Измерение мощности потребляемой компьютером

Поскольку мощность тепловыделения компьютера приближается к мощности им потребляемой, знание мощности потребления ПК становится важной не только с точки зрения потребляемой энергии, но и для расчета системы охлаждения.

Какая бывает мощность?

Мощность постоянного тока

В цепях однофазного синусоидального тока

 

P=U x I cosφ,

 

где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними.

 

Это активная мощность, которая характеризует необратимое превращение электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную).

Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле:

 

P = I² x r = V² x g

 

В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением:

 

P=S x cosφ

 

Единица активной мощности — ватт (W, Вт).

Для цепей несинусоидального тока

электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник.

Как Вы поняли, ее можно и посчитать измерив U, I. tgφ, но для того надо знать не только основы электротехники, а иметь более основательные знания электротехники и навыки измерений. Не говоря о достаточно сложных приборах.

Можно конечно продолжить дальше и привести здесь методику измерения и вычисления всех составляющих мощности переменного тока...

Но нас интересует только активная составляющая мощности переменного тока и простой способ получения результата.

Потому что именно активная мощность определяет количество выделяющегося тепла.

 

Существует множество приборов для ее измерения, поэтому лучше всего просто измерить активную мощность.

 

Измерение мощности

Активную мощность измеряют  ваттметры активной мощности, а работу совершаемую активной мощностью в цепи электрического тока - счетчики электрической энергии.

 

 

 

Счетчики электрической энергии

измеряют  работу, т.е.

A = P_акт x t

 

- измеряемую в киловатт-часах, поэтому при потребляемой активной мощности порядка 100 - 500 Вт, для достижения приемлемой точности измерения активной мощности необходимо гонять компьютер в заданном режиме более 10 часов. После чего выполнить обратное вычисление

Pакт = A/t Вт

Это просто неудобно.

Ваттметры (активной мощности)

- измеряют потребляемую мощность достаточно быстро. Обычно их показания устанавливаются за доли секунды, поэтому измерения (считывания величины мощности) можно проводить даже при изменении режима работы компьютера.

 

 

Я использую для этого два прибора:

 

Лабораторный однофазный ваттметр чешского производства

- имеющий класс точности 0,5 неизвестной модели (возможно потому, что других моделей чехи просто не выпускали) измеряющий мощность до 1200 Вт.

При напряжениях 120, 240, 360В и токе 2,5 ; 5 А.

 

Рисунок 1.

 

Ваттметр включается по известной схеме, которая все же нанесена в нижней части шкалы. Токовая обмотка включается последовательно в токовую цепь, а обмотка напряжения параллельно исследуемой нагрузке. Измеряет активную мощность.

 

Электронный ваттметр PM300

производства шведской компании GELIA.

 

Рисунок 2.

 

Его характеристики:
 

Таблица 1.

 

Измеряет активную мощность. (Использует для измерения среднеквадратичные значения напряжения и тока)

При достаточно хороших характеристиках, на мой взгляд, главное его достоинство - это отсутствие открытых токоведцщих частей.

 

Но этим список приборов не ограничен, существует множество других моделей ваттметров.

 

Заключение

Измерив реальную потребляемую компьютером мощность, вероятнее всего Вы будете удивлены.

Как был удивлен я, когда оказалось, что потребляемая мощность всего компьютера (вместе с  19' ЖК монитором) с операционной системой Linux - Ubuntu 8,  составила 100 - 110 Вт и в пике до 190 Вт.

 

Поскольку система охлаждения Вашего компьютера должна обеспечивать комфортную работу его узлов при работе самых "тяжелых" приложений. Для ее расчета необходимо брать мощность потребляемую компьютером именно при работе Вашего наиболее "тяжелого" приложения.

То, что около 100% мощности потребляемой компьютером в конечном счете выделяется в виде тепла, только подтверждает это.

Конструкция корпуса должна обеспечить прокачку объема воздуха необходимого для вывода выделяемого в корпусе тепла (мощности потребления).

ноябрь 2010 г.

А.Сорокин