Расчеты мощности энергопотребления: что такое квт часы и как их перевести

Содержание

• 1 В чем измеряется энергия
  • 1.1 Связь между силой и энергией
  • 1.2 Мощность и энергия
  • 1.3 Калории и джоули
• 2 От джоуля к киловатту
  • 2.1 Понятие джоуля
  • 2.2 Перевод джоулей в киловатт-часы
  • 2.3 Изменение размерности единиц мощности
• 3 Примеры обсчёта энергопотребления
  • 3.1 Для водонагревателя
  • 3.2 Электрическая лампочка
  • 3.3 Котёл отопления домашний
• 4 Видео

Два схожих на слух определения киловатт час (квтч) и киловатт (кВт) на самом деле означают не одно и то же. Первая физическая величина предназначена для измерения количества энергии. Вторая единица определяет мощность (квт) электрического прибора, который эту энергию потребляет, и является его технической характеристикой.

Ватт и киловатт-час

В чем измеряется энергия

В переводе с греческого языка энергия – деятельность, сила, действие. Она является величиной скалярной и измеряет всевозможные виды движения и взаимосвязи материи. Энергия обозначается буквой E. Единицами измерения этой величины служат: в системе СИ – джоуль (Дж), в системе СГС – эрг.

Подсчёт электрической энергии, потребляемой электроприборами, осуществляют счётчики. Они выдают численные показания потребляемой мощности (квт) в квт час.

Связь между силой и энергией

Установлена связь между консервативной силой, которая вызывает потенциальную энергию всех взаимодействующих между собой тел, и этой энергией.

К сведению. Консервативными силами называются такие силы, которые совершают работу по перемещению точки. При этом работа обусловливается крайними положениями этой точки: начальным и конечным.

К консервативным силам относятся следующие силы:

• тяжести;
• упругости;
• кулоновские силы.

Если замкнуть траекторию движения точки под действием консервативных сил, она будет равна нулю.

Проследить связь можно по следующему алгоритму:

1. Когда в любой точке пространства тело подвержено действию консервативной силы, значит, оно расположено в потенциальном поле.
2. Изменение положения тела внутри поля вызывает изменение потенциальной энергии, при котором консервативная сила выполняет работу.

Эта работа может быть выражена математическими действиями. К примеру, перемещение тела произошло в случайном направлении r, отклонившись от начального положения на очень малое расстояние dr. Значит, dA = F*dr*cosα = Fr, dr, где F = F* cosα составляет проекцию силы на направление r.

Есть равенство: dA = – dEп, где Eп – потенциальная энергия. Значит, поставив знак равенства между двумя выражениями, получается:

Fr *dr = – dEп, из которого выражается Fr =  – dEп/dr.

Соотношение dEп/dr – это величина, показывающая скорость изменения потенциальной энергии вдоль данного направления, является производной Eп по направлению r.

Внимание! Знак «минус» означает уменьшение потенциальной энергии в направлении dr. Символ частной производной указывает на то, что дифференцирование потенциальной энергии Eп (x, y, z) происходит только с аргументом x при неизменных двух других.

Связь между потенциальной энергией и силой

Мощность и энергия

Мощностью Р называется работа, производимая в единицу времени. Единица измерения мощности – ватт (Вт). Чтобы узнать, 1 квт сколько вт, нужно помнить, что «кило» это 103. Следовательно, 1 квт = 103 вт, а 10 квт = 104 вт.

Обычно мощность электроприёмников измеряют в киловаттах. Применимо к технике ещё существует измерение мощности в лошадиных силах (л.с.). Одна такая лошадиная сила равна 736 Вт.

Мощность и лошадиные силы

Возможность определённого тела или целой системы выполнять работу характеризуется их энергией. Энергия объединяет в своём понятии все события в природе. Для различных видов движения характерны разные виды энергии.

Совет. Механическая энергия, относящаяся к движению тела, называется кинетической, связанная с взаимоположением тел (частей тела) системы – потенциальной.

Механическая энергия

Калории и джоули

Прежде, чем разбираться, как переводить (конвертировать) калории в джоули и обратно, нужно знать, что означают эти два понятия.

Джоулем называется единица, которой измеряют работу, энергию или количество теплоты. В международной системе СИ джоуль обозначается Дж (J). Работа, производимая силой в один ньютон (1Н) по перемещению точки по направлению приложения силы на один метр (1м), равна одному джоулю (1 Дж).

Калория – величина, отдельно не отражённая в системах измерений, служит для определения количества тепла. Чтобы нагреть 1 г. воды на 1 С0, необходимо потратить энергию, равную 1 калории (кал). При этом 1 кал = 4,1868 Дж.

