Электроемкость в чем измеряется: определение, единица измерения, формула, электроемкость конденсатора

что это, формула, единицы измерения / Справочник :: Бингоскул

Электрическая ёмкость конденсатора: что это, формула, единицы измерения

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Ёмкостью называют свойство вещества вмещать в себя определённое количество энергии (электрической) либо материальных объектов, например, жидкости. Рассмотрим, что такое электроёмкость, что она характеризует, от чего зависит. Разберёмся, в каких единицах измеряется.

Электроёмкость в физике: что это такое

Эксперименты с распределением электрического заряда по поверхности токопроводящего материала показали, что его равномерность зависит от формы поверхности. Идеальная – шаровидная – в каждой её точке концентрируется одинаковый заряд. Наибольшая плотность заряда наблюдается на поверхности с наибольшей кривизной, на остриях проводников.  

Двухполюсный электрический компонент, способный накапливать и временно хранить электричество, называется конденсатором. Он представлен парой токопроводящих пластин – обкладок, которые расположены на малом расстоянии и разделены слоем диэлектрика. Металлические пластины накапливают одинаковый по значению заряд с противоположными знаками. 

Электрическая ёмкость (электроёмкость) конденсатора – это величина, показывающая отношение накопленного на любой обкладке электричества к разности потенциалов между ними.  В отличие от источников питания (батарей) элемент быстро накапливает и отдаёт заряд. После отключения питания – прекращения прохождения по нему электрического тока, накопитель долгое время сохраняет заряд, хоть он понемногу и истекает. На корпусах конденсаторов указывается их номинальная ёмкость, реальная зависит от ряда параметров. 

Применяется электрический накопитель, например, при подключении трёхфазных электродвигателей в однофазную сеть, для питания вспышки фотоаппарата от батареи, которая не способна в доли секунды передать ей нужное количество энергии. Обычно конденсатор блокирует прохождение постоянного тока – работает в сети с таким электротоком непродолжительное время. Переменный ток пропускает.

Применяемые на практике накопители электрической энергии имеют сложную конструкцию: множество проводящих и изолирующих слоёв либо ленты с ними. Часто сматываются в цилиндр, сворачиваются в виде параллелепипеда.

Электроёмкость конденсатора: формула, единица измерения

Электрическая ёмкость накопителя электричества вычисляется по формуле:

С = q/U, где:

• q – накопленный заряд;
• U – разница напряжения между проводниками.

Измеряется в Фарадах (Ф). 1 Ф – огромная ёмкость, которой способен обладать металлический шар размером с 12 Солнц; конденсатор размером с нашу планету способен накопить до 710 мкФ. Типичная ёмкость электрических накопителей измеряется в единицах от микро- до пикофарад. Существуют суперконденсаторы и ионисторы с ёмкостью до десятков фарад.

Для управления ёмкостью (увеличения) устройства уменьшают толщину диэлектрика, расстояние между обложками либо повышают площадь поверхности металлических пластин.

Поделитесь в социальных сетях:

27 июля 2022, 10:51

Физика

Could not load xLike class!

39. Электроемкость. Емкость шара, емкость плоского конденсатора. Единицы измерения емкости.

Электрической емкостью проводника наз. отношение заряда проводника к его потенциалу:

Емкость определяется геометрической формой, размерами проводника и свойствами среды (от материала проводника не зависит). Чем больше емкость проводника, тем меньше меняется потенциал при изменении заряда.

Емкость шара в СИ:

Ёмкость плоского конденсатора.

, т.о. емкость плоского конденсатора зависит только от его размеров, формы и диэлектрической проницаемости. Для создания конденсатора большой емкости необходимо увеличить площадь пластин и уменьшить толщину слоя диэлектрика.

Единицы емкости.

Емкостью 1Ф (фарад) обладает такой проводник, у которого потенциал возрастает на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл.

Емкостью 1Ф  обладал бы уединенный шар, радиус которого был бы равен 13 радиусам Солнца.

Емкость Земли  700 мкФ

Если проводник не уединенный, то потенциалы складываются по правилу суперпозиции и емкость проводника меняется.

Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.  Проводники наз. обкладками  конденсатора. Если заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то  под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок.

