В чем измеряется мощность: активная, реактивная, полная
Электрические приборы характеризуются многими параметрами, одной из которых является мощность. Об этом многие слышали, но не каждый может точно объяснить, что это такое, в чем измеряется мощность и как ее определить.
Знание мощности помогает сравнивать однотипные устройства, подбирать необходимый источник питания, прогнозировать расход электроэнергии и некоторое другое. В первую очередь, конечно же, необходимо познакомиться с этим термином.
Что такое мощность электрического тока
Под мощностью электрического тока понимают некоторые изменения, связанные с энергией. Например, передача электроэнергии по проводам. В этом случае определяется мощность линии.
Или это может быть преобразование, так электродвигатель может совершать какую-то механическую работу, телефон преобразует электричество в радиоволны, расходует энергию на работу процессора, экрана и тому подобное. Получается, что под мощностью понимают потребление энергии за определенный промежуток времени.
Но есть и обратный процесс. Так генератор, напротив, вырабатывает электроэнергию, отдавая ее потребителю, обладает какой-то мощностью. Аккумулятор может быть как источником энергии, так и потребителем во время заряда. По своей сущности мощность является скалярной величиной и определяется в точечном отрезке времени.
Скалярная – величина, определяемая только числом, без указания направления движения электрического тока. |
Кроме того, сам потребитель может менять свою мощность в зависимости от поставленной задачи. На примере съемочной камеры это легче объяснить.
При работе камеры ток потребления один, если делается фотосъемка, то мощность другая, а если применяется вспышка, то мощность уже третья. И каждый раз можно определить потребление энергии с помощью простой формулы.
Формула расчета мощности, тока и напряжения
Сначала следует определить входящие в формулу единицы измерения мощности или определить, что делает электрическую энергию способной выполнять какие-либо действия?
Электрический заряд, из которого состоит ток, должен перемещаться, только в этом случае возможно его проявление, так как по определению электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Поэтому мощность напрямую зависит от количества перемещенной энергии за точку времени в определенной цепи.
Что заставляет заряды перемещаться? Это создаваемая источником питания разность потенциалов. Измеряется она в Вольтах и называется напряжением. Другое, что еще нужно учесть – количество зарядов, проходящих в этот момент через поперечное сечение проводника. Это называется силой тока и измеряется в Амперах. Вот две составляющие, которые необходимы для упрощенной формулы.
Что нужно сделать с этими составляющими? Чтобы проще было понять, будем считать, что напряжение отвечает за скорость передвижения, а ток за количество заряда. Пусть напряжение будет равно 1 единице, а ток начнется с 2 зарядов. В этом случае за единицу времени будет перемещено 2 заряда.
А если напряжение увеличить до 2 единиц? Тогда и зарядов будет перемещено в два раза больше, поскольку скорость перемещения будет увеличена.
Из этого делаем вывод: чтобы узнать мощность (количество перемещенных зарядов), необходимо напряжение умножить на ток. Подставив условные обозначения, получим формулу мощности: P=UI;
- где P – мощность,
- U – напряжение,
- I – сила тока.
Осталось узнать, в чем измеряется электрическая мощность.
Ватт и другие единицы измерения мощности
- механической;
- тепловой;
- электромагнитной и так далее.
Если разбираться в чем измеряется мощность тока, то здесь существуют производные от основной единицы. Полный список приводится в таблице.
В быту чаще всего используются Ватты и килоВатты. И здесь может возникнуть путаница. Когда нужно узнать, в чем измеряется мощность, то следует уточнять, о чем идет речь.
Первое понятие указывает на мощность прибора, то есть способность прибора преобразовывать электрическую энергию во что-то другое. Например, лампочка мощностью 1 кВт способна за один час потребить энергию равную мощности в 1 кВт.
Лампочка мощностью 100 Вт за 10 часов потребит такую же энергию. А счетчик, который контролирует потребление энергии, за один час учитывает потребление всей энергии, проходящей через него. За этот же час может быть расходовано несколько килоВатт.
Получается, что мощность прибора не зависит от времени работы, а вот потребляемая мощность, напротив, напрямую связана со временем. Поскольку речь пошла о переменном токе, то следует также отметить, что и здесь не все так просто.
В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность
Когда речь идет о постоянном токе, тогда приведенная выше формула применима к вычислению. Она также может быть использована для измерения мгновенного значения мощности в переменном токе, но что касается определения мощности в длительном временно́м значении, то здесь эта формула неприменима. Дело в том, что в переменном токе существует несколько определяемых мощностей:
- активная;
- реактивная;
- полная.
Сразу отметим, что полная мощность включает в себя активную и реактивную мощности. Что представляют собой эти составляющие и в чем измеряется мощность каждой из них?
Реактивная мощность, если не вдаваться в сложности, состоит из мощности нагрузки, в цепи которой включены индуктивности и (или) емкости.
Индуктивностью называются катушки, с сердечником или без. Например, трансформатор, двигатель, дроссель. Под емкостью подразумевают конденсаторы. |
Она определяется по формуле Q=U·I·sinφ. Единицей измерения служит
При прохождении переменного тока через индуктивность ток начинает опаздывать от меняющегося напряжения. Связано это с электромагнитным полем, возникающим при прохождении через проводник тока. Это поле мешает менять направление. Такой сдвиг называют положительным.
Емкость, напротив, действует в обратном направлении. Конденсатор стремится сравнять разность потенциалов на своих обкладках. Поэтому ток опережает напряжение. Такой сдвиг называют отрицательным.
Активная мощность определяется по формуле P=U·I·cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные составляющие выражены очень слабо. Измеряется в Ваттах (Вт).
Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. Измеряется в Вольт Амперах для СИ, в России используется ВА (Вольт-Ампер).
Мощность бытовых электрических приборов
Мощность служит основной характеристикой прибора, поэтому она указывается на каждом выпускаемой промышленностью электроприборе. Как варьирует эта мощность можно увидеть из таблицы.
Знание, в чем измеряется мощность прибора и что она характеризует, помогает согласовать нагрузку с источником тока, а это, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — поделись с друзьями!
В чем измеряется механическая мощность:
Мощностью называется физическая величина, которая показывает, насколько движется энергия внутри электрической цепи конкретного оборудования. Что она собой представляет, в каких единицах выражается, в чем измеряется мощность, какие есть для этого приборы? Об этом и другом далее.
Что это такое
Мощностью называется скалярный вид физической величины, который равен скорости изменения с преобразованием, передачей или потреблением системной энергии. Согласно более узкому понятию, это показатель, который равен отношению затраченного времени на работы к самому периоду, который тратится на работу. Обозначается в механике символом N. В электротехнической науке используется буква P. Нередко можно увидеть также символ W, от слова ватт.
Различается полезная, полная и номинальная в машинном двигателе. Полезная это сила двигателя, за исключением затрат, которые потрачены на работу всех остальных систем. Полная — указанная сила без вычетов, а номинальная — указанная и гарантированная заводом.
Дополнительная информация! Стоит отметить, что также есть мощность звука и взрывного звука. В первом случае это скалярная величина, связанная со звуковыми волнами и звуковой энергией, которая также измеряется в ваттах, а вторая связана с энерговыделением тротиловых разложений.
В чем измеряется
Устаревшей измерительной единицей считается лошадиная сила. Отвечая четко на вопрос, в чем измеряется механическая мощность, стоит отметить, что согласно современным международным показателям, единица мощности это ватт. Стоит отметить, что ватт — производная единица, которая связана с другими. Она равна Джоулю в секунду или килограмму, умноженному на метр в квадрате, поделенный на секунду. Также ватт это вольт, умноженный на ампер.
Важно отметить, что ватт делиться на мега, кило и вольт ампер.
Формулы для измерения
Мощность — величина, которая непосредственным образом связана с другими показателями. Так, она прямым образом связана со временем, силой, скоростью, вектором силы и скоростью, модулем силы и скорости, моментом силы и частотой вращения. Нередко в формулах при вычислении электрической мощностной разновидности задействуется также число Пи, показатель сопротивления, мгновенный ток с напряжением на конкретном участке электрической сети, активная, полная и реактивная сила. Непосредственным участником в вычислении является амплитуда с угловой скоростью и начальной силой тока с напряжением.
