Конвертер единиц мощности: Вт, кВт, л.с. и PS

Конвертер единиц мощности

Мощность — это скорость потребления или производства энергии. Конвертер единиц мощности переводит значение мощности из одной единицы в другую, например киловатты в лошадиные силы. Эта страница переводит значения между ваттами, киловаттами, механическими и метрическими лошадиными силами и одновременно показывает все четыре значения.

Что делает конвертер

Пользователь вводит одно число и выбирает единицу, в которой оно указано. Страница возвращает то же значение мощности во всех четырёх единицах.

• Результаты показываются с точностью до восьми значащих цифр. Округляется только отображение. Расчёт выполняется по введённому числу.
• Результат меньше 0,0001 или равный миллиарду и более отображается в научной нотации. Ноль отображается как обычное число 0.
• Отрицательные значения допускаются. У двигателя, который вырабатывает мощность, а не потребляет её, значение отрицательное.
• Пустое поле выводит запрос, а не число. Ссылка с единицей, которую страница не поддерживает, выводит сообщение, а не результат преобразования.

Четыре единицы

Ватт — единица мощности в СИ: один джоуль энергии в секунду. Каждая из трёх других единиц соответствует фиксированному числу ватт. Ни одно из этих трёх чисел не является измерением, поэтому со временем оно не меняется.

Формула преобразования мощности

Каждая единица здесь является фиксированным кратным ватта, поэтому преобразование состоит из одного умножения и одного деления. Значение сначала переводится в ватты, а затем из ватт — в нужную единицу:

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

где $P_1$ — введённая мощность, $k_1$ — число ватт в одной единице выбранной единицы, $k_2$ — число ватт в одной единице нужной единицы, а $P_2$ — результат.

По пути ничего не прибавляется и не вычитается, поскольку все четыре шкалы показывают ноль при одной и той же мощности. Меняется только размер шага. Исключение — температура: шкалы Цельсия и Фаренгейта начинают отсчёт с разных точек, поэтому конвертер, выполняющий только умножение, показал бы 0 °C как 0 °F вместо 32 °F.

Откуда берутся два значения лошадиной силы

Механическая лошадиная сила определяется как 550 футов (168 м)-фунтов-силы в секунду. Фут-фунт-сила — это работа, выполняемая силой в один фунт-силу при перемещении предмета на один фут. Обе эти величины точно фиксированы. Международное соглашение о ярде и фунте от 1959 устанавливает длину фута равной 0,3048 м, а фунта — 0,45359237 кг. Фунт-сила — это сила, с которой этот фунт притягивается стандартной гравитацией; она равна 4,4482216152605 Н.

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

Метрическая лошадиная сила, обозначаемая PS, определяется как мощность, равная 75 килограмм-сил-метров в секунду. Килограмм-сила — это сила, с которой один килограмм притягивается той же стандартной гравитацией; она равна 9,80665 Н.

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

Стандартное ускорение свободного падения было установлено равным 9,80665 м/s² на 3-й Генеральной конференции по мерам и весам в 1901 году. Это согласованное значение, а не результат местного измерения, поэтому единицу массы можно использовать вместо единицы силы. В специальной публикации NIST 811, приложение B, механическая лошадиная сила указана с округлением до 745,6999 Вт.

Пример: автомобиль мощностью 100 кВт

Автомобиль мощностью 100 кВт развивает 100 000 ватт. Если разделить это значение на число ватт в одной механической лошадиной силе, получится показатель, используемый в США и Великобритании:

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

Если разделить те же 100 000 ватт на число ватт в одной метрической лошадиной силе, получится показатель, напечатанный в большинстве европейских рекламных материалов:

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

Оба результата описывают один и тот же автомобиль. Они различаются из-за разных единиц, а не из-за изменений в двигателе. Для этого значения страница показывает рядом 100 000 Вт, 100 кВт, 134,10221 л. с. и 135,96216 PS.

