Leistung Vs Spannung: Vergleichende Analyse und Fakten

In diesem Artikel wird Leistung vs. Spannung im Detail erörtert, z. B. die Beziehung zwischen Leistung vs. Spannung, Blindleistung, Motorleistung, Leistungsfaktor usw.

Vergleich zwischen Leistung und Spannung:

LeistungStromspannung
Leistung ist die Rate der absorbierten oder gelieferten Energie in Bezug auf die Zeit. Spannung ist der Potentialabfall zwischen zwei Punkten.
Die mathematische Definition von Leistung ist die Multiplikation oder das Produkt aus Momentanspannung und Momentanstrom eines Stromkreises. Die mathematische Definition der Spannung (als Ohmsches Gesetz) ist das Produkt oder die Multiplikation von Widerstand und Strom eines Pfads oder Zweigs eines Stromkreises.
P=VI V = IR

Ist Leistung gleich Spannung?

Spannung ist der Potentialabfall zwischen zwei Punkten, während Leistung die Energiemenge ist, die in Bezug auf die Zeit absorbiert oder geliefert wird.

Die momentane (oder sofortige) Leistung eines beliebigen Stromkreises kann als Produkt aus momentanem (oder sofortigem) Strom (i) und momentaner (oder sofortiger) Spannung (v) beschrieben werden. Die Maßeinheit (oder Komponente) der Leistung ist das Watt. Spannung ist die elektromotorische Kraft und ihre Maßeinheit ist Volt.

Was ist seine Beziehung zu Spannung und Leistung?

Leistung ist die Rate der Aufnahme und Bereitstellung von Energie in Bezug auf die Zeit, und ihre Messeinheit ist Watt.

Um den Zusammenhang zwischen Leistung und Spannung zu definieren, kennen wir das aus der Physik

p = dw/dt

 Dabei ist p die Leistung in Watt, w die Energie in Joule und t die Zeit in Sekunden.

p = dw/dt = vi

also p = vi

Hier ist p die Momentanleistung, eine veränderliche Zeitgröße, v ist die Momentanspannung und i ist der Momentanstrom.

Stromrichtung und Spannungspolarität bestimmen das Vorzeichen der Leistung. Wenn die Leistung ein positives Vorzeichen hat, wird Leistung von einem Element beobachtet. Wenn die Leistung ein negatives Vorzeichen hat, wird Leistung von einem beliebigen Element geliefert.

Datei: RMS-Spannungsdurchschnittsleistung.svg
Bild-Kredit: OmegatronDurchschnittliche Leistung der RMS-SpannungCC BY-SA 4.0

Gemäß der Vorzeichenkonvention tritt der Strom durch die positive Polarität der Spannungsquelle ein; Wenn die Leistung positiv ist, bedeutet dies die absorbierende Leistung, und wenn die Leistung negativ ist, bedeutet dies, dass das Element Leistung abgibt oder abgibt.

Leistungsgrenze Vs Kernspannung

Die Begriffe Kernspannung und Leistungsgrenze sind definierte Begriffe für Mikroprozessoren.

Leistungsgrenze ist die maximale Leistung, die vom System erzeugt oder verbraucht werden kann. In einigen Fällen, wenn der Stromverbrauch die spezifischen Leistungsgrenzen für den Prozessor überschreitet, reduziert der Prozessor automatisch die Kernfrequenz, um die Leistung in seinem erforderlichen Bereich zu minimieren.

Gleichzeitig, Kernspannung ist eine spezifisch definierte Spannungsversorgung des Prozessorkerns eines Mikroprozessors. Jeder Mikroprozessor hat einen bestimmten Bereich der Kernspannung, was zeigt, dass der Bereich der Kernspannung je nach Hersteller oder Typ des Mikroprozessors variieren kann, was bedeutet, dass der Hersteller den Prozessor so konfigurieren kann, dass er jede Spannung innerhalb des Bereichs der definierten Kernspannung verwendet.

Leistungsfaktorsteuerung vs. Spannungssteuerung

Der Spannungspegel kann gesteuert werden, indem die Erzeugungsaufnahme und der Blindleistungsfluss in einem Stromkreis gesteuert werden.

Verschiedene Vorrichtungen oder Verfahren zur Spannungsregelung suchen als Quelle oder Senke der Blindleistung wie z

Steuerung des Leistungsfaktors kann verwendet werden, um die Leistungsfaktorlast zu erhöhen und die Effizienz des Verteilungssystems zu verbessern. Zur Leistungsfaktorsteuerung können Induktivitäten, Kondensatoren, Gleichrichter usw. verwendet werden.

