Конвертер электротехнических величин

Конвертер величин

Что это и зачем

Конвертер переводит одно и то же физическое значение между всеми единицами выбранной величины: напряжением, током, сопротивлением, ёмкостью, индуктивностью, частотой, мощностью, энергией, зарядом и температурой. Достаточно выбрать величину, ввести число и указать исходную единицу — калькулятор сразу покажет результат во всех остальных единицах этой же величины. Это избавляет от ручного пересчёта степеней десяти, где легко ошибиться на порядок, и от путаницы между родственными, но неодинаковыми единицами вроде ватт-часа и джоуля. Показ сразу во всех единицах удобен тем, что не нужно заранее знать, в какой форме число понадобится дальше: одно и то же напряжение можно тут же прочитать и в вольтах для формул, и в милливольтах для сигналов АЦП.

Внутри все линейные величины приведены к одной базовой единице (вольт, ампер, ом, фарад, генри, герц, ватт, джоуль, кулон). У каждой единицы есть коэффициент перевода к базовой; сам пересчёт из исходной единицы в целевую выполняется по формуле:

значение_цель = значение_исх × (k_исх ÷ k_цель)

Базовая единица и коэффициент пересчёта

Коэффициент k — это множитель, показывающий, сколько базовых единиц содержится в одной данной. Например, для сопротивления база — ом, поэтому у миллиома k = 10⁻³, у килоома k = 10³, у мегаома k = 10⁶, а у гигаома k = 10⁹. Программа сначала умножает введённое значение на коэффициент исходной единицы (получая величину в базовых единицах), а затем делит на коэффициент каждой целевой единицы. Такой двухшаговый приём делает таблицу коэффициентов единственным источником правды: добавить новую приставку — значит просто дописать строку, а не переписывать формулы. Очень маленькие и очень большие результаты автоматически показываются в экспоненциальной записи, чтобы 0,000001 МВ или миллиард нановольт не терялись среди нулей. Значения выводятся с точностью до семи значащих цифр, а хвостовые нули убираются, поэтому 1000 мВ не превращается в «1000,000».

Приставки СИ: множители степеней десяти

Большинство единиц отличаются друг от друга только десятичной приставкой. Достаточно запомнить восемь основных множителей — и любой пересчёт «милли — микро — кило» становится устным. Ниже собраны приставки, задействованные в этом калькуляторе, и единицы, где они встречаются.

Если нужно переводить именно множители, без привязки к конкретной величине, удобен отдельный конвертер приставок СИ.

Энергия, заряд и мощность: неочевидные единицы

Не все единицы отличаются лишь степенью десяти. У энергии, заряда и мощности есть исторические единицы с «некруглыми» коэффициентами — их легко перепутать. Ватт-час и джоуль связаны множителем 3600, а не тысячей; ампер-час — это заряд, равный 3600 кулонам, и именно в миллиампер-часах указывают ёмкость аккумуляторов; электронвольт — микроскопическая порция энергии, удобная в физике полупроводников; киловатт-час — та самая единица, в которой электросчётчик учитывает потреблённую энергию. Заряд и энергия связаны через напряжение (энергия = заряд × напряжение), поэтому напрямую, без указания вольт, ампер-часы в ватт-часы не переводятся. В таблице ниже — те самые единицы и их значения в базовых, как они заданы в калькуляторе.

Для энергии есть профильный конвертер джоулей, ватт-часов и электронвольт, а связь ёмкости аккумулятора в миллиампер-часах и ватт-часах считает отдельный инструмент. Для мощности пригодятся перевод ватт в амперы при известном напряжении и логарифмический пересчёт dBm в ватты.

Температура: пересчёт со сдвигом

Температура — единственная величина в конвертере, где перевод выполняется не умножением, а сдвигом и масштабированием шкалы. Внутренней базой служит шкала Цельсия, к которой приводятся кельвины и градусы Фаренгейта:

K = °C + 273,15 °F = °C × 9/5 + 32

Обратный перевод: °C = K − 273,15 и °C = (°F − 32) × 5/9. Кельвин — основная единица температуры в СИ; шаг у шкал Цельсия и Кельвина одинаков, различие только в начале отсчёта. Калькулятор не даёт опуститься ниже абсолютного нуля (−273,15 °C) — физически недостижимой границы. Полный конвертер температур °C / °F / K вынесен в отдельный инструмент с теми же формулами.

Как применять и частые ошибки

Конвертер выручает на каждом шаге расчётов: перевести номинал из даташита в удобную единицу перед подстановкой в закон Ома, сверить частоту при переходе к длине волны, привести энергию, запасённую в конденсаторе или катушке (энергия C и L), к джоулям. Для смежных, неэлектрических пересчётов есть конвертер длины (мм, мил, дюйм) и магнитный перевод тесла в гауссы.

Типичные ошибки: путать милли (10⁻³) и микро (10⁻⁶) — разница в тысячу раз; считать ватт-час равным джоулю (на самом деле он больше в 3600 раз); складывать температуры в кельвинах и градусах Цельсия без учёта сдвига 273,15; смешивать заряд (ампер-часы, кулоны) и энергию (ватт-часы, джоули) — это разные величины, и напрямую они не переводятся. Ещё одна ловушка — децибелы: это не единица, а логарифмическое отношение, и линейным множителем оно не пересчитывается. Наконец, регистр приставки существен: «к» (кило) пишут строчной буквой, а «М» (мега) — прописной, поэтому кОм и МОм различаются в тысячу раз.

Пример

По умолчанию выбрана величина «Напряжение», значение 1 и единица «В». Калькулятор приводит его ко всем единицам напряжения: 1 В = 1000 мВ = 1 000 000 мкВ = 1 000 000 000 нВ = 0,001 кВ = 0,000001 МВ. Текущая единица (В) подсвечивается в таблице. Для проверки шкалы температур: 0 °C = 273,15 K = 32 °F, что в точности следует из формул выше.

См. также: приставки СИ · температура °C/°F/K · энергия Дж/Вт·ч/эВ · ватты ↔ амперы · все калькуляторы

Как перевести электротехнические единицы?

Введите значение в одной единице — калькулятор пересчитает его во все остальные единицы этой величины (напряжение, ток, мощность, сопротивление, ёмкость и т.д.). Температура пересчитывается со сдвигом (°C, K, °F).

Чем перевод температуры отличается от остальных величин?

Большинство величин переводятся простым умножением на коэффициент, а температурные шкалы имеют ещё и сдвиг нуля: например °F = °C·9/5 + 32, K = °C + 273,15. Поэтому это не просто масштаб, а линейное преобразование.