PDA

Bekijk Volledige Versie : P = I * V, of de spanning in een DC



mvds
08/10/09, 15:11
Een technische vraag omtrent de relatie tussen stroom in Ampere en vermogen in Watt:

Bij mijn colo provider kan ik live het stroomverbruik bekijken. We rekenen af per 0.1 A. Ik had adhv specs van de onderdelen berekend dat mijn server ca 185 W zou verstoken, en middels de alom bekende en geverifieerde formule P = I * V kwam ik uit op een stroom van 0.8 A.

[terzijde: ik las iemand in 2007 in dit forum beweren dat er nog een cos(phi) in het spel zou zijn - dat is volgens mij alleen bij sterk inductieve belastingen zoals trafo's, electromotoren e.d. en dus niet bij schakelende voedingen die je in moderne electronica tegenkomt. Volgens mij hebben die een zelfinductie van praktisch 0 en dus stroom en spanning geheel in fase]

Nu doet zich het vreemde fenomeen voor, dat ik volgens de powerbar in totaal 0.97 Amp verbruik of 187 Watt. Dat betekent dat ik effectief 192 Volt geleverd krijg. Of dat ik een stukje fysica over het hoofd heb gezien (ben niet heel erg into schakelende voedingen, dus ik heb het maar geaccepteerd)

Maar nog vreemder werd het, toen ik de server zojuist uit heb gezet. De voeding trekt nog wat om standby te staan en voor de ipmi kaart, en volgens de powerbar verbruik ik op een aansluiting 0.13 Amp of 3.6 Watt. Dat zou betekenen effectief 28 Volt?! Dat kan niet kloppen zou ik zeggen.

Anders gezegd, als ik 0.13 Amp uit het stopcontact trek, verwacht ik gewoon 30 Watt. Ter vergelijking: Een spaarlampje (afaik ook een schakelende voeding) van 7W heeft hier een max amp rating van 55mA, dus kennelijk een piekbelasting van 13W. Klinkt redelijk.

Ik krijg sterk het gevoel dat die Amp's in mijn nadeel worden afgerond, en dat er zelfs een offset bij opgeteld wordt. Heeft iemand hier weleens naar gekeken?

[ps server heeft 2 voedingen, bijgaand het grafiekje van een ervan.]

t.bloo
08/10/09, 15:24
1. die 3W kan best kloppen
2. een lagere spanning in een DC kan ook best kloppen
3. veel van die meetapparaten hebben een grote afwijking in het lage meetbereik

Heb je specs van de meetapparatuur?


En feitelijk is het altijd onvoordelig om in A af te rekenen, daar deze omhoog gaat als de V omlaag gaat. Afrekenen in P is wat dat betreft veel eerlijker. Aan de andere kant, de aanschafprijs van de bekabeling en apparatuur stijgt vooral als er meer A nodig is. Maar de verbruikskosten van elektriciteit en koeling gaan weer in P.

hrodenburg
08/10/09, 15:33
Officieel is het P=U*I waarbij de spanning (U) in volt is.

Het verhaal van de 192 volt en 28 volt begrijp ik niet helemaal. Uiteraard kan je spanning iets schommelen maar 192 volt lijkt mij niet erg aanneembaar. Op deze manier je spanning uitrekenen vind ik dan ook niet echt aan te raden. De spanning blijft dus gelijk (U). Wat je er ook mee doet, die blijft (in principe) 230V Het vermogen van je apparaat (P) in Watt is bepalend voor de stroom (I) in Ampere.
Het verhaal van de cosinus phi is voor mij te lang geleden, dat weet ik niet meer precies hoe dat zit. Het was volgens mij zo dat je een deel blind vermogen kunt hebben, maar dat is dacht ik inderdaad alleen zo met inductieve belastingen (motoren en sommige TL verlichting meen ik).
Maar mijn colo provider rekent mij af in KWh. Ik zou niet weten hoe je dat anders netjes zou moeten doen. Betaal je dan ook als je server uit zou staan? Of als ie om wat voor reden dan ook, minder zou verbruiken? Of wordt het gemiddelde verbruik per maand berekend?

mvds
08/10/09, 16:47
Die zgn spanning van 28 V reken ik ook alleen maar voor om aan te tonen dat die metingen eigenlijk niet kunnen kloppen met elkaar - tenzij er effecten zijn die ik niet ken. Als we uit gaan van 230 V dan kloppen of de Watts niet (zou 30 W zijn), of de Amps (zou 17mA zijn).

[Terzijde, wederom: Het cosinus phi verhaal gaat op als de belasting een zelfinductie L>0 heeft, waardoor de stroom ahw een soort traagheid vertoont; hij komt moeilijk op gang (want magneetveld moet opgebouwd worden in spoel) maar als hij gaat, dan loopt hij ook door omdat het magneetveld er nog is en moet worden afgebouwd. Dan loopt de stroom dus ahw achter op de spanning, terwijl die bij een ohmse (niet-inductieve) belasting precies in fase zou lopen. Dus terwijl de spanning alweer door de nul is gegaan en positief is geworden, levert de spoel nog even stroom terug aan het net. Maar dat is dus niet aan de orde.]