Связь с другими единицами

Для выражения калорий в джоули и назад можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Интерфейс программы позволяет вводить значения необходимых величин (пользуясь сокращениями кратных значений). Когда под рукой нет интернета, легко осуществить перевод, составив пропорцию. К примеру, необходимо узнать, сколько килокалорий в 100 кДж. Для этого составляют пропорцию:

• 1 кКал = 4,1868 кДж;
• Х = 100 кДж.

Решая пропорцию, получают выражение Х=100*1/4,1868 = 23,9 кКал. Ответ – в 100 кДж заключается 23,9 ккал.

От джоуля к киловатту

Так как 1 квт – это одна тысяча ватт, то взаимосвязь между этими двумя системными величинами рассматривают, изначально опираясь на один ватт.

Понятие джоуля

В чем измеряется мощность

Применительно к электрической цепи 1 Дж равен работе, которую силы электрополя совершают за 1 секунду (с), поддерживая силу тока, равную 1 ампер (А), при напряжении 1 вольт (В). Иными словами 1 кДж = 1 квт-час.

Перевод джоулей в киловатт-часы

Чтобы перевести известное количество джоулей в киловатт-часы, выполняют это при прямом и обратном преобразовании механической и электрической энергий. Это необходимо при выполнении расчётов производительности электромашин: двигателей и генераторов.

Важно! Для расчётов используют известное соотношение 1 МДж = 0,277(7) кВт⋅ч, из которого следует, что 1 кВт⋅ч = 3,6 МДж. Мега – это 1*106.

Например, нужно перевести 15 МДж в кВт⋅ч. Для этого умножается 15 на 0,277:

15*0,277 = 4,15 кВт⋅ч.

Если необходимо определить, сколько джоулей составляют 15 кВт⋅ч, считают следующим образом:

15*3,6 = 54 МДж = 54000 кДж = 54*106 Дж.

Справедливость таких расчётов основана на том, что реализация перехода на иную систему измерения выполнена с учётом времени. Один час в переводе на минуты равен 60 минутам. Минута, в свою очередь, состоит 60 секунд, и их в одном часе 3600. Один киловатт содержит в себе 1000 ватт. Умножение количества ватт на количество секунд даёт размер одного джоуля – 3,6 миллиона (МДж). Запись потребления энергии в киловаттах для расчётов суммы оплаты упростило оценку показаний счётчиков.

Электросчётчик

Изменение размерности единиц мощности

Часто можно встретить вопросы, связанные с размерностью единиц P. Наиболее часто встречаются такие вопросы, как:

• киловатт что это;
• сколько квт ч в квт;
• сколько 1квт равен вт;
• 1 квт сколько это вт или кват;
• сколько ватт в 1 квт;
• какое количество киловатт в киловатт⋅час.

Несмотря на все варианты буквенных сокращений, всё просто. Кило – это тысяча, значит, 1 квт равен 1000 ватт (вт). Это справедливо и для вольт – 1 киловольт (кв) равен 1000 вольт. Тысяча киловатт равна 1 мегаватт (Мвт). Кратность единиц помогает чётко определять разряды величин мощности P.

Пользуясь этими данными, удобно планировать семейный бюджет. Умножением расходуемой прибором мощности на количество времени его эксплуатации можно оценить его суточное потребление. Произведение суточной нагрузки на количество календарных дней в месяце позволяет точно оценить энергопотребление всего жилья.

Таблица кратности единиц мощности

Примеры обсчёта энергопотребления

Сколько ватт в киловатте

Для того чтобы не удивляться большим счетам за коммунальные услуги от поставляющей компании, необходимо иметь представление, как провести простейшие вычисления энергопотребления.

К основным нагрузкам, влияющим на затраты, связанные с электричеством, можно отнести:

• освещение;
• электронагреватели воды;
• система отопления – электрические котлы (бойлеры) и циркуляционные насосы;
• сплит-система.

Бытовая техника в виде: холодильников, стиральных машин, пылесосов, также входит в список аппаратов, влияющих на величину энергозатрат.

Для водонагревателя

В качестве примера можно рассмотреть модель проточного водонагревателя настенного исполнения фирмы Thermex. Расчёты выполняются в следующей последовательности:

• уточняют мощность водонагревателя, указанную в техническом паспорте, для Thermex City 6500 она составляет 6,5 кВт;
• уточняют среднее количество часов работы в сутки, к примеру, 3 часа;
• умножают суточное время работы на мощность: 3 * 6,5 = 19,5 кВт·час.

Далее определяют месячный расход электроэнергии, поглощаемой данным водонагревателем:

30*19,5 = 585 кВт·час.

