ولت آمپر: درک توان ظاهری در مدارهای الکتریکی
در دنیای الکتریسیته، درک مفاهیمی مانند ولتاژ، جریان و توان برای انتخاب و استفاده صحیح از تجهیزات ضروری است. ولت آمپر (VA) یکی از این مفاهیم کلیدی است که به عنوان واحد اندازه‌گیری توان ظاهری در مدارهای الکتریکی شناخته می‌شود.
در این مقاله با تعریف ولت آمپر، تفاوت ولت آمپر و وات و کاربردهای ولت آمپر آشنا خواهید شد.
فهرست
- ولت آمپر چیست؟
- مقایسه ولت آمپر با وات در مدارهای DC و مدارهای AC
- ولت آمپر و وات در مدارد DC
- ولت آمپر و وات در مدارد AC
- ولت آمپر و راکتانس در مدارهای AC
- تفاوت ولت آمپر و وات در مشخصات منبع تغذیه
- کاربردهای ولت آمپر
- جمع بندی
- سوالات متداول ولت آمپر چیست؟
ولت آمپر چیست؟
ولت آمپر (VA) واحدی برای اندازه‌گیری توان در مدارهای جریان مستقیم (DC) است. این واحد در مدارهای جریان متناوب (AC) نیز استفاده می‌شود، اما در این حالت، نماینده توان ظاهری (بر حسب ولت آمپر) است که معمولاً با توان واقعی (بر حسب وات) متفاوت است. در مدارهای DC، ولت آمپر و وات (W) برابر هستند.
در واقع، ولت آمپر به عنوان یک واحد اندازه‌گیری برای توان الکتریکی نشان می‌دهد که یک دستگاه چقدر انرژی مصرف می‌کند یا چه مقدار جریان از مدار الکتریکی می‌کشد.
در مدارهای الکتریکی، توان بر حسب ولت (V) و همچنین آمپر (A) اندازه‌گیری می‌شود. ولت واحد اختلاف پتانسیل الکتریکی است. به عبارت دیگر، ولت، نیرویی است که الکترون‌ها را از طریق یک مدار الکتریکی برای ایجاد جریان الکتریکی که بر حسب آمپر اندازه‌گیری می‌شود، ارسال می‌کند.
آمپر واحد جریان الکتریکی است که تعداد الکترون‌های جاری در یک مدار را نشان می‌دهد. یک آمپر جریانی است که توسط نیروی ۱ ولت که از مقاومت ۱ اهم (Ω) عبور می‌کند، تولید می‌شود. به عبارت دیگر، وقتی جریانی به اندازه ۱ آمپر از این مقاومت عبور می‌کند، پتانسیلی به اندازه ۱ ولت در دو سر مقاومت ۱ اهم ظاهر می‌شود.
به عنوان مثال، جریان آب در یک لوله را در نظر بگیرید. ولتاژ به فشار آب شباهت دارد. این پتانسیل حرکت آب یا انرژی را از طریق لوله نشان می‌دهد. جریان با قطر لوله متناسب است. این مقدار آبی را که با آن فشار جریان دارد نشان می‌دهد. مقاومت (اهم) به اندازه لوله شباهت دارد.
مقایسه ولت آمپر با وات در مدارهای DC و مدارهای AC
درست مانند ولت آمپر، وات نیز نشان دهنده توان است. با این حال، معنای ولت آمپر در مقایسه با وات بسته به اینکه مدار الکتریکی AC باشد یا DC تغییر می‌کند.
ولت آمپر و وات در مدارد DC
در یک مدار DC، ۱ ولت آمپر معادل ۱ وات است. این بدان معناست که ضریب توان منبع تغذیه ۱ است. در این مدار، توان P (بر حسب وات) برابر است با حاصل ضرب ولتاژ V (بر حسب ولت) و جریان I (بر حسب آمپر). این معادله ساده به صورت زیر نمایش داده می‌شود:
Pdc = VA = Vdc x Idc
اگر چنین مدارهایی دارای چندین دستگاه باشند، توان این دستگاه‌ها را می‌توان به صورت خطی جمع کرد تا مشخص شود که مدار به چه مقدار توان نیاز دارد. این جمع خطی به این دلیل امکان پذیر است که مقاومت در یک مدار DC مقاومت خالصی است که به امپدانس (بر حسب اهم) رسانا محدود می‌شود.