Ik betaal gemiddeld verbruik in Amps, maar vertrouw die meting dus niet.

Afrekenen in kWh's kan natuurlijk ook, maar dat neemt niet weg dat de enige manier om kWh's te meten vziw uiteindelijk neerkomt op het meten van stroom (en spanning). (buiten een echte calorimetrische meting in een geisoleerde ruimte met thermometers dan)

En ik kan er dus niet bij hoe dat apparaat kan zeggen dat 3.6 W == 0.13 A [ * 230 V].

Qua specs, type is "ipoman 1202", maar ik kan daar zo snel geen specs van vinden.

Wido
08/10/09, 17:05
Ik vind het heel apart dat er in A's wordt afgerekend. Wij rekenen zelf onze klanten af in kWh's, dat is voor beide eerlijker, wij worden immers ook voor kWh's gefactureerd.

Ook wij maken gebruik van de iPoman 1202 voor de metingen en hebben de volgende grafieken. (Zie bijgaande grafiek).

Maar to the point, wij merkten het zelfde. Het voltage bij ons in het DC is 218 ~ 220 Volt, wat aan de lage kant, maar alles werkt prima (hoef ik nu ook geen discussie over), echter werkt dat wel in nadeel van de klant en in ons voordeel. (Als we in A's zouden afrekenen).

Een klant verbruikt immers meer A's hoe lager het voltage is.

Nu moet je wel rekening houden met het rendement van je voeding, dat zie ik in je verhaal niet terug komen. 1 op 1 je componenten optellen gaat niet.

Haal anders eens een goedkope meter bij de gamma om daar je server eens mee door te meten?

DutchTSE
08/10/09, 18:38
De grafiek die je bijvoegt toont 0,5 ampere (iets minder). Gaat dus niet om dezelfde server?

mvds
08/10/09, 19:04
Scherp, DutchTSE. Hij heeft idd 2 voedingen, die 187 Watt is totaal opgenomen vermogen. Die grafiek is van een (1) aansluiting. Maar dat doet verder niet ter zake, de getallen zouden voor beide aansluitingen onafhankelijk moeten kloppen.

En Wido, ik zie voor 1U colo eigenlijk meestal prijzen per 0.1 of 0.5 A. Maar het zou niet zoveel uit moeten maken - inderdaad alleen de marge tussen 220 V en 240 V. Daar zit ik ver buiten.

Jammer dat je grafiek geen Amps geeft. Afreizen naar DC ga ik niet doen, en met een goedkope meter heb je natuurlijk ook geen verhaal tov een ipoman 1202 van honderden $$.

Rendement is inderdaad grote onbekende, net als de vraag of m'n componenten hun maximaal opgegeven verbruik opnemen (niet dus, ding is vooral idle).

Het rare is dat een schakelende voeding bij lage belasting juist vooral op de pieken van de netspanning stroom zou moeten afnemen, en dus effectief een hogere V en lagere I zou moeten laten zien. (basisschema schakelende voeding is vrij simpel: 230 V wordt gelijkgericht, daaruit worden een paar dikke elco's gevuld, en daarmee wordt de hoogfrequente golf gemaakt waarmee de trafo's worden gevoed. Bij lage belasting lopen de elco's nauwelijks leeg in 1/100 van een seconde, dus effectief levert het net alleen stroom in de top.)

Misschien wordt daarvoor wel (over)gecompenseerd door die ipoman.

Paul Z.
08/10/09, 19:08
Buiten het rendement vergeet je even dat een arbeidsfactor wel degelijk mee speelt in geschakelde voedingen. OK, hij is 0.95-0.99 maar een geschakelde voeding is niet resistief in gedrag. Ook wordt er vergeten dat de stroom opname van een geschakelde voeding (SMPS) niet "constant" is.
Om dit te begrijpen moet je een beetje begrijpen hoe een SMPS in elkaar zit. Aan de ingang zit meteen een filter (met spoelen en condensatoren) om de storing te onderdrukken, en daarna zit een brug gelijkrichter. Die gelijkrichter voed een condensator. Nu is het zo dat de condensator ontladen wordt door de electronica in de voeding. Al het vermogen "komt" uit die condensator. Als je voeding nu (zeer) laag belast is, dan zal de ontlading minimaal zijn, en zal de condensator alleen worden bijgeladen op de pieken van de spanning. (Hetzij positief of negatief) Dit geeft dus een heel vreemde stroom opname. Dus je kan de standaard regels er niet op los laten.
Als je dit goed wilt doen moet je dat doen met een True RMS meting... En de meeste PDU's doen dit (jammer genoeg) niet...

En voor alle duidelijkheid; de spanning varieert niet afhankelijk van de belasting! Dus U (of zoals jij het noemt, V) is een constante. De stroom (I) en het vermogen (P) hangen af van de aangelegde spanning en de schijnbare weerstand (Z) van de belasting. NIET ANDERSOM!