Электроемкостью конденсатора называют отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между обкладками: .

Назначение конденсаторов

1. Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала.

2. Не пропускать постоянный ток.

3. В радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель.

41. Магнитное поле, его свойства. Характеристики магнитного поля: магнитная индукция, напряженность.  Магнитное поле— форма существования материи, окружающей движущиеся электрические заряды (проводники с током, постоянные магниты).Основные свойства магнитного поля: порождается движущимися электрическими зарядами, проводниками с током, постоянными магнитами и переменным электрическим полем; действует с силой на движущиеся электрические заряды, проводники с током, намагниченные тела; переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле. Магнитное поле изображается графически с помощью магнитных силовых линий или линий магнитной индукции.Магнитными силовыми линияминазываются линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются железные опилки или оси маленьких магнитных стрелок. В каждой точке такой линии вектор  направлен по касательной.

Линии магнитной индукции всегда замкнуты, что говорит об отсутствии в природе магнитных зарядов и вихревом характере магнитного поля.МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

— это силовая характеристика магнитного поля.

Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Единица измерения магнитной индукции в системе СИ:

Напряжённость магни́тного по́ля— векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукцииBи вектора намагниченностиM.

В Международной системе единиц (СИ): где— магнитная постоянная.

Магнитным моментомрамки с током называется вектор равный произведению силы тока, текущего по рамке, на вектор площади.

42. Закон Био — Савара- Лапласа. Примеры простейших магнитных полей проводников с током.  Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

а) Магнитное поле прямого тока

 

 ;  ;

б) Магнитное поле в центре кругового проводника с током

α = 90°; sin α = 1.

Как измеряется электрическая мощность

Ампер, ватт и вольт: руководство по измерению мощности

20 сентября 2020 г.

Независимо от того, делаете ли вы какие-то улучшения дома или задаетесь вопросом, почему ваш счет за электроэнергию заоблачно высок, важно знать, как измеряется электроэнергия. Для разных приборов могут быть указаны разные показатели энергопотребления, и понять, что они означают, может быть непросто. В Brennan Electric мы хотим помочь вам, предложив это руководство по измерению мощности, которое включает в себя общие электрические единицы и советы о том, как электрические компании отслеживают ваше потребление электроэнергии.

Джоуль

Джоуль — это единица измерения энергии. Он был назван в честь Джеймса Прескотта Джоуля. Один джоуль равен 1 килограмму, умноженному на 1 метр в квадрате, умноженному на 1 секунду в квадрате. Он используется для описания работы, совершаемой над одним объектом, когда на него действует сила в направлении движения, в котором он уже двигался в то время. Один джоуль также используется для измерения рассеивания электрического тепла, когда ток силой 1 ампер проходит через предмет с сопротивлением 1 Ом в течение 1 секунды. Буква J используется для обозначения джоулей.

Ампер

Ампер, часто сокращаемый до «ампер», был назван в честь Андре-Мари Ампера. Он был французским математиком и физиком, жившим в 1700-х годах. Его считают отцом электродинамики. Ампер — это единица измерения электрического заряда силой 1 кулон, проходящего мимо определенного места в секунду. Буква А используется для обозначения ампер. Кулон равен 1,602176634 x 10 – 19. Эта единица измерения была названа в честь Шарля-Огюстена де Кулона.

Вольт

Вольт — единица измерения электрической мощности, названная в честь Алессандро Вольта. Он создал первую электрическую батарею и открыл газ метан. Один вольт определяется как разница в электрическом потенциале предмета между двумя точками на токопроводящем проводе, когда электрический ток силой 1 ампер высвобождает 1 ватт мощности в области между этими точками. Буква V используется для обозначения вольт. В качестве альтернативы вольты могут быть выражены как джоули на кулон или килограммы, умноженные на метры в квадрате, деленные на ампер, умноженные на секунды в кубе. Мощность батареи, линии электропередачи, нервы и молния — это всего лишь несколько вещей, измеряемых в вольтах. Мультиметр — это обычный бытовой инструмент, используемый для измерения электрического заряда между двумя точками.

