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

[mvds]

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]

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]

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]

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]

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]

De grafiek die je bijvoegt toont 0,5 ampere (iets minder). Gaat dus niet om dezelfde server?

[mvds]

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.]

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]

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]

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]

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]

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

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]

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

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.]

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]

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!)