NDIS
08/10/09, 19:16
Nu doet zich het vreemde fenomeen voor, dat ik volgens de powerbar in totaal 0.97 Amp verbruik of 187 Watt. Dat betekent dat ik effectief 192 Volt geleverd krijg. Of dat ik een stukje fysica over het hoofd heb gezien (ben niet heel erg into schakelende voedingen, dus ik heb het maar geaccepteerd)


Even een toelichting op het verhaal van het spannings verschil.

Volgens de voorschriften (nen1010) mag het spannings verschil maximaal 5% zijn van de nominale spanning. In dit geval dus 230V.

De spanning mag dus maximaal: 241.5V zijn.
De spanning mag dus minimaal: 218.5V zijn.

Als de spanning afwijkt van deze waarden zou dit betekenen dat er teveel verlies in de kabels zit, en dat er dus kabels zijn gebruikt met een te kleine diameter.

Conclusie: Wat dus verteld word over die 192 volt kan nooit!
Mijn advies: Zelf even meten wat de daadwerkelijke spanning is als je erbij kunt komen.

mvds
08/10/09, 19:17
like i said... en dan verwacht ik dus een hele hoge effectieve V, in de orde van 325 V, en niet eentje van 28 V. Tenzij om de een of andere duistere reden een SMPS tegenwoordig probeert vooral weg te blijven van de pieken in de stroom. (lijkt me erg ingewikkeld, onnodig en inefficient)

En jaja ik weet dat het lichtnet door mijn server niet instort naar 28 V. Maar ik heb daar nu geen enkele mogelijkheid een meting te verrichten, dus baseer me op de 2 metingen die ik wel heb (nota bene door 1 en hetzelfde apparaat) en als ik die combineer kan het niet kloppen met het bekende gegeven dat we 230 V uit het stopcontact krijgen. Daarom, (voorlopige) conclusie: apparaat heeft sterke bias in mijn nadeel.

Voorlopig omdat ik misschien iets over het hoofd zie. Bijvoorbeeld omdat die ipoman wel 4 Watt vermogensopname pretendeert te meten, wat wel lijkt te kloppen. Jij een idee?

--- edit:
Ok en even voor de duidelijkheid: Mijn reden om de theoretisch geleverde spanning te berekenen, is dat ik
* niet wil zeggen dat die 4 of 187 Watt niet klopt
* niet wil zeggen dat die 0.97 of 0.13 Amp niet klopt
* wel wil zeggen dat de metingen elkaar tegenspreken, dus 1 ervan klopt in elk geval niet

En ik me afvraag of meer mensen met dit soort trucs te maken hebben. Sorry voor de eventuele verwarring.

mvds
08/10/09, 19:28
Ha leuk als het toch de technische kant op gaat: Ik zie hier in een oude desktop voeding 2 elco's van 220 muF zitten, daar zit op piekspanning dus sqrt(2)*230*440mu=0.143 Coulomb in. Om 4 watt op te nemen daaruit verwacht je een stroompje van gemiddeld 12 mA. In de periode tussen 2 pieken (0.01 s) loopt er dan maar 0.00012 C uit. Ding blijft dus altijd vol en je pakt alleen 325 V piekjes uit het net. Zoiets?

MediaServe
08/10/09, 19:50
Ha leuk als het toch de technische kant op gaat: Ik zie hier in een oude desktop voeding 2 elco's van 220 muF zitten, daar zit op piekspanning dus sqrt(2)*230*440mu=0.143 Coulomb in. Om 4 watt op te nemen daaruit verwacht je een stroompje van gemiddeld 12 mA. In de periode tussen 2 pieken (0.01 s) loopt er dan maar 0.00012 C uit. Ding blijft dus altijd vol en je pakt alleen 325 V piekjes uit het net. Zoiets?

Pfff dat is wel heel diep graven voor mij hoor, iets in die geest is ooit bij mijn opleiding TN voorbij gekomen, maar ik durf nu niet meer te zeggen of je op het juiste spoor zit. Bovendien zitten we hier nog altijd een hostingforum :D

Vergeet niet dat een Ampèremeting in principe nooit echt betrouwbaar is bij die apparaten. Als je een serieus beeld wilt hebben van je vebruik dan kun je beter een wat duurdere kilowattuurmeter gebruiken. Deze houdt ook rekening met blindvermogen, schijnvermogen en dat soort onzin.

mvds
08/10/09, 19:56
Pfff dat is wel heel diep graven voor mij hoor, iets in die geest is ooit bij mijn opleiding TN voorbij gekomen, maar ik durf nu niet meer te zeggen of je op het juiste spoor zit.

Ha, jij ook TN, in Delft?


Bovendien zitten we hier nog altijd een hostingforum :D

Inderdaad misschien beter verhuizen naar circuitsonline als het nog ingewikkelder gaat worden.

Maar desalniettemin is het een onderwerp wat tegenwoordig bij alle hosters speelt, de Watts en Amps.

