Sähköteho lasketaan kaavalla P = U × I, jossa P on teho watteina, U jännite volteissa ja I virta ampeereina. Tämä peruskaava toimii tasavirralla, mutta kolmivaihejärjestelmissä käytetään tarkempaa kaavaa P = √3 × U × I × cos φ. Moottoreiden tehon laskenta poikkeaa resistiivisestä kuormituksesta, sillä se huomioi hyötysuhteen ja vääntömomentin. Oppaassa käydään läpi kaikki yleisimmät tehonlaskentamenetelmät konkreettisten esimerkkien kera.
Miten teho lasketaan? – Peruskaava ja esimerkit
Edullisimmat tarjoukset löydät, kun Vertaile lainoja ja vertaat ehdot ennen päätöstä.
Sähkötehon peruskaava
Sähköteho määritellään työn tai energian määränä aikayksikköä kohti. SI-järjestelmässä tehon yksikkö on watti (W). Wikipedia: Teho esittää yksivaiheisen sähkötehon peruskaavana P = U × I, missä P on teho watteina, U jännite volteissa ja I virta ampeereina.
Ohmin lain avulla sähköteho voidaan esittää myös kaavoilla P = U² / R ja P = R × I². Wikipedia: Teho vahvistaa nämä vaihtoehtoiset laskentamenetelmät.
Esimerkki: 230 V ja 10 A
Kotitalouskäytössä tyypillinen jännite on 230 V yksivaiheisessa verkossa. Kun virta on 10 A, teho lasketaan seuraavasti: P = 230 V × 10 A = 2 300 W = 2,3 kW. Wikipedia: Teho
Samaa periaatetta sovelletaan myös pienemmissä jännitteissä. Peda.net: Sähköteho esittää esimerkin, jossa 5 V:n jännite ja 2 A:n virta tuottaa 10 W:n tehon.
Miten lasketaan sähköteho jännitteen ja virran avulla?
Jännite (U) ja virta (I)
Jännite on sähköinen paine, joka saa varaukset liikkeelle. Virta puolestaan kuvaa sähkövarauksen määrää, joka kulkee johtimessa aikayksikössä. Eurolaskurit: Sähköteho laskuri käyttää kaavaa P = UI laskentansa perustana.
Ohmin laki yhdistää jännitteen, virran ja resistanssin kaavalla U = R × I. Tämän avulla voidaan johtaa tehon laskentakaavat, kun tunnetaan kaksi suuretta kolmesta.
Miten moottorin teho lasketaan?
Moottorin teho ja vääntömomentti
Sähkömoottoreiden tehon laskenta poikkeaa resistiivisestä kuormituksesta. SKS Group: Kolmivaihemoottorin tehon laskeminen huomioi laskennassa jännitteen, vaihevirran, tehokertoimen ja hyötysuhteen.
Moottorin mekaaninen teho lasketaan kaavalla P = M × ω, missä M on vääntömomentti (Nm) ja ω kulmanopeus (rad/s). Moottoreissa teho ilmoitetaan usein kilowatteina (kW) tai hevosvoimina (hv), ja 1 kW vastaa 1,36 hv.
Mekaaninen teho vs sähköteho
Moottorin sisään tuleva sähköteho muunnetaan mekaaniseksi tehdoksi hyötysuhteen (η) kautta: P_mek = P_sähk × η. Hyötysuhde riippuu kuormituksesta eikä ole vakio eri toimintapisteissä.
Mitä eroa on vääntömomentilla ja moottorin teholla?
Vääntömomentin määritelmä
Vääntömomentti (M) on pyörimisvoima, joka saa akselin pyörimään. Se mitataan newtonmetreinä (Nm). Wikipedia: Teho
Tehon ja vääntömomentin suhde
Teho on työn tekonopeus, kun taas vääntömomentti kuvaa voiman momenttia. Niiden yhteys on: P = M × ω, missä ω on kulmanopeus. Sama teho voidaan saavuttaa eri yhdistelmillä: suuri vääntömomentti pienellä kierrosluvulla tai pieni vääntömomentti suurella kierrosluvulla.
Miten kolmivaiheinen teho lasketaan?
Kolmivaihetehon kaava
Kolmivaihejärjestelmässä teho lasketaan kaavalla P = √3 × U × I × cos φ. JS-Technik: Laske kolmivaihemoottorit esittää pätötehon kaavan näin.
