Αυτό το άρθρο θα συζητήσει λεπτομερώς την ισχύ έναντι της τάσης, όπως τη σχέση μεταξύ ισχύος έναντι τάσης, άεργου ισχύος, ισχύος κινητήρα, συντελεστή ισχύος κ.λπ.
Σύγκριση ισχύος και τάσης:
| Power | Τάση |
| Ισχύς είναι ο ρυθμός της ενέργειας που απορροφάται ή παρέχεται σε σχέση με το χρόνο. | Η τάση είναι η πιθανή πτώση μεταξύ δύο σημείων. |
| Ο μαθηματικός ορισμός της ισχύος είναι ο πολλαπλασιασμός ή το γινόμενο της στιγμιαίας τάσης και του στιγμιαίου ρεύματος ενός κυκλώματος. | Ο μαθηματικός ορισμός της τάσης (ως νόμος του Ohm) είναι το γινόμενο ή ο πολλαπλασιασμός της αντίστασης και του ρεύματος μιας διαδρομής ή κλάδου ενός κυκλώματος. |
| P = VI | V = IR |
Είναι η ισχύς ίση με την τάση?
Η τάση είναι η πτώση δυναμικού μεταξύ δύο σημείων, ενώ η ισχύς είναι ο ρυθμός της ενέργειας που απορροφάται ή παρέχεται σε σχέση με το χρόνο.
Η στιγμιαία (ή άμεση) ισχύς οποιουδήποτε κυκλώματος μπορεί να περιγραφεί ως το γινόμενο του στιγμιαίου (ή του άμεσου) ρεύματος (i) και της στιγμιαίας (ή άμεσης) τάσης (v). Η μονάδα μέτρησης (ή το στοιχείο) της ισχύος είναι τα watt. Η τάση είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη και η μονάδα μέτρησής της είναι το Volt.
Ποια είναι η σχέση του με την τάση και την ισχύ?
Η ισχύς είναι ο ρυθμός απορρόφησης και παροχής ενέργειας σε σχέση με το χρόνο και η μονάδα μέτρησής του είναι τα watt.
Για να ορίσουμε τη σχέση μεταξύ ισχύος και τάσης, από τη φυσική, το γνωρίζουμε
p = dw/dt
Όπου p είναι ισχύς σε watt, w είναι ενέργεια σε joule και t ο χρόνος σε δευτερόλεπτα.
p = dw/dt = vi
άρα p =vi
Εδώ p είναι η στιγμιαία ισχύς, μια μεταβαλλόμενη χρονική ποσότητα, v είναι η στιγμιαία τάση και i είναι το στιγμιαίο ρεύμα.
Η κατεύθυνση της πολικότητας του ρεύματος και της τάσης καθορίζει το πρόσημο της ισχύος. Όταν η ισχύς είναι σε θετικό πρόσημο, τότε η ισχύς παρέχεται παρατηρούμενη από ένα στοιχείο. Εάν η ισχύς είναι σε αρνητικό πρόσημο, τότε η ισχύς παρέχεται από οποιοδήποτε στοιχείο.
Σύμφωνα με τη σύμβαση του παθητικού σήματος, το ρεύμα εισέρχεται μέσω της θετικής πολικότητας της πηγής τάσης. όταν η ισχύς είναι θετική, που υποδηλώνει την απορροφητική ισχύ, και εάν η ισχύς είναι αρνητική, σημαίνει ότι το στοιχείο απελευθερώνει ή παρέχει ισχύ.
Όριο ισχύος έναντι τάσης πυρήνα
Οι όροι τάση πυρήνα και όριο ισχύος είναι καθορισμένοι όροι για μικροεπεξεργαστές.
Όριο ισχύος είναι το μέγιστο μέγεθος ισχύος που μπορεί να παραχθεί ή να καταναλωθεί από το σύστημα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν η κατανάλωση ενέργειας υπερβαίνει τα συγκεκριμένα όρια ισχύος για τον επεξεργαστή, δηλαδή όταν ο επεξεργαστής μειώνει αυτόματα τη συχνότητα πυρήνα για να ελαχιστοποιήσει την ισχύ στο απαιτούμενο εύρος.
Την ίδια στιγμή, Τάση πυρήνα είναι μια ειδικά καθορισμένη τάση παροχής τάσης στον πυρήνα του επεξεργαστή ενός μικροεπεξεργαστή. Κάθε μικροεπεξεργαστής έχει ένα συγκεκριμένο εύρος τάσης πυρήνα, δείχνοντας ότι το εύρος της τάσης πυρήνα μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τον κατασκευαστή ή τον τύπο του μικροεπεξεργαστή, πράγμα που σημαίνει ότι ο κατασκευαστής μπορεί να διαμορφώσει τον επεξεργαστή ώστε να χρησιμοποιεί οποιαδήποτε τάση εντός του εύρους της καθορισμένης τάσης πυρήνα.