Paul Z.
08/10/09, 20:13
Om terug te komen op je allereerste vraag;
Als je power meting aangeeft dat je 0.97A / 187W gebruikt dan betekent dit dat je voeding een cos(phi) x rendement (Ik bedoel dus het produkt van de cos(phi) en het rendement) heeft van 0.87. Stel nu dat jouw voeding een rendement heeft van 90% dan heeft hij dus een cos(phi) van 0.97. Dit zijn helemaal geen vreemde waardes. (Vergeet niet dat een SMPS z'n hoogste rendement heeft bij maximale belasting....)
Dit trouwens bij een aangenomen netspanning van 220V...

frankske
08/10/09, 22:00
Vergeet niet dat een moderne server pas "af" staat, als je de stekker uittrekt. Als de stoom inzit, maar de server "af" staat, zijn er een hoop componenten actief. Een beetje elektronica in de voedingen zelf, maar vooral voor de BCM, iLO, DRAC, IPMI, RMM enz.

Bij sommige Dells kan dat tot 0.25 - 0.3A oplopen! Vergeet ook niet dat een systeem met redundante voedingen soms tot 20% meer verbruikt op zijn 2 voedingen, dan als er maar 1 voeding in zou zitten. (opnieuw, vaak bij Dell!)

mvds
08/10/09, 23:14
@frankske: Uiteraard verbruikt hij stroom als hij uit staat, dat is het punt ook niet. Punt is dat de discrepantie die ik bij normale belasting (ca 190 W) tussen Amps en Watts zie, bij lage belasting nog veel duidelijker naar voren komt.

@paul z: Ik waardeer de poging tot verklaring, maar ik kan het niet volgen. Beide getallen komen uit een externe meting door de powerbar. Waarom zou de Watt meting de verliezen niet laten zien, en de Amps meting de verliezen wel? De powerbar ziet toch niks meer of minder dan 2 draden waar stroom doorheen gaat, zegmaar het black-box idee?

(en een derde draad waar hopelijk geen stroom doorheen gaat (zou dat het dan zijn, een enorm aardlek ;-))

Maar goed. Tijd om de scoop weer eens van zolder te halen. Ze zien me aankomen...

Wynand
08/10/09, 23:59
Jammer dat je grafiek geen Amps geeft. Afreizen naar DC ga ik niet doen, en met een goedkope meter heb je natuurlijk ook geen verhaal tov een ipoman 1202 van honderden $$.Amperemeters zijn zelfs op multimeters van een tientje redelijk betrouwbaar. Zou er alleen niet te lang +10A door laten gaan. Hoe duurder je er in gaat hoe leuker natuurlijk, maar het probleem is dat je enkel echt 'onbelast' (uit/standby/idle) gaat kunnen meten omdat het vaak net te lang duurt om dat goed te kunnen meten & uitlezen (ruwweg kan wel, maar we spreken hier over een paar watt en niet over een paar halve amperes).

Beter ben je er waarschijnlijk vanaf door een tussenstukje te kopen dat elke elektrowinkel wel heeft liggen dat in kWh meet, zoals energieleveranciers ook wel uitdelen om thuis de 'veelvraten' te vinden.


Dit geeft dus een heel vreemde stroom opname. Dus je kan de standaard regels er niet op los laten.Niet mee eens, hoewel wat je zegt correct is, is het niet dat je dit zo kan gaan aflezen op je stroomgrafieken. Standaard regels, de regels voor AC en DC berekeningen zijn gewoon anders, punt. I = √(Ir² + (Ic-Il)²)

Cos Phi best tussen de 0,8 & 1. Daartussen geen probleem.

TS: ik vind nergens terug of je ook rekening gehouden hebt met je voeding zelf. Ook deze verbruikt stroom als je server verder alleen een LED en een IPMI voed.


@paul z: Ik waardeer de poging tot verklaring, maar ik kan het niet volgen. Beide getallen komen uit een externe meting door de powerbar. Waarom zou de Watt meting de verliezen niet laten zien, en de Amps meting de verliezen wel? De powerbar ziet toch niks meer of minder dan 2 draden waar stroom doorheen gaat, zegmaar het black-box idee?Ik vermoed dat die meters een gemiddelde nemen van wat er doorgaat, een kWh meter is simpelweg nauwkeuriger dan wanneer ergens een gemiddelde van genomen wordt omdat die constant optelt en niet om de x (m)S een meting verricht.


Maar goed. Tijd om de scoop weer eens van zolder te halen. Ze zien me aankomen...Wrm heb je die in de eerste plaats op zolder gezet? :)

mvds
09/10/09, 03:04
Amperemeters zijn zelfs op multimeters van een tientje redelijk betrouwbaar.

Ok, maar met mijn "redelijk betrouwbare" meting die weer een ander getal geeft dan de twee die we al hadden, overtuig ik niemand natuurlijk.

Toen ik die server nog hier had stond ik op het punt de multimeter ertussen te hangen (eentje die al afgeschreven was), maar vanwege het SMPS verhaal maar niet gedaan. Kon me niet voorstellen dat dat gepulste stroomverbruik goed gemeten wordt.

Maar goed, meten is weten, dus ik heb met hangen en wurgen wat meer meetpunten verzameld, leidend tot bijgevoegde grafiek, met keurige lineair fit:

I = 0.0042 P + 0.1005
R² = 0.99212

dit komt ongeveer neer op:

I = 0.1 + P / 240

Enige conclusie die ik eraan kan verbinden: Het ding meet Watt's, en die worden op basis van 240 V (al dan niet gemeten) en een offset van 0.1 A omgerekend naar Amps. Dat moet in de specs/boekjes staan. Iemand?

