Jaudas mērvienību pārveidotājs: vati, kW, ZS un PS

Jaudas mērvienību pārveidotājs

Jauda ir enerģijas izmantošanas vai ražošanas ātrums. Jaudas mērvienību pārveidotājs pārraksta jaudas vērtību no vienas mērvienības citā, piemēram, kilovatus zirgspēkos. Šī lapa pārveido vatus, kilovatus, mehāniskos zirgspēkus un metriskos zirgspēkus citu citā un vienlaikus parāda visas četras vērtības.

Ko dara pārveidotājs

Lietotājs ievada vienu skaitli un izvēlas mērvienību, kurā tas izteikts. Lapa parāda to pašu jaudu visās četrās mērvienībās.

• Rezultāti tiek parādīti ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem. Noapaļots tiek tikai attēlojums. Pārveidošana tiek veikta ar ievadīto skaitli.
• Rezultāts, kura lielums ir mazāks par 0,0001 vai ir vismaz miljards, tiek parādīts zinātniskajā pierakstā. Nulle tiek parādīta kā parasts 0.
• Ir pieļaujamas arī negatīvas vērtības. Motoram, kas ražo, nevis patērē jaudu, tā ir negatīva.
• Tukšs lauks parāda uzaicinājumu, nevis skaitli. Saite ar mērvienību, ko lapa nepiedāvā, parāda ziņojumu, nevis pārveidojumu.

Četras mērvienības

Vats ir SI mērvienība: viens džouls enerģijas sekundē. Katra no pārējām trim mērvienībām atbilst noteiktam vatu skaitam. Neviens no šiem trim skaitļiem nav mērījums, tāpēc laika gaitā tie nemainās.

Jaudas pārveidošanas formula

Katra šeit aplūkotā mērvienība ir noteikts vata daudzkārtnis, tāpēc pārveidošana sastāv no vienas reizināšanas un vienas dalīšanas. Vērtība vispirms tiek pārvērsta vatos un pēc tam no tiem vajadzīgajā mērvienībā:

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

kur $P_1$ ir ievadītā jauda, $k_1$ ir vatu skaits vienā izvēlētās mērvienības vienībā, $k_2$ ir vatu skaits vienā vajadzīgās mērvienības vienībā, bet $P_2$ ir rezultāts.

Pārveidošanas gaitā nekas netiek pieskaitīts vai atņemts, jo visas četras skalas pie vienādas jaudas rāda nulli. Mainās tikai soļa lielums. Temperatūra ir gadījums, kad tas tā nav: Celsija un Fārenheita skalas sāk skaitīšanu no atšķirīgiem punktiem, tāpēc pārveidotājs, kas tikai reizinātu, 0 °C attēlotu kā 0 °F, nevis kā 32 °F.

No kurienes rodas abas zirgspēku vērtības

Mehāniskais zirgspēks ir definēts kā 550 pēdu-mārciņu spēka sekundē. Pēdas-mārciņas spēka vienība ir darbs, ko veic viena mārciņa spēka, pārvietojot priekšmetu par vienu pēdu. Abas šīs daļas ir precīzi fiksētas. Starptautiskais jardu un mārciņu nolīgums 1959 nosaka, ka pēda ir 0,3048 m, bet mārciņa ir 0,45359237 kg. Mārciņas spēks ir šī mārciņa, ko ietekmē standarta gravitācija, un tas atbilst 4,4482216152605 N.

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

Metriskais zirgspēks, ko apzīmē ar PS, ir definēts kā 75 kilogramspēka metri sekundē. Kilogramspēks ir viens kilograms, ko ietekmē tā pati standarta gravitācija, tāpēc tas ir 9,80665 N.

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

Standarta gravitācija tika noteikta kā 9,80665 m/s² Vispārējā svaru un mēru konferencē 3. 1901 gadā. Tā ir saskaņota vērtība, nevis vietējs mērījums, un tā ļauj masas mērvienību izmantot spēka mērvienības vietā. NIST speciālajā publikācijā 811, B pielikumā, mehāniskais zirgspēks noapaļots līdz 745,6999 W.

Piemērs: automašīna ar jaudu 100 kW

Automašīna ar nominālo jaudu 100 kW ražo 100 000 vatu. Dalot šo skaitli ar vatu skaitu vienā mehāniskajā zirgspēkā, iegūst Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē izmantoto vērtību:

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

Dalot tos pašus 100 000 vatus ar vatu skaitu vienā metriskajā zirgspēkā, iegūst vērtību, kas norādīta lielākajā daļā Eiropas brošūru:

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

Abas atbildes raksturo vienu un to pašu automašīnu. Tās atšķiras mērvienību, nevis dzinēja izmaiņu dēļ. Šai ievadei lapa blakus parāda 100 000 W, 100 kW, 134,10221 hp un 135,96216 PS.