Έλεγχος συντελεστή ισχύος έναντι ελέγχου τάσης
Το επίπεδο τάσης μπορεί να ελεγχθεί ελέγχοντας την απορρόφηση παραγωγής και τη ροή άεργου ισχύος σε ένα κύκλωμα.
Διαφορετικές συσκευές ή μέθοδοι ελέγχου της αναζήτησης τάσης ως πηγής ή απορρόφησης άεργου ισχύος όπως
- Παραδιακλάδωση πυκνωτή σύγχρονος συμπυκνωτής.
- Αντιδραστήρες διακλάδωσης.
- Στατικοί αντισταθμιστές var.
- Αντισταθμιστές αντίδρασης γραμμής όπως πυκνωτές σειράς.
- Ρυθμιστές επαγωγής.
- Μετασχηματιστές αλλαγής κουμπιού.
Έλεγχος συντελεστή ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του φορτίου συντελεστή ισχύος, βελτιώνοντας την απόδοση του συστήματος διανομής. Για τον έλεγχο του συντελεστή ισχύος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επαγωγείς, πυκνωτές, ανορθωτές κ.λπ.
Υπάρχει ειδικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του συντελεστή ισχύος. Αυτά είναι:
- Στατικοί πυκνωτές,
- Σύγχρονος συμπυκνωτής,
- Προχωρητής φάσης.
Απώλεια ισχύος έναντι πτώσης τάσης
Η πτώση τάσης είναι η πτώση ή η μείωση του ηλεκτρικού δυναμικού σε ένα κύκλωμα, ενώ η απώλεια ισχύος είναι η σπατάλη ηλεκτρικής ενέργειας.
Πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα προκαλείται γενικά από την αντίσταση της ροής ρεύματος μέσω ενός αγωγού, ή ένα καλώδιο είναι οποιοδήποτε μήκος ή μέγεθος σύρματος που έχει κάποια αντίσταση. Και το ρεύμα που διατρέχει το καλώδιο προκαλεί την πτώση τάσης καθώς αυξάνεται το μήκος του καλωδίου, η αντίσταση αυξάνεται, με αποτέλεσμα μια σημαντική πτώση τάσης στο κύκλωμα. Ταυτόχρονα, απώλεια ισχύος μπορεί να προκληθεί από οποιαδήποτε αστοχία στο κύκλωμα ή λόγω της χαμηλής απόδοσης του συνολικού κυκλώματος. Η απώλεια ισχύος προκαλείται γενικά από βραχυκύκλωμα, διαδοχική αστοχία, ασφάλεια, θόρυβο, ανεπιθύμητη απαγωγή ρεύματος κ.λπ.
Η πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα μπορεί να προσδιοριστεί από την τιμή της σύνθετης αντίστασης του συνολικού κυκλώματος. Ταυτόχρονα, η απώλεια ισχύος σε ένα κύκλωμα μπορεί να προσδιοριστεί από τη διαφορά στην ισχύ εισόδου και εξόδου του κυκλώματος.
Καθώς αυξάνεται η τάση, όλο το ρεύμα αυξάνεται μέσω του κυκλώματος, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει μεγαλύτερη απώλεια ισχύος σε οποιοδήποτε εξάρτημα ή καλώδιο του κυκλώματος.
Ισχύς DB έναντι τάσης DB
Το κέρδος τάσης ή ισχύος ή οποιοδήποτε κέρδος στα ηλεκτρονικά μπορεί να οριστεί σε db.
Το κέρδος τάσης σε DB (σημαίνει ντεσιμπέλ) μπορεί να οριστεί ως η διαφορά μεταξύ του επιπέδου τάσης εξόδου (ή του επιπέδου ηλεκτρικού δυναμικού εισόδου) σε ντεσιμπέλ στο επίπεδο τάσης εισόδου (ή του επιπέδου ηλεκτρικού δυναμικού εξόδου) σε ντεσιμπέλ.
Η τιμή είναι επίσης ίση με τις 20 φορές του τυπικού ημερολογίου του λόγου της τάσης εξόδου Vout προς την τάση εισόδου Vin.
db= 20 log10 Vo/Vi
Όπου Vo είναι η τάση εξόδου και vi είναι η τάση εισόδου
Ένα κέρδος ισχύος σε DB μπορεί να περιγραφεί ως η διαφορά μεταξύ της ισχύος που παράγεται στην έξοδο του κυκλώματος σε ντεσιμπέλ και της ισχύος εισόδου στο κύκλωμα σε ντεσιμπέλ.
