Site Loader

Содержание

Механическая работа и мощность

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Другими словами, работа — мера воздействия силы.

Определение механической работы

Определение 1

Работа А, совершаемая постоянной силой F→, — это физическая скалярная величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы F→ и перемещением s→.

Данное определение рассматривается на рисунке 1.

Формула работы записывается как,

A=Fs cos α.

Работа – это скалярная величина. Единица измерения работы по системе СИ — Джоуль (Дж).

Джоуль равняется работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещение 1 м по направлению действия силы.

Рисунок 1. Работа силы F→: A=Fs cos α=Fss

При проекции Fs→ силы F→ на направление перемещения s→ сила не остается постоянной, а вычисление работы для малых перемещений Δsi

суммируется и производится по формуле:

A=∑∆Ai=∑Fsi∆si.

Данная сумма работы вычисляется из предела (Δsi→0), после чего переходит в интеграл.

Графическое изображение работы определяют из площади криволинейной фигуры, располагаемой под графиком Fs(x)рисунка 2.

Рисунок 2. Графическое определение работы ΔAi=FsiΔsi.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Примером силы, зависящей от координаты, считается сила упругости пружины, которая подчиняется закону Гука. Чтобы произвести растяжение пружины, необходимо приложить силу F→, модуль которой пропорционален удлинению пружины. Это видно на рисунке 3.

Рисунок 3. Растянутая пружина. Направление внешней силы F→ совпадает с направлением перемещения s→. Fs=kx, где k обозначает жесткость пружины.

F→упр=-F→

Зависимость модуля внешней силы от координат x можно изобразить на графике с помощью прямой линии.

Рисунок 4. Зависимость модуля внешней силы от координаты при растяжении пружины.

Из выше указанного рисунка возможно нахождение работы над внешней силой правого свободного конца пружины, задействовав площадь треугольника. Формула примет вид

A=kx22.

Данная формула применима для выражения работы, совершаемой внешней силой при сжатии пружины. Оба случая показывают, что сила упругости F→упр равняется работе внешней силы F→, но с противоположным знаком.

Определение 2

Если на тело действует несколько сил, то их общая работа равняется сумме всех работ, совершаемых над телом. Когда тело движется поступательно, точки приложения сил перемещаются одинаково, то есть общая работа всех сил будет равна работе равнодействующей приложенных сил.

Мощность

Определение 3

Мощностью называют работу силы, совершаемую в единицу времени.

Запись физической величины мощности, обозначаемой N, принимает вид отношения работы А к промежутку времени t совершаемой работы, то есть:

N=At.

Определение 4

Система СИ использует в качестве единицы мощности ватт (Вт). 1 Ватт — это мощность, которую совершает работу в 1 Дж за время 1 с.

Помимо Ватта, существуют и внесистемные единицы измерения мощности. Например, 1 лошадиная сила примерна равна 745 Ваттам.  

3.В каких единицах измеряются энергия, работа и мощность? Как эти величины связаны между собой и что они характеризуют? Что такое механический эквивалент теплоты?

За единицу мощности в Международной системе единиц (СИ) принимают мощность такого устройства, в котором за 1с преобразуется энергия, равная 1 Дж. Эта единица мощности названа ватт. За единицу работы в Международной системе Единиц (СИ) принята работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1м. Эту единицу называют джоуль. Энергия измеряется в тех же единицах, что и работа – в джоулях.

Энергия – это физическая величина, с помощью которой можно количественно охарактеризовать любое движение. Для характеристики изменения энергии взаимодействующих тел введена специальная физическая величина – работа. Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает. При совершении работы энергия тела изменяется; совершённая работа равна изменению энергии. Мощность называют скалярную физическую величину, характеризующую скорость преобразования энергии из одного вида в другой, или скорость совершения работы. Мощность показывает, какая работа совершается телом в единицу времени. Мощность – это скорость совершения работы. Она равна отношению работы к времени, за которое она совершена.

Механический эквивалент теплоты— количество работы, эквивалентное единице количества переданной в процессе теплообмена теплоты (калории или килокалории). Понятие механический эквивалент теплоты возникло в связи с тем, что исторически механическую работу и количество теплоты измеряли в разных единицах. С установлением эквивалентности механической работы и теплоты были осуществлены тщательные измерения механического эквивалента теплоты. Результаты измерений показали, что 1 кал = 4,185 Дж.