Es gibt spezielle Geräte, die zur Steuerung des Leistungsfaktors verwendet werden. Jene sind:

  • Statische Kondensatoren,
  • Synchronkondensator,
  • Phasenvorläufer.

Leistungsverlust Vs Spannungsabfall

Spannungsabfall ist der Abfall oder die Abnahme des elektrischen Potentials in einem Stromkreis, während Leistungsverlust die Verschwendung von elektrischer Energie ist.

Spannungsabfall in einem Stromkreis wird im Allgemeinen durch den Widerstand des Stromflusses durch einen Leiter verursacht, oder ein Draht ist eine beliebige Länge oder Größe eines Drahtes, der einen gewissen Widerstand aufweist. Und Strom, der durch den Draht fließt, verursacht den Spannungsabfall, wenn die Länge des Drahts zunimmt, der Widerstand zunimmt, was zu einem beträchtlichen Spannungsabfall in der Schaltung führt. Gleichzeitig kann ein Leistungsverlust durch einen beliebigen Fehler in der Schaltung oder aufgrund des geringen Wirkungsgrads der Gesamtschaltung verursacht werden. Leistungsverlust wird im Allgemeinen durch einen Kurzschluss, einen Kaskadenfehler, eine Sicherung, Rauschen, unerwünschte Verlustleistung usw. verursacht.

Der Spannungsabfall über einem Stromkreis kann durch den Wert der Impedanz des Gesamtstromkreises bestimmt werden. Gleichzeitig kann die Verlustleistung in einer Schaltung durch die Differenz von Eingangs- und Ausgangsleistung der Schaltung bestimmt werden.

Wenn die Spannung ansteigt, steigt der gesamte Strom durch die Schaltung, was zu einem höheren Leistungsverlust über eine Komponente oder einen Draht der Schaltung führen kann.

Leistung gegen Spannung
Bild-Kredit: "Hochspannung" by ElleFlorio wird darunter genehmigt CC BY-SA 2.0

Leistungs-DB gegen Spannungs-DB

Spannungs- oder Leistungsverstärkung oder jede elektronische Verstärkung kann in db definiert werden.

Die Spannungsverstärkung in DB (bedeutet Dezibel) kann als die Differenz zwischen dem Ausgangsspannungspegel (oder dem elektrischen Eingangspotentialpegel) in Dezibel und dem Eingangsspannungspegel (oder dem elektrischen Ausgangspotentialpegel) in Dezibel definiert werden. 

Der Wert ist auch gleich dem 20-fachen des Standard-Logarithmus des Verhältnisses der Ausgangsspannung Vout zur Eingangsspannung Vin.

db= 20 log10 Vo/Vi

Wobei Vo die Ausgangsspannung und vi die Eingangsspannung ist

Eine Leistungsverstärkung in DB kann als Differenz zwischen der im Ausgang der Schaltung erzeugten Leistung in Dezibel und der Eingangsleistung der Schaltung in Dezibel beschrieben werden.

Der Wert der Leistungsverstärkung ist gleich dem 10-fachen des dekadischen Logarithmus des Verhältnisses der am Ausgang der Schaltung erzeugten Leistung zur Eingangsleistung der Schaltung.

db= 10 log10 Po/Pi

Wobei Po die am Ausgang der Schaltung erzeugte Leistung ist.

Und Pi ist die Eingangsleistung der Schaltung.

Leistungsverstärkung vs. Spannungsverstärkung

Manchmal kann die Leistungsverstärkung in Bezug auf Eingangsleistung und Ausgangsleistung nicht eindeutig sein.

Das Leistungsgewinn einer Schaltung kann als das Verhältnis der erzeugten Ausgangsleistung zur an die Schaltung angelegten Eingangsleistung beschrieben werden. Der Spannungsverstärkung kann als das Verhältnis der in der Schaltung erzeugten Ausgangsspannung zur an die Schaltung angelegten Eingangsspannung definiert werden.

Leistungsverstärker Vs Spannungsverstärker

Der Verstärker ist ein Gerät, das verwendet wird, um die Gesamtleistung eines Signals zu erhöhen oder zu verstärken.

A Spannungsverstärker wird verwendet, um den Spannungspegel (oder elektrischen Potentialpegel) am Ausgang des Verstärkers zu erhöhen. Er trägt auch den Namen Kleinsignalverstärker. Die in diesem Verstärker verwendete Kopplung ist eine RC-Kopplung. Während ein Leistungsverstärker dazu dient, den Leistungspegel am Ausgang des Verstärkers anzuheben, wird dieser Verstärker auch als Großsignalverstärker bezeichnet. Die in diesem Verstärker verwendete Kopplung ist eine Transformatorkopplung.

