Мощность против напряжения: сравнительный анализ и факты

В этой статье будет подробно рассмотрена зависимость мощности от напряжения, например, взаимосвязь между мощностью и напряжением, реактивной мощностью, мощностью двигателя, коэффициентом мощности и т. д.

Сравнение мощности и напряжения:

Питаниянапряжение
Мощность – это скорость поглощенной или отданной энергии по отношению ко времени. Напряжение – это падение потенциала между двумя точками.
Математическое определение мощности - это произведение или произведение мгновенного напряжения и мгновенного тока цепи. Математическое определение напряжения (согласно закону Ома) — это произведение или произведение сопротивления и тока пути или ответвления цепи.
Р = VI V = ИК

Мощность равна напряжению?

Напряжение — это падение потенциала между двумя точками, тогда как мощность — это скорость поглощенной или переданной энергии во времени.

Мгновенная (или немедленная) мощность любой цепи может быть описана как произведение мгновенного (или немедленного) тока (i) и мгновенного (или немедленного) напряжения (v). Единицей измерения (или составляющей) мощности является ватт. Напряжение – это электродвижущая сила, а его единицей измерения является вольт.

Какова его связь с напряжением и мощностью?

Мощность — это скорость поглощения и отдачи энергии по отношению ко времени, а ее единицей измерения являются ватты.

Чтобы определить связь между мощностью и напряжением, из физики мы знаем, что

р = дв/дт

 Где p — мощность в ваттах, w — энергия в джоулях, t — время в секундах.

p = dw/dt = vi

так что р = vi

Здесь p — мгновенная мощность, изменяющаяся во времени величина, v — мгновенное напряжение, i — мгновенный ток.

Направление тока и полярность напряжения определяют знак мощности. Когда мощность находится в положительном знаке, то мощность передается элементу. Если мощность находится в отрицательном знаке, то мощность обеспечивается любым элементом.

Файл:Среднеквадратичное напряжение средней мощности.svg
Изображение Фото: ОмегатронСредняя среднеквадратичная мощность напряженияCC BY-SA 4.0

В соответствии с соглашением о пассивном знаке ток поступает через положительную полярность источника напряжения; когда мощность положительна, это означает поглощающую способность, а если мощность отрицательна, это означает, что элемент высвобождает или подает энергию.

Ограничение мощности по сравнению с напряжением ядра

Термины «напряжение ядра» и «предел мощности» определены для микропроцессоров.

Предел мощности это максимальная величина мощности, которая может быть произведена или потреблена системой. В некоторых случаях, когда энергопотребление превышает определенные пределы мощности для процессора, то есть когда процессор автоматически снижает частоту ядра, чтобы минимизировать мощность в требуемом диапазоне.

В то же время, Напряжение ядра напряжение, специально определенное напряжение питания процессорного ядра микропроцессора. Каждый микропроцессор имеет определенный диапазон напряжения ядра, показывая, что диапазон напряжения ядра может варьироваться в зависимости от производителя или типа микропроцессора, что означает, что производитель может настроить процессор для использования любого напряжения в пределах диапазона определенного напряжения ядра.

Контроль коэффициента мощности и контроль напряжения

Уровень напряжения можно контролировать, контролируя энергопотребление и поток реактивной мощности в цепи.

Различные устройства или методы управления поиском напряжения как источника или потребителя реактивной мощности, например

  • Шунт конденсатор синхронный конденсатор.
  • Шунтирующие реакторы.
  • Статические компенсаторы реактивной мощности. 
  • Компенсаторы реактивного сопротивления линии, такие как последовательные конденсаторы. 
  • Индукционные регуляторы.
  • Коснитесь смены трансформаторов.

Контроль коэффициента мощности может использоваться для увеличения нагрузки коэффициента мощности, повышая эффективность распределительной системы. Для управления коэффициентом мощности могут использоваться катушки индуктивности, конденсаторы, выпрямители и т. д.

Для контроля коэффициента мощности используется специальное оборудование. Это:

  • статические конденсаторы,
  • Синхронный конденсатор,
  • Ускоритель фазы.

Потеря мощности против падения напряжения

Падение напряжения — это падение или снижение электрического потенциала в цепи, тогда как потеря мощности — это растрата электроэнергии.

Падение напряжения в цепи обычно вызвано сопротивлением протеканию тока через проводник, или провод представляет собой провод любой длины или размера, который имеет некоторое сопротивление. А ток, протекающий по проводу, вызывает падение напряжения по мере увеличения длины провода, увеличения сопротивления, что приводит к значительному падению напряжения в цепи. В то же время потери мощности могут быть вызваны каким-либо сбоем в цепи или низким КПД всей цепи. Потеря мощности обычно вызвана коротким замыканием, каскадным сбоем, предохранителем, шумом, нежелательным рассеиванием мощности и т. д.