В расчетах гидравлической мощностной разновидности, принимает участие давление и расход жидкости. Нередко берется в расчеты показатель количества оборотов двигателя за конкретный промежуток времени.
Дополнительная информация! Чтобы рассчитать тягу, коэффициент полезного действия с другими рабочими параметрами устройства, изучается температура, сила трения и проводниковое сопротивление с реактивными нагрузками.
Приборы для измерения
Чтобы измерить мощность, используется ваттметр, вольтметр, варметр и мультиметр с тестером. Они широко используются в различных сферах энергетики с промышленностью, связью, транспортом, наукой, медициной и бытом. В быту их используют, чтобы подсчитать потребляемую электрическую энергию и вычислить возможные повреждения диодов. Стоит отметить, что все существующие приборы для измерения делятся на щитовые с переносными и стационарными, показывающие с регистрирующими, оценивающие и сравнивающие.
Перечисленные приборы подключаются параллельным образом к нагрузке либо источнику электричества. Ваттметры с варметрами отличаются от других тем, что могут определять показатель в электромагнитно сигнале. Делятся на те, что созданы для измерений низких и высоких частот. Что касается вольтметров, они бывают аналоговыми, цифровыми, жиодно-компенсационными, импульсными, фазочувствительными и селективными.
Мультиметры являются комбинированными устройствами. Они, как и вольтметры, делятся на цифровые и аналоговые. Служат как для вычисления напряжения, так и электрической емкости с индуктивностью, температурой, силой тока и сопротивления.
Как измеряют мощность разных видов
Измерение разных мощностных видов происходит по формулам, выведенным с конца прошлого и позапрошлого столетия. Для каждой разновидности есть свое точное алгебраическое правило. Так, измерить механическую можно по первой формуле, а электрическую по второй. Что касается гидравлической, ее можно вычислить по третьему алгебраическому правилу.
Измерение по формуламМеханическая
Механической мощностью является скалярный вид произведения силового вектора на скоростной вектор, при котором движется какой-то объект. Исходя из формулы для вычисления этого показателя, чтобы отыскать его, необходимо знать показатель вектора силы со скоростным вектором, а последний из них равен модулю силы, перемноженному на модуль скорости и векторный угол скорости с силой.
Что касается вычисления тела, которое совершает вращательные движения, можно отметить, что нужно иметь представление о показателе момента силы с угловой скоростью.
Дополнительная информация! Если в задаче эти данные неизвестны, можно двукратное число Пи перемножить на частоту вращения в минуту на момент силы, а затем полученные сведения поделить на 60. Таким образом совершаются вычисления в механике, если нужно понять, какую силу имеет двигатель или прочий силовой агрегат.
Электрическая
Электрической мощностью называется величина, которая показывает, с какой скоростью или преобразованием двигается электрическая энергия. Для изучения мгновенной электрической мощностной характеристики на определенном участке цепи, необходимо знать значение тока и напряжения мгновенного тока и перемножить данные значения.
Чтобы понять, сколько составляет активный, полный, реактивный или мгновенный реактивный мощностный показатель, нужно знать точные цифры амплитуды тока, амплитуды напряжения, угла тока с напряжением, а также угловую скорость и время, поскольку все существующие физические формулы сводятся к этим параметрам. Также в формулах задействуется синус, косинус угла и значение 1/2.
Гидравлическая
Гидравлическим мощностным показателем в гидромашине или гидроцилиндре называется произведение машинного перепада давления на жидкостный расход. Как правило, это основная формулировка, взятая из единственной существующей формулы для вычисления.
Обратите внимание! Больше алгебраических и инженерных правил можно найти в прикладной науке о движениях жидкостей и газов, а именно в гидравлике.
Постоянного и переменного тока
Что касается мощности постоянного с переменным током, то чаще всего их причисляют к электрической разновидности. Конкретного понятия для двух разновидностей нет, однако их можно вычислить, исходя из имеющихся алгебраических установок. Так, мощностью постоянного тока является произведение силы тока и постоянного напряжения или же удвоенное значение силы тока на электрическое сопротивление, которое, в свою очередь, вычисляется делением двойного напряжения на обычное сопротивление.
Что касается переменного тока, это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.
Чтобы измерить эти показатели, можно воспользоваться как указанными выше приборами, так и фазометром. Этот прибор служит, чтобы вычислить реактивную разновидность по государственному эталону.
Понятие переменной мощности токаВ целом, мощность — это величина, основное предназначение которой показывать силу работы конкретного прибора и во многих случаях скорость деятельности, взаимодействуя с ним. Она бывает механической, электрической, гидравлической и для постоянного с переменным током. Измеряется по международной системе в ваттах и киловаттах. Приборами для ее вычисления выступает вольтметр, ваттметр. Основные формулы для самостоятельного расчета перечислены выше.
Мощность переменного тока
В цепях переменного тока формула для мощности постоянного тока может быть применена лишь для расчёта мгновенной мощности, которая сильно изменяется во времени и для большинства простых практических расчётов не слишком полезна непосредственно. Прямой расчёт среднего значения мощности требует интегрирования по времени. Для вычисления мощности в цепях, где напряжение и ток изменяются периодически, среднюю мощность можно вычислить, интегрируя мгновенную мощность в течение периода. На практике наибольшее значение имеет расчёт мощности в цепях переменного синусоидального напряжения и тока.
Для того, чтобы связать понятия полной, активной, реактивной мощностей и коэффициента мощности , удобно обратиться к теории комплексных чисел . Можно считать, что мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой частью, полная мощность — модулем, а угол (сдвиг фаз) — аргументом.{2}\cdot g} . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S {\displaystyle S} активная связана соотношением P = S ⋅ cos φ {\displaystyle P=S\cdot \cos \varphi } .
.
Вар определяется как реактивная мощность цепи с синусоидальным переменным током при действующих значениях напряжения 1 В и тока 1 А, если сдвиг фазы между током и напряжением π 2 {\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} .
Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U {\displaystyle U} и тока I {\displaystyle I} , умноженному на синус угла сдвига фаз φ {\displaystyle \varphi } между ними: Q = U ⋅ I ⋅ sin φ {\displaystyle Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi } (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным).{2}}}} .
Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.
Необходимо отметить, что величина для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin φ {\displaystyle \sin \varphi } для значений φ {\displaystyle \varphi } от 0 до −90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = U I sin φ {\displaystyle Q=UI\sin \varphi } , реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например, асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор , являются активно-индуктивными.
Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности .
Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии, возвращаемой от индуктивной и ёмкостной нагрузки в источник переменного напряжения.
Полная мощность
Единица измерения в СИ — ватт. Кроме того, используется внесистемная единица вольт-ампер (русское обозначение: В·А ; международное: V·A ). В Российской Федерации эта единица допущена к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения «электротехника» .{2}}},} где P {\displaystyle P} — активная мощность, Q {\displaystyle Q} — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0 {\displaystyle Q>0} , а при ёмкостной Q ).
Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: S ⟶ = P ⟶ + Q ⟶ . {\displaystyle {\stackrel {\longrightarrow }{S}}={\stackrel {\longrightarrow }{P}}+{\stackrel {\longrightarrow }{Q}}.}
Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода , кабели , распределительные щиты , трансформаторы , линии электропередачи), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому полная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.
