تفاوت وات و ولت آمپر، دو مفهوم سردرگم‌کننده

وات (W) و ولت آمپر (VA) هر دو واحدهای اندازه‌گیری توان الکتریکی هستند. وات به «توان واقعی» و ولت آمپر به «توان ظاهری» اشاره دارد. معمولاً دستگاه‌های الکترونیکی یک یا هر دوی مقادیر وات و ولت آمپر را نشان می‌دهند تا اطلاعاتی درباره‌ی مقدار انرژی مصرفی و یا جریان مورد نیازشان به ما بدهند. هر کدام از این مقادیر برای مقاصد مختلفی می‌توانند استفاده شوند.

افراد بسیاری تفاوت معیارهای سنجش وات(W) و ولت-آمپر(VA) را در برآورد مشخصات UPS ندانسته و این، موجب سردرگمی آنان می‌شود. بسیاری از سازندگان UPSها و تجهیزات تامین برق، نیز در تشخیص این تفاوت ناتوان مانده و بر این سردرگمی می‌افزایند.

توان واقعی در واحد وات، توانی است که یا کار انجام می‌دهد یا گرما تولید می‌کند. توان در واحد وات آهنگ مصرف یا تولید انرژی است. یک وات، یک ژول (انرژی) بر ثانیه است.

شما به شرکت تأمین کننده‌ی برق خود براساس وات مصرفی که انرژی را بیان می‌کند هزینه پرداخت می‌کنید که توان مصرفی برای یک دوره‌ی زمانی است و معمولاً شرکت تأمین کننده برق شما آن را با واحد کیلووات ساعت نشان می‌دهد. برای مثال، اگر یک لامـپ 100 وات 10 ساعت روشـن بماند، 1 کیلووات ساعت انرژی مصرف می‌کنـد.

تـوان ظاهـری بـا واحـد ولـت آمـپر (VA) بـرای سـاده‌تر کـردن اعـداد و محاسـبه‌ی راحـت‌تر جـریان مصرفـی به کار مـی‌رود. از آن‌جا که VA = RMS volts × RMS amp  (مقدار مؤثر ولتاژ × مقدار مؤثر جریان) ، می‌توان مقدار VA را بر مقدار مؤثر ولتاژ تقسیم کرد تا مقدار مؤثر جریان مصرفی دستگاه به دست آید. دانستن مقدار مؤثر جریان به شما کمک می‌کند که اندازه‌ی اتصالات، مدارشکن‌ یا فیوزهایی که جریان دستگاه شما را تأمین می‌کنند، بدانید. (منظور از اندازه، مقدار مؤلفه‌های مختلف مانند ولتاژ، جریان و ...است. )

وات و ولت آمپر هر دو یکای اندازه‌گیری توان هستند اما تشابه آن‌ها به همین جا ختم می‌شود. وات، یا گرما تولید می‌کند و یا کار انجام می‌دهد در حالی که ولت آمپر به سادگی اطلاعاتی نظیر اندازه‌ی سیم‌ها، فیوزها و یا مدارشکن‌ها را به شما می‌دهد. وات به صورت خطی جمع می‌شود امّا ولت آمپر، خیر. برای اندازه گیری W، شما نیازمند یک وات متر مخصوص هستید. برای محاسبه‌ی ولت آمپر، می‌توان از یک مولتی‌متر استاندارد برای اندازه‌گیری V_RMS و I_RMS بهره برد و حاصل را به دست آورد.

کاربردهای توان واقعی و توان ظاهری

برق مصرف شده در تجهیزات کامپیوتری، در قالب وات یا ولت-آمپر(VA) بیان می‌شود. مقدار وات برق در واقع همان توان واقعی مصرف شده توسط تجهیزات است. مقدار ولت-آمپر را با نام توان ظاهری نامیده و حاصلضرب اختلاف پتانسیل در جریان برق مصرفی تجهیزات است.

هر دو مقادیر وات و VA کاربرد و اهداف مخصوص به خود را دارند. مقدار وات بیان‌کننده‌ی میزان برق خریداری شده از نیروگاه و بار حرارتی تولید شده توسط تجهیزات است. اما مقدار VA برای برآورد کابل‌کشی و کلید قدرت به کار می‌رود.

