什么是工作P?
W=Pt
功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是描述做功速度的物理量。工作量是固定的,时间越短,功率值越大。求功率的公式定义功率公式为功率=功/时间[编辑本段]功率。
求幂的公式也是P=W/t =UI=I?R=U?/R
p代表功率,单位为“瓦特”,缩写为“瓦特”,符号为“W”。w代表功,单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是“J”。t代表时间,单位为“秒”,符号为“s”。因为W=F(f力)*s(s位移)(功的定义),所以计算功率的公式也可以推导为p = F v(v代表平均速度时计算的功率是对应过程的平均功率,v代表瞬时速度时计算的功率是对应状态的瞬时功率)。
功率越大,速度越高,车的最高速度也越高。最大功率常用来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力(PS)或千瓦(kw)表示,1马力等于0.735 kW。1w=1J/s
功率计算公式:P=W/t(平均功率)P=FV(瞬时功率)
各种权力术语
功率是表示物体做功速度的物理量。在物理学中,功率P =功W/时间T,单位是瓦特W,我们经常在媒体上看到功率的单位,比如k W,ps,hp,bhp,whp mw等。,还有之前在意大利用的cv。这里千瓦是国际标准单位,用1kw = 1000 W。日常生活中,我们经常把功率马力叫做[1],单位是马,就像扭矩叫做扭力一样。
在汽车顶上,最大的工作机器是发动机,发动机的功率是用扭矩来计算的,而计算公式相当简单:功率(w) = 2π×扭矩(Nm) ×转速(rpm)/60,简化计算后就变成:功率(kw)=扭矩(Nm)×转速(rpm)/9.549。
因为英制和公制的区别,马力的定义基本不一样。英国马力(hp)的定义是:一匹马在一分钟内拉动200磅(lb)重的物体165英尺(ft),相乘后等于33000磅-英尺/分钟;公制马力(ps)定义为一匹马在一分钟内拉一个75公斤的物体60米,相乘后等于4500公斤/分钟。单位换算后,(1lb = 0.454kg;1ft=0.3048m)被发现为1hp=4566kgm/min,与公制的1ps=4500kgm/min略有不同。但如果单位是瓦(1w = 1nm/sec = 9.8 KGM)1ps = 735 w,两个不同的结果,相差约1.5%。
德国的DIN与欧洲的新标准EEC相同。日本的JIS使用公制ps作为马力单位,而SAE使用英制hp作为马力单位。然而,由于全球一体化经济的到来,为了避免复杂的转换,越来越多的原始工厂数据被改变,以提供无可争议的国际标准单位kw作为发动机输出功率值。
匀速动力运动
匀功率运动是指恒功率p的运动。
基本关系(无阻力):
P=Fv
然后:
s^3=(16pt^3)/(27m)
v^2=(2Pt)/m
a^2=P/(2mt)
由于大部分机器或生物的动力在自然条件下基本不变,所以匀速动力运动有其现实意义。【编辑本段】概述功率测量用于测量用电设备消耗的功率,广泛应用于家用电器、照明设备、工业机器的研发或生产线。本文主要介绍几种功率测量方法及其具体应用。
功率测量技术
测量功率有四种方法:
(1)二极管检测功率法;
(2)等效热功耗检测方法;
(3) TRMS/DC转换检测功率法;
(4)对数放大检测功率法。
下面分别介绍四种方法,并比较它们的优缺点。
1.1使用二极管检测功率的方法
二极管检测输入功率的电路如图L所示,图l(a)是一个简单的半波整流滤波电路,总输入电阻为50ω。d是整流器,c是滤波电容。RF输入功率引脚经过整流和滤波,获得输出电压U0。但是,当环境温度升高或降低时,U0会发生显著变化。图1(b)是二极管检测输入功率的改进电路,增加了温度补偿二极管D2,可以补偿二极管D1的整流电压。二极管具有负温度系数。当温度升高时,D1的压降会降低,但D2的压降也会降低,最终输出电压保持稳定。
需要指出的是,二极管检测电路响应平均值,不能直接测量输入功率的有效值,而是根据正弦波的有效值与平均值的关系间接测量有效值功率。显然,当被测波形不是正弦波时,波峰因数不等于1.4142,会导致较大的测量误差。