Комплексная мощность
Мощность, аналогично импедансу , можно записать в комплексном виде:
S ˙ = U ˙ I ˙ ∗ = I 2 Z = U 2 Z ∗ , {\displaystyle {\dot {S}}={\dot {U}}{\dot {I}}^{*}=I^{2}\mathbb {Z} ={\frac {U^{2}}{\mathbb {Z} ^{*}}},} где U ˙ {\displaystyle {\dot {U}}} — комплексное напряжение, I ˙ {\displaystyle {\dot {I}}} — комплексный ток, Z {\displaystyle \mathbb {Z} } — импеданс, * — оператор комплексного сопряжения .Модуль комплексной мощности | S ˙ | {\displaystyle \left|{\dot {S}}\right|} равен полной мощности S {\displaystyle S} . Действительная часть R e (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Re} ({\dot {S}})} равна активной мощности P {\displaystyle P} , а мнимая I m (S ˙) {\displaystyle \mathrm {Im} ({\dot {S}})} — реактивной мощности Q {\displaystyle Q} 15…200
Использование энергомера для измерения мощности в электрических цепях
Полная энергия системы
Энергия и теплофизика
Использование энергомера для измерения мощности в электрических цепях
Практическая деятельность для 14-16
Класс практический
Учащиеся производят прямые измерения мощности в различных электрических цепях с помощью измерителя энергии и используют значения напряжения и тока для расчета мощности.
Аппаратура и материалы
На каждую студенческую группу
- SEP Измеритель энергии и сетевой адаптер
- 2 батарейки в держателе (1,5 В, размер AA или D)
- 2 лампы в патронах (2,5 В, 0,2 А)
- 3 штекерных провода, красный
- 3 штекерных провода, черный
- Запасные лампы
Примечания по охране труда и технике безопасности
Имейте в виду, что некоторые типы батарей (например,грамм. NiMH, никель-металлогидрид) могут давать высокие токи при случайном коротком замыкании.
Прочтите наше стандартное руководство по охране труда
Процедура
- Чтобы измерить мощность в цепи с двумя батареями и лампой, в схему необходимо включить измеритель энергии, как показано ниже. Подключите сетевой адаптер к счетчику энергии. Установите ручку на измерителе энергии, чтобы измерить мощность.
- Измеритель энергии может использоваться для измерения мощности в других схемах батарей и ламп.Прежде чем проводить измерения, попробуйте сделать прогнозы относительно мощности. Например, будет ли измерение в (b) с двумя последовательно включенными лампами больше или меньше, чем в (a)? Будет ли измерение в (c) с двумя параллельными лампами больше или меньше, чем в (a)?
- Попробуйте сделать прогнозы о поведении цепей, если используется только одна батарея, а затем измерьте мощность.
- Энергометр может измерять мощность, поскольку он действует как вольтметр (измеряет напряжение на источнике) и как амперметр (измеряет ток в цепи).Затем он использует это уравнение для вычисления мощности:
- мощность (Вт) = напряжение (В) x ток (А)
- Поверните ручку на измерителе энергии, чтобы измерить «V, I и P». Обратите внимание, как мощность рассчитывается исходя из напряжения и тока. Используйте значения напряжения и тока, чтобы объяснить разницу в мощности в каждой из цепей.
- Предскажите, сколько энергии будет передано в каждой из этих цепей за период 20 секунд, используя формулу ниже. Поверните ручку на измерителе энергии, чтобы измерить энергию и проверить свои прогнозы.
- переданная энергия (Дж) = мощность (Вт) x время (с)
Учебные заметки
- Ключевые идеи, которым можно научить с помощью этого упражнения:
- мощность в простых электрических цепях зависит от количества и расположения ламп Мощность
- можно рассчитать по измерениям напряжения и тока Энергия
- может быть рассчитана на основе измерений мощности и времени.
- Хотя энергометр может измерять напряжение и ток, он, конечно, не заменяет традиционные вольтметр и амперметр.Важной идеей, необходимой для понимания электрических цепей, является различие между напряжением и током. Использование двух отдельных приборов подчеркивает, что, например, в цепи, содержащей батарею и лампочку, вольтметр измеряет напряжение на батарее, а амперметр измеряет ток в цепи. Если измеритель энергии ввести до того, как будет проведено это различие, он просто станет «волшебным ящиком», который измеряет все. Однако, как только концепции будут дифференцированы, то возможность просто повернуть ручку на измерителе энергии для перемещения между дисплеями с разными значениями может быть очень эффективным способом для учащихся увидеть, как концепции напряжения, тока, мощности и энергии соотносятся с каждым из них. Другие.
- Для указанного выше устройства типичное значение мощности с двумя батареями и лампой составляет около 600 мВт. Мощность будет ниже для двух последовательно соединенных ламп (большее сопротивление, меньший ток) и выше для двух ламп, включенных параллельно (меньшее сопротивление, больший ток). Для расчета значений мощности по напряжению и амперметру можно было бы использовать отдельные вольтметр и амперметр вместо использования измерителя энергии для получения значений, но совпадение может быть меньше из-за различий в точности приборов.
Почему невозможно измерить мощность
Истину всегда можно найти в простоте, а не во множестве и беспорядке вещей. — Исаак Ньютон
Почему мы не можем измерить POWER Я впервые познакомился с этой концепцией от коллеги, Лорена Чиу, доктора философии, когда мы оба были докторантами в Университете Южной Калифорнии. Лорен сейчас профессор биомеханики в Университете Калгари. Он объяснил, что способ, которым термин «сила» используется для описания качества движения спортсмена (краткосрочная, высокоинтенсивная мускульная производительность), с научной точки зрения неточен, и что измерение РЕАЛЬНОЙ мощности путем выполнения вертикального прыжка на силовой пластине представляет собой много проблем.
К сожалению, слово «сила» стало модным, потому что его легче объяснить тренерам и спортсменам, но этот термин часто используют без понимания истинного значения. Мощность просто определяется как скорость выполнения работы , , , и ее следует ограничивать этим механическим определением, а не пытаться изолировать ее во время различных техник движения, которые имеют большое количество переменных.
Почему бы не измерить мощность?
Сила НЕ является основной причиной движения В более позднем обзоре Кнудсона автор напоминает нам, что при измерении вертикального прыжка на силовой пластине чистый вертикальный импульс определяет высоту вертикального прыжка (с почти идеальной корреляцией). из 1.0). Это пример второго закона движения Ньютона, который гласит, что ускорение объекта зависит от двух переменных — чистой силы , действующей на объект, и массы объекта . По мере увеличения силы, действующей на объект, ускорение объекта увеличивается. По мере увеличения массы объекта ускорение объекта уменьшается. Этот закон иначе известен как F = ma. Кнудсон продолжает более остро объяснить, что , «в то время как поток мощности на землю представляет собой более изменчивую кривую, которая просто коррелирует с чистым вертикальным импульсом.Другими словами, зачем сосредотачиваться на мощности, если соотношение импульса и количества движения (второй закон Ньютона) полностью связывает кинетику с кинематикой движения (r = 1,0)? »
Сила игнорирует временные различия в движении. Опять же, мощность — это скорость, с которой выполняется работа. Мы обнаруживаем, что это уравнение часто не удается, особенно при попытке измерить атлетизм, потому что взрывным движениям, как правило, не хватает постоянной скорости работы . Очень короткая продолжительность многих динамических событий (т.е. бег, прыжки на одной ноге или тяжелая атлетика) и временная (временная) разница между пиковой силой и пиковой скоростью означает, что пиковая и средняя мощность , измеренная , может не иметь такого значения, как другие биомеханические переменные.
Сложные навыки и техника Большая часть спортивных исследований измеряет механическую мощность на велотренажере, исследуя скорость работы спортсмена СТАБИЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ с течением времени (также известный как тест Вингейта).Помимо измерения работы в установившемся режиме, другим преимуществом велотренажера (и почему он точно измеряет мощность) является изоляция, которая по сути исключает верхнюю часть тела из уравнения. Когда мы начинаем измерять мощность во время спринта, тяжелой атлетики и прыжков (на силовой пластине), большая степень свободы движений всего тела спортсмена делает расчеты более непостоянными и неопределенными. Измерение силы в спринтерских и тяжелоатлетических движениях намного сложнее, потому что техника является решающим компонентом успешного выполнения этих навыков
Что делать вместо питания? В «Спарте» мы ежедневно используем вертикальные прыжки на силовой доске, чтобы оценивать наших спортсменов.Валидность — это критерий номер один для переменных, которые мы собираем в результате этой оценки. Мы неоднократно отказывались от оценки силы и уделяли больше внимания трем измеряемым нами силовым переменным, поскольку они действительны и надежны. Мы всегда стремимся упростить наш процесс, высвобождая время для реального взаимодействия с нашими спортсменами и не погребая под грудой данных.