Водонагреватель проточный Thermex City 650

Электрическая лампочка

Лампы освещения – активный потребитель электроэнергии. Не важно, какими лампами оборудованы светильники в квартире: накаливания, люминесцентными, светодиодными – все они имеют определённую мощность. Расчёты затрат на освещение основаны на простой зависимости.

Лампа мощностью 100 Вт освещала помещение в течение 1 часа. Значит, для её работы потребовалось истратить 100 Вт⋅ч энергии, что равно 0,1 кВт⋅ч. Суммировав все присоединённые в осветительную сеть лампы и умножив полученный результат на время включения освещения, можно приближённо подсчитать суточные затраты электроэнергии.

Обычно для расчётов времени работы берут интервал от начала вечерних сумерек и до того часа, когда обитатели жилья выключают освещение перед сном.

Следует помнить! При одинаковом световом потоке мощность источника света может быть разной в зависимости от природы излучения. Правильно подобранные лампы позволяют экономить электричество без вреда для качества освещения помещения.

Сравнительные характеристики источников света

К сведению. Один квт⋅ч можно потратить для производства 88 булок хлеба, для разработки 75 кг каменного угля, добычи 35 кг «чёрного золота» (нефти) или обработки 0,25 гектара почвы.

Котёл отопления домашний

Для обеспечения квартиры или жилого дома теплом используют не только централизованное отопление или котлы, работающие на твёрдом или газообразном топливе. В разных регионах России предпочтения отдают различным источникам тепла. Современные электрические котлы не только подогревают воду в системе отопления, но и снабжают тёплой водой кухню и ванную комнату.

Чтобы выполнить предварительные расчёты потребления энергии подобным котлом, нужно знать:

• размер подлежащей отоплению площади;
• номинальную (паспортную) мощность электрического котла;
• продолжительность отопительного сезона (устанавливается индивидуально, согласно погодным условиям).

Важно! Для выражения затрат в денежном эквиваленте необходимо уточнить стоимость электроэнергии в регионе проживания.

Статистика свидетельствует, что, для того чтобы обогреть одну единицу любого строения, нужно затратить около 5-8 Вт⋅ч. Более точное значение затрат зависит от продолжительности сезона отопления и величины численного значения тепловых потерь по отношению к общей площади жилья. Учитывая тепловые потери, нужно знать дополнительные утечки тепла через отдельные конструктивные неотапливаемые части строений.

Потери тепла в стандартном доме

К сведению. При расчётах потребления электрического котла ориентируются на то, что для обогрева объёма площади 30 м3 (площадь комнаты – 10 м2, высота потолков – 3 м) нужно истратить 1 кВт электричества.

Следовательно, 10-ти киловатный котёл сможет обеспечить теплом квартиру площадью 100 м2.

Существует два температурных режима: комфорт и эконом. Обычно ориентируются на средние значения температуры.

Расход разных видов топлива на отопление

В качестве примера можно взять электрический котёл ЭВПМ – 6 220V. Его мощность 6 кВт, такой конвектор предназначен для обогрева помещения площадью 60 м2. Это средняя двухкомнатная квартира в панельном доме.

В отличие от электрических потребителей, рассмотренных выше, котлы работают в отопительный период круглосуточно. Поэтому узнать месячное потребление электричества можно, умножив мощность котла на количество дней.

Для ЭВПМ – 6 220V потребляемая мощность будет составлять: 6 *24*30*7 = 30240 кВт = 30,240 МВт за отопительный период.

К подставляемым значениям относятся:

• 6 – мощность электрокотла, кВт;
• 24 – количество часов в сутки;
• 30 – среднее количество суток в месяце;
• 7 – среднее количество месяцев в отопительном сезоне.

Пользование индивидуальными котлами вносит значительные коррективы в сроки отопительного периода. Значительную экономию в потреблении электричества отопительными котлами даёт врезка в контур отопления циркуляционного насоса. Он обеспечивает быстрое движение теплоносителя по трубам от котла к радиаторам. Работая в автоматическом режиме, такой прибор хоть и потребляет электроэнергию, но гораздо меньше, чем работающий в максимальном режиме котёл.

Циркуляционный насос в системе отопления

Несложное умножение мощности прибора, потребляющего электричество на время его работы, позволяет вычислить расход электричества в киловатт в час. В результате преобразований единиц, характеризующих параметры энергии, можно вычислять необходимые величины: джоули, калории, ватты и кВт⋅ч.

Видео

Формула механической мощности — средняя и мгновенная мощность

Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:



Еще:
Электрика -1 :: Электрика -2 :: Электрика -3 :: Электрика -4 ::