4.Как определяется возраст археологической находки, нашей планеты? Какие движения легли в основу календаря, какие календари используются?

Возраст археологической находки, нашей планеты определяется методом радиоактивного распада. Известно, что всё живое получает двуокись углерода из воздуха. Некоторая часть углерода является радиоактивной, и любой образец вещества, содержит эту же долю радиоактивного углерода. В детекторе «свежее » вещество даст 16 отсчётов/мин. на каждый грамм углерода, а за 5600 лет оно даст только 8 отсчётов/мин. на 1г и т.д. Измеряя скорость отсчётов для какого-то образца, можно вычислить, сколько лет прошло с того времени, когда данный кусок доски был живым деревом. Многие археологические находки «датированы» определённым количеством оставшегося в их веществе радиоактивного углерода. По нему можно определить возраст до 25000 лет. Можно заглянуть в прошлое нашей планеты по периоду полураспада элементов. За время полураспада половина любого вещества превращается в другой элемент, за следующий период полураспада — ещё половина и т.д.

История человеческой культуры тесно связана с календарём — системой упорядочного счёта времени. Основной предпосылкой появления календаря в древности было развитие связи трудовых процессов с ритмикой природы — сменой дня и ночи, фаз Луны, времён года и т.п., отсюда и необходимости измерять время. Первой естественной единицей меры времени были сутки, регулировавшие труд и отдых. Во II веке до н.э. Гиппарх ввёл понятие о начале весны, лета, осени и зимы, как о моментах вступления Солнца в соответствующий знак Зодиака Овна, Рака, Весов и Козерога. 5 тысяч лет назад в Египте была относительно совершенная система счёта времени. Их год имел 12 месяцев по 30 дней каждый, и дополнительных 5 дней, т.е. 365 дней. Ошибка была только в 0.25 суток, и потому начало года смещалось к всё более ранней дате. Было разработано для исправления этого правило високосов, добавляющее сутки раз в 4 года.

В странах Европы преобладающее значение получил солнечный юлианский календарь(старый стиль), пришедший из Древнего Рима и введённый там Юлием Цезарем в 46г. до н.э. В процессе уточнения юлианского появилсягригорианский календарь(новый стиль). Он был введён римским папой Григорием XIII с 15 октября 1582г. Это уточнение касалось только улучшения его внешней структуры — число високосов было уменьшено на 3. Годы столетий, число сотен которых не делится на 4,считаются простыми (1700,1800),а годы, у которых число сотен делится на 4 — високосными (1600,2000).

Разработка урока по теме:»Мощность.Единица мощности.» 7 класс | Методическая разработка по физике (7 класс) по теме:

Разработка медиаурока с компьютером

Тема урока: Мощность. Единицы мощности

Задачи урока:

Образовательная:

Сформировать у учащихся понятие «мощность», ввести единицу измерения мощности ;добиться усвоения связи между такими физическими величинами, как  мощность и работа, мощность и время.

 Развивающая:

Развивать умение мыслить логически, анализировать и делать выводы в процессе беседы. Прививать умение применять полученные знания в жизни. 

Воспитательная:

Воспитание внимательности учащихся, умения работать в коллективе, формирование научного мировоззрения.

Тип урока: комбинированный урок.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор.

 Методика использования компьютера

Компьютер в данном уроке используется, как инструмент для демонстраций и подразумевает использование мультимедиапроектора. Компьютерный класс не требуется.

Дидактическая структура урока

Этап

Время

Приемы и методы

Деятельность учащихся

1. Организационный этап.

2 мин

Вступительное слово учителя.

Задают вопросы по предыдущей теме. Слушают ответы.

2. Этап проверки подготовки к уроку.

7 мин

беседа с использованием мультимедийной презентации.

Отвечают на вопросы.

3. Ориентировочно-мотивационный этап.

2 мин

Создание проблемной ситуации: обнаружение явления, для описания которого необходимо введение новой физической величины.

Отвечают на вопросы учителя. Осознание проблемы

4. Этап изучения нового материала.

10 мин

Беседа с использованием мультимедийной презентации.

Записи в тетради основных понятий и формул

5. Этап первичного закрепления знаний.