Как измерить напряжение, ток и мощность
Трансформаторы тока (ТТ)
Трансформаторы тока (ТТ) — это датчики, используемые для линейного понижения тока, проходящего через датчик, до более низкого уровня, совместимого с измерительными приборами.Сердечник трансформатора тока имеет тороидальную или кольцевую форму с отверстием в центре. Проволока оборачивается вокруг сердечника, образуя вторичную обмотку, и покрывается кожухом или пластиковым кожухом. Количество витков провода вокруг сердечника определяет коэффициент понижения, или коэффициент ТТ, между током в измеряемой линии (первичной) и токовым выходом, подключенным к приборам (вторичным). Нагрузочный провод, который необходимо измерить, пропускают через отверстие в центре трансформатора тока.Пример: CT с соотношением 500: 5 означает, что нагрузка 500 ARMS на главной линии приведет к выходу 5 ARMS на вторичной цепи CT. Прибор будет измерять 5 ARMS на терминалах и может применять коэффициент масштабирования, введенный пользователем, для отображения полных 500 ARMS. Для трансформаторов тока указано номинальное значение, но часто указывается точность, превышающая 100% от номинала. ТТ могут быть с разделенным сердечником или сплошным сердечником. ТТ с разъемным сердечником открываются на петлях или имеют съемную секцию, чтобы установщик мог подключить ТТ вокруг провода нагрузки без физического отсоединения измеряемого провода нагрузки.
Предупреждение о безопасности: хотя ТТ может физически подключаться к установленной линии, перед установкой ТТ необходимо безопасно отключить питание. Открытые соединения вторичной обмотки при включенном питании первичной обмотки могут привести к возникновению чрезвычайно опасных потенциалов напряжения.
ОпцииCT при покупке включают номинальный диапазон, диаметр отверстия, разъемный / сплошной сердечник, тип выхода (напряжение / ток) и выходной диапазон (0,333 В RMS, ± 10 В, 1 ARMS, 5 ARMS и т. Д.). Поставщики ТТ часто могут настроить датчик под конкретные нужды, такие как диапазон входного или выходного сигнала.
Рис. 5. ТТ с разъемным сердечником обычно имеют шарнир или съемную секцию для установки вокруг линии без физической разборки, хотя питание все равно следует отключать. (Изображение любезно предоставлено Magnelab)
Рис. 6. ТТ с твердым сердечником дешевле, но могут потребовать больше труда для установки в уже работающих цепях.
(Изображение любезно предоставлено Magnelab)
Полоса пропускания измерения ТТ
Полоса пропускания от 1 кГц до 2 кГц достаточна для большинства приложений контроля качества электроэнергии в цепях переменного тока.Для высокочастотных приложений подключайтесь напрямую к NI 9246 или NI 9247, чтобы получить полосу пропускания до 24 кГц, или выберите более дорогие трансформаторы тока с более высокой частотой. Все модули, перечисленные в таблице выше, имеют полосу пропускания приблизительно 24 кГц для сигналов, подключенных напрямую. Высокочастотные трансформаторы тока более специализированы и имеют характеристики полосы пропускания в диапазоне сотен МГц. Измерительные модули NI 9215, NI 9222 и NI 9223 имеют частоту дискретизации от 100kS / s / ch до 1MS / s / ch при разрешении 16 бит для более высокочастотных измерений.
Для высокочастотных измерений, выходящих за рамки возможностей NI 9223, NI рекомендует осциллограф или дигитайзер для PXI, предназначенный для лабораторных, исследовательских и испытательных систем.
Измерение постоянного тока
ТТне измеряют ток постоянного тока или компонент смещения постоянного тока в сигнале переменного тока. Для большинства приложений питания переменного тока в этом нет необходимости. Когда необходимо измерение постоянного тока, NI 9227 имеет встроенные калиброванные шунты и может измерять постоянный ток до 5 ампер. Для измерения постоянного тока более 5 ампер используется шунт для измерения тока большой мощности (см. Ниже) или датчик Холла (см. Ниже), подключенный к соответствующему измерительному модулю.
Катушки Роговского
КатушкиРоговского, иногда называемые «тросовыми трансформаторами тока», представляют собой еще один вариант датчика для измерения тока в линии. Катушки Роговского похожи в том, что они наматываются на провод нагрузки, но они гибкие, имеют гораздо большее отверстие, чем стандартные трансформаторы тока, и принцип измерения отличается. Катушки Роговского индуцируют напряжение, которое пропорционально скорости изменения тока и, следовательно, требуется в цепи интегратора для преобразования в пропорциональный ток.Интегратор представляет собой отдельный блок / компонент, который обычно устанавливается на панели или на DIN-рейке, требует источника питания постоянного тока и выдает сигналы низкого напряжения или тока на приборы. Размер и гибкость катушек Роговского делают их подходящими для обхода более крупных шин, используемых в коммерческих зданиях или на заводах, особенно когда они уже построены и измерение мощности добавлено в качестве модернизации, но они дороже, чем ТТ с сопоставимым входом. диапазон.
Рисунок 7.Катушки Роговского требуют внешнего источника питания, интегральной схемы (расположенной в черном монтажном блоке на изображении выше) и являются более дорогими, чем типичные трансформаторы тока с твердым / разъемным сердечником, но обеспечивают быструю фазовую характеристику и подходят для модернизации установок и измерений больших шин из-за к их большому гибкому открытию. (Изображение любезно предоставлено Magnelab)
Датчики на эффекте Холла
Датчикина эффекте Холла основаны на «эффекте Холла», названном в честь Эдвина Холла, когда ток, протекающий через полупроводник, расположенный перпендикулярно магнитному полю, создает потенциал напряжения на полупроводниковом материале.Для измерения тока схема на эффекте Холла размещается перпендикулярно сердечнику магнитного поля и выдает напряжение, которое масштабируется с учетом токовой нагрузки в измеряемой линии. ТТ на эффекте Холла обычно имеют лучшую частотную характеристику и могут измерять смещение постоянного тока, но они более дороги, требуют питания и могут подвергаться температурному дрейфу.
Рис. 8. Датчики на эффекте Холла имеют чувствительную цепь, перпендикулярную магнитному полю, и требуют питания.Датчики на эффекте Холла не подчиняются ограничениям насыщения, как ТТ, и могут измерять постоянный ток, но они более дорогостоящие.
Резисторы токового шунта
Токоизмерительные шунты или токовые шунтирующие резисторы — это резисторы, включенные в цепь с целью измерения тока, протекающего через шунт. Это довольно распространенные электрические компоненты, которые могут использоваться в самых разных областях. Размер шунта будет зависеть от диапазона измерения тока, выходного диапазона и мощности, протекающей по цепи.Для большей точности доступны более дорогие прецизионные резисторы. Шунты не наматываются на провод цепи и размещаются на линии как компонент. Это устраняет изолирующий барьер между измеряемой схемой и измерительным оборудованием и может сделать установку более сложной, чем трансформатор тока или катушка Роговского. Однако шунты могут измерять постоянный ток, иметь лучшую частотную характеристику и лучшую фазовую характеристику. Модуль NI 9238 для CompactRIO и CompactDAQ был разработан с аналоговым интерфейсом низкого диапазона (± 0.5 В) специально для токовых шунтирующих резисторов. Кроме того, NI 9238 имеет межканальную изоляцию 250 В.
Как я могу измерить мощность моей ветряной турбины?
Электрическая мощность — это произведение потенциала (напряжения) и тока.
Самый простой способ — использовать датчик энергии Go Direct ® (GDX-NRG).
Если вы используете датчик тока и датчик напряжения, а не датчик энергии, вам необходимо создать расчетный столбец для измерения выходной мощности турбины.
Примечание. В этой процедуре предполагается, что вы используете датчик напряжения на 30 В (30 В-BTA) и датчик высокого тока (HCS-BTA). Вы также можете использовать датчик дифференциального напряжения (DVP-BTA) и датчик тока (DCP-BTA).
