Πολλοί από εμάς έχουν περισσότερους από έναν υπολογιστή στο σπίτι τους, αλλά ακόμα κι ένας υπολογιστής, καταναλώνει κάποιο σεβαστό ποσό ηλεκτρικής ενέργειας το οποίο καλείστε να πληρώσετε στην ΔΕΗ.
Η χαμηλή τάση ορίζεται από τα μηδέν μέχρι και το 1 kV σύμφωνα με τους πίνακες και τις λίστες της ΔΕΗ. Έξω από τις πολυκατοικίες, στους δρόμους, υπάρχουν οι πυλώνες της ΔΕΗ οι οποίοι μεταφέρουν το ηλεκτρικό εναλλασσόμενο ρεύμα. Μιλώντας με αριθμούς, σε κατοικημένες περιοχές, τα επίπεδα τάσης κυμαίνονται μεταξύ 16kV – 40kV, ενώ σε περιοχές εκτός πόλεως φτάνουν τα 160kV – 400kV. Στο εξωτερικό (εκτός Ελλάδας), έχουν ακόμα υψηλότερες τάσεις που αρχίζουν από τα 400kV και φτάνουν τα 800kV. Σε όλες τις περιπτώσεις, οι παραπάνω αγωγοί είναι κατασκευασμένοι από αλουμίνιο και χάλυβα στο εσωτερικό τους.
Πριν φτάσει το ρεύμα στο σπίτι σας, κάνει μία στάση στον γειτονικό υποσταθμό της ΔΕΗ. Εκεί γίνεται μετασχηματισμός της τάσης στα 230V έτσι ώστε να είναι ασφαλές για τα νοικοκυριά και στην συνέχεια έρχεται στο σπίτι σας. Προφανώς, αν δεν περνούσε πρώτα από τον υποσταθμό θα είχατε σοβαρό κίνδυνο πυρκαγιάς και ηλεκτροπληξίας. Η ΔΕΗ έχει τοποθετήσει μετρητές οι οποίες αναλαμβάνουν να μετράνε πόσο ρεύμα χρησιμοποιήσατε, κι σας χρεώνει αναλόγως.
Οι υπολογιστές, σαν ψηφιακές συσκευές (0 και 1) λειτουργούν αποκλειστικά με συνεχή τάση (DC) και όχι εναλλασσόμενη που έχουν οι πρίζες στο σπίτι. Να σημειώσουμε ότι σύμφωνα με τα Ευρωπαϊκά στάνταρ, το ρεύμα στις πρίζες μας έχει συχνότητα 50Hz, το οποίο αντιστοιχεί σε 50 εναλλαγές το δευτερόλεπτο ή μία εναλλαγή ανά 20msec. Άρα, πρέπει με κάποιον τρόπο να μετατρέψουμε το εναλλασσόμενο ρεύμα της πρίζας σε συνεχές.Την δουλειά αυτή την αναλαμβάνει το τροφοδοτικό, το οποίο μέσω ενός κυκλώματος ανόρθωσης (rectification) κάνει την μετατροπή αυτή: AC/DC!
Επιστρέφοντας στην αρχική μας ερώτηση, η ισχύς γενικότερα είναι η ενέργεια που καταναλώνει μία συσκευή σε κάποιο χρόνο -- watt = Joule/sec. Αν λοιπόν η πρίζα τοίχου μας έδινε εξαρχής συνεχή τάση τότε θα λέγαμε πολύ απλά ότι Pdc = Vdc * Idc. Όμως, από την στιγμή που έχουμε να κάνουμε με εναλλασσόμενο ρεύμα, τότε τα πράγματα περιπλέκονται.
- 1) Φαινόμενη ισχύς [VA] = Vrms * Irms
- 2) Ενεργός ισχύς [Watt]= φαινόμενη ισχύς * συντελεστή ισχύος (ή αλλιώς cosφ)
- 3) Άεργος ισχύς [VAr] = Φαινόμενη Ισχύς * sinφ
- · Ο συντελεστής ισχύος = Ενεργός Ισχύς [Watt] / Φαινόμενη ισχύς [VA]
Στα αγγλικά:
φαινόμενη ισχύς = apparent power και συμβολίζεται με S
ενεργός ισχύς = active power και συμβολίζεται με P
άεργος ισχύς δεν παράγει έργο απλά τριγυρίζει στο κύκλωμα και οφείλεται στην αυτεπαγωγή, ονομάζετε Reactive Power και συμβολίζεται με Q
Το πρώτο πρόβλημα το συναντάει κανείς στην αγορά UPS. Για να μεταφράσετε τα VA (Volt-ampere) σε watt του τροφοδοτικού σας, πρέπει να γνωρίζετε τον συντελεστή ισχύος (power factor) ή αλλιώς συνφ (γωνία που σχηματίζει η ισχύς με την τάση). Το πιο συχνό λάθος είναι να πείτε Watt = VA, το οποίο ισχύει μόνο στα ωμικά φορτία που έχουν χωρητική συμπεριφορά, όπως για παράδειγμα στις λάμπες. Μία λάμπα 60W είναι 60VA. Στην δικιά μας περίπτωση υπάρχει πρόβλημα ασυμμετρίας, με αποτέλεσμα να φορτίζεται ο ουδέτερος (3η αρμονική) να αυξάνονται οι απώλειες και συνεπώς να έχουμε μη αποδοτική απόδοση ενέργειας. Αν δε γνωρίζετε τον συντελεστή ισχύος του τροφοδοτικού σας, μπορείτε να θεωρήσετε ότι είναι 0.86 (μια ασφαλής τιμή για PC). Σε κάθε περίπτωση να έχετε σαν κανόνα πως VA > Watt.
πχ αν έχετε τροφοδοτικό 650W / 0.86 = χρειάζεστε 756VA UPS.
Η πραγματική ισχύς που τραβάει ο υπολογιστής, ονομάζεται ενεργός ισχύς (active) και μετριέται σε Watt. Τοποθετώντας λοιπόν ένα ειδικό βατόμετρο στην πρίζα μπορείτε πολύ εύκολα να δείτε σε πραγματικό χρόνο τα Watt που καταναλώνει η υπολογιστής σας. Αυτό κάναμε κ εμείς J
Με όργανα που λέγονται power meters (πχ kill-a-watt) μπορείτε να μάθετε όλα τα παραπάνω σε πραγματικό χρόνο 