Η τιμή του κέρδους ισχύος είναι ίση με το 10πλάσιο του κοινού λογάριθμου του λόγου της ισχύος που παράγεται στην έξοδο του κυκλώματος προς την ισχύ εισόδου προς το κύκλωμα.
db= 10 log10 Po/Pi
Όπου Po είναι η ισχύς που παράγεται στην έξοδο του κυκλώματος.
Και το Pi είναι η ισχύς εισόδου στο κύκλωμα.
Κέρδος ισχύος έναντι αύξησης τάσης
Μερικές φορές, το κέρδος ισχύος δεν μπορεί να είναι ξεκάθαρο όσον αφορά την ισχύ εισόδου και την ισχύ εξόδου.
Η καλύτερη κέρδος ισχύος ενός κυκλώματος μπορεί να περιγραφεί ως ο λόγος της παραγόμενης ισχύος εξόδου προς την ισχύ εισόδου που εφαρμόζεται στο κύκλωμα. ο αύξηση τάσης μπορεί να οριστεί ως ο λόγος της τάσης εξόδου που παράγεται στο κύκλωμα προς την τάση εισόδου που εφαρμόζεται στο κύκλωμα.
Ενισχυτής ισχύος έναντι ενισχυτή τάσης
Ο ενισχυτής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την αύξηση ή την ενίσχυση της συνολικής ισχύος ενός σήματος.
A ενισχυτής τάσης χρησιμοποιείται για την ανύψωση του επιπέδου τάσης (ή του επιπέδου ηλεκτρικού δυναμικού) στην έξοδο του ενισχυτή. Ονομάζεται επίσης ενισχυτής μικρού σήματος. Ο σύνδεσμος που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον ενισχυτή είναι ο σύνδεσμος RC. Ενώ ένας ενισχυτής ισχύος χρησιμοποιείται για την αύξηση του επιπέδου ισχύος στην έξοδο του ενισχυτή, αυτός ο ενισχυτής αναγνωρίζεται επίσης ως ενισχυτής μεγάλου σήματος. Ο σύνδεσμος που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον ενισχυτή είναι ο σύνδεσμος μετασχηματιστή.
Το μέγεθος του σήματος εισόδου του ενισχυτή ισχύος είναι συγκριτικά πιο εκτεταμένο από αυτό του σήματος εισόδου ενός ενισχυτή τάσης. Η τιμή του Beta οποιουδήποτε ενισχυτή ισχύος είναι πολύ υψηλότερη από αυτή ενός ενισχυτή τάσης. Η απαγωγή θερμότητας σε έναν ενισχυτή ισχύος είναι υψηλότερη από αυτή ενός ενισχυτή τάσης. Η σύνθετη αντίσταση φορτίου είναι σχετικά υψηλότερη για έναν ενισχυτή τάσης από έναν ενισχυτή ισχύος.
Κοντίσιονερ ισχύος έναντι ρυθμιστή τάσης
Το τροφοδοτικό είναι μια συσκευή που προστατεύει τη συσκευή από υπερτάσεις ρεύματος ή αιχμές.
A ισχύος χρησιμοποιείται κυρίως για τη βελτίωση της ποιότητας της ισχύος που πρόκειται να παραδοθεί στον εξοπλισμό φόρτωσης. Συνήθως, ένα κλιματιστικό ισχύος διαθέτει επίσης φιλτράρισμα ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI) και παρεμβολών ραδιοσυχνοτήτων (RFI).
Η καλύτερη ρυθμιστή τάσης είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της τάσης σε σταθερή τιμή ή εντός ενός προκαθορισμένου εύρους. Μια χαμηλότερη τάση ή υπέρταση μπορεί να επηρεάσει την απόδοση ή την υγεία των ηλεκτρονικών συσκευών.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα κλιματιστικό ισχύος μπορεί να σχεδιαστεί με ρυθμιστή τάσης μαζί με άλλα κυκλώματα που εκτελούν τουλάχιστον μία άλλη λειτουργία για τη βελτίωση της ποιότητας ισχύος, όπως διαχωρισμό θορύβου, διόρθωση συντελεστή ισχύος, προστασία από παροδικούς παλμούς κ.λπ.
Δυναμική ισχύς έναντι τάσης
Η συνολική απαγωγή ισχύος ενός κυκλώματος CMOS είναι ένα άθροισμα δυναμικής και στατικής ή διαρροής ισχύος.