Ом

Ом — единица электрического сопротивления. Он назван в честь Георга Симона Ома, немецкого физика. Один Ом определяется как величина электрического сопротивления между двумя точками на линейном проводнике, когда между этими точками существует постоянная разность потенциалов в 1 вольт. Разность создает в проводнике ток силой 1 ампер. Омы — это меры мощности, которые вы увидите на динамиках. Греческая буква омега используется для обозначения единицы измерения Ом.

Вт

Ватт — единица передачи энергии. Он определяется как 1 джоуль в секунду. Он назван в честь Джеймса Уатта, шотландского предпринимателя. Буква W используется для обозначения ватт. Есть также много кратных ватт, таких как киловатты (1000 ватт) и тераватты (1 триллион ватт). Вы заметите, что многие обычные предметы домашнего обихода измеряются в ваттах. Некоторые примеры включают лампочки и микроволновые печи. Удар молнии имеет мощность 1 тераватт, но длится всего несколько микросекунд.

Децибел-Ватт

Децибел-Ватт используется для измерения силы электрического сигнала. Это количество децибел на 1 ватт мощности. Эта единица обозначается сокращенно дБВт. Вы можете обнаружить, что он используется в микроволновой печи, радио или оптоволокне.

Ампер-час

Ампер-час является единицей электрического заряда. Это мера электрического тока в течение одного часа. Используемая аббревиатура — мА*ч. Эта единица электрической мощности используется для измерения некоторых батарей, гальванических систем и рентгеновских лучей.

Киловатт-час

Киловатт-час — это количество энергии, потребляемой за один час. Киловатт это 1000 ватт. Ваш счет за электроэнергию, вероятно, показывает, сколько киловатт-часов электроэнергии использовалось в вашем доме в течение платежного цикла. Ваш электросчетчик показывает использованную вами мощность в киловатт-часах. Киловатт-час сокращенно обозначается как кВтч. Электроэнергетические компании обычно устанавливают свои тарифы за киловатт-час.

Дом может потреблять от 5 до 50 кВтч электроэнергии в день, в зависимости от сезона, размера дома и от того, полностью ли дом электрический или некоторые из приборов работают на природном газе. Например, тепловой насос является большим потребителем электроэнергии, в то время как газовая печь потребляет совсем немного электроэнергии для своего вентилятора и датчиков.

Tesla

Вы, наверное, слышали о транспортных средствах Tesla и Николе Тесле, ученом и изобретателе. Тесла также является единицей магнитной индукции. Это не то, с чем большинство людей будут сталкиваться часто. Однако вы можете увидеть его на громкоговорителях, магнитах в ваших инструментах или в руководствах по безопасности для компьютеров, электроника которых может быть повреждена или разрушена сильными магнитами. Вы можете прочитать о силе солнечных пятен или солнечных вспышек с Теслой в качестве единицы измерения. Аббревиатура Теслы — Т.

Герц

Герц — единица электрической частоты.

Эта единица названа в честь Генриха Рудольфа Герца, доказавшего существование электромагнитных полей. Герц — это общепринятая единица, которую вы увидите для описания музыкальных тонов, тактовой частоты, скорости процессора и радиоволн.

Электрические измерения и использование обычных предметов домашнего обихода

Вы, вероятно, знакомы с электрическими измерениями и использованием многих предметов домашнего обихода. Например, вы, вероятно, используете 9-вольтовые батареи в своем детекторе дыма. Скорее всего, в вашем автомобиле используется 12-вольтовая батарея. Кабели USB используют 5 вольт постоянного тока.

Как электротехнические компании измеряют потребление электроэнергии

Электротехнические компании устанавливают счетчики снаружи жилых и коммерческих зданий. Эти счетчики могут быть механическими или цифровыми. Цифровые счетчики автоматически отправляют информацию об использовании коммунальной компании. Некоторые из них включают внутренний блок, который позволяет вам следить за потреблением энергии. Умные счетчики могут даже поставляться с приложением, которое позволяет вам войти в свою учетную запись через телефон и контролировать потребление энергии в вашем доме. Интеллектуальные счетчики регулярно отправляют обновления в коммунальную компанию, чтобы они могли увеличивать или уменьшать мощность по мере необходимости.