Ik moet even achter de inloggegevens van die powerbar aan, dan kan ik tot de 250 W meten door een poort uit te zetten. Helaas kreeg ik het vermogen niet tussen de 2*4 W (helemaal 'uit') en 2*80 W (harddisks in slaapstand). CPU's afschakelen hielp niet echt, ik houd het er maar op dat een idle cpu niet echt meer verbruikt dan een uitgeschakelde.


TS: ik vind nergens terug of je ook rekening gehouden hebt met je voeding zelf. Ook deze verbruikt stroom als je server verder alleen een LED en een IPMI voed.

Waarom begint iedereen over die voeding, efficiency enzo?! Alle metingen gebeuren buiten die server, dus of er nu een pizzaoven of efficiente voeding achter zit doet er dan toch niks meer toe? (muv een hoog inductieve pizzaoven, dan wordt het relevanter :)) juist dat bij laag verbruik 4 W geleverd zou worden door 0.13 A is het probleem.


Wrm heb je die in de eerste plaats op zolder gezet?
...da's een onderwerp voor weer een ander forum :)

alexbik
27/11/09, 12:19
Deze thread begon met een posting dat de cosinus-phi er niet toe zou doen, omdat bij schakelende voedingen de spanning en de stroom in fase zou zijn. Daar gaat het al mis, want dat is niet zo. De stelling dat spanning en stroom alleen bij inductieve belastingen met elkaar uit fase zouden zijn klopt ook niet. Ook bij capacitieve belastingen zijn spanning en stroom uit fase. Bij capicatieve belastingen loopt de stroom voor op de spanning, bij inductieve belastingen is het net andersom en ijlt de stroom na op de spanning.

Gemiddeld is de cosinus-phi van een schakelende computervoeding ongeveer 0.9 (capacitief), het gemiddelde van alle apparatuur achter de UPS-en in BIT-2B is op dit moment 0.92. Op het moment dat je hem standby zet, neemt de belasting enorm af en zal de cosinus-phi verslechteren (lager worden). 0,13A en 3,6W vermogen bij 230V zou dus best kunnen kloppen.

Verder moet je er rekening mee houden dat meters die vermogen weergeven, lang niet altijd (goed) rekening houden met de cosinus-phi, dus je vermogensmeting zou niet kunnen kloppen. Sommige powerbars (zoals de 1e generatie van Methode Schleifenbauer, die nu nog verkocht worden door een club in Groningen waar me de naam ff niet van te binnen wil schieten) gaan gewoon standaard uit van een cosinus-phi van 0.9. Met IT apparatuur zit je dan over het algemeen best aardig in de buurt, maar op het moment dat een voeding in standby staat ga je natuurlijk hopeloos de mist in met je meting.

Als je je mysterie echt op wilt lossen, zul je dus een capabele meter moeten scoren, die ook de cosinus-phi voor je kan meten.

mvds
27/11/09, 12:35
Bedankt voor de info! Het klinkt inderdaad logisch dat wat bij een inductieve belasting geldt, ook bij capacitieve belasting geldt en zorgt voor een (cosinus) phi maar dan met tegengesteld teken.

Vind het wel iets moeilijker voor te stellen; stroom door een inductieve belasting laat zich makkelijk vergelijken met bewegende massa, die traag is. Capacitief zie ik de analogie niet zo snel.

alexbik
27/11/09, 15:55
Een capacitieve belasting gedraagt zich als een condensator. Stel, je begint in de situatie dat de condensator leeg is, en je gaat er een sinusvormige spanning op zetten. Zodra de spanning ook maar iets boven nul komt, gaat er meteen een gigantische stroom lopen, omdat de condensator zichzelf op wil laden en dus een lage weerstand heeft. Naarmate de de tijd vordert stijgt de spanning, maar doordat de lading in de condensator dan ook al toegenomen is, loopt er minder stroom. De stroom loopt dus voor ten opzichte van de spanning.

alexbik
27/11/09, 16:02
Ohja, nu het hier toch over gaat: Bij een schakelende voeding wordt de inkomende spanning gelijkgericht met een diodebrug en vervolgens afgevlakt met een elco (een condensator). Hierdoor speelt nog een ander aspect mee: Zeker in standby modus is er maar weinig voor nodig de condensator op spanning te houden, omdat hij dan maar langzaam ontlaadt. Aan de DC kant van de diodebrug staat een pulserende gelijkspanning (de onderste helft van de sinus in naar boven gespiegeld t.o.v. de nul-as), en er loopt alleen maar stroom op het moment dat de spanning uit de diodebrug hoger is dan de spanning over de elco (want een diode laat maar in een richting stroom door). De stroom die er loopt is dan dus verre van sinus vormig. Waarschijnlijk gaat je multimeter daar ook niet zo veel van snappen.

mvds
01/12/09, 04:49
Zover was ik wel - de laadstroom loopt voor op de spanning, want (in theorie) begin je met een weerstand van nul. En bij een zuivere capacitieve belasting (geen diodes) loopt de stroom dus steeds voor op de spanning. Als de fase van de wisselspanning over de top heen is, dan loopt je stroom dus nog steeds voor op de spanning en loopt de stroom terug het net in. Allemaal duidelijk.