Создайте вычисляемый столбец в Logger
Pro :- Выберите «Новый вычисляемый столбец» в меню «Данные».
- Введите Мощность, в качестве имени и Вт, в качестве единиц. Вт — это аббревиатура, обозначающая ватт, единицу мощности.
- Для выражения выберите «Потенциал» в меню «Переменные (столбцы)», введите * (звездочка), а затем выберите «Текущий» в меню «Переменные (столбцы)».Ваше выражение должно читать «Потенциальный» * «Текущий».
Если вы хотите измерить мощность в лошадиных силах, вы можете создать еще один расчетный столбец.
- Выберите «Новый вычисляемый столбец» в меню «Данные».
- Введите л.с. в качестве имени и л.с. в качестве единиц.
- Выберите Power (вычисляемый столбец, который вы только что создали) в меню «Переменные (столбцы)».
- Введите / (косая черта), а затем введите 746 .Ваше выражение должно читаться как «Сила» / 746. Это связано с тем, что наиболее распространенное преобразование электрической мощности в лошадиные силы составляет 1 л.с. = 746 Вт.
Создайте вычисляемый столбец в приложении LabQuest:
- Нажмите «Таблица», чтобы просмотреть вкладку «Таблица», и выберите «Новый вычисляемый столбец» в меню «Таблица».
- Введите Мощность, в качестве имени и Вт, в качестве единиц. Вт — это аббревиатура, обозначающая ватт, единицу мощности.
- Выберите XY в качестве типа уравнения.
- Выберите Potential в качестве столбца для X и Current в качестве столбца для Y.
- Настройте отображаемую точность по своему усмотрению.
Если вы хотите измерить мощность в лошадиных силах, вы можете создать еще один расчетный столбец.
- Выберите «Новый вычисляемый столбец» в меню «Таблица».
- Введите л.с. в качестве имени и л.с. в качестве единиц.
- Выберите X / A в качестве типа уравнения.
- Выберите Power (вычисляемый столбец, который вы только что создали) в качестве столбца для X и введите 746 в качестве A.Это связано с тем, что наиболее распространенное преобразование электрической мощности в лошадиные силы составляет 1 л.с. = 746 Вт.
Калькулятор PUE — Что такое PUE и как рассчитать
Сравнительный анализ энергоэффективности вашего центра обработки данных — первый ключевой шаг к снижению энергопотребления и связанных с этим затрат на электроэнергию. Бенчмаркинг позволяет вам понять текущий уровень эффективности в центре обработки данных, а по мере внедрения дополнительных передовых методов повышения эффективности он помогает измерить эффективность этих усилий.
Power Usage Effectiveness (PUE) и соответствующая ему эффективность инфраструктуры центра обработки данных (DCiE) — это широко признанные стандарты сравнительного анализа, предложенные Green Grid, чтобы помочь ИТ-специалистам определить, насколько энергоэффективны центры обработки данных, и контролировать влияние их усилий по повышению эффективности. Uptime Institute также предлагает комплексный эталонный тест под названием «Средняя корпоративная эффективность центра обработки данных» (CADE). На своем техническом форуме в феврале 2009 г. компания Green Grid представила новые тесты производительности под названием «Производительность центра обработки данных» (DCP) и «Энергетическая производительность центра обработки данных» (DCeP), которые исследуют полезную работу, выполняемую вашим центром обработки данных.Все тесты имеют свою ценность, и при правильном использовании они могут быть полезным и важным инструментом для повышения энергоэффективности вашего центра обработки данных.
Калькулятор PUE и DCiE
Рассчитайте PUE (эффективность использования энергии) и DCiE и начните тестировать эффективность в своем центре обработки данных.
Введите общую нагрузку на ИТ
Введите общую загрузку оборудования
Текущий PUE:
–
Текущий DCiE:
–
Теперь, когда у нас есть контрольный показатель вашего текущего уровня эффективности, давайте посчитаем потенциальную экономию, если вы захотите улучшить этот показатель.
Что такое PUE? Что такое DCiE?
PUE / DCiE — это критерии эффективности, позволяющие сравнивать инфраструктуру вашего центра обработки данных с существующей ИТ-нагрузкой. Первоначальное тестирование PUE / DCiE дает оценку эффективности и устанавливает структуру тестирования для повторения объекта. Сравнивая начальные и последующие баллы, менеджеры центров обработки данных могут оценить влияние текущих усилий по повышению эффективности. В любой момент времени они сравнивают мощность, используемую в настоящее время для ИТ-оборудования, в котором нуждается компания, с мощностью, используемой инфраструктурой, которая обеспечивает охлаждение, питание, резервное копирование и защиту ИТ-оборудования.
PUE Пример:
При наличии объекта, который использует 100 000 кВт общей мощности, из которых 80 000 кВт используется для питания вашего ИТ-оборудования, PUE будет составлять 1,25. 100 000 кВт общей мощности объекта, разделенные на 80 000 кВт мощности ИТ.DCiE Пример:
При наличии того же объекта, который использует 100 000 кВт общей мощности, из которых 80 000 кВт используется для питания вашего ИТ-оборудования, генерирует DCiE 0,8. 80 000 кВт мощности ИТ, разделенные на 100 000 кВт общей мощности объекта.
Генерация PUE / DCiE — это только начало на пути к эффективности. Чтобы этот эталонный тест был значимым, он должен генерироваться на регулярной основе, а также, желательно, в разные дни недели и в разное время дня. Цель состоит в том, чтобы принять действенные меры по повышению эффективности на основе ваших фактических данных. Сравнивая свой начальный тест с тестами, взятыми после внедрения изменений, вы сможете увидеть заметные улучшения в вашем PUE / DCiE.
Сократите эксплуатационные расходы, используя измерения, сравнительный анализ, моделирование и анализ для повышения энергоэффективности вашего центра обработки данных.
PUE = Общая мощность объекта / Мощность ИТ-оборудования
DCiE = Мощность ИТ-оборудования / Общая мощность объекта
PUE | DCiE | Уровень эффективности |
3,0 | 33% | Очень неэффективно |
2,5 | 40% | Неэффективный |
2,0 | 50% | Среднее |
1.5 | 67% | Эффективный |
1,2 | 83% | Очень эффективный |
DCiE и PUE Wars и Green Wash… чем не является PUE!
Возможно, вы слышали термины «PUE Wars» или «PUE Marketing». Компания Green Grid, автор как PUE, так и DCiE, не планировала использовать какую-либо метрику для сравнения одного объекта с другим. К сожалению, это не помешало некоторым людям публиковать свои показатели PUE в попытке продать свои объекты или стратегии проектирования.Хотя их усилия по повышению эффективности центра обработки данных заслуживают одобрения, этих показателей самих по себе недостаточно для определения эффективности центра обработки данных. Беседа должна включать продуктивность. Получаете ли вы максимальную отдачу от своих серверов и хранилища? Вы максимизируете вычислительную мощность? Удаление простаивающих серверов? Консолидация и виртуализация?
Многие в отрасли хотели бы иметь контрольный показатель для центров обработки данных, аналогичный принятому Конгрессом в 1970-х годах корпоративному среднему расходу топлива (CAFE), который сравнивает количество миль на галлон (MPG) от одного транспортного средства к другому.PUE в настоящее время не является этой метрикой. Краткая иллюстрация продемонстрирует суть:
В более ранних расчетах PUE и DCiE объект с общей мощностью 100 000 кВт и 80000 кВт, выделенный для ИТ-оборудования, имел PUE 1,25 и DCiE 0,8. Обычно это считается очень респектабельным эталоном. Но насколько значимым является это измерение, если основная часть серверов просто бездействует или работает не очень продуктивно?
