P = I * V, of de spanning in een DC

@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...

Citaat:

---

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door Paul Z.

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

@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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

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? :)

Citaat:

---

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.

Citaat:

---

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.

Citaat:

---

Wrm heb je die in de eerste plaats op zolder gezet?

---

...da's een onderwerp voor weer een ander forum :)

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.

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.

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.

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.

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door Wido

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

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...

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door Paul Z.

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

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...

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.

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.

Citaat:

---

Oorspronkelijk geplaatst door mvds

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.