1.2等效热功耗检测方法
等效热功耗检测方法的电路如图2所示。它将未知交流信号的等效热量与DC参考电压的有效热量进行比较。当信号电阻(R1)和参考电阻(R2)的温差为零时,两个电阻的功耗相等,因此未知信号电压的有效值等于DC参考电压的有效值。R1和R2为匹配电阻,均采用低温度系数电阻,压降分别为KU1和KU0。为了测量温差,电压输出温度传感器A和B分别连接在R1和R2附近,或者可以选择两个热电偶来测量温差。R1和R2也分别串联过热保护电阻。
虽然等效热功耗检测法的原理非常简单,但是在实际应用中很难实现,而且这种检测设备的价格非常昂贵。
1.3 TRMS/DC转换检测功率法
真有效值/DC转换检测功率法最大的优点是测量结果与被测信号的波形无关,这就是“真有效值”的含义。因此,它可以精确地测量任何波形的真实均方根功率。测量真均方根功率的第一种方法是采用单芯片真均方根/DC转换器(如AD636)。首先,测量真均方根电压电平,然后将其转换为真均方根功率电平。
另一种测量真有效值功率的电路框图如图3所示,与该电路对应的典型产品是单芯片RF真有效值功率检测系统的集成电路(AD8361)。U1为射频信号输入端,U0为DC电压输出端。US端接2.7 ~ 5.5v电源,COM为共地。IREF是参考工作模式的选择端,PWDN是睡眠模式的控制端。FLTR是滤波器的输出端,在这个端和美国端之间并联一个电容,可以降低滤波器的截止频率。SREF是功率参考控制终端。
从端子U1输入的RF rms电压为U1,通过平波器1产生与U12成比例的脉动电流信号I。该电流信号的均方电压通过由内部电阻R1和电容C组成的平方律检波器获得,并输入到误差放大器的同相输入端。平方器2和误差放大器可以形成闭合的负反馈电路,负反馈信号被加到误差放大器的反相输入端用于温度补偿。当闭环电路达到稳态时,输出电压U0(DC)与输入均方根功率引脚成比例。关系式
其中:k为真均方根/DC转换器的输出电压灵敏度,AD8361的k为7.5mv/DBM。
这种检测方法有以下优点:第一,由于两个平方器完全相同,所以量程改变时不会影响转换精度;其次,当环境温度变化时,两个平方器可以互相补偿,保持输出电压稳定;第三,所用平方器的频带很宽,从DC到微波波段。
1.4对数放大检测功率法
对数放大器检波器由多级对数放大器组成,其电路框图如图4所示。图4中,* *有5个对数放大器(A ~ E),每个对数放大器的增益为20dB(即电压放大倍数为lo倍),最大输出电压限制为lV。因此,对数放大器的斜率ks = LV/20 dB,即50 MV/dB。五个对数放大器的输出电压分别通过检波器送到加法器(≘),然后通过低通滤波器得到输出电压U0。对数放大器可以对输入交流信号的包络进行对数运算,其输出电压与kS和PIN的关系如下
其中:b是截距,对应于输出电压为零时的输入功率电平值。
普通对数放大器的特性曲线只适用于正弦波输入信号。当输入信号不是正弦波时,特性曲线上的截距会发生变化,从而影响输出电压值。此时,应校正输出读数。需要指出的是,ADI公司生产的AD8362单芯片RF真有效值功率检波器虽然也属于对数检波功率法,但采用独特的专利技术,可以适用于任何输入信号波形,特性曲线上的截距不随输入信号变化。
单片DC功率测量系统的设计
MAX42ll是一款低成本、低功耗和高端DC功率/电流测量系统。它用精密的电流检测放大器测量负载电流,再用模拟乘法器计算功率,所以不影响负载的接地路径,特别适用于测量电池供电系统的功率和电流值。检测功率和电流的最大误差低于65438±0.5%,频带宽度为220kHz。测量的电源电压的标准值为4-28V。检测电流时的满量程电压为100mV或150mV。电源电压2.7~5.5V,工作电流670μA(典型值)。
max 42 LLA/B/C的简化电路如图5所示,主要包括精密电流检测放大器、25: 1电阻分压器和模拟乘法器。外围电路包括被测电源电压4~28V,芯片工作电压2。7 ~ 5.5V,电流检测电阻RSENSE和负载。其测量原理是利用精密的电流检测放大器检测负载电流,获得与电流成正比的模拟电压,然后将电压加到模拟乘法器上。在将负载电流乘以源电压之后,从POUT端子输出与负载功率成比例的电压。设功率检测放大器的增益为G,r sense上的电压为USENSE,RS+引脚的源电压为URS+,则
