चढ़ाव (प्रेरक और कैपेसिटिव) द्वारा उपकरणों (विद्युत उपकरण) में बनाए जाते हैं। पारंपरिक प्रत्यावर्ती धारा के लिए, यह उनके बीच के चरण कोण की साइन द्वारा ऑपरेटिंग धारा I और वोल्टेज ड्रॉप U के उत्पाद के बराबर है:

Q = U*I*sin(कोण)।

प्रतिक्रियाशील शक्ति की माप की अपनी इकाई होती है जिसे VAR (वोल्ट-एम्पीयर प्रतिक्रियाशील) कहा जाता है। "Q" अक्षर से दर्शाया जाता है।

शक्ति घनत्व. विशिष्ट शक्ति इंजन शक्ति का उसके द्रव्यमान या अन्य पैरामीटर से अनुपात है।

वाहन शक्ति घनत्व. कारों के संबंध में विशिष्ट शक्ति को कहा जाता है अधिकतम शक्तिमोटर, कार के संपूर्ण द्रव्यमान से संबंधित। पिस्टन इंजन की शक्ति को इंजन के विस्थापन से विभाजित करने पर लीटर शक्ति कहा जाता है। उदाहरण के लिए, गैसोलीन इंजन की लीटर शक्ति 30...45 किलोवाट/लीटर है, और बिना टर्बोचार्जिंग वाले डीजल इंजन के लिए - 10...15 किलोवाट/लीटर है।

इंजन की विशिष्ट शक्ति में वृद्धि से अंततः ईंधन की खपत में कमी आती है, क्योंकि भारी इंजन को परिवहन करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है। यह हल्के मिश्रधातुओं, बेहतर डिजाइन और बूस्टिंग (गति और संपीड़न अनुपात में वृद्धि, टर्बोचार्जिंग का उपयोग आदि) के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। लेकिन यह निर्भरता हमेशा नहीं देखी जाती है। विशेष रूप से, भारी डीजल इंजन अधिक किफायती हो सकते हैं, क्योंकि आधुनिक टर्बोचार्ज्ड डीजल की दक्षता 50% तक पहुंच जाती है।

साहित्य में, इस शब्द का उपयोग करते हुए, व्युत्क्रम मान kg/hp अक्सर दिया जाता है। या किग्रा/किलोवाट।

टैंकों की विशिष्ट शक्ति. टैंक इंजनों की शक्ति, विश्वसनीयता और अन्य पैरामीटर लगातार बढ़ रहे थे और सुधार कर रहे थे। यदि शुरुआती मॉडल में वे अनिवार्य रूप से ऑटोमोबाइल इंजन से संतुष्ट थे, तो 1920-1940 के दशक में टैंकों के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ। अनुकूलित विमान इंजन, और बाद में विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए टैंक डीजल (बहु-ईंधन) इंजन, व्यापक हो गए। किसी टैंक के स्वीकार्य ड्राइविंग प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए, इसकी विशिष्ट शक्ति (टैंक के लड़ाकू वजन के लिए इंजन शक्ति का अनुपात) कम से कम 18-20 एचपी होनी चाहिए। साथ। /टी। कुछ आधुनिक टैंकों की विशिष्ट शक्ति (परिशिष्ट 10 देखें)।

सक्रिय शक्ति. सक्रिय शक्ति एक अवधि में तात्कालिक प्रत्यावर्ती धारा शक्ति का औसत मूल्य है:

सक्रिय शक्ति एक मात्रा है जो बिजली को किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को दर्शाती है। दूसरे शब्दों में, विद्युत शक्ति, मानो बिजली की खपत की दर को दर्शाती है। यह वह बिजली है जिसके लिए हम पैसे देते हैं, जिसे मीटर द्वारा गिना जाता है।

सक्रिय शक्ति निम्न सूत्र का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है:

लोड की शक्ति विशेषताओं को केवल प्रत्यक्ष धारा के मामले में एक एकल पैरामीटर (डब्ल्यू में सक्रिय शक्ति) द्वारा सटीक रूप से निर्दिष्ट किया जा सकता है, क्योंकि प्रत्यक्ष धारा सर्किट में केवल एक प्रकार का प्रतिरोध होता है - सक्रिय प्रतिरोध।