Die Größe des Eingangssignals des Leistungsverstärker ist vergleichsweise umfangreicher als die des Eingangssignals eines Spannungsverstärkers. Der Beta-Wert eines Leistungsverstärkers ist viel höher als der eines Spannungsverstärkers. Die Wärmeabgabe an einem Leistungsverstärker ist höher als die eines Spannungsverstärkers. Die Lastimpedanz ist bei einem Spannungsverstärker relativ höher als bei einem Leistungsverstärker.

Power Conditioner Vs Spannungsregler

Ein Power Conditioner ist ein Gerät, das das Gerät vor Stromstößen oder Spannungsspitzen schützt.

A Kraft-Haarspülung wird hauptsächlich verwendet, um die Qualität der Energie zu verbessern, die an Lastgeräte geliefert wird. Üblicherweise verfügt ein Power Conditioner auch über eine Filterung für elektromagnetische Interferenzen (EMI) und Hochfrequenzinterferenzen (RFI).

Datei:Feedback-Operationsverstärker-Spannungsverstärker.png
Bild-Kredit: Braut ohareFeedback-Operationsverstärker-SpannungsverstärkerCC0 1.0

Das Spannungsregler ist ein Gerät, das verwendet wird, um die Spannung auf einem konstanten Wert oder innerhalb eines vordefinierten Bereichs zu halten. Eine niedrigere Spannung oder Überspannung kann die Leistung oder den Zustand der elektronischen Geräte beeinträchtigen.

In einigen Fällen kann ein Power Conditioner mit einem Spannungsregler zusammen mit anderen Schaltungen konstruiert werden, die mindestens eine weitere Funktion zur Verbesserung der Stromqualität erfüllen, wie z. B. Rauschtrennung, Leistungsfaktorkorrektur, Schutz vor transienten Impulsen usw.

Bild-Kredit: NanitSpannungsregler-FoldbackCC0 1.0

Dynamische Leistung Vs Spannung

Die Gesamtverlustleistung einer CMOS-Schaltung ist eine Summe aus dynamischer und statischer Verlustleistung oder Verlustleistung.

Dynamische Leistung wird auf die Komponente der gesamten Verlustleistung der CMOS-Schaltung bezogen, wenn die CMOS-Schaltung ihren logischen Zustand von einer Logik zu einer anderen ändert. Die dynamische Leistung ist die Funktion der Schaltfrequenz der Versorgungsspannung und der Ausgangslast des Transistors.

Dynamische Verlustleistung im Verhältnis zur Versorgungsspannung kann definiert werden als 

P = Lebenslauf2

Wobei V die Versorgungsspannung und f die Schaltfrequenz ist.

Und die Versorgungsspannung nimmt ab, die dynamische Leistung nimmt ebenfalls ab.

Elektrische Leistung Vs Spannung

Elektrische Leistung kann als pro Zeiteinheit abgegebene oder erzeugte Energie definiert werden. Die Messkomponente der Leistung ist das Watt.

Das elektrische Energie eines Stromkreises kann als Produkt aus Spannung (oder elektrischer potentieller Energie) und Strom durch den Stromkreis beschrieben werden. Die Leistung durch einen Stromkreis kann mit einem Leistungsmesser gemessen werden.

Stromspannung kann als Potentialabfall zwischen zwei Punkten beschrieben werden. Die Messeinheit der Spannung ist Volt. Spannung kann als Produkt aus Volt und Ladung definiert werden. Die Spannung eines Stromkreises kann mit einem Voltmeter gemessen werden.

Leckleistung gegen Spannung

Die Leckleistung ist eine Funktion der angelegten Spannungsschwellenspannung und der Größe des Transistors. Leckleistung kann durch niedrigere Betriebsspannung reduziert werden.

Im CMOS Leckleistung, wird die Leistung verbraucht, wenn sich der Transistor im Unterschwellenbereich befindet, was bedeutet, dass die Leistungsaufnahme durch den Unterschwellenstrom (Strom zwischen Source und Drain während des Unterschwellenwerts des Transistors) und die Sperrvorspannungsdiode in einem CMOS-Transistor als Leckleistung bekannt ist. Die Leckleistung kann von der Variation der abhängen Transistor Grenzspannung. Leckleistung ist das Ergebnis eines unerwünschten Leckstroms im Schwellenkanal, wenn der Transistor nicht arbeitet.