Maar nu zitten er 4 diodes tussen, die zorgen dat die stroom helemaal niet terug kan. Dan blijft als verklaring over dat je laadstroom inderdaad groot wordt, als de wisselspanning bij wijze van spreken nog maar net door de 0 is gegaan. Oftewel je krijgt veel stroom onder een lage spanning. Dat zou ook verklaren waarom de Amperes hoger uitvallen dan je verwacht op basis van vermogensopname - je pakt door het faseverschil relatief weinig energie uit veel ampere.

Maar nu is het precies wat je in je laatste posting zegt: je pakt bij lage vermogensopname juist alleen de piekjes op de toppen van de golven (eerder in deze thread had ik geschat hoe klein de spanningsval is over je elco's tussen twee pieken). Dus zou je eerder verwachten dat je juist meer energie uit je amperes haalt omdat je alleen de toppen pakt.

Een ander punt waar ik niet direct raad mee zou weten is het abrupte doorlaten en blokkeren van stroom door de diodes: aan de ene kant zou ik niet precies weten wat dat voor gevolgen heeft zoals eventuele inductiespanningen, aan de andere kant lijkt het me een stuk lastiger (lees: duurder) om goed te meten.

Overigens, wat betreft mijn grafiekjes: bij meer (100-en) meetpunten blijkt de gerapporteerde stroom niet een-op-een aan het gerapporteerd vermogen te relateren, wat een eventuele in de powerbar ingebakken formule erg onwaarschijnlijk maakt.

nick@dcoostkamp
01/12/09, 11:17
Ik vind het heel apart dat er in A's wordt afgerekend. Wij rekenen zelf onze klanten af in kWh's, dat is voor beide eerlijker, wij worden immers ook voor kWh's gefactureerd.


Wij rekenen ook af in kWh. Zo betaalt de klant effectief wat hij verbruikt, dus geen afronding naar boven.
Als je nu in A afneemt is het zinvol om de omrekening eens te maken.

Paul Z.
01/12/09, 14:51
Dat zou ook verklaren waarom de Amperes hoger uitvallen dan je verwacht op basis van vermogensopname - je pakt door het faseverschil relatief weinig energie uit veel ampere.

Maar nu is het precies wat je in je laatste posting zegt: je pakt bij lage vermogensopname juist alleen de piekjes op de toppen van de golven (eerder in deze thread had ik geschat hoe klein de spanningsval is over je elco's tussen twee pieken). Dus zou je eerder verwachten dat je juist meer energie uit je amperes haalt omdat je alleen de toppen pakt.

Je haalt hier spanning en stroom door elkaar heen. Je haalt namelijk geen "toppen" van je amperes (=stroom). Er gaat alleen een stroom(pje) lopen op het moment dat de gelijkgerichte spanning boven de spanning van je elco's komt. Dus dat geeft een heel vreemd stroom verloop.
Het vermogen in de elektrische energie is een combinatie van de aangelegde spanning en de stroom door de belasting. Je kan de spanning nog zo groot maken als je wilt, maar bij 0.0A zal er geen vermogen de belasting ingaan. Hetzelfde geldt voor een belasting waar alleen maar stroom doorheen loopt, maar er geen spanningsverschil ontstaat. (Denk hierbij aan een (super)geleider). Als je van een aansluitsnoer de weerstand op 0ohm zal aannemen (of zeer laag) dan zal er wel stroom door de kabel heenlopen, maar geen vermogen worden opgenomen.

Een ander punt waar ik niet direct raad mee zou weten is het abrupte doorlaten en blokkeren van stroom door de diodes: aan de ene kant zou ik niet precies weten wat dat voor gevolgen heeft zoals eventuele inductiespanningen, aan de andere kant lijkt het me een stuk lastiger (lees: duurder) om goed te meten.

Overigens, wat betreft mijn grafiekjes: bij meer (100-en) meetpunten blijkt de gerapporteerde stroom niet een-op-een aan het gerapporteerd vermogen te relateren, wat een eventuele in de powerbar ingebakken formule erg onwaarschijnlijk maakt.
De diodes die schakelen niet tijdloos. En buiten dat feit moet je wel in de gaten blijven houden waar de diodes zitten. De gehele schakeling heeft uiteraard invloed op wat er gebeurt. Bij schakelende voedingen, waar het hier over gaat, zit er niet voor niets een netfilter in de inkomende aansluiting. Dat is om allerlei schakel harmonischen uit het net te houden. (Dit zijn dus de schakel harmonischen gegenereert door de gelijkrichtschakeling maar ook door de omzetter die op een veel hogere frequentie werkt)

Over je metingen, neem nou maar aan dat er een aantal factoren meespelen die je niet kan negeren;
- De efficientie van de schakelende voeding die alleen maximaal is bij maximale belasting
- De arbeidsfactor van de schakelende voeding
- De meetfout van je powerbar (kan alleen worden bepaalt/gecompenseerd bij nauwkeurige calibiratie).