प्रत्यावर्ती धारा के मामले में लोड की शक्ति विशेषताओं को एक एकल पैरामीटर द्वारा सटीक रूप से निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है, क्योंकि वे दो हैं अलग - अलग प्रकारप्रतिरोध - सक्रिय और प्रतिक्रियाशील। इसलिए, केवल दो पैरामीटर: सक्रिय शक्ति और प्रतिक्रियाशील ऊर्जाभार का सटीक वर्णन करें।

सक्रिय और प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध के संचालन सिद्धांत पूरी तरह से अलग हैं। सक्रिय प्रतिरोध - अपरिवर्तनीय रूप से विद्युत ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा (थर्मल, प्रकाश, आदि) में परिवर्तित करता है - उदाहरण: गरमागरम लैंप, इलेक्ट्रिक हीटर।

प्रतिक्रिया - वैकल्पिक रूप से ऊर्जा संग्रहीत करता है और फिर इसे नेटवर्क में वापस छोड़ देता है - उदाहरण: संधारित्र, प्रारंभ करनेवाला।

सक्रिय शक्ति (सक्रिय प्रतिरोध के माध्यम से प्रसारित) को वाट में मापा जाता है, और प्रतिक्रियाशील शक्ति (प्रतिक्रिया के माध्यम से प्रसारित) को वर्र्स में मापा जाता है; इसके अलावा, लोड शक्ति को चिह्नित करने के लिए, दो और मापदंडों का उपयोग किया जाता है: स्पष्ट शक्ति और शक्ति कारक। ये सभी 4 पैरामीटर:

सक्रिय शक्ति: पदनाम पी, इकाई: वाट।

प्रतिक्रियाशील शक्ति: पदनाम Q, माप की इकाई: VAR (वोल्ट एम्पीयर प्रतिक्रियाशील)।

स्पष्ट शक्ति: पदनाम एस, इकाई: वीए (वोल्ट एम्पीयर)।

शक्ति कारक: पदनाम k या cosФ, माप की इकाई: आयाम रहित मात्रा।

ये पैरामीटर निम्नलिखित संबंधों से संबंधित हैं:

S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S.

CosФ को शक्ति कारक भी कहा जाता है।

इसलिए, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, शक्ति को चिह्नित करने के लिए इनमें से किन्हीं दो मापदंडों को निर्दिष्ट किया जाता है, क्योंकि बाकी इन दोनों से पाया जा सकता है।

बिजली आपूर्ति के साथ भी ऐसा ही है। उनकी शक्ति (भार क्षमता) डीसी बिजली आपूर्ति के लिए एक पैरामीटर द्वारा विशेषता है - सक्रिय शक्ति (डब्ल्यू), और स्रोतों के लिए दो पैरामीटर। एसी बिजली की आपूर्ति. आमतौर पर ये दो पैरामीटर स्पष्ट शक्ति (वीए) और सक्रिय शक्ति (डब्ल्यू) हैं।

अधिकांश कार्यालय और घर का सामान, सक्रिय (कोई या कम प्रतिक्रिया नहीं), इसलिए उनकी शक्ति वाट्स में इंगित की गई है। इस मामले में, लोड की गणना करते समय, वाट में यूपीएस पावर मान का उपयोग किया जाता है। यदि लोड इनपुट पावर फैक्टर सुधार (एपीएफसी) के बिना बिजली आपूर्ति (पीएसयू) वाले कंप्यूटर हैं, लेज़र प्रिंटर, रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर, इलेक्ट्रिक मोटर (उदाहरण के लिए, एक सबमर्सिबल पंप या मशीन के हिस्से के रूप में एक मोटर), फ्लोरोसेंट गिट्टी लैंप, आदि - सभी आउटपुट का उपयोग गणना में किया जाता है। यूपीएस डेटा: केवीए, किलोवाट, अधिभार विशेषताएँ, आदि।

प्रतिक्रियाशील ऊर्जा।प्रतिक्रियाशील शक्ति, प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजे के तरीके और प्रकार (साधन)।

प्रतिक्रियाशील शक्ति एक लोड में विद्युत चुम्बकीय प्रक्रियाओं पर खर्च की गई कुल शक्ति का हिस्सा है जिसमें कैपेसिटिव और आगमनात्मक घटक होते हैं। प्रदर्शन नहीं करता उपयोगी कार्य, कंडक्टरों के अतिरिक्त ताप का कारण बनता है और बढ़ी हुई शक्ति के ऊर्जा स्रोत के उपयोग की आवश्यकता होती है।

