Galios keitiklis: vatai, kW, AG ir PS

Galios vienetų keitiklis

Galia – tai energijos naudojimo arba gamybos sparta. Galios vienetų keitiklis perskaičiuoja galios reikšmę iš vieno vieneto į kitą, pavyzdžiui, kilovatus perskaičiuoja į arklio galias. Šis puslapis perskaičiuoja vatus, kilovatus, mechanines arklio galias ir metrines arklio galias, o visas keturias reikšmes rodo vienu metu.

Ką atlieka keitiklis

Lankytojas įveda vieną skaičių ir pasirenka vienetą, kuriuo tas skaičius išreikštas. Puslapis pateikia tą pačią galią visais keturiais vienetais.

• Rezultatai rodomi aštuonių reikšminių skaitmenų tikslumu. Suapvalinamas tik rodinys. Perskaičiavimas atliekamas pagal įvestą skaičių.
• Mažesnis nei 0,0001 dydžio arba milijardo ar didesnis rezultatas rodomas moksliniu žymėjimu. Nulis rodomas kaip paprastas 0.
• Neigiamos reikšmės priimamos. Variklio, kuris generuoja galią, o ne ją naudoja, reikšmė yra neigiama.
• Tuščias laukelis pateikia raginimą, o ne skaičių. Nuoroda, kurioje nurodytas puslapio nesiūlomas vienetas, pateikia pranešimą, o ne perskaičiavimą.

Keturi vienetai

Vatas yra SI vienetas: vienas energijos džaulis per sekundę. Kiekvienas iš kitų trijų vienetų yra fiksuotas vatų skaičius. Nė vienas iš šių trijų skaičių nėra matavimo rezultatas, todėl laikui bėgant nė vienas iš jų nesikeičia.

Galios perskaičiavimo formulė

Kiekvienas čia pateiktas vienetas yra fiksuotas vato kartotinis, todėl perskaičiuojant atliekamas vienas daugybos, o paskui vienas dalybos veiksmas. Reikšmė pirmiausia perskaičiuojama į vatus, tada – į pasirinktą norimą vienetą:

$P_2 = \frac{P_1 \times k_1}{k_2}$

kur $P_1$ yra įvesta galia, $k_1$ yra vatų skaičius viename pasirinkto vieneto vienete, $k_2$ yra vatų skaičius viename norimo vieneto vienete, o $P_2$ yra atsakymas.

Pakeliui niekas nepridedama ir neatimama, nes visos keturios skalės rodo nulį esant tai pačiai galiai. Keičiasi tik žingsnio dydis. Temperatūra yra atvejis, kai taip nėra: Celsijaus ir Farenheito skalės pradedamos skaičiuoti nuo skirtingų taškų, todėl vien dauginantis keitiklis pateiktų 0 °C kaip 0 °F, o ne kaip 32 °F.

Iš kur gaunamos dvi arklio galios reikšmės

Mechaninė arklio galia apibrėžiama kaip 550 pėdų- (168 m)svarų jėgos per sekundę. Pėdos-svaras – tai darbas, atliekamas vieno svaro jėgai perkėlus objektą vienos pėdos atstumu. Abi šio apibrėžimo dalys yra tiksliai fiksuotos. Tarptautiniu 1959 metų jardų ir svarų susitarimu pėda apibrėžiama kaip 0,3048 m, o svaras – kaip 0,45359237 kg. Svaro jėga – tai jėga, kuria standartinė gravitacija veikia tą svarą; jos vertė yra 4,4482216152605 N.

$1\ \mathrm{hp} = \frac{550 \times 0.3048\ \mathrm{m} \times 4.4482216152605\ \mathrm{N}}{1\ \mathrm{s}} = 745.69987158227022\ \mathrm{W}$

Metrinė arklio galia, žymima PS, apibrėžiama kaip 75 kilogramo jėgos metrų per sekundę. Kilogramo jėga yra vieno kilogramo jėga, veikiant tai pačiai standartinei gravitacijai, todėl ji lygi 9,80665 N.

$1\ \mathrm{PS} = \frac{75 \times 9.80665\ \mathrm{N} \times 1\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}} = 735.49875\ \mathrm{W}$

Standartinė gravitacija buvo nustatyta kaip 9,80665 m/s² 3-iojoje Generalinėje matų ir svorių konferencijoje 1901 metais. Tai sutartinė reikšmė, o ne vietinio matavimo rezultatas, todėl masės vienetas gali atstoti jėgos vienetą. NIST specialiajame leidinyje 811, B priede, mechaninė arklio galia pateikiama suapvalinta iki 745,6999 W.

Pavyzdys: 100 kW automobilis

Automobilis, kurio vardinė galia yra 100 kW, išvysto 100 000 vatų. Padalijus šį skaičių iš vatų skaičiaus vienoje mechaninėje arklio galioje, gaunama reikšmė, naudojama Jungtinėse Valstijose ir Jungtinėje Karalystėje:

$P = \frac{100\,000}{745.69987158227022} \approx 134.10221\ \mathrm{hp}$

Tą patį 100 000 vatų skaičių padalijus iš vatų skaičiaus vienoje metrinėje arklio galioje, gaunama reikšmė, spausdinama daugumoje Europos brošiūrų:

$P = \frac{100\,000}{735.49875} \approx 135.96216\ \mathrm{PS}$

Abu atsakymai apibūdina tą patį automobilį. Jie skiriasi todėl, kad skiriasi vienetai, o ne todėl, kad pasikeitė kas nors variklyje. Įvedus šią reikšmę, puslapis greta rodo 100 000 W, 100 kW, 134,10221 hp ir 135,96216 PS.