Сравнение PUE и DCiE с точки зрения непрофессионала:
Компаниям и организациям требуется ИТ-оборудование для предоставления своих продуктов и услуг, обработки транзакций, обеспечения безопасности, а также для ведения и развития своего бизнеса.Чем крупнее растет компания / организация, тем больше необходимость размещать их компьютерное оборудование в безопасной среде. ИТ-оборудование включает компьютерные серверы, концентраторы, маршрутизаторы, коммутационные панели и другое сетевое оборудование. В зависимости от размера эта безопасная среда называется коммутационным шкафом, компьютерным залом, серверной комнатой или центром обработки данных. В дополнение к энергии, необходимой для работы этого ИТ-оборудования, электроэнергия используется для освещения, безопасности, резервного питания и климат-контроля для поддержания уровней температуры и влажности, которые минимизируют время простоя из-за проблем с нагревом.Проводя сравнительный анализ PUE или DCiE, вы сравниваете мощность, необходимую для критически важных для бизнеса ИТ, с мощностью, обеспечивающей работоспособность и защиту ИТ-оборудования.
Все ИТ-оборудование (и все, что работает на электричестве) вырабатывает тепло. В помещении, заполненном стойками с компьютерами и другим ИТ-оборудованием, значительная часть ваших затрат на электроэнергию приходится на специализированное охлаждающее и силовое оборудование центра обработки данных, которое используется для поддержки ваших серверов и другого ИТ-оборудования в рабочем состоянии. Проблемы с перегревом в центрах обработки данных являются основной причиной простоев.
Центры обработки данныхпредставляют собой большие сложные среды и часто имеют разные стратегические группы, управляющие ключевыми компонентами: одна группа занимается управлением объектами, а другая — ИТ-оборудованием, развернутым на объекте. В таких средах менеджеры оборудования обычно определяют проблемы окружающей среды инфраструктуры, включая питание, охлаждение и воздушный поток, а ИТ-менеджеры определяют критически важные ИТ-системы, такие как серверы и сетевое оборудование.
Частота эталонного тестирования PUE / DCiE:
Чтобы иметь какое-то истинное значение, PUE и DCiE также не являются эталонными тестами, которые можно проводить один раз или нечасто.Их следует измерять регулярно, если не в режиме реального времени, в разное время дня и недели. Чтобы подчеркнуть эту значимость, Green Grid вводит некоторые дополнительные идентификаторы, которые в сочетании с оценкой теста PUE дадут вам гораздо лучшую картину частоты и общей значимости результирующей оценки PUE или DCiE.
Вы не можете контролировать или управлять тем, что не измеряете.
Целостное понимание энергопотребления вашего компьютерного зала или центра обработки данных — первый ключевой шаг на пути к определению соответствующих шагов, необходимых для повышения энергоэффективности.Измерение следует использовать как постоянный инструмент в вашей общей стратегии центра обработки данных. Измерение CFD на нескольких высотах в ряду стоек вместе с измерением давления воздуха под плиткой пола может не только помочь вам убедиться в том, что вы получаете достаточно холодного воздуха на входе ваших серверов, но и может помочь вам поддерживать воздушный поток на рекомендуемом уровне ASHRAE для все ИТ-оборудование (текущие рекомендации ASHRAE для приточного воздуха относятся к диапазону окружающей среды от 18 ° C до 27 ° C (от 64,4 ° F до 80,6 ° F) и точке росы по влажности 5.От 5C до 15C. Эти данные также могут помочь вам устранить проблемы с изоляцией горячих / холодных коридоров (утечка горячего воздуха в холодные и наоборот). Правильно измерив мощность всего ИТ-оборудования и инфраструктуры вашего центра обработки данных, вы сможете определить свои PUE и DCiE. Поскольку PUE / DCiE являются отраслевыми стандартами, определение рейтинга энергоэффективности вашего центра обработки данных позволит вам сравнить эффективность вашего объекта по сравнению с другими центрами обработки данных по всему миру. Это также поможет вам установить ориентир, который вы можете отслеживать, сообщать и постоянно улучшать.Обеспечение энергоэффективности вашего центра обработки данных должно быть постоянным процессом. После определения рейтинга эффективности вашего предприятия вы внедряете передовые методы питания и охлаждения для повышения эффективности, а затем отслеживаете, как эти изменения улучшили ваш PUE / DCIE. А по мере добавления дополнительных энергоэффективных ИТ-активов процесс продолжает показывать, насколько меньше энергии потребляет ваше предприятие. Улучшения в DCiE и PUE коррелируют с повышением эффективности, что, в свою очередь, демонстрирует измеримое сокращение счетов за электроэнергию вашей компании или организации.
Как рассчитать PUE и DCiE:
PUE и DCiE: что измерять
Концепции PUE и DCiE кажутся простыми. Тем не менее, запутанный лабиринт трансформаторов, PDU и чиллеров делает измерения больше, чем простая арифметика.
Расчет PUE или DCiE имеет большее значение, когда он становится повторяемым процессом, отслеживаемым во времени. Содержимое данного документа призвано помочь профессионалам центров обработки данных в первом чтении и разработке протокола, который будет повторяться по мере продолжения усилий по повышению эффективности.
Шаг 1. Составьте график тестирования
Частота измерения PUE / DCiE зависит от общей программы эффективности. Если сбор данных автоматизирован с помощью программного обеспечения, возможно непрерывное измерение (от часа к часу, от минуты к минуте). Нагрузки могут колебаться в течение рабочего дня, и профессионалы могут найти ценность в сравнении PUE при пиковых нагрузках с измерениями в более медленные или простые моменты дня.
Автор как PUE, так и DCiE, The Green Grid дает следующие рекомендации по интервалам измерения:
- Базовая программа повышения эффективности: ежемесячно / еженедельно
- Программа средней эффективности: ежедневно
- Программа повышения эффективности: непрерывная (по часам)
Выполняются ли вычисления раз в месяц или раз в час, любое регулярное измерение — это шаг в правильном направлении.
Шаг 2. Планируйте цели по повышению эффективности
Ваш план эффективности может быть как простым, так и подробным, как вы хотите. Например, выделенный центр обработки данных может фиксировать входящую электроэнергию прямо на счетчике, а ИТ-нагрузку — прямо от ИБП. Отсюда простое деление дает оценку эффективности.
Базовый расчет | |
Общая ИТ-нагрузка | 94 кВт |
Общая нагрузка объекта | 200 кВт |
ПУЭ | 2.13 |
DCiE | 47% |
Но ряд компонентов влияет на общую загрузку объекта. Инфраструктура охлаждения может потреблять 40% входящей электроэнергии, как в примере ниже. По этой причине пользователь может захотеть конкретно измерить потребление на центральном предприятии и определить его тенденции.
Детальный расчет | |
Общая ИТ-нагрузка | 94 кВт |
Инфраструктура охлаждения | 80 кВт |
Нагрузка энергосистемы | 24 кВт |
Освещение нагрузки | 2 кВт |
Общая нагрузка объекта | 200 кВт |
ПУЭ | 2.13 |
DCiE | 47% |
Современные технологии позволяют выполнять очень точные измерения. Система управления зданием может контролировать общую входящую электроэнергию, нагрузки чиллера и освещения. Технология Cisco EnergyWise, новейшие продукты питания для стоек и мониторинг ответвленных цепей позволяют отслеживать энергопотребление на уровне устройства. Дистанционные датчики и программные продукты могут контролировать кВт и кВтч отдельных CRAC и CRAH.В результате пользователи могут нацеливать и улучшать проблемные области центра обработки данных.
Этот уровень детализации в конечном итоге зависит от ваших целей, объекта и бюджета. Независимо от того, насколько проста или сложна программа, самая важная цель — последовательность. Вы не можете улучшить или контролировать то, что не измеряете.
Шаг 3. Изучите компоненты распределения питания
Электрическое распределение играет центральную роль в этих измерениях. Электроэнергия проходит через различные компоненты, и потери происходят, когда она поступает от служебного входа к ИТ-оборудованию.Вот некоторые из основных компонентов питания:
Трансформатор
Электроэнергия проходит через служебный вход и попадает в трансформатор, который питает все ниже по потоку: распределительное устройство, ИБП, освещение, CRAC / CRAH и, в конечном итоге, ИТ-оборудование. Верхняя сторона этого трансформатора представляет собой потенциальную точку для измерения общей мощности объекта.