रूसी संघ के उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय के आदेश संख्या 267 दिनांक 4 अक्टूबर 2005 के अनुसार प्रतिक्रियाशील शक्ति विद्युत नेटवर्क में तकनीकी नुकसान को संदर्भित करती है।

सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, विद्युत ऊर्जा के सभी उपभोक्ता जिनका मोड विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों (इलेक्ट्रिक मोटर, वेल्डिंग उपकरण,) की निरंतर घटना के साथ होता है। फ्लोरोसेंट लैंपऔर भी बहुत कुछ) कुल बिजली खपत के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील दोनों घटकों के साथ नेटवर्क को लोड करें। शक्ति का यह प्रतिक्रियाशील घटक (बाद में प्रतिक्रियाशील शक्ति के रूप में संदर्भित) महत्वपूर्ण अधिष्ठापन वाले उपकरणों के संचालन के लिए आवश्यक है और साथ ही इसे नेटवर्क पर अवांछित अतिरिक्त भार के रूप में माना जा सकता है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति की महत्वपूर्ण खपत के साथ, नेटवर्क में वोल्टेज कम हो जाता है। जिन विद्युत प्रणालियों में सक्रिय शक्ति की कमी होती है, उनमें वोल्टेज स्तर आमतौर पर नाममात्र से कम होता है। संतुलन को पूरा करने के लिए अपर्याप्त सक्रिय शक्ति को पड़ोसी बिजली प्रणालियों से ऐसी प्रणालियों में स्थानांतरित किया जाता है जिनके पास अतिरिक्त उत्पन्न बिजली होती है। आमतौर पर, बिजली प्रणालियों में सक्रिय शक्ति की कमी और प्रतिक्रियाशील शक्ति की कमी होती है। हालाँकि, लापता प्रतिक्रियाशील शक्ति को पड़ोसी विद्युत प्रणालियों से स्थानांतरित नहीं करना, बल्कि दिए गए विद्युत प्रणाली में स्थापित क्षतिपूर्ति उपकरणों में इसे उत्पन्न करना अधिक कुशल है। सक्रिय शक्ति के विपरीत, प्रतिक्रियाशील शक्ति न केवल जनरेटर द्वारा उत्पन्न की जा सकती है, बल्कि क्षतिपूर्ति करने वाले उपकरणों - कैपेसिटर, सिंक्रोनस कम्पेसाटर या स्थैतिक प्रतिक्रियाशील बिजली स्रोतों द्वारा भी उत्पन्न की जा सकती है, जिन्हें विद्युत नेटवर्क के सबस्टेशनों पर स्थापित किया जा सकता है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजावर्तमान में, ऊर्जा बचत और पावर ग्रिड पर भार कम करने के मुद्दे को हल करने में एक महत्वपूर्ण कारक है। घरेलू और प्रमुख विदेशी विशेषज्ञों के अनुमान के अनुसार, ऊर्जा संसाधनों और विशेष रूप से बिजली का हिस्सा उत्पादन की लागत में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह किसी उद्यम की ऊर्जा खपत के विश्लेषण और ऑडिट, एक कार्यप्रणाली के विकास और प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई के साधनों की खोज पर गंभीरता से विचार करने के लिए पर्याप्त मजबूत तर्क है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा. प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति का अर्थ है.विद्युत उपभोक्ताओं द्वारा बनाए गए आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील भार को एक सटीक आकार के संधारित्र को जोड़कर कैपेसिटिव लोड के साथ प्रतिसाद दिया जा सकता है। यह नेटवर्क से खपत होने वाली प्रतिक्रियाशील बिजली को कम करता है और इसे पावर फैक्टर सुधार या प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा कहा जाता है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति के साधन के रूप में संधारित्र इकाइयों का उपयोग करने के लाभ:

• · सक्रिय शक्ति का कम विशिष्ट नुकसान (आधुनिक लो-वोल्टेज कोसाइन कैपेसिटर का अपना नुकसान 0.5 डब्ल्यू प्रति 1000 वीएआर से अधिक नहीं है);
• · कोई घूमने वाला भाग नहीं;
• · सरल स्थापना और संचालन (नींव की आवश्यकता नहीं);
• · अपेक्षाकृत कम पूंजी निवेश;
• · किसी भी आवश्यक क्षतिपूर्ति शक्ति का चयन करने की क्षमता;
• · विद्युत नेटवर्क में किसी भी बिंदु पर स्थापना और कनेक्शन की संभावना;
• · ऑपरेशन के दौरान कोई शोर नहीं;
• · कम परिचालन लागत.