Η δυναμική ισχύς αναφέρεται στη συνιστώσα της συνολικής απαγωγής ισχύος του κυκλώματος CMOS όταν το κύκλωμα CMOS αλλάζει τη λογική του κατάσταση από τη μια λογική στην άλλη. Η δυναμική ισχύς είναι η συνάρτηση της συχνότητας μεταγωγής τάσης τροφοδοσίας και του φορτίου εξόδου του τρανζίστορ.
Η δυναμική απαγωγή ισχύος στη σχέση της τάσης τροφοδοσίας μπορεί να οριστεί ως
P = βιογραφικό2f
Όπου V είναι η τάση τροφοδοσίας και f είναι η συχνότητα μεταγωγής.
Και η τάση τροφοδοσίας μειώνεται και η δυναμική ισχύς μειώνεται.
Ηλεκτρική ισχύς έναντι τάσης
Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να οριστεί ως η ενέργεια που διαχέεται ή παράγεται ανά μονάδα χρόνου. Το στοιχείο μέτρησης της ισχύος είναι τα watt.
Η καλύτερη ηλεκτρική ισχύς ενός κυκλώματος μπορεί να περιγραφεί ως το γινόμενο της τάσης (ή της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας) και του ρεύματος μέσω του κυκλώματος. Η ισχύς μέσω ενός κυκλώματος μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας έναν μετρητή ισχύος.
Τάση μπορεί να περιγραφεί ως η πιθανή πτώση μεταξύ δύο σημείων. Η μονάδα μέτρησης της τάσης είναι το Volt. Η τάση μπορεί να οριστεί ως το γινόμενο του Volt και της φόρτισης. Η τάση ενός κυκλώματος μπορεί να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο.
Ισχύς διαρροής έναντι τάσης
Η ισχύς διαρροής είναι συνάρτηση της τάσης κατωφλίου εφαρμοζόμενης τάσης και του μεγέθους του τρανζίστορ. Η ισχύς διαρροής μπορεί να μειωθεί με χαμηλότερη τάση λειτουργίας.
Σε CMOS ισχύς διαρροής, η ισχύς καταναλώνεται όταν το τρανζίστορ βρίσκεται στην περιοχή υποκατωφλίου, που σημαίνει ότι η κατανάλωση ενέργειας από το ρεύμα υποκατωφλίου (ρεύμα μεταξύ πηγής και αποστράγγισης κατά το υποκατώφλι του τρανζίστορ) και τη δίοδο αντίστροφης πόλωσης σε ένα τρανζίστορ CMOS είναι γνωστή ως ισχύς διαρροής. Η ισχύς διαρροής μπορεί να εξαρτάται από τη διακύμανση του τρανζίστορ οριακή τάση. Η ισχύς διαρροής είναι το αποτέλεσμα ανεπιθύμητου ρεύματος διαρροής στο κανάλι κατωφλίου όταν το τρανζίστορ δεν λειτουργεί.
Ισχύς κινητήρα έναντι τάσης
Ένας ηλεκτροκινητήρας είναι μια μηχανή που μετατρέπει ή μετατρέπει την ηλεκτρική μορφή της ενέργειας μέσα στη μηχανική μορφή της ενέργειας.
Η ισχύς ενός κινητήρα μπορεί να οριστεί γινόμενο του ρυθμού διατήρησης για την παραγωγή ενέργειας ανά μονάδα χρόνου.
Η σχέση μεταξύ ισχύος και τάσης μπορεί να οριστεί ως το γινόμενο της στιγμιαίας τάσης και του στιγμιαίου ρεύματος είναι ίσο με τη στιγμιαία ισχύ όταν η ισχύς του κινητήρα είναι σταθερή. Ακόμα, όταν η τάση μειώνεται, τότε ένα ρεύμα στον κινητήρα αυξάνεται, και όταν αυξάνεται η τάση, το ρεύμα που αντλείται από τον κινητήρα ή η θερμότητα που παράγεται από τον κινητήρα μειώνεται. Ωστόσο, η υψηλή τάση μπορεί να κορεστεί το μαγνητικό στοιχείο του κινητήρα.
Όταν υπάρχει διαφορά φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος, τότε η ισχύς του κινητήρα ορίζεται ως το γινόμενο του συντελεστή ισχύος με το ρεύμα και την τάση.
Εφόσον ο κινητήρας αντλεί αρκετό ρεύμα από το τροφοδοτικό θα παράγεται η ίδια ποσότητα ισχύος, με διαφορετική τιμή τάσης που σημαίνει με υψηλότερη τάση, δεν σημαίνει ότι ο κινητήρας θα παράγει περισσότερη ισχύ.