10 мин

Решение  задачи, работа с таблицей «Мощности некоторых двигателей»,тест с использованием мультимедийной презентации.

Запись в тетради решения задачи. Разбор таблицы учебника. Ответы на вопросы теста. Оценка результатов работы

6. Рефлексивно-оценочный этап.

2 мин

Беседа.

Ответы на вопросы.

7. Домашнее задание

2 мин

Сообщение задания на дом

Запись д/з в дневники.

Конспект урока

I. Организационный этап( слайд 1)

II. Этап проверки подготовки к уроку (повторение материала, изученного на предыдущем уроке) ( слайд 2)

 Фронтальный опрос: 

1)Какие  условия необходимы для совершения механической работы?

2)От каких величин зависит механическая работа?

3)Как  вычислить  работу?

4)Что принято за единицу измерения работы в системе СИ

5) Дайте определение единицы работы 1 Дж.

6)В каких случаях работа силы: положительна, отрицательна, равна нулю?

III. Ориентировочно-мотивационный этап

Рассмотрите рисунок  и ответьте на вопросы ( слайд 3)

1) Одинаковую ли работу совершат человек и экскаватор когда роют траншею длина, ширина, глубина и траншей одинаковы)? Есть ли отличия в совершенной работе?

2) Одинаковую ли работу совершат лошадь и трактор при вспашке участка (длина, ширина  участков одинаковы?) Есть ли отличия в совершенной работе?

Вывод: на совершение одинаковой работы разным телам требуется различное время.

 Значит, необходимо ввести величину ,которая бы характеризовала быстроту выполнения работы.

Такая величина в  физике существует и называется она -мощность

Запишите в тетрадях число и тему урока (слайд 4).

IV. Этап изучения нового материала

Мощность показывает  быстроту совершения работы (слайд 5).

Мощностью называется величина, равная отношению совершённой работы А к промежутку времени t, за который она совершена. (слайд 6).

                                       

                                        РАБОТА                    N- мощность,    

           МОЩНОСТЬ = ——————  .            А- работа             N= А/t =FS/t=Fv  

                                        ВРЕМЯ                       t- время

Из формулы мощности можно выразить  работу и время. (слайд 7)

     Единица мощности в системе СИ: за  единицу мощности принимают такую мощность, при которой в 1с совершается работа в 1Дж.  Называется такая единица Ватт. (слайд 8)

                                                     

                                                     1Джоуль                      1Дж

                                    1Ватт= —————— .   1 Вт =  ——— .

                                                     1 секунда                     1с  

 В технике используются более крупные единицы мощности:  

киловатт (кВт): 1 кВт = 1000 Вт

 мегаватт (МВт): 1 МВт = 1000000 Вт

Существуют  также  дольные единицы:

милливатт(мВт):1 мВт=0,001Вт

Единица мощности названа в честь английского изобретателя Джеймса Уатта(слайд 9)

  А теперь давайте разберемся  какая связь существует между работой и мощностью;  работой и временем. Для этого используем слайд, на котором указаны мощности различных тел.

 Вывод:

— чем больше работа, тем больше мощность, если время одинаково;

— чем больше время, тем меньше мощность, если работы одинаковы.(слайд 10)

Мощности некоторых двигателей даны в учебнике, давайте посмотрим  (Работа с таблицей 5 на стр. 134 учебника «Мощность некоторых двигателей».)

– В каких единицах дана мощность двигателей в этой таблице?(в киловаттах)

— Мощность самолета Ан-2 равна 740 кВт.

Как вы это понимаете? (это значит, что за 1с двигатель самолета, в среднем,  совершает работу, равную 740 кДж)

– Как вы понимаете слова «мощность двигателя автомобиля меньше мощности ракеты носителя»?

V. Этап первичного закрепления знаний

задача(слайд 11)

Какую мощность  развивает скутер при равномерном  движении на первой скорости, равной 3,6 км/ч, если у него сила тяги 1 кН? (разбор на доске)

работа со слайдами (слайд 12-19)

VI. Рефлексивно-оценочный этап

Подведение итогов урока. Выставление оценок

VII. Домашнее задание(слайд 20)

§ 54, задачи № 661, 662

(из сборника задач Лукашика)

Литература(слайд 21)

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2005.
2. Марон А.Е. Физика. 7 класс: учебно-методическое пособие / А.Е Марон, Е.А. Марон. – М.: Дрофа, 2007.