Motorleistung gegen Spannung

Ein Elektromotor ist eine Maschine, die das elektrische Energieformat in das mechanische Energieformat umwandelt oder umwandelt.

Die Leistung eines Motors lässt sich als Produkt des Erhaltungssatzes für die Energieerzeugung pro Zeiteinheit definieren.

Die Beziehung zwischen Leistung und Spannung lässt sich so definieren, dass das Produkt aus Momentanspannung und Momentanstrom gleich der Momentanleistung ist, wenn die Motorleistung konstant ist. Wenn die Spannung abnimmt, steigt jedoch ein Strom am Motor, und wenn die Spannung erhöht wird, nimmt der vom Motor gezogene Strom oder die vom Motor erzeugte Wärme ab. Dennoch kann Hochspannung die magnetische Komponente des Motors sättigen.

E-Twow Elektromotor
Bildnachweis: „E-Twow Elektromotor“ by kasparsdambis wird darunter genehmigt CC BY 2.0

Bei einer Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom ist die Leistung des Motors definiert als das Produkt aus Leistungsfaktor mit Strom und Spannung.

Solange der Motor genügend Strom aus der Stromversorgung zieht, wird die gleiche Leistung erzeugt, mit unterschiedlichen Spannungswerten, dh mit höherer Spannung, bedeutet dies nicht, dass der Motor mehr Leistung erzeugt.

HF-Leistung Vs Spannung

RF Power steht für Radio Frequency Power. Hochfrequenz ist die hohe Schwingungsrate von Wechselstrom oder -spannung eines beliebigen elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldes.

Ein Hochfrequenz(HF)-Leistungsverstärker ist ein Verstärkertyp, der ein Niedrigleistungs-Hochfrequenzsignal in ein Hochleistungs-Hochfrequenzsignal umwandelt oder modifiziert. 

Im Allgemeinen wird ein HF-Leistungsverstärker in der Antenne des Senders verwendet. Hochfrequenz- (oder HF-) Leistung oder HF-Leistung wird im Allgemeinen in dBm (dBm ist eine logarithmische Einheit der Leistung, die in der Funk- und Mikrowellenelektronik verwendet wird) mit Spannung für die bestimmte Impedanz beschrieben.

In der Elektronik wird Leistung in mW gemessen und kann mit Hilfe des Spannungsabfalls über dem definiert werden Impedanz der HF-Schaltungsleistung über der HF-Schaltung kann definiert werden als

P = VxV/z

Wobei P die Leistung, V die Spannung und Z die Impedanz ist.

Blindleistung gegen Spannung

Durch die Machtdreieckkann das Verhältnis zwischen Scheinleistung, Wirkleistung und Blindleistung definiert werden.

Lassen Sie uns die Beziehung zwischen Blindleistung und Spannung definieren. In einer einzigen Phase Wechselstromkreis mit einer Last von Impedanz Z, dann können Momentanstrom und -spannung definiert werden als

ich – Sünde wt

wobei I = V/Z

Jetzt kann die an die Last gelieferte Momentanleistung definiert werden als

p = iv = 2VIsinωtsin(ωt-θ)

In der obigen Gleichung ist die Quadraturkomponente des Stroms I sin theta die Komponente der Leistungsoszillation mit der Frequenz 2 ω zum Herrn mit einem Mittelwert von Null. Diese Leistungskomponente wird als Blindleistung bezeichnet.

Blindleistung kann auch als Maß für den Energieaustausch zwischen der Quelle und dem reaktiven Teil der Last definiert werden.

Die Blindleistung wird zwischen der Quelle und der Last hin und her übertragen, was einen verlustfreien Austausch zwischen der Quelle und der Last darstellt; Die Blindleistung ist bei ohmscher Last null, bei kapazitiver Last kleiner als null und bei induktiver Last signifikanter als null.

Blindleistung wird mit Q bezeichnet, und die Einheit der Blindleistung ist Volt-Ampere-Blindleistung.

Im Allgemeinen Die Spannung steigt mit steigender Blindleistung, während die Spannung mit sinkender Blindleistung sinkt. welche Primärspannung direkt proportional zur Blindleistung w istWenn die Blindleistung konstant ist, fällt die Spannung ab, wodurch der Strom ansteigt, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten, was dazu führt, dass jedes System mehr Blindleistung verbraucht, was zu weiteren Spannungsabfällen führt.

In einem Wechselstromkreis wird die Spannung geregelt, indem die Erzeugung und Aufnahme von Blindleistung aufrechterhalten wird.

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