De factoren met de meeste invloed bij wisselende belasting zijn toch echt de efficientie en de arbeidsfactor...
Ze zeggen wel van "meten is weten", maar ik maak daar altijd van "meten is weten als je weet wat je meet". En dat laatste ontbreekt het nogal eens aan...

mvds
01/12/09, 15:53
Je haalt hier spanning en stroom door elkaar heen. Je haalt namelijk geen "toppen" van je amperes (=stroom). Er gaat alleen een stroom(pje) lopen op het moment dat de gelijkgerichte spanning boven de spanning van je elco's komt. Dus dat geeft een heel vreemd stroom verloop.


Dat zei ik niet, ik bedoel dat je alleen een stroom(pje) trekt als de (momentane) netspanning in de top van de sinus zit (want dan pas is de spanning hoger dan die over de elco). Dan pak je ahw de krenten uit de pap: elke coulomb lading die dan de voeding binnenkomt, brengt meer energie mee dan wanneer je op een ongunstig moment in de fase stroom zou trekken - normaal niet zo interessant, maar als je in amps wordt afgerekend ineens wel...

(de situatie dat je op een "ongunstig" moment uit de spanningsfase stroom tapt, heb je dacht ik bijvoorbeeld als je een dimmer (met een triac) in een hele lage stand zet, waardoor je alleen het laatste stukje van de neergaande golf pakt)

(nb: Ampere = Coulomb / secode, en Volt = Joule / Coulomb)

En verder zal ik inderdaad maar aannemen dat sommige dingen met het boerenverstand niet zo eenvoudig verklaard worden.

Paul Z.
01/12/09, 17:15
Dat zei ik niet, ik bedoel dat je alleen een stroom(pje) trekt als de (momentane) netspanning in de top van de sinus zit (want dan pas is de spanning hoger dan die over de elco). Dan pak je ahw de krenten uit de pap: elke coulomb lading die dan de voeding binnenkomt, brengt meer energie mee dan wanneer je op een ongunstig moment in de fase stroom zou trekken - normaal niet zo interessant, maar als je in amps wordt afgerekend ineens wel...
Ongeacht op welk punt van de spannings sinus de stroom gaat lopen krijg je dezelfde hoeveelheid energie binnen. Immers de energie die je binnenkrijgt komt binnen in de vorm van stroom, niet van spanning.

(Om het eenvoudig te houden gebruik ik nu even de gelijkspannings vergelijkingen)

P = U x I
U = I x R
P = I x R x I
P = I² x R
W = P x t ==> I² x R x t (Als ik mij goed herinner was het symbool W energie...)

Dus met andere woorden de hoeveelheid vermogen die je binnenkrijgt is afhankelijk van de stroom en de weerstand. Nergens dus de spanning...

mvds
01/12/09, 18:03
Volgens mij is dat niet de manier om er tegenaan te kijken. Je kan niet elke situatie als "ohmse weerstand" zien. Wanneer sprake is van een ohmse weerstand R, geeft dat bij stroom I inderdaad een spanningsval van I*R en kom je op I²R - maar dat betekent niet dat in elke situatie alleen de stroom ertoe doet.

Simpel voorbeeld zonder weerstand, met een stroombron die een condensator (capapciteit C) oplaadt met een constante stroom I: (niet zo heel veel voorkomend natuurlijk zo'n setting, maar maakt integreren e.d. overbodig)

lading op condensator: Q = I * t, Q(0) = 0
spanning op condensator: U = Q / C (textbook)
energie opgeslagen in condensator: W = 1/2 * C * U² (textbook)

dus totale energie in de condensator:

W = 1/2 * C * U² = 1/2 * C * Q² / C² = I² * t² / 2C

Je ziet dat met de tijd de opgenomen energie harder toeneemt (t²), of wiskundig gezien: De energie die per tijdseenheid de condensator in gaat: dW/dt = I² * t / C

(niet geheel toevallig gelijk aan: P = I * U = I * Q / C = I² * t / C...)

Met andere woorden: in een situatie zonder weerstand en met constante stroom neemt de energie die per tijdseenheid de condensator instroomt toe met de oplopende spanning in de condensator. En onze ideale stroombron levert zijn constante stroom uitgerekend op exact die spanning (aangezien alle weerstanden verder nul zijn)

Met andere woorden: de energie die je uit electriciteit haalt hangt af van de stroom (= hoeveelheid lading per tijd ~ aantal electronen) en de spanning (= energie per eenheid lading ~ energie per electron). De spanning is ahw een maat voor de energie die het electron kan afstaan.

Wynand
01/12/09, 18:57
Concreet gaat het over metingen van vermogen [Watt/P] versus gemiddelde stroom [Ampère/I] (iemand wijzig topictitel aub).

I actief (P) = "nuttig" vermogen, wat er dus effectief gebruikt wordt door je servers, of andere hardware (Watt/W) -> P = U * I * cos φ
I reactief (Q) = gaat 'terug' naar het net (Volt-Ampère Reactief/VAR) -> Q = U * I * sin φ

I (S) = het schijnbaar vermogen (Volt-Ampère/VA) is wat je met je ampère metertje meet en je DC/iPoman ook veronderstel ik) -> S

Ia&Ir kwadrateren & wortel = I, vrij eenvoudige vraag van wat je wil betalen.