Источник бесперебойного питания (ИБП)
После трансформатора, переключателей, распределительного устройства. Это потенциальное место для измерения общей ИТ-нагрузки.
Блок распределения питания (БРП)
В отличие от стоечных блоков питания (где фактически запитывается IT-оборудование), эти напольные блоки распределяют питание через автоматические выключатели в шкафы и стойки, в которых размещается IT-оборудование. Это место, если таковое имеется, представляет собой более полное место для измерения нагрузки ИТ, поскольку оно включает в себя электрические потери ИБП и PDU.
Шаг 4. Определите общую мощность предприятия
Трансформаторы
Трансформаторы изначально не обладают интеллектом, поэтому измерения будут необходимы.Сложные портативные устройства могут обеспечивать считывание поступающей электроэнергии на определенный момент времени.
Однако цель состоит в том, чтобы отслеживать результаты и улучшения с течением времени. Накладные измерители, установленные на верхней стороне трансформатора, могут количественно оценить повышение эффективности посредством непрерывных измерений. Устройства, размещенные в электрических коробках рядом с трансформатором, имеют выводы, которые устанавливаются вокруг каждого проводника и обеспечивают подробные показания каждой электрической фазы.
Трансформаторычрезвычайно важны для работы центра обработки данных, и некоторые пользователи, обеспокоенные сложностью установки или ощущением простоя, могут не решаться установить такие счетчики.Тем не менее, надежные и опытные инженеры могут развеять эти опасения и помочь пользователю сэкономить на расходах на электроэнергию в течение всего срока службы его объекта.
Автоматический / статический переключатель передачи (ATS / STS)
Хотя специализированные измерения трансформатора обеспечивают наиболее точную нагрузку на объект, существуют ситуации, которые не позволяют проводить измерения на данном этапе цепочки поставок. Выход ATS / STS обеспечивает оптимальную точку измерения мощности оборудования. В среде, которая включает резервный генератор, измерение мощности объекта на выходе ATS / STS является предпочтительной точкой для сбора всей нагрузки объекта, поскольку все системы, необходимые для критических операций, получают питание от этой точки.
Программное обеспечение для управления зданием
Пользователи могут уже использовать систему управления зданием, которая постоянно контролирует потребление энергии. В этом случае общая мощность объекта может быть немногим больше, чем несколько щелчков мышью, при отображении значений через веб-интерфейс.
Шаг 5. Определите свою общую ИТ-нагрузку
Измерение IT-нагрузки через PDU
Выход PDU — еще одна точка измерения. Новые блоки распределения питания с читаемыми панелями или автоматическим мониторингом параллельных цепей делают IT-нагрузку очень доступной.Как упоминалось ранее, PDU могут содержать несколько 42-полюсных панелей, и без автоматизации установка счетчиков на каждом полюсе и управление полученными данными может оказаться затруднительным.
Имейте в виду, что каждое показание зависит от электрических потерь из-за неэффективности ИБП и блоков распределения питания. Если вы выберете, вы можете рассчитать потери, сравнив входные и выходные значения каждого устройства.
- Входная мощность ИБП (кВт) — Выходная мощность ИБП (кВт) = Потери мощности ИБП (кВт)
- Входная мощность PDU (кВт) — Выходная мощность PDU (кВт) = Потери мощности PDU (кВт)
Измерение ИТ-нагрузки с помощью ИБП
Выход ИБП — это первое логическое место для сбора ИТ-нагрузки.Новые системы ИБП могут включать в себя читаемые передние панели или использовать веб-интерфейсы, которые упрощают любую детективную работу и предоставляют средство для отслеживания данных с течением времени. В старых системах ИБП без лицевых панелей или возможностей SNMP можно использовать те же токоизмерительные клещи, описанные в разделе, посвященном трансформаторам.
Шаг 6: предпримите значимые действия
После завершения первоначального чтения определите план действий. Рассмотрите возможность использования инструментов моделирования или измерения для анализа воздушного потока на полу центра обработки данных.Просмотрите взаимосвязанные настройки инфраструктуры охлаждения от температуры охлажденной воды до температуры на входе в сервер. Исключите простаивающие серверы и по возможности используйте технологию виртуализации. Затем запустите тест еще раз.
Если ИТ поддерживают бизнес, в первую очередь, улучшение PUE / DCiE является веским аргументом для бизнеса. Меньше потребляемой энергии, меньшие счета за электричество. Благоприятно для окружающей среды. Хорошо для чистой прибыли.
Как PUE или DCiE могут помочь вам снизить эксплуатационные расходы в вашем центре обработки данных?
Значительная экономия энергии для эффективного центра обработки данных! После расчета текущего эталонного показателя PUE / DCiE нажмите здесь, чтобы попробовать наш интерактивный калькулятор экономии в центре обработки данных, чтобы выбрать различные цели эффективности и посмотреть, сколько ваша организация может сэкономить на затратах на электроэнергию за счет повышения эффективности.
Сколько может сэкономить ваша организация, располагая более энергоэффективным центром обработки данных?
До 50% счетов за электроэнергию центра обработки данных приходится на инфраструктуру (оборудование для электропитания и охлаждения). Попробуйте наш интерактивный калькулятор эффективности центра обработки данных и узнайте, как снижение PUE приведет к значительной экономии энергии и затрат! Калькулятор экономичности центра обработки данных 42U помогает ИТ-специалистам и руководству высшего звена понять краткосрочную и долгосрочную экономию, которая может быть достигнута за счет повышения энергоэффективности инфраструктуры их центров обработки данных.Снижение эффективности связано как с финансовыми (капитальные (CAPEX), так и с эксплуатационными расходами (OPEX)), а также с экологической экономией на выбросах углерода (углерод, выделяемый электричеством, используемым для питания оборудования в их центрах обработки данных). Также важно учитывать, но Этот калькулятор выходит за рамки существенной экономии капитальных затрат на сокращение активов и отложенного строительства центра обработки данных, а также на сокращение выбросов других парниковых газов, кроме CO2. комната, серверная или коммутационный шкаф.
показателей в Power BI Desktop — Power BI
- 5 минут на чтение
В этой статье
Power BI Desktop помогает анализировать данные всего за несколько щелчков мышью. Но иногда эти данные просто не включают всего, что вам нужно, чтобы ответить на некоторые из ваших самых важных вопросов.Меры могут помочь вам в этом.
Меры используются в некоторых наиболее распространенных анализах данных. Простые суммирования, такие как суммы, средние, минимальные, максимальные и подсчеты, могут быть установлены с помощью лунки Fields . Рассчитанные результаты измерений всегда меняются в зависимости от вашего взаимодействия с отчетами, что позволяет быстро и динамично исследовать данные. Давайте посмотрим поближе. Для получения дополнительной информации см. Создание показателей.
Понимание мер
В Power BI Desktop меры создаются и отображаются в представлении отчета или представлении данных .Созданные вами меры отображаются в списке Поля со значком калькулятора. Вы можете называть меры как угодно и добавлять их в новую или существующую визуализацию, как любое другое поле.
Примечание
Возможно, вас заинтересуют быстрые меры , которые представляют собой готовые меры, которые можно выбрать в диалоговых окнах. Это хороший способ быстро создавать меры, а также хороший способ изучить синтаксис выражений анализа данных (DAX), поскольку они автоматически созданы, формулы DAX доступны для просмотра.Для получения дополнительной информации см. Быстрые меры.
Выражения анализа данных
Меры вычисляют результат по формуле выражения. При создании собственных показателей вы будете использовать язык формул выражений анализа данных (DAX). DAX включает библиотеку из более чем 200 функций, операторов и конструкций. Его библиотека обеспечивает огромную гибкость в создании показателей для расчета результатов практически для любых нужд анализа данных.
Формулы DAX очень похожи на формулы Excel.DAX даже имеет многие из тех же функций, что и Excel, например DATE
, SUM
и LEFT
. Но функции DAX предназначены для работы с реляционными данными, как в Power BI Desktop.