Ισχύς RF έναντι τάσης
Η ισχύς RF σημαίνει ισχύς ραδιοσυχνοτήτων. Η ραδιοσυχνότητα είναι ο υψηλός ρυθμός ταλάντωσης του εναλλασσόμενου ρεύματος ή της τάσης οποιουδήποτε ηλεκτρικού, μαγνητικού ή ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.
Ένας ενισχυτής ισχύος ραδιοσυχνοτήτων (RF) είναι ένας τύπος ενισχυτή που μετασχηματίζει ή τροποποιεί ένα σήμα ραδιοσυχνότητας χαμηλής ισχύος μέσα σε ένα σήμα ραδιοσυχνότητας υψηλής ισχύος.
Γενικά, ένας ενισχυτής ισχύος RF χρησιμοποιείται στην κεραία του πομπού. Η ισχύς ραδιοσυχνοτήτων (ή RF) ή η ισχύς ραδιοσυχνοτήτων περιγράφεται με μια γενική έννοια σε dBm (το dBm είναι μια λογαριθμική μονάδα ισχύος που χρησιμοποιείται στα ηλεκτρονικά ραδιοκυμάτων και μικροκυμάτων) με τάση για καθορισμένη αντίσταση.
Στα ηλεκτρονικά, η ισχύς μετριέται σε mW και μπορεί να οριστεί με τη βοήθεια της πτώσης τάσης κατά μήκος του αντίσταση της ισχύος του κυκλώματος RF σε όλο το κύκλωμα RF μπορεί να οριστεί ως
P = VxV/z
Όπου P είναι η ισχύς, V είναι η τάση και Z είναι η σύνθετη αντίσταση.
Αέργου Ισχύ έναντι Τάσης
Μέσω της τρίγωνο δύναμης, η σχέση μεταξύ φαινομενικής ισχύος, πραγματικής ισχύος και άεργου ισχύος μπορεί να οριστεί.
Ας ορίσουμε τη σχέση μεταξύ της άεργου ισχύος και της τάσης. Σε μονοφασικό Κύκλωμα AC με φορτίο σύνθετης αντίστασης Z, τότε το στιγμιαίο ρεύμα και τάση μπορούν να οριστούν ως
i – sin wt
όπου I = V/Z
Τώρα η στιγμιαία ισχύς που παρέχεται στο φορτίο μπορεί να οριστεί ως
p = iv = 2VIsinωtsin(ωt-θ)
Στην παραπάνω εξίσωση, η συνιστώσα τετραγωνισμού του ρεύματος I sin θήτα είναι η συνιστώσα ισχύος ταλάντωσης συχνότητας 2\ωμέγα προς τον κύριο με μηδενική μέση τιμή. Αυτή η συνιστώσα της ισχύος είναι γνωστή ως άεργη ισχύς.
Δύναμη αντίδρασης μπορεί επίσης να οριστεί ως το μέτρο της ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ της πηγής και του αντιδρώντος μέρους του φορτίου.
Η άεργος ισχύς μεταφέρεται εμπρός και πίσω μεταξύ της πηγής και του φορτίου, αντιπροσωπεύοντας μια εναλλαγή χωρίς απώλειες μεταξύ της πηγής και του φορτίου. Η άεργος ισχύς είναι μηδέν για ωμικό φορτίο, ενώ μικρότερη από μηδέν για χωρητικό φορτίο και πιο σημαντική από μηδέν για επαγωγικό φορτίο.
Η άεργος ισχύς συμβολίζεται με Q και η μονάδα άεργου ισχύος είναι άεργος βολτ-αμπέρ.
Σε γενικές γραμμές, η τάση αυξάνεται με την αύξηση της άεργου ισχύος, ενώ η τάση μειώνεται με τη μείωση της άεργου ισχύος, ποια πρωτογενής τάση είναι ευθέως ανάλογη με την άεργο ισχύ, wΌταν η άεργος ισχύς είναι σταθερή, η τάση πέφτει που προκαλεί την αύξηση του ρεύματος για να διατηρηθεί η παροχή ρεύματος, που έχει ως αποτέλεσμα οποιοδήποτε σύστημα να καταναλώνει περισσότερη άεργο ισχύ με αποτέλεσμα η τάση να πέφτει περαιτέρω.
Σε ένα κύκλωμα AC, η τάση ελέγχεται διατηρώντας την παραγωγή και την απορρόφηση της άεργου ισχύος.