Советы по контролю за потреблением электроэнергии

Интеллектуальные счетчики позволяют отслеживать потребление энергии во всем доме. Некоторые из них позволяют отслеживать потребление электроэнергии отдельным элементом, например тепловым насосом или кондиционером. Есть и другие способы отслеживать потребление электроэнергии. Например, если ваша лампа потребляет 40 ватт мощности, и она включена в течение пяти часов, она израсходовала 200 ватт-часов или 0,2 кВтч энергии. Умножьте это на тариф вашей электроэнергетической компании за кВтч, чтобы узнать, во сколько вам обошлось использование лампы. Energy Star предлагает информацию о потреблении электроэнергии различными приборами. Производители также предоставляют эту информацию.

Наши электрики Brennan Electric предлагают надежные услуги по ремонту, техническому обслуживанию, осмотру, замене и установке электрооборудования. Вы также можете обратиться к нам за защитой от перенапряжения, генераторами, проводными датчиками угарного газа и дыма и установкой освещения. Чтобы узнать больше о том, как измеряется электрическая мощность, или запланировать любые наши электрические услуги в Сиэтле или Линнвуде, позвоните нам в Brennan Electric сегодня.

Свяжитесь с Brennan Electric сегодня

Категории: Электрический

Areas We Serve

• Allyn
• Anderson Island
• Auburn
• Bainbridge Island
• Belfair
• Bellevue
• Black Diamond
• Bonney Lake
• Bothell
• Bremerton
• Buckley
• Burley
• Burton
• Кэмп Мюррей
• Гвоздика
• Дюваль
• Эдмондс
• Энумкло
• Эверетт
• Fall City
• Federal Way
• Fox Island
• Gig Harbor
• Hobart
• Indianola
• Issaquah
• Kenmore

• Kent
• Keyport
• Kingston
• Kirkland
• Lakebay
• Lakewood
• Longbranch
• Lynnwood
• Manchester
• Maple Valley
• Marysville
• Mcchord Afb
• Medina
• Mercer Island
• Mill Creek
• Milton
• Mountlake Terrace
• Mukilteo
• Olalla
• Pacific
• Port Gamble
• Port Orchard
• Poulsbo
• Preston
• Puyallup
• Ravensdale
• Redmond

• Redondo
• Рентон
• Рецил
• Роллингбей
• Саммамиш
• Сибек
• Сихерст
• Сиэтл
• Сильвердейл
• Snohomish
• Snoqualmie
• South Colby
• South Prairie
• Southworth
• Spanaway
• Steilacoom
• Sumner
• Suquamish
• Tacoma
• Tracyton
• University Place
• Vashon
• Vaughn
• Wauna
• Woodinville

Округ Кинг, округ Снохомиш, округ Пирс, округ Китсап, округ Льюис, округ Терстон, округ Мейсон

Позвоните нам сегодня по телефону (206) 513-7452

СПЕЦИАЛИСТЫ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ ЭЛЕКТРОМОНТАЖА

Наши опытные и высококвалифицированные электрики вместе с нашим вспомогательным персоналом могут позаботиться обо всех ваших бытовых потребностях в электроснабжении — от неисправных розеток до модернизации панелей. Наша цель состоит в том, чтобы удовлетворить потребности нашего сообщества в электроэнергии, предоставляя услуги, отличающиеся качеством и ценностью, таким образом, чтобы продемонстрировать наш профессионализм и стремление к совершенству. В результате наши клиенты остаются довольными, а наша репутация высоко ценится.

Как измерить электрическую мощность

Если продукт потребляет энергию, то измерения энергопотребления и качества электроэнергии должны быть частью дизайна и испытаний продукта. Эти измерения необходимы для оптимизации конструкции продукта, соответствия стандартам и предоставления клиентам информации с паспортной таблички. Но как измерить электричество?

В этой статье обсуждаются передовые методы измерения электрической мощности, начиная с основ измерения мощности и заканчивая типами приборов и связанных с ними компонентов, обычно используемых для проведения измерений. Статья завершится примерами из реальной жизни, в которых информация, представленная ранее в статье, применяется для решения практических задач измерения.

Хотя большинству из нас приходилось сталкиваться с основными уравнениями измерения мощности, полезно обобщить эту информацию и показать, как она применима к разработке и тестированию продукта.