به عنوان مثال، اگر سه دستگاه ۱۲۰ ولت DC با توان ۲۰۰ وات، ۳۰۰ وات و ۶۰۰ وات کار کنند، کل توان مورد نیاز مدار DC به صورت زیر محاسبه می‌شود: ۳۰۰ + ۶۰۰ = ۱,۱۰۰ Wdc (1.1 kWdc)
ولت آمپر و وات در مدارد AC
در یک مدار AC، محاسبه توان به سادگی مدار DC نیست. توان، توان لحظه‌ای است (توان در یک لحظه خاص از زمان) و به صورت زیر نشان داده می‌شود:
P(t) = V(t) x I(t)
توان لحظه‌ای با گذشت زمان تغییر می‌کند. برای محاسبه میانگین مقدار توان، مقادیر لحظه‌ای متعددی در یک دوره زمانی معین ادغام و سپس بر آن دوره تقسیم می‌شوند. مقدار حاصل توان دستگاه را بر حسب وات (نه ولت آمپر) در مدار AC با ولتاژ V(t) روی آن، جریان I(t) از آن و برای یک دوره زمانی خاص نشان می‌دهد.
فرض کنید این مدار دارای سه دستگاه ۱۲۰ ولتی است که با توان ۲۰۰ ولت آمپر، ۳۰۰ ولت آمپر و ۶۰۰ ولت آمپر کار می‌کنند. برخلاف مدارهای DC، توان این دستگاه‌ها را نمی توان به سادگی به صورت خطی جمع کرد تا ۱۱۰۰ ولت آمپر AC شود. این به این دلیل است که مدار AC همچنین دارای مقاومت القایی است، به این معنی که توان کل سه دستگاه کمتر از ۱۱۰۰ ولت آمپر AC خواهد بود.
ولت آمپر و راکتانس در مدارهای AC
در مدارهای جریان متناوب (AC)، توان و ولت آمپر تنها زمانی که راکتانسی وجود نداشته باشد، به یک معنی هستند. هنگامی که یک مدار حاوی سلف یا خازن باشد، راکتانس معرفی می‌شود. اکثر مدارهای AC دارای راکتانس هستند، بنابراین ولت آمپرها از توان واقعی تلف شده یا تحویل داده شده بر حسب وات بیشتر هستند.
به همین دلیل است که وات به توان واقعی اشاره می‌کند، در حالی که ولت آمپر به توان ظاهری اشاره می‌کند. همچنین دلیل دیگری است که منبع تغذیه‌ای با مقدار ولت آمپر مشخص، توان واقعی بسیار کمتری را ارائه می‌دهد.
نکات کلیدی:
- راکتانس: مخالفتی است که اجزای غیر مقاومتی مانند سلف‌ها و خازن‌ها در برابر تغییرات جریان از خود نشان می‌دهند.
- توان واقعی: مقدار واقعی انرژی الکتریکی که توسط یک دستگاه مصرف می‌شود و بر حسب وات (W) اندازه گیری می‌شود.
- توان ظاهری: حاصل ضرب ولتاژ و جریان در یک مدار AC، بر حسب ولت آمپر (VA) اندازه گیری می‌شود و ممکن است با توان واقعی متفاوت باشد.
- مدارهای AC اکثراً دارای راکتانس هستند: این بدان معناست که ولت آمپر آنها معمولاً بیشتر از توان واقعی آنها است.
منبع تغذیه با توان ولت آمپر مشخص: ممکن است توان واقعی بسیار کمتری را تحویل دهد، زیرا راکتانس باعث کاهش توان قابل استفاده می‌شود.
تفاوت ولت آمپر و وات در مشخصات منبع تغذیه
تفاوت بین ولت آمپر و وات در مشخصات منبع تغذیه می‌تواند باعث سردرگمی شود. به عنوان مثال، ممکن است یک منبع تغذیه با توان ۶۰۰ ولت آمپر مشخص شود. این به این معنا نیست که می‌تواند ۶۰۰ وات تحویل دهد، البته اگر تجهیزات بدون راکتانس باشند. در دنیای واقعی، توان واقعی یک منبع تغذیه، یک سوم تا دو سوم توان ولت آمپر است. در واقع، توان ولت آمپر بیشتر یک هشدار است که با احتیاط عمل کنید و تصور نکنید که توان واقعی معادل توان ولت آمپر است.