Падение напряжения в цепи можно определить по значению импеданса всей цепи. В то же время потери мощности в цепи можно определить по разнице входной и выходной мощности цепи.

По мере увеличения напряжения весь ток в цепи увеличивается, что может привести к увеличению потерь мощности на любом компоненте или проводе цепи.

мощность против напряжения
Изображение Фото: "Высокое напряжение" by Элле Флорио под лицензией CC BY-SA 2.0

Мощность DB против напряжения DB

Коэффициент усиления по напряжению или мощности, или любой коэффициент усиления в электронике может быть определен в дБ.

Коэффициент усиления по напряжению в дБ (означает децибелы) можно определить как разницу между уровнем выходного напряжения (или уровнем входного электрического потенциала) в децибелах и уровнем входного напряжения (или уровнем выходного электрического потенциала) в децибелах. 

Значение также равно 20-кратному стандартному логарифму отношения выходного напряжения Vout к входному напряжению Vin.

дБ= 20 log10 Vo/Vi

Где Vo — выходное напряжение, а vi — входное напряжение.

Прирост мощности в дБ можно описать как разницу между мощностью, генерируемой на выходе схемы, в децибелах, и мощностью, подводимой к схеме, в децибелах.

Величина коэффициента усиления по мощности равна 10-кратному десятичному логарифму отношения мощности, генерируемой на выходе схемы, к мощности, подводимой к схеме.

db= 10 log10 Po/Pi

Где Po — мощность, вырабатываемая на выходе схемы.

А Pi — входная мощность в цепи.

Коэффициент усиления по мощности и коэффициент усиления по напряжению

Иногда усиление мощности не может быть четко определено с точки зрения входной мощности и выходной мощности.

Компания усиление мощности цепи можно описать как отношение генерируемой выходной мощности к входной мощности, подаваемой на схему. То усиление напряжения можно определить как отношение выходного напряжения, создаваемого в цепи, к входному напряжению, приложенному к цепи.

Усилитель мощности против усилителя напряжения

Усилитель — это устройство, которое используется для увеличения или усиления общей мощности сигнала.

A усилитель напряжения используется для повышения уровня напряжения (или уровня электрического потенциала) на выходе усилителя. Он также известен как усилитель слабого сигнала. Связь, используемая в этом усилителе, представляет собой связь RC. В то время как усилитель мощности используется для повышения уровня мощности на выходе усилителя, этот усилитель также считается усилителем большого сигнала. Связь, используемая в этом усилителе, является трансформаторной связью.

Величина входного сигнала Усилитель мощности сравнительно больше, чем у входного сигнала усилителя напряжения. Значение бета любого усилителя мощности намного выше, чем у усилителя напряжения. Тепловыделение у усилителя мощности выше, чем у усилителя напряжения. Импеданс нагрузки относительно выше для усилителя напряжения, чем для усилителя мощности.

Кондиционер питания против регулятора напряжения

Кондиционер питания — это устройство, которое защищает устройство от скачков или скачков напряжения.

A кондиционер в основном используется для улучшения качества электроэнергии, которая должна подаваться на нагрузочное оборудование. Обычно стабилизаторы напряжения также имеют фильтрацию электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI).

Файл:Усилитель напряжения на операционном усилителе с обратной связью.png
Изображение Фото: Пиво охареУсилитель напряжения на операционном усилителе с обратной связьюCC0 1.0

Компания регулятор напряжения это устройство, используемое для поддержания напряжения на постоянном уровне или в заданном диапазоне. Более низкое напряжение или перенапряжение могут повлиять на работу или исправность электронных устройств.

В некоторых случаях кондиционер питания может быть разработан со стабилизатором напряжения вместе с другими схемами, которые выполняют по крайней мере еще одну функцию для улучшения качества электроэнергии, такую ​​как разделение шума, коррекция коэффициента мощности, защита от переходных импульсов и т. д.

Изображение Фото: НанитОткидной регулятор напряженияCC0 1.0

Динамическая мощность в зависимости от напряжения

Полная рассеиваемая мощность КМОП-схемы представляет собой сумму динамической и статической рассеиваемой мощности или рассеиваемой мощности.

Динамическая мощность относится к компоненту общей рассеиваемой мощности схемы КМОП, когда схема КМОП изменяет свое логическое состояние с одного логического состояния на другое. Динамическая мощность зависит от частоты переключения питающего напряжения и выходной нагрузки транзистора.

Динамическое рассеивание мощности в зависимости от напряжения питания можно определить как 

Р = резюме2

Где V — напряжение питания, а f — частота коммутации.

И напряжение питания уменьшается, динамическая мощность тоже уменьшается.

Электрическая мощность против напряжения

Электрическая мощность может быть определена как энергия, рассеиваемая или производимая в единицу времени. Измерительной составляющей мощности является ватт.