Давайте посмотрим на пример
Ян — менеджер по продажам в Contoso. Яна попросили представить прогнозы продаж для торговых посредников в следующем финансовом году. Ян решает основывать оценки на объемах продаж за прошлый год, с ежегодным увеличением на шесть процентов в результате различных рекламных акций, запланированных на следующие шесть месяцев.
Чтобы сообщить оценки, Ян импортирует данные о продажах за прошлый год в Power BI Desktop. Ян находит поле SalesAmount в таблице Reseller Sales . Поскольку импортированные данные содержат только суммы продаж за прошлый год, Ян переименовывает поле SalesAmount в Продажи за прошлый год . Затем Ян перетаскивает Продажи за прошлый год на холст отчета. Он отображается в визуализации диаграммы как одно значение, которое представляет собой сумму всех продаж торговых посредников за последний год.
Ян отмечает, что даже без указания расчета он был предоставлен автоматически. Power BI Desktop создал собственную меру, суммируя все значения в Продажи за прошлый год .
Но Яну нужна мера для расчета прогнозов продаж на предстоящий год, которые будут основаны на прошлогодних продажах, умноженных на 1,06, чтобы учесть ожидаемый 6-процентный рост бизнеса. Для этого расчета Ян создаст меру. Используя функцию New Measure , Ян создает новую меру, а затем вводит следующую формулу DAX:
Прогнозируемые продажи = СУММ («Продажи» [Продажи за прошлый год]) * 1.06
Ян затем перетаскивает новую меру «Прогнозируемые продажи» на диаграмму.
Быстро и с минимальными усилиями Ян теперь имеет средство для расчета прогнозируемых продаж. Ян может дополнительно проанализировать прогнозы, отфильтровав по конкретным торговым посредникам или добавив другие поля в отчет.
Категории данных для мер
Вы также можете выбрать категории данных для показателей.
Среди прочего, категории данных позволяют использовать меры для динамического создания URL-адресов и отмечать категорию данных как веб-URL.
Вы можете создавать таблицы, отображающие меры как веб-URL-адреса, и иметь возможность щелкать URL-адрес, созданный на основе вашего выбора. Этот подход особенно полезен, если вы хотите связать с другими отчетами Power BI параметры фильтра URL-адресов.
Организация мероприятий
У показателейесть таблица Home , которая определяет, где они находятся в списке полей. Вы можете изменить их местоположение, выбрав местоположение из таблиц в вашей модели.
Вы также можете организовать поля в таблице в Папки просмотра .Выберите Model с левого края Power BI Desktop. На панели Properties выберите поле, которое вы хотите переместить, из списка доступных полей. Введите имя новой папки в Показать папку , чтобы создать папку. При создании папки выбранное поле перемещается в эту папку.
Вы можете создавать подпапки с помощью символа обратной косой черты. Например, Finance \ Currencies создает папку Finance и внутри нее папку Currencies .
Вы можете сделать так, чтобы поле отображалось в нескольких папках, используя точку с запятой для разделения имен папок. Например, Products \ Names; Departments приводит к появлению поля в папке Departments , а также к папке Names внутри папки Products .
Вы можете создать специальную таблицу, содержащую только показатели. Эта таблица всегда отображается вверху поля Fields . Для этого создайте таблицу с одним столбцом.Вы можете использовать Введите данные для создания этой таблицы. Затем перенесите свои меры в эту таблицу. Наконец, скройте столбец, но не таблицу, которую вы создали. Щелкните стрелку вверху поля Fields , чтобы закрыть и снова открыть список полей, чтобы увидеть свои изменения.
Подсказка
Скрытые меры отображаются и доступны в Power BI Desktop, однако вы не увидите скрытые меры в Excel или службах Power BI, поскольку Excel и служба Power BI считаются клиентскими инструментами.
Узнать больше
Здесь мы только вкратце ознакомили вас с мерами. Есть еще много всего, что поможет вам научиться создавать свои собственные. Дополнительные сведения см. В разделе Учебник: создание собственных показателей в Power BI Desktop. Вы можете скачать образец файла и получить пошаговые инструкции по созданию дополнительных мер.
Чтобы глубже погрузиться в DAX, ознакомьтесь с основами DAX в Power BI Desktop. Справочник по выражениям анализа данных содержит подробные статьи по каждой функции, синтаксису, операторам и соглашениям об именах.DAX уже несколько лет используется в Power Pivot в Excel и службах SQL Server Analysis Services. Также доступно множество других замечательных ресурсов. Обязательно посетите вики-страницу центра ресурсов DAX, где влиятельные члены сообщества бизнес-аналитиков делятся своими знаниями о DAX.
Создание показателя в Power Pivot
Показатели (также известные как вычисляемые поля) — одна из самых мощных функций Power Pivot. Вы будете часто использовать их при анализе данных.Это вычисления, которые вы создаете для измерения результата по отношению к другим факторам, имеющим отношение к вашему анализу, таким как общий объем продаж, рассчитанный по времени, географии, организации или продукту.
Некоторые меры легко создать, например, те, которые используют стандартное агрегирование, такое как SUM или AVERAGE, и создаются с помощью функции AutoSum в окне Power Pivot, или неявные меры, созданные в Excel, просто перетаскивая поле в область значений. Другие могут быть более сложными, например отслеживание отношений или фильтрация результатов, для которых требуется формула, созданная с помощью DAX.
Поскольку существуют разные типы мер, и вы можете создавать их в разных местах, важно понимать, какой тип лучше всего подойдет вам. Дополнительные сведения см. В разделе Показатели в Power Pivot.
для создания неявной меры в Excel
-
Щелкните сводную таблицу.
-
В списке Поля сводной таблицы перетащите поле в область Значения .
Неявные меры могут использовать только стандартное агрегирование (SUM, COUNT, MIN, MAX, DISTINCTCOUNT или AVG) и должны использовать формат данных, определенный для этого агрегирования. Кроме того, неявные меры могут использоваться только сводной таблицей или диаграммой, для которой они были созданы.
Создание меры в окне Power Pivot с помощью автосуммы
-
Щелкните столбец.
-
Щелкните Calculations > AutoSum , а затем выберите агрегирование.
Показатели, созданные с помощью автосуммы, отображаются в области вычислений непосредственно под столбцом данных; однако вы можете переместить их в любую другую пустую ячейку в области вычислений той же таблицы. Меры, созданные с помощью автосуммы, получают имя по умолчанию, однако вы можете переименовать их в строке формул.Меры, созданные в области расчета, являются явными.
Создание меры в окне Power Pivot с использованием области вычисления
-
Нажмите На главную > Просмотр > Область расчета .
-
Щелкните пустую ячейку в области вычислений.
-
В строке формул вверху таблицы введите формулу в следующем формате < имя меры >: < формула >
-
Нажмите Enter, чтобы принять формулу.
Показатели, созданные в области вычислений, сохраняются в выбранной таблице, но могут использоваться как поле в любой сводной таблице, сводной диаграмме или отчете. Меры, созданные с помощью этого метода, являются явными.
Создание меры с помощью диалогового окна меры в Excel
-
В окне Excel щелкните Power Pivot > Calculations > Measures > New Measure .
-
В диалоговом окне Мера для Имя таблицы щелкните стрелку вниз и выберите таблицу, в которой должна быть мера.
Выбор таблицы определяет, где будет сохранено определение меры. Не требуется, чтобы мера сохранялась вместе с таблицей, на которую она ссылается.
-
В Имя меры введите имя.
Имя меры должно быть уникальным, и вы не можете использовать то же имя, которое используется для любого из столбцов.
-
В текстовом поле Формула поместите курсор после знака равенства (=) и введите формулу.
-
Щелкните Проверить формулу для проверки.
-
В категории выберите тип меры.
Тип меры не влияет на способ вычисления формулы. Это только для информационных целей.
-
Если формула подтверждается, нажмите ОК .
Показатели, созданные с помощью диалогового окна «Измерение» в Excel, сохраняются в выбранной таблице. Позже вы можете просмотреть и отредактировать меру в диалоговом окне «Управление показателями» в Excel или в области вычислений для таблицы в окне Power Pivot.Меры, созданные с помощью этого метода, являются явными.
Верх страницы
.