Основы измерения мощности

Как измеряется электрический ток?

Измерение мощности постоянного тока относительно просто, так как формула просто ватты = вольты x амперы. Для измерения электрической мощности переменного тока коэффициент мощности (PF) представляет сложность, поскольку ватты = вольты x амперы x PF. Это измерение мощности переменного тока называется активной мощностью, истинной мощностью или реальной мощностью. В системах переменного тока умножение вольт на ампер = вольт-ампер, также называемое полной мощностью.

Потребляемая мощность измеряется путем ее расчета во времени с использованием как минимум одного полного цикла. Используя методы оцифровки, мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток, затем накапливается и интегрируется в течение определенного периода времени, чтобы обеспечить измерение электрического тока. Этот метод обеспечивает истинное измерение мощности и истинное среднеквадратичное значение для любой формы волны, синусоидальной или искаженной, включая содержание гармоник вплоть до полосы пропускания прибора.

Однофазное и трехфазное измерение электрической мощности

Преобразование Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется на один ваттметр меньше, чем количество проводов в системе. Следовательно, для однофазной двухпроводной системы потребуется один ваттметр, для однофазной трехпроводной системы — два ваттметра (рис. 1), для трехфазной трехпроводной системы — два ваттметра, а для трехпроводной — два ваттметра. для трехфазной четырехпроводной системы потребуется три ваттметра.

Какое устройство измеряет ток?

Рис. 1. Метод двух ваттметров позволяет измерять мощность посредством прямого подключения к системе 3P3W. Pt = P1 + P2

В этом контексте ваттметр — это устройство, используемое для измерения тока через один вход тока и один вход напряжения. Многие анализаторы мощности и DSO имеют несколько входных пар ток/напряжение, способных измерять мощность в ваттах, фактически действуя как несколько ваттметров в одном приборе. Таким образом, можно измерить трехфазную 4-проводную мощность с помощью одного правильно указанного анализатора мощности.

В однофазной двухпроводной системе (рис. 2) напряжение и ток, определяемые ваттметром, равны общей мощности, рассеиваемой нагрузкой. Напряжение измеряется между двумя проводами, а ток измеряется в проводе, питающем нагрузку, который часто называют горячим проводом. Напряжение обычно может быть измерено непосредственно анализатором мощности до 1000 В RMS. Более высокие напряжения потребуют использования VT (трансформатора напряжения) в системе переменного тока для понижения напряжения до уровня, который может быть измерен прибором. Токи обычно могут быть измерены непосредственно анализатором мощности до 50 А, в зависимости от прибора. Более высокие токи потребуют использования трансформатора тока (ТТ) в системе переменного тока. Существуют различные типы КТ. Некоторые из них размещены непосредственно в линии. Другие имеют окно, через которое проходит токоведущий кабель. Третий вид – накладной. Для постоянного тока обычно используется шунт. Шунт помещают в линию, и прибор измеряет милливольтовый сигнал низкого уровня.

Рис. 2. В однофазной двухпроводной системе используются трансформатор тока и трансформатор напряжения.

В однофазной трехпроводной системе (рис. 3) общая мощность представляет собой алгебраическую сумму двух показаний ваттметра. Каждый ваттметр подключается от одного из горячих проводов к нейтрали, и в каждом горячем проводе измеряется ток. Общая мощность рассчитывается как Pt = P1 + P2.

Рис. 3. Два ваттметра подключаются к однофазной трехпроводной системе (1P3W).

В трехфазной четырехпроводной системе (рис. 4) каждый из трех ваттметров измеряет напряжение от горячих проводов к нейтрали, и каждый ваттметр измеряет ток в одном из трех горячих проводов. Общая мощность для трех фаз представляет собой алгебраическую сумму трех измерений ваттметра, поскольку каждый счетчик, по сути, измеряет одну фазу трехфазной системы. Pt = P1 + P2 + P3

Рис. 4. В этой трехфазной четырехпроводной системе используются три ваттметра.