संधारित्र इकाई के कनेक्शन के आधार पर, निम्न प्रकार के मुआवजे संभव हैं:

• 1. व्यक्तिगत या निरंतर मुआवजा, जिसमें आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति को सीधे उसके घटित होने के बिंदु पर मुआवजा दिया जाता है, जिससे आपूर्ति तारों को उतार दिया जाता है (निरंतर या अपेक्षाकृत उच्च शक्ति के साथ निरंतर मोड में काम करने वाले व्यक्तिगत उपभोक्ताओं के लिए - अतुल्यकालिक मोटर्स, ट्रांसफार्मर, वेल्डिंग मशीन, डिस्चार्ज लैंप, आदि)।
• 2. समूह मुआवजा, जिसमें, कई एक साथ संचालित प्रेरक उपभोक्ताओं के लिए व्यक्तिगत मुआवजे के समान, एक सामान्य स्थिर संधारित्र जुड़ा हुआ है (एक दूसरे के करीब स्थित इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए, डिस्चार्ज लैंप के समूह)। यहां आपूर्ति लाइन भी उतार दी जाती है, लेकिन केवल व्यक्तिगत उपभोक्ताओं को वितरण से पहले।
• 3. केंद्रीकृत मुआवजा, जिसमें एक निश्चित संख्या में कैपेसिटर मुख्य या समूह वितरण कैबिनेट से जुड़े होते हैं। इस तरह के मुआवजे का उपयोग आमतौर पर परिवर्तनीय भार वाले बड़े विद्युत प्रणालियों में किया जाता है। ऐसी संधारित्र स्थापना को एक इलेक्ट्रॉनिक नियामक द्वारा नियंत्रित किया जाता है - एक नियंत्रक जो लगातार नेटवर्क से प्रतिक्रियाशील बिजली की खपत का विश्लेषण करता है। ऐसे रेगुलेटर कैपेसिटर को चालू या बंद करते हैं, जिनकी मदद से कुल लोड की तात्कालिक प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई की जाती है और इस प्रकार, नेटवर्क से खपत होने वाली कुल बिजली कम हो जाती है।

18वीं शताब्दी में, शक्ति को अश्वशक्ति में मापा जाने लगा। अब तक, इस भौतिक मात्रा का उपयोग इंजनों की शक्ति को इंगित करने के लिए किया जाता है। वाट में आंतरिक दहन इंजन के शक्ति संकेतक के आगे, वे एचपी में मूल्य लिखना जारी रखते हैं।

भौतिक मात्रा के रूप में शक्ति, शक्ति सूत्र

एक मान जो दर्शाता है कि किसी सिस्टम-शक्ति में ऊर्जा कितनी तेजी से परिवर्तित, संचारित या उपभोग की जाती है। ऊर्जा स्थितियों का वर्णन करना महत्वपूर्ण है कि प्रक्रिया कितनी तेजी से निष्पादित होती है। समय की प्रति इकाई किये गये कार्य को शक्ति कहते हैं:

• काम के बारे में क्या;
• टी - समय.

यांत्रिक शक्ति और विद्युत शक्ति को अलग-अलग ध्यान में रखा जा सकता है।

इस प्रश्न का उत्तर पाने के लिए: यांत्रिक शक्ति को कैसे मापा जाता है, किसी गतिमान पिंड पर बल के प्रभाव पर विचार करें। बल कार्य करता है, इस मामले में शक्ति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

• एफ - बल;
• वी - गति.

घूर्णी गति के दौरान, यह मान बल के क्षण और घूर्णी गति, "आरपीएम" को ध्यान में रखते हुए निर्धारित किया जाता है।

विद्युत धारा और शक्ति के बीच संबंध

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, कार्य यू होगा - वोल्टेज जो 1 कूलॉम को स्थानांतरित करता है, प्रति यूनिट समय में स्थानांतरित कूलॉम की संख्या वर्तमान (आई) है। विद्युत धारा शक्ति या विद्युत शक्ति P धारा को वोल्टेज से गुणा करके प्राप्त की जाती है:

यह 1 सेकंड में किया गया पूरा काम है. यहां निर्भरता प्रत्यक्ष है. करंट या वोल्टेज को बदलकर, डिवाइस द्वारा खपत की जाने वाली बिजली को बदल दिया जाता है।

समान P मान दो मानों में से किसी एक को भिन्न करके प्राप्त किया जाता है।

वर्तमान विद्युत इकाई की परिभाषा

वर्तमान शक्ति को मापने की इकाई का नाम स्कॉटिश मैकेनिकल इंजीनियर जेम्स वाट के नाम पर रखा गया है। 1 W, 1 V के संभावित अंतर पर 1 A की धारा द्वारा उत्पन्न शक्ति है।

उदाहरण के लिए, 3.5 V के वोल्टेज वाला एक स्रोत सर्किट में 0.2 A का करंट बनाता है, तो करंट की शक्ति होगी:

पी = यू*आई = 3.5*0.2 = 0.7 डब्ल्यू।

ध्यान!यांत्रिकी में, शक्ति को आमतौर पर अक्षर N द्वारा दर्शाया जाता है, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में - अक्षर P द्वारा। n और P को कैसे मापा जाता है? पदनाम के बावजूद, यह एक मात्रा है, और इसे वाट "डब्ल्यू" में मापा जाता है।

वाट और अन्य बिजली इकाइयाँ

जब शक्ति को मापने के तरीके के बारे में बात की जाती है, तो आपको यह जानना होगा कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं। वाट 1 J/s के अनुरूप एक मान है। इसे अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली में अपनाया गया है। शक्ति को अन्य किन इकाइयों में मापा जाता है? विज्ञान की खगोल भौतिकी शाखा erg/s नामक इकाई के साथ कार्य करती है। एर्ग एक बहुत छोटा मान है, जो 10-7 W के बराबर है।

इस श्रृंखला की एक और, अभी भी सामान्य इकाई, "अश्वशक्ति" है। 1789 में, जेम्स वाट ने गणना की कि एक घोड़े द्वारा 1 मीटर/सेकेंड की गति से एक शाफ्ट से 75 किलोग्राम भार खींचा जा सकता है। ऐसी श्रम तीव्रता की गणना के आधार पर, इंजन की शक्ति को इस मान से अनुपात में मापा जा सकता है:

1 एच.पी = 0.74 किलोवाट.

दिलचस्प।अमेरिकियों और ब्रिटिशों का मानना ​​है कि 1 एच.पी. = 745.7 डब्ल्यू, और रूसी - 735.5 डब्ल्यू। इस बात पर बहस करने का कोई मतलब नहीं है कि कौन सही है और कौन गलत है, क्योंकि यह एक अतिरिक्त-प्रणालीगत उपाय है और इसका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। इंटरनेशनल ऑर्गनाइजेशन ऑफ लीगल मेट्रोलॉजी ने इसे प्रचलन से वापस लेने की सिफारिश की है।

रूस में, CASCO या OSAGO नीति की गणना करते समय, कार की बिजली इकाई के इन आंकड़ों का उपयोग किया जाता है।

बिजली, वोल्टेज और करंट के बीच संबंध का सूत्र

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, कार्य को एक निश्चित अवधि में किसी विद्युत उपकरण के संचालन के लिए किसी शक्ति स्रोत द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा के रूप में माना जाता है। इसलिए, विद्युत शक्ति एक मात्रा है जो बिजली के परिवर्तन या संचरण की गति का वर्णन करती है। प्रत्यक्ष धारा के लिए इसका सूत्र इस प्रकार दिखता है:

• यू - वोल्टेज, वी;
• मैं - वर्तमान ताकत, ए.

कुछ मामलों के लिए, ओम के नियम सूत्र का उपयोग करके, प्रतिरोध मान को प्रतिस्थापित करके शक्ति की गणना की जा सकती है:

पी = आई*2*आर, कहाँ:

• मैं - वर्तमान ताकत, ए;
• आर - प्रतिरोध, ओम।

एसी सर्किट की शक्ति की गणना करते समय, आपको तीन प्रकारों से निपटना होगा:

• इसका सक्रिय सूत्र: P = U*I*cos ϕ, चरण शिफ्ट कोण गुणांक कहां है;
• प्रतिक्रियाशील की गणना की जाती है: Q = U*I*sin ϕ ;
• संपूर्ण को इस रूप में प्रस्तुत किया गया है: S = √P2 + Q2, जहां P सक्रिय है और Q2 प्रतिक्रियाशील है।