برای بعضی مصارف همچون لامپ‌های رشته‌ای، این دو مقدار وات و VAیکسان است. اما برای تجهیزات کامپیوتری، این دو مقدار می‌تواند به طور محسوسی متفاوت باشد، بدین معنی که مقدار VA همواره مساوی یا بیشتر از مقدار وات می‌باشد. نسبت وات به VA را ضریب توان نامیده و در قالب یک عدد (مانند 0.7) یا درصد (مانند 70%) بیان می‌شود.

ممکن است مقدار وات و VA برابر نباشد

تمامی تجهیزات فناوری اطلاعات شامل کامپیوترها، از منبع تغذیه‌ی با سویچینگ الکترونیکی استفاده می‌کنند. دو نوع اصلی از این منابع تغذیه کامپیوتری وجود داشته که با عنوان 1) منابع با ضریب توان اصلاح شده(PFC) یا 2) منابع با خازن ورودی شناخته می‌شوند. تنها با بررسی تجهیزات نمی‌توان تشخیص داد که از کدام نوع منبع برق استفاده شده و چنین اطلاعاتی معمولا در مشخصات تجهیزات نیز بیان نمی‌شود. منابع PFC در اواسط دهه‌ی 90 میلادی روی کار آمدند و در آن، مقادیر وات و VA (توان واقعی و ظاهری) با هم برابرند (ضریب توان 099 تا 1.0). در منابع خازن ورودی مقدار وات 0.55 تا 0.75 برابر مقدار VA است (ضریب توان 0.55 تا 0.75).

تمام تجهیزات بزرگ کامپیوتری همچون روترها، سویچ‌ها، تجهیزات ذخیره‌ی اطلاعات و سرورها که پس از 1996 ساخته شدند، از منبع PFC استفاده کرده و درنتیجه، ضریب توان در این تجهیزات 1 می‌باشد.

کامپیوترهای شخصی، hubهای کوچک و لوازم جانبی این کامپیوترها معمولا منبع خازن ورودی داشته و ضریب توان این تجهیزات کمتر از 1 (معمولا در حدود 0.65) است. تجهیزات کامپیوتری بزرگ‌تری که پیش از سال 1996 ساخته شده‌اند نیز معمولا از این نوع منبع برق استفاده می‌کردند و ضریب توانی کمتر از 1 داشتند.

مقدار برق UPS

سیستم UPS دارای حداکثر مقدار وات و VA است. هیچ یک از این دو مقدار در UPS نباید از دیگری فراتر رود.

در صنعت، استانداردی کاربردی وجود داشته که در سیستم‌های UPS کوچک، توان واقعی(W) تقریبا 60% توان ظاهری(VA) بوده که معادل ضریب توان معمول در مصارف کامپیوترهای شخصی است. در بعضی موارد، سازندگان UPS تنها اطلاعاتی در مورد مقدار ولت آمپر سیستم ارائه می‌دهند. در مورد UPSهای کوچک که برای تامین کامپیوترهای شخصی طراحی شده و تنها یک مقدار ولت آمپر دارند، بهتر است فرض شود توان واقعی، 60% از مقدار توان ظاهری منتشر شده از سوی سازنده است.

اما در سیستم‌های بزرگ‌تر UPS، معمولا جهت دستیابی به مقداری برابر میان این دو، تاکید و تمرکز بر توان واقعی قرار گرفته زیرا برای مصارف معمولی، این دو عدد یکسان هستند. چند نمونه از مشکلات ناشی از برآورد مشخصات

اغلب با اطلاعات مرتبط با میزان مصرف برق تجهیزات کامپیوتری، نمی‌توان برآوردی ساده از مشخصات UPS در اختیار داشت. برآورد بسیاری از سیستم ها ممکن است در ظاهر درست به نظر آمده اما در واقعیت به اضافه بار در UPS منجر می‌شود. تنها با اندکی برآورد بیش از حد نیاز در سیستم UPS در قیاس با توان ثبت شده بر برچسب‌های تجهیزات، می‌توان از عملکرد مناسب سیستم اطمینان یافت. چنین برآورد بیش از حد نیازی، مزایای دیگری مانند زمان پشتیبانی اضافی برای UPS نیز فراهم می‌کند.

منابع: مدیاسافت(سیدعلیرضا معزی) - مرکز داده اشنایدر