«Мощность. Единицы мощности»

Конспект урока по физике на тему «Мощность. Единицы мощности»

 

Класс – 7

Цель занятия:Познакомить учащихся с мощностью как физической величиной, вывести формулу для её вычисления,усвоить связь между мощностью и работой, ввести единицу измерения мощности.

Задачи занятия:

Образовательные:

-Формирование у учащихся научногопонятия мощность;

— осмысление практической значимости, полезности приобретаемых знаний и умений;

-Закрепление умения учащихся работать с учебной литературой, таблицами;

Развивающие:

-Развитие познавательных умений: составление плана, наблюдение, привитие устойчивого интерес к предмету;

— Развитие мышления учащихся в результате логических учебных действий;

-Формирование умения анализировать новую информацию, выделять главное, делать выводы, видеть связи между физическими величинами;

-Развитие умения правильно высказывать мысли, опираясь на изученный материал, решать тренировочные задачи.

Воспитательные:

— Способствовать развитию умения анализировать свою деятельность и деятельность своих товарищей;

-Воспитаниепотребности у учащихся применять знания, полученные на уроках, уважительного отношения друг к другу, инициативности, уверенности в своих силах;

-Создание условий для повышения интереса к изучаемому материалу.

Тип урока: открытие новых знаний.

Форма урока — фронтальная, групповая, индивидуальная.

Оборудование: Компьютер, проектор, интерактивная доска, дидактический материал.

Используемые методы обучения:проблемный,  аналитический, сравнительный.

Планируемые образовательные результаты:

Личностные: развитие самостоятельности в приобретении новых знаний ипрактических умений; развитие у обучающихся умения оценивать результаты своей собственнойдеятельности.

Предметные: расширение представлений у обучающихся омеханической работе, формирование нового физического понятия мощность.

Основные термины, понятия: Механическая работа,мощность, единицымощности,лошадиная сила.

План проведения урока:

Этапы урока

Временная реализация

1.                  Организационный момент

1-2 мин.

2.                  Актуализация знаний

6мин.

3.                  Изучение нового материала

16 мин.

4.                  Первичная проверка понимания

5-6 мин

5.                   Первичное закрепление

9-10мин

6.  Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

4мин

7.       Домашнее задание

1 мин.

Этапы урока

I. Организационный момент.

Проверка готовности к уроку. Вступительное слово учителя: Тема нашего урока: «Мощность. Единицы мощности». Сегодня мы познакомимся сновой физической величиной,узнаем, что она характеризует, как её обозначают, в каких единицах измеряется. Эта тема расширит наши знания предыдущейважной для всей физики темы: «Механическая работа».

II. Актуализация знаний.

Повторение (фронтальный опрос).Этап подготовки к активной деятельности на основном этапе.

Фронтальная беседа по вопросам:

1.Что означает понятие работа в физике? Приведите примеры механической работы.

2.Какие два условия необходимы для совершения работы?

3.От каких двух величин и как зависит совершённая работа?

4.По какой формуле вычисляют механическую работу?

5.Что принимают за единицу работы? Дайте определение работы 1 Дж.

6.Какие ещё единицы работы используют на практике?

7.Когда совершается положительная работа?(если направление силы совпадает с направлением движения тела)

8.Когда приложенная сила совершает отрицательную работу? Приведите примеры. (если движение тела происходит в направлении, противоположном направлению силы, например, силы трения скольжения)

            В целях подготовки обучающихся к восприятию нового учебного материала разбираем следующие вопросы:

8. Какие физические величины называют векторными? Как их обозначают? Приведите примеры векторныхвеличин. (скорость, сила, вес)

9. Какие физические величины называют скалярными? Как их обозначают? Приведите примеры векторных величин. (путь, масса тела, время, плотность и др.)

10. По какой формуле вычисляют скорость? Что она характеризует?

III. Изучение нового материала.

Создание проблемной ситуации.

Рассмотрим пример №1

Допустим  надо на 10-й этаж дома поднять мешок цемента. Используя лифт,мы можем выполнить эту работу за несколько секунд.Однако человек, не используя возможности лифта, сгибаясь под тяжестью мешка с цементом, самостоятельно подниметсяна 10-й этаж по лестнице уже за несколько минут. В этихдвух случаях будет выполнена одна и та же работа, но за разное время. Почему же лифт делает её быстрее?