एकल-चरण और तीन-चरण एसी सर्किट के लिए गणना विभिन्न सूत्रों का उपयोग करके की जाती है।

महत्वपूर्ण!उद्यमों में बिजली के उपभोक्ता अधिकतर अतुल्यकालिक मोटर, ट्रांसफार्मर और अन्य आगमनात्मक रिसीवर हैं। ऑपरेशन के दौरान, वे प्रतिक्रियाशील शक्ति का उपयोग करते हैं, जो बिजली लाइनों के माध्यम से प्रवाहित होती है, जिससे बिजली लाइनों पर अतिरिक्त भार पड़ता है। ऊर्जा की गुणवत्ता में सुधार के लिए, प्रतिक्रियाशील ऊर्जा क्षतिपूर्ति का उपयोग कैपेसिटर इकाइयों के रूप में किया जाता है।

विद्युत शक्ति मापने के उपकरण

एक वाटमीटर आपको शक्ति मापने की अनुमति देता है। इसमें दो वाइंडिंग हैं। एक सर्किट से श्रृंखला में जुड़ा होता है, एमीटर की तरह, दूसरा समानांतर में, वोल्टमीटर की तरह। विद्युत ऊर्जा प्रतिष्ठानों में, वाटमीटर किलोवाट-घंटे "kW*h" में मान मापते हैं। मापन के लिए न केवल विद्युत ऊर्जा, बल्कि लेजर ऊर्जा की भी आवश्यकता होती है। इस सूचक को मापने में सक्षम उपकरण स्थिर और पोर्टेबल दोनों संस्करणों में निर्मित होते हैं। उनकी मदद से, इस प्रकार की ऊर्जा का उपयोग करने वाले उपकरणों से लेजर विकिरण के स्तर का आकलन किया जाता है। पोर्टेबल मीटरों में से एक एलपी1 है, जो एक जापानी निर्माता द्वारा बनाया गया है। एलपी1 आपको सीधे प्रकाश विकिरण की तीव्रता निर्धारित करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, किसी दृश्य स्थान पर ऑप्टिकल उपकरणडीवीडी प्लेयर।

घरेलू विद्युत उपकरणों में शक्ति

एक प्रकाश बल्ब के धातु फिलामेंट को गर्म करने, लोहे या अन्य घरेलू उपकरण की कामकाजी सतह का तापमान बढ़ाने के लिए एक निश्चित मात्रा में बिजली खर्च की जाती है। प्रति घंटे लोड द्वारा लिया गया इसका मान, इस उपकरण की बिजली खपत माना जाता है।

ध्यान!यदि प्रकाश बल्ब "40 W, 230 V" कहता है, तो इसका मतलब है कि 1 घंटे में यह AC नेटवर्क से 40 W की खपत करता है। प्रकाश बल्बों की संख्या और मापदंडों को जानकर, वे गणना करते हैं कि प्रति माह कमरों की रोशनी पर कितनी ऊर्जा खर्च की जाती है।

वाट्स को कैसे कन्वर्ट करें

वाट के बाद से– मूल्य छोटा है, रोजमर्रा की जिंदगी में वे किलोवाट में काम करते हैं, वे मात्राओं को परिवर्तित करने के लिए एक प्रणाली का उपयोग करते हैं:

• 1 डब्ल्यू = 0.001 किलोवाट;
• 10 डब्ल्यू = 0.01 किलोवाट;
• 100 डब्ल्यू = 0.1 किलोवाट;
• 1000 डब्ल्यू = 1 किलोवाट.

कुछ विद्युत उपकरणों की शक्ति, डब्ल्यू

घरेलू उपकरणों के लिए औसत बिजली खपत मूल्य:

• स्टोव - 110006000 डब्ल्यू;
• रेफ्रिजरेटर - 150-600 डब्ल्यू;
• वाशिंग मशीन - 1000-3000 डब्ल्यू;
• वैक्यूम क्लीनर - 1300-4000 डब्ल्यू;
• इलेक्ट्रिक केतली - 2000-3000 डब्ल्यू।

प्रत्येक घरेलू उपकरण के मापदंडों को पासपोर्ट में दर्शाया गया है और शरीर पर भी दर्शाया गया है। उपभोक्ता जानकारी के सटीक मान वहां परिभाषित किए गए हैं।

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