Paul Z.
01/12/09, 19:03
Volgens mij is dat niet de manier om er tegenaan te kijken. Je kan niet elke situatie als "ohmse weerstand" zien.
Als je nu goed had gelezen schreef ik dat ik het eenvoudig wilde houden en daarom de DC vergelijkingen wilde gebruiken.

Ga maar eens je boeken in en zoek eens op hoe het met wisselspanning en impendanties werkt. (En ja, een condensator heeft wel degelijk een resistieve component, al was het alleen maar de aansluit draad...)
Vergeet je hele verhaal over condensatoren, en andere ongein, gewoon terug naar de basis.

mvds
01/12/09, 19:57
Als je nu goed had gelezen schreef ik dat ik het eenvoudig wilde houden en daarom de DC vergelijkingen wilde gebruiken.


Ik had goed gelezen en ging mee in het eenvoudig houden. Ik gebruik toch ook alleen DC vergelijkingen. Ik wilde alleen laten zien dat - op microniveau - de energie die door een elektrische stroom wordt overgebracht afhangt van de stroom en de spanningsval - hoe die ook tot stand komt (bijv. door een weerstand waar stroom doorheen loopt). Dat staat verder los van impedantie en wisselstromen. (dat zijn meer de macro-grootheden die wat op microniveau gebeurt makkelijker te behappen maken in vastomlijnde situaties - imaginaire stroom/spanning/beweging/etc/etc bestaat uiteindelijk gewoon niet)



Ga maar eens je boeken in en zoek eens op hoe het met wisselspanning en impendanties werkt. (En ja, een condensator heeft wel degelijk een resistieve component, al was het alleen maar de aansluit draad...)
Vergeet je hele verhaal over condensatoren, en andere ongein, gewoon terug naar de basis.

De aansluitdraad van een condensator is irrelevant; maak die condensator en alles eromheen supergeleidend en dan nog is de energie per ampere afhankelijk van de spanningsval en kloppen de vergelijkingen die ik gaf.

Terug naar de basis is juist het probleem: mijn tekstboeken geven allemaal keurig aan wat er gebeurt bij harmonische stroom en spanning, waarin daardoor ook hele keurige faseverschillen optreden, afhankelijk van de frequentie ("de" frequentie want harmonisch) etc etc. Op-amps, filters, bodeplots, differentiaalvergelijkingen met nette oplossingen in het complexe vlak, allemaal gesneden koek. Vakken in gehad (en gehaald).

Maar stop er 1 diode in en al die standaardverhalen kunnen het raam uit. Want je hebt geen zuiver harmonische signalen meer (of je moet de pulstrein ontbinden in de harmonische componenten en daar per stuk naar kijken - zou dat ergens toe leiden?). Dus probeer ik het op microniveau te doorgronden. Met weinig succes... :o

Dus, volgende stap is boekje over smps design vinden!

alexbik
07/12/09, 12:26
Wat in deze discussie volgens mij nog niet echt uit de verf komt, is dat we het hier niet alleen hebben over stroom die in fase verschoven is ten opzichte van de spanning, maar dat de golfvorm van die stroom niet sinusvormig is. Om te beginnen zal de gemeten stroom dus al niet kloppen, nog afgezien van de cosinus-phi. Je kunt er dus, tenzij je met een oscilloscoop aan de gang gaat, geen zinnig woord over zeggen behalve dat het niet vreemd is dat wat je meet niet lijkt te kloppen.

t.bloo
07/12/09, 12:29
tenzij je een true rms meting hebt, en dat hebben alleen de duurdere meters

Wynand
07/12/09, 15:09
Go Alex, nu heb je het over iets dat ik nog niet gezien heb. :)

(serieuze opmerking trouwens, als je tijd zou vinden dat verder uit te leggen..)

Paul Z.
07/12/09, 15:26
Wat in deze discussie volgens mij nog niet echt uit de verf komt, is dat we het hier niet alleen hebben over stroom die in fase verschoven is ten opzichte van de spanning, maar dat de golfvorm van die stroom niet sinusvormig is. Om te beginnen zal de gemeten stroom dus al niet kloppen, nog afgezien van de cosinus-phi. Je kunt er dus, tenzij je met een oscilloscoop aan de gang gaat, geen zinnig woord over zeggen behalve dat het niet vreemd is dat wat je meet niet lijkt te kloppen.
Niet om het een of ander, maar dat heb ik al een aantal keren opgebracht;

Dit geeft dus een heel vreemde stroom opname. Dus je kan de standaard regels er niet op los laten.
Als je dit goed wilt doen moet je dat doen met een True RMS meting... En de meeste PDU's doen dit (jammer genoeg) niet...

Er gaat alleen een stroom(pje) lopen op het moment dat de gelijkgerichte spanning boven de spanning van je elco's komt. Dus dat geeft een heel vreemd stroom verloop.