Basisprincipes van kracht
Kracht, in de algemene natuurkunde, is energie per tijdseenheid. Energie is op zijn beurt kracht vermenigvuldigd over een afstand. De standaard of SI-eenheid voor vermogen is watt (W), terwijl de SI-eenheid voor energie joule (J) is. Tijd wordt normaal gesproken uitgedrukt in seconden.
In de elektromagnetische fysica staan de principes, maar verschuiven de eenheden. In plaats van vermogen te bepalen als W = J/s, wordt vermogen uitgedrukt als het product van potentiaalverschil in volt (V) en stroom in ampère (I). Dus in dit schema:
P=VI
Uit deze vergelijkingen is het duidelijk dat een watt hetzelfde is als een volt maal een ampère, of een volt-ampère (VA). Hieruit volgt dat een kilowatt (kW) hetzelfde is als een kilovolt-ampère (kVA), waarbij elke zijde van de vergelijking wordt gedeeld door 1.000.
Driefasensystemen en kilo-eenhedenUni
In wisselstroomsystemen (AC) wordt spanning vaak in fasen geleverd, omdat dit voordelig is voor het verminderen van energieverliezen. Deze fasen verschijnen grafisch als sinusgolven, waarbij de spanning in korte tijd cyclisch stijgt en daalt. In een driefasensysteem overlappen deze sinusgolven elkaar, maar hun cycli beginnen en eindigen op verschillende tijdstippen. Het resultaat is dat vermogen in deze systemen niet alleen het product is van spanning maal stroom, maar in plaats daarvan:
P=\sqrt{3}VI
Als u dus met een draaistroommotor werkt, is de verhouding tussen kW en kVA:
kW=\sqrt{3}kVA
Voorbeeld
Stel dat u een driefasige wisselstroombron krijgt met een spanning van 220 V die een stroom levert van 40 A. Wat is het vermogen in kilowatt?
Vermenigvuldig eerst de spanning en de stroom om ruwe volt-ampères te verkrijgen:
(220\text{ V})(40\text{ A})=8800\text{ VA}
Vermenigvuldig vervolgens met de normalisatiefactor voor driefasensystemen:
\sqrt{3}(8800\tekst{ VA} = 15242\tekst{ VA}
Ten slotte, gedeeld door 1.000 om het antwoord in kW (of kVA) te krijgen:
\frac{15242\text{ W}}{1000}=15.242\text{ kW}