Бидирекциональный конвертер энергии: джоули и киловатт-часы в обе стороны. Дополнительно — килоджоули, мегаджоули, ватт-часы, мегаватт-часы, килокалории и BTU. Главное соотношение точное: 1 кВт·ч = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж.
Все эквиваленты введённого значения
| Единица | Значение |
|---|---|
| Дж — джоуль | — |
| кДж — килоджоуль | — |
| МДж — мегаджоуль | — |
| Вт·ч — ватт-час | — |
| кВт·ч — киловатт-час | — |
| МВт·ч — мегаватт-час | — |
| ккал — килокалория (междун.) | — |
| BTU — британская тепловая (IT) | — |
Точные коэффициенты: 1 кВт·ч = 3 600 000 Дж (по определению). 1 ккал = 4186,8 Дж (международная). 1 BTU (IT) = 1055,06 Дж.
Частые вопросы
Сколько джоулей в одном киловатт-часе?
Один киловатт-час равен 3 600 000 джоулям, или 3,6 мегаджоуля. Соотношение точное и следует из определений: ватт — это один джоуль в секунду, а час — 3600 секунд. Значит 1 кВт = 1000 Дж/с, и за 3600 секунд набегает 1000 × 3600 = 3 600 000 Дж. Это коэффициент, по которому электросчётчик в квартире пересчитывает поток электричества в показания на табло. Когда чайник мощностью 2 кВт работает 1 час, он потребляет 2 кВт·ч = 7,2 МДж.
Чем отличаются ватт-час и киловатт-час, почему счётчики считают в кВт·ч?
Ватт-час — это энергия, отданная мощностью 1 Вт за 1 час, ровно 3600 Дж. Киловатт-час — то же самое, но для мощности 1 кВт: 3 600 000 Дж. Соотношение прямое: 1 кВт·ч = 1000 Вт·ч. Счётчики в квартирах градуируются в кВт·ч потому что среднее потребление частного потребителя — единицы и десятки кВт·ч в день: показывать миллионы джоулей или ватт-часов нецелесообразно. Промышленный учёт и сети — в МВт·ч (1 МВт·ч = 1000 кВт·ч), а аккумуляторы маркируют в А·ч и в Вт·ч одновременно.
Что такое калории и ккал, как они связаны с джоулями?
Калория исторически — энергия, необходимая для нагрева 1 грамма воды на 1 °C. В быту и в питании под «калорией» почти всегда понимают килокалорию (ккал) — тысячу малых калорий. На упаковке продуктов «250 ккал» означает именно килокалории. Точное значение зависит от типа: международная (IT) ккал = 4186,8 Дж — используется в физике и теплотехнике, термохимическая ккал = 4184 Дж — в нутрициологии. В калькуляторе принят международный стандарт 4186,8 Дж/ккал по ГОСТ 8.417-2002. Прикладное соотношение: 1 кВт·ч ≈ 860 ккал; 1 ккал ≈ 1,16 Вт·ч.
BTU — что это и зачем встречается у кондиционеров?
BTU (British Thermal Unit) — британская тепловая единица, равная энергии для нагрева 1 фунта воды на 1 °F. По международной таблице 1 BTU = 1055,06 Дж. В России BTU редко применяется как единица энергии, но прочно вошла в маркировку климатической техники: кондиционер «9000 BTU/h» — это мощность охлаждения 9000 BTU в час, или 9000 × 1055,06 / 3600 ≈ 2,64 кВт. «12 000 BTU/h» ≈ 3,52 кВт холода, «18 000 BTU/h» ≈ 5,27 кВт. Прикладное правило: BTU/h ÷ 3412 ≈ кВт.
Чем энергия (Дж, кВт·ч) отличается от мощности (Вт, кВт)?
Мощность — это скорость передачи энергии, то есть энергия за единицу времени: Вт = Дж/с. Энергия — это мощность, накопленная во времени: Дж = Вт × с, кВт·ч = кВт × ч. На счётчике электроэнергии стоит «кВт·ч» именно потому что прибор интегрирует мощность по времени и показывает полную потреблённую энергию. Лампа 100 Вт, включённая на 10 часов, израсходует 100 × 10 = 1000 Вт·ч = 1 кВт·ч = 3,6 МДж — независимо от того, ярко она горит непрерывно или мерцает: важна именно средняя мощность за час. Связь с током и напряжением — через мощность: P = U × I, и калькулятор кВт в Амперы переводит мощность в ток, а кВт в кВА учитывает коэффициент мощности cos φ.