هر دو ولت آمپر و وات حاصل ضرب ولتاژ در جریان هستند. دستگاهی که ۵ آمپر در ۱۲۰ ولت مصرف می‌کند، توان آن ۶۰۰ وات یا ۶۰۰ ولت آمپر خواهد بود. با این حال، منابع تغذیه، مانند سیستم‌های تغذیه بی وقفه (UPS)، معمولاً فقط توان ولت آمپر را ذکر می‌کنند و مقدار وات را مشخص نمی کنند. هنگام خرید چنین دستگاه‌هایی برای استفاده با تجهیزات الکترونیکی، از جمله رایانه ها، مانیتورها و سایر لوازم جانبی، مهم است که هنگام تعیین حداقل توان منبع تغذیه از مشخصات ولت آمپر استفاده شود.
مقدار ولت آمپر به طور اسمی ۱.۶۷ برابر مصرف انرژی در وات است:
VA = 1.67 x W
به طور مشابه، ضرب کردن توان ولت آمپر منبع تغذیه در ۰.۶ نیز می‌تواند ایده خوبی از توان تحویل آن در وات به شما بدهد.
کاربردهای ولت آمپر
مقدار ولت آمپر به عنوان توان ظاهری برای ساده کردن توان اسمی و محاسبات جریان کشیده شده در دستگاه‌هایی مانند سیستم‌های تغذیه بی وقفه (UPS) استفاده می‌شود. از مشخصات ولت آمپر برای انتخاب منبع تغذیه و محافظ مناسب برای تجهیزات استفاده می‌شود. منبع تغذیه باید توان بالاتری نسبت به تجهیزات داشته باشد تا از مشکلات ناشی از نوسانات برق جلوگیری شود.
درک ولت آمپر برای متخصصان IT مهم است زیرا به آنها کمک می‌کند تا مراکز داده‌ای با مصرف انرژی بهینه ایجاد کنند.
همچنین، مشخصات ولت آمپر برای اندازه‌گیری توان راکتیو که انرژی مورد نیاز خازن‌ها و سلف‌ها برای ایجاد میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی است، مفید خواهد بود. این توان بر حسب ولت آمپر راکتیو اندازه‌گیری می‌شود و برای خطوط انتقال برق ضروری است. ولت آمپر راکتیو برای اندازه‌گیری توانی که برای ایجاد میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی استفاده می‌شود، کاربرد دارد.
ایجاد یک مرکز داده سازگار با محیط زیست به معنای مطالعه مصرف انرژی و منابع و یادگیری تغییرات بالقوه‌ای است که می‌تواند باعث ایجاد تفاوت شود.
جمع بندی
درک مفهوم ولت آمپر و تفاوت آن با وات، به شما در انتخاب و استفاده صحیح از تجهیزات الکتریکی و همچنین درک بهتر نحوه عملکرد مدارهای الکتریکی کمک می‌کند. اگر می‌خواهید تمامی دستگاه‌های مصرف انرژی بهینه‌ای داشته باشند، حتما از مشاورین ما در ستارشاپ راهنمای بگیرید.
سوالات متداول ولت آمپر چیست؟
ولت آمپر چیست؟
ولتاژ آمپر (VA) واحد اندازه‌گیری توان ظاهری در مدارهای الکتریکی است. این واحد حاصل ضرب ولتاژ و جریان در یک مدار است و نشان دهنده پتانسیل توانی یک دستگاه یا مدار است.
تفاوت ولت آمپر و وات چیست؟
وات واحد اندازه‌گیری توان واقعی است و نشان دهنده مقدار انرژی الکتریکی مصرف شده یا تولید شده توسط یک دستگاه است. در حالی که ولت آمپر، توان ظاهری را نشان می‌دهد که می‌تواند با توان واقعی متفاوت باشد.
چرا ولت آمپر و وات می‌توانند با هم متفاوت باشند؟
در مدارهای AC، وجود راکتانس (مقاومت القایی و خازنی) باعث می‌شود که توان ظاهری (VA) بیشتر از توان واقعی (وات) باشد.
ولت آمپر چه کاربردهایی دارد؟
- انتخاب منبع تغذیه مناسب
- محاسبات مربوط به سیستم‌های برق
- اندازه‌گیری توان راکتیو
چگونه می‌توان توان واقعی (وات) را از ولت آمپر (VA) بدست آورد؟
برای بدست آوردن توان واقعی، باید ولت آمپر را در ضریب توان ضرب کرد. ضریب توان عددی بین ۰ و ۱ است که نشان دهنده تناسب توان واقعی با توان ظاهری است.
ولت آمپر راکتیو چیست؟
ولتاژ آمپر راکتیو (VAR) واحد اندازه‌گیری توان راکتیو است. توان راکتیو به توانی گفته می‌شود که در مدارهای AC توسط اجزای راکتیو (سلف و خازن) ذخیره و مبادله می‌شود.