Компания электричество цепи можно описать как произведение напряжения (или электрической потенциальной энергии) и тока в цепи. Мощность в цепи можно измерить с помощью измерителя мощности.

напряжение можно описать как падение потенциала между двумя точками. Единицей измерения напряжения является Вольт. Напряжение можно определить как произведение вольта на заряд. Напряжение цепи можно измерить вольтметром.

Мощность утечки в зависимости от напряжения

Мощность утечки зависит от порогового напряжения приложенного напряжения и размера транзистора. Мощность утечки можно уменьшить за счет более низкого рабочего напряжения.

В КМОП мощность утечки, мощность потребляется, когда транзистор находится в подпороговой области, что означает, что потребление мощности за счет подпорогового тока (ток между истоком и стоком во время подпороговой работы транзистора) и обратного смещения диода в КМОП-транзисторе называется мощностью утечки. Мощность утечки может зависеть от изменения транзистор пороговое напряжение. Мощность утечки является результатом нежелательного тока утечки в пороговом канале, когда транзистор не работает.

Мощность двигателя в зависимости от напряжения

Электродвигатель — это машина, которая преобразует или преобразует электрический формат энергии в механический формат энергии.

Мощность двигателя можно определить как произведение скорости сохранения выработки энергии в единицу времени.

Связь между мощностью и напряжением может быть определена как произведение мгновенного напряжения и мгновенного тока, равное мгновенной мощности, когда мощность двигателя постоянна. Тем не менее, когда напряжение снижается, ток двигателя увеличивается, а когда напряжение увеличивается, ток, потребляемый двигателем, или тепло, выделяемое двигателем, уменьшается. Тем не менее, высокое напряжение может насытить магнитный компонент двигателя.

Электродвигатель E-Twow
Кредит изображения: «Электродвигатель E-Twow» by Каспардамбис под лицензией CC BY 2.0

При наличии разности фаз между напряжением и током мощность двигателя определяется как произведение коэффициента мощности на ток и напряжение.

Пока двигатель потребляет достаточный ток от источника питания, будет генерироваться одинаковое количество энергии с другим значением напряжения, что означает более высокое напряжение, это не означает, что двигатель будет генерировать больше энергии.

ВЧ-мощность в зависимости от напряжения

Мощность RF обозначает мощность радиочастоты. Радиочастота — это высокая частота колебаний переменного тока или напряжения любого электрического, магнитного или электромагнитного поля.

Радиочастотный (РЧ) усилитель мощности — это тип усилителя, который преобразует или модифицирует маломощный радиочастотный сигнал в высокомощном радиочастотном сигнале. 

Как правило, в антенне передатчика используется ВЧ-усилитель мощности. Радиочастотная (или РЧ) мощность или РЧ мощность в общем смысле описывается в дБм (дБм — логарифмическая единица мощности, используемая в радио- и микроволновой электронике) с напряжением для определенного импеданса.

В электронике мощность измеряется в мВт и может быть определена с помощью падения напряжения на импеданс мощности ВЧ-цепи по ВЧ-цепи можно определить как

P = VxV/z

Где P — мощность, V — напряжение, а Z — импеданс.

Реактивная мощность против напряжения

Через силовой треугольник, соотношение между полной мощностью, активной мощностью и реактивной мощностью может быть определено.

Определим зависимость между реактивной мощностью и напряжением. В однофазном Цепь переменного тока с нагрузкой Импеданс Z, то мгновенные ток и напряжение можно определить как

я - грех вес

где I = V/Z

Теперь мгновенную мощность, отдаваемую нагрузке, можно определить как

p = iv = 2VIsinωtsin(ωt-θ)

В приведенном выше уравнении квадратурная составляющая тока I sin theta представляет собой составляющую мощности, колеблющуюся с частотой 2\omega в лорде с нулевым средним значением. Эта составляющая мощности известна как реактивная мощность.

Реактивная сила также может быть определена как мера обмена энергией между источником и реактивной частью нагрузки.

Реактивная мощность передается туда и обратно между источником и нагрузкой, что представляет собой обмен без потерь между источником и нагрузкой; реактивная мощность равна нулю для резистивной нагрузки, меньше нуля для емкостной нагрузки и больше нуля для индуктивной нагрузки.

Реактивная мощность обозначается Q, а единицей реактивной мощности является реактивный вольт-ампер.

В общем, напряжение увеличивается с увеличением реактивной мощности, тогда как напряжение уменьшается с уменьшением реактивной мощности, первичное напряжение которого прямо пропорционально реактивной мощности, wКогда реактивная мощность постоянна, напряжение падает, что приводит к увеличению тока для поддержания источника питания., что приводит к тому, что любая система потребляет больше реактивной мощности, что приводит к дальнейшему падению напряжения.

В цепи переменного тока напряжение регулируется путем поддержания производства и поглощения реактивной мощности.

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *

Наверх