Divām mērvienībām ir nosaukums “zirgspēks”

Mehāniskais un metriskais zirgspēks ir līdzīgi lieli, tāpēc tos ir viegli sajaukt, taču tie nav vienādi:

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

Atšķirība ir aptuveni 1,4%. Dzinējam ar 100 hp (75 kW) jaudu ir 101,38697 PS, bet dzinējam ar 100 PS jaudu ir 98,632007 hp (73,5 kW). Mehāniskais zirgspēks parasti tiek norādīts Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē. PS ir saīsinājums no Pferdestärke, metriskā zirgspēka vācu nosaukuma, un to parasti norāda kontinentālajā Eiropā. Lapa, kurā būtu piedāvāts viens nenosaukts “zirgspēks”, pusei lietotāju būtu neprecīza par 1,4% un to neparādītu, tāpēc abas mērvienības ir norādītas ar saviem nosaukumiem.

Biežākie jaudas pārveidojumi

Katrā rindā parādīts, kādu vērtību viena mērvienība veido pārējās trijās, ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem.

Kuras vērtības ir precīzas un kuras noapaļotas

Visas četras mērvienības balstās uz definīcijām, taču tikai dažas no šīm definīcijām decimāldaļās var uzrakstīt pilnībā.

• 1 kW ir tieši 1 000 W. Kilo ir SI priedēklis, kas nozīmē tūkstoti.
• 1 hp ir tieši 745,69987158227020 W. Decimāldaļa šeit beidzas, jo pēda un mārciņas spēks paši ir precīzas decimāldaļas.
• 1 PS ir tieši 735,49875 W, ko iegūst, reizinot 75 ar standarta gravitāciju.
• 1 hp (0,75 kW) ir tieši 1,013869665424 PS. Šis dalījums iznāk galīgs.
• 1 PS ir 0,98632007061953110… hp, un cipari nekad nebeidzas, tāpēc jebkura uzrakstītā decimāldaļa ir saīsināta.

Pārveidotājs katru zirgspēku vērtību aprēķina no definējošajām konstantēm, nevis glabā saīsinātu decimāldaļu, tāpēc lasītāja redzamā noapaļošana rodas attēlojumā, nevis aiz tā esošajos skaitļos. Astoņi nozīmīgie cipari ir pietiekami, lai skaidri parādītu definējošo vērtību, un pietiekami maz, lai paslēptu pēdējos datora aprēķina ciparus, kas satur noapaļošanas troksni, nevis informāciju.

Bieži uzdotie jautājumi

Cik vatu ir vienā zirgspēkā? Tas ir atkarīgs no tā, kurš zirgspēks ir domāts. Mehāniskais zirgspēks ir tieši 745,69987158227020 W, un lapa to parāda kā 745,69987 W. Metriskais zirgspēks ir tieši 735,49875 W.

Vai hp ir tas pats, kas PS? Nē. Viens mehāniskais zirgspēks ir tieši 1,013869665424 metriskie zirgspēki, un atšķirība ir aptuveni 1,4%. Dzinējam ar 100 hp (75 kW) jaudu ir 101,38697 PS, bet dzinējam ar 100 PS jaudu ir 98,632007 hp (73,5 kW).

Kā kW pārveido hp? Kilovatus dala ar 0,74569987158227020 vai aptuvenam rezultātam reizina ar aptuveni 1,341. Viens kilovats ir 1,3410221 mehāniskais zirgspēks jeb 1,3596216 metriskais zirgspēks.

Kāpēc Eiropas automašīnu jaudu norāda kW vai PS? Kilovats ir SI mērvienība, bet PS ir zirgspēku mērvienība, kas izveidojusies no metriskās sistēmas. Mehānisko zirgspēku parasti norāda Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē, tāpēc vienai un tai pašai automašīnai var būt norādīti divi atšķirīgi zirgspēku skaitļi.

Vai negatīvu jaudu var pārveidot? Jā. Jaudai ir zīme, tāpēc vērtība, kas ir mazāka par nulli, raksturo enerģijas plūsmu pretējā virzienā, piemēram, motoru, kas ražo, nevis patērē jaudu. Lapa to pārveido, nevis noraida.

Kāpēc tiek parādīts tik daudz ciparu? Astoņi nozīmīgie cipari padara definējošo vērtību salasāmu, neparādot pēdējos aprēķina ciparus, kas satur noapaļošanas troksni. Saglabātās konstantes nekad netiek saīsinātas, tāpēc īsāks attēlojums neietekmē nākamo pārveidošanu.