Du vienetai vadinami arklio galia

Mechaninė ir metrinė arklio galios yra panašaus dydžio, todėl jas lengva supainioti, tačiau jos nėra lygios:

$1\ \mathrm{hp} = 1.013869665424\ \mathrm{PS}$

Skirtumas yra apie 1,4 %. Variklis, kurio galia yra 100 hp (75 kW), turi 101,38697 PS, o 100 PS galios variklis turi 98,632007 hp (73,5 kW). Mechaninė arklio galia paprastai nurodoma Jungtinėse Valstijose ir Jungtinėje Karalystėje. PS yra trumpinys nuo „Pferdestärke“ – vokiško metrinės arklio galios pavadinimo; šis vienetas paprastai nurodomas žemyninėje Europoje. Puslapis, kuriame būtų pateikta viena neįvardyta „arklio galia“, pusei lankytojų klystų 1,4 %, tačiau to nebūtų galima pastebėti, todėl abu vienetai pateikiami savais pavadinimais.

Dažniausi galios perskaičiavimai

Kiekvienoje eilutėje parodyta, kokią reikšmę vienas vienetas sudaro kitais trimis vienetais, pateikiant aštuonis reikšminius skaitmenis.

Kurios reikšmės tikslios, o kurios suapvalintos

Visi keturi vienetai grindžiami apibrėžtimis, tačiau tik kai kurias iš jų galima visiškai užrašyti dešimtainiais skaičiais.

• 1 kW yra tiksliai 1 000 W. Kilo yra SI priešdėlis, reiškiantis tūkstantį.
• 1 hp yra tiksliai 745,69987158227020 W. Dešimtainė išraiška čia baigiasi, nes pati pėda ir svaro jėga yra tikslūs dešimtainiai dydžiai.
• 1 PS yra tiksliai 735,49875 W, nes 75 dauginama iš standartinės gravitacijos.
• 1 hp (0,75 kW) yra tiksliai 1,013869665424 PS. Šio dalijimo rezultatas šiuo atveju yra baigtinis.
• 1 PS atitinka 0,98632007061953110… hp; skaitmenys niekada nesibaigia, todėl bet kuri užrašyta dešimtainė išraiška yra sutrumpinta.

Keitiklis kiekvieną arklio galios reikšmę apskaičiuoja iš apibrėžiančių konstantų, o ne saugo sutrumpintą dešimtainę išraišką, todėl skaitytojo matomas apvalinimas atsiranda dėl atvaizdavimo, o ne dėl skaičių, kuriais remiamasi. Aštuonių reikšminių skaitmenų pakanka aiškiai parodyti apibrėžiančią reikšmę, tačiau jie paslepia paskutinius kompiuterio aritmetikos skaitmenis, kuriuose yra apvalinimo paklaida, o ne papildoma informacija.

Dažnai užduodami klausimai

Kiek vatų sudaro viena arklio galia? Tai priklauso nuo to, kuri arklio galia turima omenyje. Mechaninė arklio galia yra tiksliai 745,69987158227020 W, o puslapis ją rodo kaip 745,69987 W. Metrinė arklio galia yra tiksliai 735,49875 W.

Ar hp yra tas pats kaip PS? Ne. Viena mechaninė arklio galia yra tiksliai 1,013869665424 metrinės arklio galios, taigi skirtumas yra apie 1,4 %. 100 hp (75 kW) galios variklis turi 101,38697 PS, o 100 PS galios variklis turi 98,632007 hp (73,5 kW).

Kaip kW perskaičiuojami į hp? Kilovatus padalykite iš 0,74569987158227020 arba apytiksliam rezultatui padauginkite iš maždaug 1,341. Vienas kilovatas yra 1,3410221 mechaninės arklio galios arba 1,3596216 metrinės arklio galios.

Kodėl Europos automobilių galios nurodomos kW arba PS? Kilovatas yra SI vienetas, o PS – arklio galios vienetas, išaugęs iš metrinės sistemos. Mechaninė arklio galia paprastai nurodoma Jungtinėse Valstijose ir Jungtinėje Karalystėje, todėl tas pats automobilis gali būti pateikiamas su dviem skirtingomis arklio galios reikšmėmis.

Ar galima perskaičiuoti neigiamą galią? Taip. Galia turi ženklą, todėl mažesnė už nulį reikšmė rodo priešinga kryptimi tekančią energiją, pavyzdžiui, kai variklis generuoja galią, o ne ją naudoja. Puslapis ją perskaičiuoja, o ne atmeta.

Kodėl rodoma tiek daug skaitmenų? Aštuoni reikšminiai skaitmenys leidžia įskaitomai pateikti apibrėžiančią reikšmę, neparodant paskutinių aritmetikos skaitmenų, kuriuose yra apvalinimo paklaida. Saugomos konstantos niekada nesutrumpinamos, todėl trumpesnis atvaizdavimas neturi įtakos kitam perskaičiavimui.