В трехфазной трехпроводной системе (рис. 5) два ваттметра измеряют фазный ток в любых двух из трех проводов. Каждый ваттметр измеряет междуфазное напряжение между двумя из трех линий электропитания. В этой конфигурации общая мощность в ваттах точно измеряется алгебраической суммой двух значений ваттметра. Пт = П1 + П2. Это верно, если система сбалансирована или несбалансирована.

Если нагрузка несбалансированная, т.е. фазные токи разные, общая мощность будет правильной, но общая мощность, ВА и коэффициент мощности, могут быть ошибочными. Однако анализаторы мощности могут иметь специальную схему подключения 3V3A для обеспечения точных измерений в трехфазных трехпроводных системах со сбалансированной или несимметричной нагрузкой. Этот метод использует три ваттметра для контроля всех трех фаз. Один ваттметр измеряет напряжение между фазами R и T, второй ваттметр измеряет напряжение между фазами S и T, а третий ваттметр измеряет напряжение между фазами R и S. Фазные токи измеряются каждым ваттметром. Метод двух ваттметров до сих пор используется для расчета полной мощности. Пт = П1 + П2. Однако общая VA рассчитывается как (√3/3)(VA1 + VA2 + VA3). Все три значения напряжения и тока используются для точного измерения и расчета несимметричной нагрузки.

Рис. 5. Трехфазная трехпроводная система использует метод трех ваттметров для достижения точных измерений при несбалансированной нагрузке.

Измерение коэффициента мощности

Необходимо часто измерять коэффициент мощности, и это значение должно быть как можно ближе к единице (1,0).

В электроэнергетической системе нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет больше тока, чем нагрузка с высоким коэффициентом мощности при одинаковом количестве передаваемой полезной мощности. Более высокие токи увеличивают потери энергии в системе распределения и требуют более крупных проводов и другого оборудования. Из-за стоимости более крупного оборудования и потерь энергии электрические коммунальные предприятия обычно взимают более высокую плату с промышленных или коммерческих потребителей с низким коэффициентом мощности.

На рис. 6 показано отставание тока от напряжения на 44,77°, что дает коэффициент мощности 0,70995. Полная мощность S1 составляла 120,223 ВА. Однако истинная мощность, или реальная мощность, P1 составляла всего 85,352 Вт.

Если у энергопотребляющих устройств хорошие коэффициенты мощности, то и у всей энергосистемы будет хороший коэффициент мощности, и наоборот. Когда коэффициент мощности падает, часто приходится использовать устройства коррекции коэффициента мощности, что требует значительных затрат. Эти устройства, как правило, представляют собой конденсаторы, поскольку большая часть потребляемой мощности является индуктивной.

Ток отстает от напряжения в дросселе; это известно как отстающий коэффициент мощности. Ток опережает напряжение в конденсаторе; это известно как ведущий фактор мощности. Двигатель переменного тока является примером индуктивной нагрузки, а компактная люминесцентная лампа — примером емкостной нагрузки.

Для определения общего коэффициента мощности в трехфазной 4-проводной системе требуются три ваттметра. Каждый счетчик измеряет ватты, а также измеряются вольты и амперы. Затем рассчитывается коэффициент мощности путем деления общего количества ватт от каждого счетчика на общее количество вольт-ампер.

В трехфазной трехпроводной системе коэффициент мощности следует измерять с помощью метода трех ваттметров вместо метода двух ваттметров, если нагрузка несимметрична, то есть если фазные токи различаются. Поскольку метод двух ваттметров измеряет только два ампера, любые различия в показаниях ампер на третьей фазе вызовут неточности.

Измерение мощности бытовой техники

Типичным приложением для измерения мощности является резервная мощность для бытовой техники, основанной на стандартах Energy Star или IEC62301 . Оба стандарта определяют требуемую точность измерения мощности, разрешение и другие параметры измерения мощности, такие как гармоники. В стандарте IEC62301 есть еще 25 стандартов, которые определяют конкретные параметры испытаний для различных устройств. Например, IEC60436 определяет методы измерения производительности электрических посудомоечных машин.

Режим ожидания определяется как режим с наименьшим энергопотреблением, который не может быть отключен пользователем и который может сохраняться в течение неопределенного времени, когда приложение подключено к основному источнику питания и используется в соответствии с инструкциями производителя. Мощность в режиме ожидания — это средняя мощность в режиме ожидания при измерении в соответствии со стандартом.