Kolmivaiheisen näennäistehon perusmuoto on S = U × I × √3. JS-Technik: Laske kolmivaihemoottorit
Kolmivaiheisen loistehon kaava on Q = U × I × sin φ × √3. cos φ on tehokerroin, joka kuvaa vaihtovirran pätötehon ja näennäistehon suhdetta.
Esimerkki: 400 V ja 16 A
Suomessa kolmivaihejännite on tyypillisesti 400 V. Kun virta on 16 A ja tehokerroin 0,9, teho lasketaan: P = 1,732 × 400 V × 16 A × 0,9 ≈ 9 980 W ≈ 10 kW.
Kolmivaihejärjestelmää käytetään suurissa sähkölaitteissa ja teollisuudessa, missä tarvitaan enemmän tehoa kuin yksivaiheinen verkko mahdollistaa.
Pikakatsaus
Vahvistetut faktat
- Sähkötehon kaava tasavirralle on P = U × I. Wikipedia: Teho
- Kolmivaihejärjestelmässä teho lasketaan P = √3 × U × I × cos φ. JS-Technik
- Tehon yksikkö on watti (W). Wikipedia: Teho
Mikä on epäselvää
- Moottorin hyötysuhde riippuu kuormituksesta eikä ole vakio.
- Laskennassa käytettävä jännite voi vaihdella maittain (Euroopassa 230 V, USA:ssa 120 V).
Aikajanasignaali
- Sähkölaitteiden energiamerkintäasetus (EU) 2017/1369 voimassa 2021 alkaen.
- Suomen sähköverkko siirtyi 230 V:iin 1980-luvulla.
Mitä seuraavaksi
- Kokeile käytännön laskentaa omilla laitteillasi.
- Tutustu Ohmin lakiin tarkemmin.
- Vertaa eri tehon yksiköitä muunninten avulla.
Vahvistetut tiedot
- Sähkötehon kaava on P = U × I tasavirralle. Wikipedia: Teho
- Kolmivaihejärjestelmässä teho lasketaan P = √3 × U × I × cos φ. JS-Technik
- 1 kW = 1,36 hevosvoimaa.
- Moottorin teho ilmoitetaan usein kilowatteina (kW) tai hevosvoimina (hv).
- Tarkka hyötysuhde moottorissa riippuu kuormituksesta.
- Laskennassa käytettävä jännite voi vaihdella maittain (Euroopassa 230 V, USA:ssa 120 V).
Kolmivaihemoottorin tehon laskennassa käytetään jännitettä, vaihevirtaa, tehokerrointa ja hyötysuhdetta tarkkojen tulosten saamiseksi.
Sähköteho on jännitehäviön U ja sähkövirran I tulo, eli P = U × I.
Tehon yksikkö watti (W) vastaa yhden joulen työtä sekunnissa.
— Wikipedia: Teho
Jos haluat syventyä sähkötehon laskentaan, voit tutustua Teho Laskuri -sivulla jossa käsitellään Ohmin lakia ja kolmivaihetehoa.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on tehon yksikkö?
Tehon yksikkö on watti (W). Lisäksi käytetään kilowattia (kW) ja hevosvoimaa (hv).
Miten muunnetaan kilowatit hevosvoimiksi?
1 kW = 1,36 hevosvoimaa. Kerro kilowatit luvulla 1,36 saadaksesi hevosvoimat.
Mitä tarkoittaa cos φ?
Cos φ on tehokerroin, joka kuvaa vaihtovirran pätötehon ja näennäistehon suhdetta. Se on tärkeä erityisesti kolmivaihejärjestelmissä.
Onko teho ja energia sama asia?
Ei. Teho on energian käyttönopeus (watti), energia on tehon ja ajan tulo (joule tai kilowattitunti).
Miten lasketaan teho kun tiedetään resistanssi ja virta?
Kun tiedetään resistanssi (R) ja virta (I), teho lasketaan kaavalla P = R × I². Wikipedia: Teho
Lähteet
- Wikipedia: Teho
- SKS Group: Kolmivaihemoottorin tehon laskeminen
- JS-Technik: Laske kolmivaihemoottorit
- Eurolaskurit: Sähköteho laskuri
- Peda.net: Sähköteho