MAX42l1A/B/C/B/C内部的分压电阻连接到RS+端和模拟乘法器的输入端。这种设计可以精确测量电源负载的功率,为电源(如电池)提供保护。POUT端和IOUT端输出的功率信号和电流信号可以分别通过A/D转换器送到单片机。理想情况下,最大负载电流在RSENSE上产生满量程检测电压。选择合适的增益可以使电流灵敏放大器在不饱和的情况下获得最大的输出电压。计算RSENSE的最大值时,RS+端和RS端之间的差分电压不应超过满量程检测电压。适当增加RSENSE的电阻值可以提高USENSE,有助于降低输出误差。
单片真有效值射频功率测量系统的设计
通信系统的要求是保证发射端的功率放大器能满足传输的需要,输出功率不超过规定的指标,否则设备会过热损坏。因此,必须在发射机电路中增加射频功率测量和功率控制电路。同样,射频功率测量对接收机也很重要。根据有效值定义计算出的功率称为“真均方根功率”,简称“真功率”。由于现代通信系统有一个恒定的负载和阻抗源(通常为50ω),只需知道有效电压就可以计算出功率,功率的测量就可以转化为有效电压的测量。
传统的射频功率计或射频检测系统电路复杂,集成度低。最近,美国ADI公司相继推出了AD8361、AD8362和AD8318的集成单片射频真有效值功率测量系统,不仅可以精确测量射频功率,还可以测量中频(IF)和低频(LF)功率。
AD8318是一款单芯片射频功率测量系统,采用片上硅与超高速互补双极性相结合的高速硅锗制造工艺。其内部解调对数放大器的输出电压与被测功率成正比,可以精确测量1 MHz ~ 8 GHz的射频功率。适用于测量计算机和无线局域网基站的无线输出功率。AD8318不仅远远优于传统产品,而且具有比模块化测量系统更高的性价比和比二极管功率检测法更高的精度。AD8318集高精度、低噪声和宽动态范围于一体。AD8318的测量精度优于ldB,动态范围为55dB在高达5.8GHz的输入频率下:在8GHz下,精度优于3 dB,动态范围超过58dB。输出噪声仅为
它采用对数放大检测功率,对数斜率的额定值为25mV/dB,可以通过改变UOUT和USET引脚之间反馈电压的比例系数来调节。当信号从IN+端子输入时,截取功率电平为25dB。AD8318的典型应用电路如图6所示。
AD8318专门设计用于测量最高8 GHz的RF功率,因此保持引脚IN+和IN与各功能单元电路之间的绝缘非常重要。AD8318的正电源引脚UPSI和UPS0必须连接到同一电压,UPSI引脚为输入电路提供偏置电压,UPSO引脚为UOUT引脚的低噪声输出驱动器提供偏置电压。AD8318也有一些独立的公共土地。CMOP用作输出驱动器的公共地。所有公共* * *接地应连接到低阻抗的印刷电路板接地区域。允许的电源电压范围为4.5 ~ 5.5V..C3 ~ C6是电源去耦电容,应尽可能靠近电源引脚和地。
AD8318采用交流耦合和单端输入模式。当输入信号频率为LMHz ~ 8 GHz时,连接在IN+和IN-端的耦合电容(C1,C2)可采用0402 lnF表贴陶瓷片式电容,耦合电容应靠近IN+和IN-引脚。当与IN+引脚匹配时,外部分流电阻r 1(52.3ω)可以提供具有足够带宽的50ω匹配阻抗。AD8318的输出电压可以直接发送到数字电压表(DVM)或带模数转换器的单片机(μC)。
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详细介绍了四种常用的功率测量方法,并给出了DC功率测量系统和射频功率测量系统的设计方案。
5.常见家用电器的电力
空调1500W
微波炉大概1000W W。
电炉一般大于1000W
电热水器一般大于1000W W。
真空吸尘器800W
吹风机500W
电熨斗500W
洗衣机小于500W W。
200瓦电视
计算机200W
抽油烟机140W
冰箱100W
电风扇100W
手电筒0.5W
计算器0.5毫瓦
电子表0.01mW