Две единицы имеют название «лошадиная сила»

Механическая и метрическая лошадиные силы близки по величине, поэтому их легко перепутать, но они не равны:

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

Разница составляет около 1,4 %. Двигатель мощностью 100 л. с. (75 кВт) имеет мощность 101,38697 PS, а двигатель мощностью 100 PS — 98,632007 л. с. (73,5 кВт). Механическая лошадиная сила обычно указывается в США и Великобритании. PS — сокращение от Pferdestärke, немецкого названия метрической лошадиной силы; именно этот показатель обычно приводится в континентальной Европе. Страница, на которой была бы указана одна безымянная «лошадиная сила», ошибалась бы на 1,4 % для половины пользователей и никак не сообщала бы об этом, поэтому обе единицы перечислены под своими названиями.

Распространённые преобразования мощности

В каждой строке показано, какое значение одной единицы соответствует трём другим, с точностью до восьми значащих цифр.

Какие значения точны, а какие округлены

Все четыре единицы основаны на определениях, но лишь некоторые из этих определений можно полностью записать в виде десятичной дроби.

• 1 кВт в точности равен 1 000 Вт. Кило — приставка СИ, обозначающая тысячу.
• 1 л. с. в точности равна 745,69987158227020 Вт. Десятичная дробь заканчивается здесь, поскольку фут и фунт-сила сами являются точными десятичными величинами.
• 1 PS в точности равна 735,49875 Вт и получается умножением 75 на стандартную гравитацию.
• 1 л. с. (0,75 кВт) в точности равна 1,013869665424 PS. В данном случае результат этого деления случайно является конечной десятичной дробью.
• 1 PS равна 0,98632007061953110… л. с.; цифры не заканчиваются, поэтому любая записанная для неё десятичная дробь обрывается.

Конвертер вычисляет каждое значение лошадиной силы на основе определяющих констант, а не хранит укороченную десятичную дробь. Поэтому округление, которое видит читатель, связано с отображением, а не с исходными числами. Восьми значащих цифр достаточно, чтобы ясно показать определяющее значение, и недостаточно, чтобы отображать последние цифры компьютерных вычислений, содержащие погрешность округления, а не информацию.

Часто задаваемые вопросы

Сколько ватт в одной лошадиной силе? Это зависит от того, какая лошадиная сила имеется в виду. Механическая лошадиная сила в точности равна 745,69987158227020 Вт; на странице она отображается как 745,69987 Вт. Метрическая лошадиная сила в точности равна 735,49875 Вт.

Одинаковы ли hp и PS? Нет. Одна механическая лошадиная сила в точности равна 1,013869665424 метрической лошадиной силе; разница составляет около 1,4 %. Двигатель мощностью 100 л. с. (75 кВт) имеет мощность 101,38697 PS, а двигатель мощностью 100 PS — 98,632007 л. с. (73,5 кВт).

Как перевести кВт в hp? Разделите значение в киловаттах на 0,74569987158227020 или для приблизительного результата умножьте его примерно на 1,341. Один киловатт равен 1,3410221 механической лошадиной силы или 1,3596216 метрической лошадиной силы.

Почему мощность европейских автомобилей указывают в кВт или PS? Киловатт — единица СИ, а PS — единица лошадиной силы, возникшая в метрической системе. Механическая лошадиная сила обычно указывается в США и Великобритании, поэтому для одного и того же автомобиля могут приводиться два разных значения мощности в лошадиных силах.

Можно ли преобразовать отрицательную мощность? Да. Мощность имеет знак, поэтому значение ниже нуля описывает поток энергии в обратном направлении, например работу двигателя в режиме генератора, а не потребителя. Страница преобразует такое значение, а не отклоняет его.

Почему отображается так много цифр? Восемь значащих цифр позволяют разборчиво показать определяющее значение, не отображая последние цифры вычислений, содержащие погрешность округления. Сохранённые константы никогда не укорачиваются, поэтому сокращённое отображение не влияет на следующее преобразование.