Калькулятор переводит энергию между джоулями (базовая единица СИ) и киловатт-часами (бытовой и счётчиковый формат) с расширением на килоджоули, мегаджоули, ватт-часы, мегаватт-часы, килокалории и BTU. Соотношение Дж ↔ кВт·ч точное и следует из определения единиц: 1 Вт = 1 Дж/с, 1 ч = 3600 с, поэтому 1 кВт·ч = 1000 × 3600 = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж. Это коэффициент, по которому электросчётчик пересчитывает поток электричества в показания.
Пример: бытовая электроника, 1 кВт·ч счётчика
- За один киловатт-час счётчик зафиксировал поступление 1 × 3 600 000 = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж.
- В других единицах: 3600 кДж = 1000 Вт·ч = 0,001 МВт·ч.
- В тепловых единицах: 3 600 000 / 4186,8 = 859,85 ккал (международная килокалория). Этой энергии хватит, чтобы нагреть около 8,6 литров воды с 20 °C до 100 °C.
- В британских: 3 600 000 / 1055,06 = 3412 BTU.
Для пересчёта мощности нагрузки в ток в линии и подбора защиты — калькулятор кВт в Амперы; для учёта реактивной составляющей у моторов и сварки — кВт в кВА через cos φ.
Пример: чайник 2 кВт за один час
- Мощность 2 кВт = 2000 Вт = 2000 Дж/с.
- Время 1 час = 3600 с. Энергия: E = P × t = 2000 × 3600 = 7 200 000 Дж = 7,2 МДж = 2 кВт·ч.
- В тепловых единицах: 7 200 000 / 4186,8 ≈ 1720 ккал. Это и есть та энергия, которая ушла на нагрев воды и потери в стенки чайника.
Пример: кондиционер «12 000 BTU/h»
- Маркировка «12 000 BTU/h» — это мощность охлаждения 12 000 британских тепловых единиц в час.
- В джоулях: 12 000 × 1055,06 = 12 660 720 Дж за час, то есть холодильная мощность 12 660 720 / 3600 = 3517 Вт ≈ 3,52 кВт холода.
- Прикладное правило пересчёта: BTU/h ÷ 3412 ≈ кВт. «9000 BTU/h» ≈ 2,64 кВт, «18 000 BTU/h» ≈ 5,27 кВт. Электрическая мощность потребления при этом меньше холодильной в EER раз: для EER 3,0 кондиционер 3,52 кВт холода потребляет около 1,17 кВт из розетки.
Точные коэффициенты перевода
| Единица | В джоулях | Где применяется |
|---|---|---|
| 1 Дж | 1 | Базовая единица СИ |
| 1 кДж | 1000 | Теплотехника, питание (на упаковках кроме ккал) |
| 1 МДж | 1 000 000 | Теплопотери здания, энергопаспорт по СП 50.13330.2012 |
| 1 Вт·ч | 3600 | Аккумуляторы, маркировка ёмкости |
| 1 кВт·ч | 3 600 000 | Бытовой счётчик электроэнергии |
| 1 МВт·ч | 3,6 × 10⁹ | Промышленные сети, генерация |
| 1 ккал (междун.) | 4186,8 | Питание, нагрев воды, по ГОСТ 8.417-2002 |
| 1 BTU (IT) | 1055,06 | Маркировка кондиционеров и нагревателей |
Все переводы калькулятор выполняет через джоуль как промежуточное звено. В нутрициологии иногда используется термохимическая килокалория (4184 Дж ровно) — отличие от международной (4186,8 Дж) меньше 0,07 % и в инженерных расчётах несущественно.
Энергия и мощность — не одно и то же
Энергия (Дж, кВт·ч) — это полная работа, выполненная за всё время; мощность (Вт, кВт) — скорость передачи энергии. Связь: энергия = мощность × время. Лампа 100 Вт за 10 часов израсходует 100 × 10 = 1000 Вт·ч = 1 кВт·ч = 3,6 МДж; лампа 1000 Вт за 1 час — ровно столько же. Счётчик меряет именно энергию (кВт·ч), а тариф ЖКХ берётся за киловатт-час. Мощность нагрузки определяет ток в линии: I = P / U в однофазной сети 230 В, I = P / (√3 × U) в трёхфазной 400 В. Для перевода мощности в ток и подбора автомата защиты — калькулятор кВт в Амперы, а для оценки энергоёмкости аккумулятора по паспортным А·ч и напряжению — пересчёт А·ч в Вт·ч.
Стандарт ГОСТ 8.417-2002 закрепляет джоуль как основную единицу энергии в России, а киловатт-час как разрешённую к применению наравне с СИ. Маркировка приборов учёта электроэнергии в кВт·ч идёт по ГОСТ 31818.11-2012.