Существует три основных метода измерения энергопотребления в режиме ожидания или других подобных приложений. Если значение мощности стабильно, то можно использовать мгновенные показания прибора в любой момент времени. Если значение мощности нестабильно, возьмите либо среднее значение показаний прибора с течением времени, либо измерьте общее потребление энергии. Ватт-часы можно измерить за определенный период времени, а затем разделить на это время.

Измерение общего энергопотребления и деление на время дает наиболее точные значения как для постоянной, так и для флуктуирующей мощности. Этот метод обычно используется при использовании наших анализаторов мощности. Но для измерения общего энергопотребления требуется более сложный прибор, поскольку мощность необходимо постоянно измерять и суммировать.

Инструменты для измерения мощности

Мощность обычно измеряется с помощью цифрового анализатора мощности или цифрового запоминающего осциллографа с программным обеспечением для анализа мощности. Большинство современных анализаторов мощности полностью электронные и используют дигитайзеры для преобразования аналоговых сигналов в цифровые формы. Анализаторы более высокого класса используют методы цифровой обработки сигналов для выполнения вычислений, необходимых для определения значений.

DSO, анализирующие мощность, используют специальную прошивку для проведения реальных измерений мощности. Однако они несколько ограничены, поскольку основаны на выборочных данных из оцифрованных волновых форм. Благодаря пробникам тока и напряжения они хорошо подходят для работы на уровне плат и компонентов, где абсолютная точность не является обязательной, а частота сети относительно высока.

Анализаторы мощности обычно могут измерять до 50 А (среднеквадратичное значение) непосредственно при уровне напряжения до 1000 В (среднеквадратичное значение), поэтому большинство тестируемых продуктов можно подключать напрямую. С другой стороны, DSO потребует использования пробников напряжения и тока для измерения мощности.

ТТ рассчитаны на соотношение входного и выходного тока, например 20:5. Другими важными параметрами ТТ являются точность, фазовый сдвиг и диапазон частот для измерения мощности переменного тока. ТН используются для понижения фактического напряжения до уровня, который может быть воспринят прибором для измерения мощности. Например, если тестируемый продукт рассчитан на 480 В переменного тока, а прибор ограничен 120 В переменного тока, то требуется ТН 4:1.

DSO, как правило, не обеспечивает точности анализатора мощности и не может напрямую принимать входные сигналы высокого тока и напряжения, но он может измерять мощность на гораздо более высоких частотах до 500 МГц с помощью соответствующих пробников. Он также обеспечивает другие преимущества по сравнению с анализаторами мощности в определенных приложениях, включая специальные пробники для простоты подключения, компенсацию фазы пробника и до восьми многоканальных входов.

Типичным применением DSO может быть любой тип измерения на уровне платы, например, при проектировании печатных плат для импульсного источника питания. Параметры, которые обычно измеряются и анализируются с помощью DSO или анализатора мощности, включают, помимо прочего, потери мощности при переключении, энергопотребление устройства, уровень шума при переключении, гармоники, выходную мощность и стабильность выходного сигнала.

При использовании DSO необходимое оборудование будет включать датчики дифференциального напряжения и датчики тока (рис. 7). Токоизмерительный датчик подключается к одному из главных токонесущих проводов, как показано на рисунке. Часто напряжения компонентов не привязаны к уровню земли. Поэтому для изоляции заземления DSO от заземления компонентов требуется дифференциальный пробник напряжения. В дополнение к анализатору мощности или DSO, а также ТТ и ТП, при необходимости, другими вспомогательными компонентами для измерения мощности являются пробники, клещи и провода. После того, как все необходимые инструменты и компоненты будут в наличии, следующим шагом будет определение того, какие именно инструменты необходимы и как эти инструменты должны быть подключены к нагрузке.

Рис. 7. Используйте пробники напряжения и пробники тока с осциллографом для измерения напряжения и тока.

Анализаторы мощности обычно выбирают для измерения мощности бытовых приборов и других измерений мощности с относительно высокими уровнями напряжения, низкими частотами и высокими требованиями к точности.