Пример №2

Один гектар земли лошадь может вспахать за 10-12 часов. Трактор К-700, оборудованный многолемешным плугом выполнит эту же работу за 40-50 минут. Почему же трактор выполняет её быстрее?

Пример №3

Большегрузный самосвал за один рейс завезёт на строительный участок 5 тонн гравия, а легковой автомобиль с прицепом выполнит эту же работу за 5-6 рейсов. Почему самосвал справляется с этой работой быстрее?

 Какой делаем вывод из этих примеров?

Вывод: на совершение одинаковой работы требуется различное время(большее или меньшее).

Следовательно,необходимо, ввести новую физическую величину, которая характеризовала бы быстроту выполнения работы. Это величина в физике и называется мощностью и обозначается буквой N.

Согласно определению,мощность равна отношению работы ко времени, за которое она была совершена т.е.

 

N= , где N – мощность, A- работа, t –время выполнения работы.

 

Таким образом, новая физическая величина характеризует быстродействие работы, является по сути скоростью выполнения работы.

Запомним. Работа — скалярная величина!

В каких же единицах измеряют мощность? Единица измерения мощности в системе «СИ» -1Вт (ватт). Так она названа в честьанглийского учёного Джеймса Уатта, создателя первой универсальной паровой машины.За единицу мощности принимают такую мощность, при которой в 1 с совершается работа в 1 Дж.

 

1 ватт = , или 1 Вт = 1 .

 

В технике широкоиспользуют дольные и кратные единицы мощности: милливатт (мВт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт).

1 мВт = 0,001 Вт                                               1 Вт = 0.000 001 МВт

1 кВт=1000 Вт                                                  1Вт = 0,001 кВт

1 МВт= 1 000 000 Вт                                        1 Вт = 1000 Вт

Часто в техпаспорте автомобиля мощность двигателя автомобиля указывают в лошадиных силах (л.с), причём в России и европейских странах:

1        л.с. = 735,5 Вт.

Лошадиная сила является внесистемной единицей мощности.

Формулу для мощности N = можно видоизменить. Если работу А заменим А= FS, то получим N =  .  Вспомним, что скорость v =  , тогда получим другую форму вычисления мощности A = F*V

IV. Первичная проверка понимания.

Задача №1 Мощность человека при нормальных условиях в среднем 80 Вт. Какую работу совершает человек, поднимаясь равномерно на   свой этаж дома за 1 минуту?

Задача №2Используя таблицу № 5 на стр.168 вашего учебника переведите мощность двигателя автомобиля «Волга» в лошадиные силы.

Задача №3Вертолет Ми-8 за 10с выполнил работу равную 22 МДж. Найдите мощность вертолета. (Сравните полученный ответ с таблицей № 5)

Задача №4  Заполните представленную таблицу мощностей:

Виды транспортных средств

Мощность

кВт

л.с

Мопед «Альфа»

?

7

Мотоцикл «Минск D4 125»

?

10,5

Трактор ДТ-75

75

?

Трактор «К-700»

220

?

 

V. Первичное закрепление.

1.Чему равна мощность? Формула для её вычисления. Единица мощности.

2.Для чего в физику введена новая физическая величина?

1) Разбор примера задачи из учебника на стр.167. Найти мощность потока воды, протекающей через плотину, если высота падения воды 25 м, а расход её 120 м3 в минуту.

Дано

Решение

h = 25 м

V= 120 м3

 =1000 3

g = 9,8 кг

m = V – масса падающей воды,      m =? (самостоятельно)

F= gm,        F =? (вычисляем самостоятельно)

A = Fh – работа, совершаемая потоком воды за одну минуту.

A=? (вычисляем самостоятельно)

Мощность потока: N = ;              N =? (самостоятельно)

N -?

Ответ: N=

 

Пример № 2. Насос поднимает воду массой 30 кг из подвала на второй этаж (7 м) за 10 мин. Вычислите мощность.

Дано

Решение

m = 30 кг

h = 7 м

t = 10 мин.

g =9,8 кг

 

 

600 с

 

N  = ;   но  А=F·S = F·h ;  где F=gm,

поэтому A = m gh, то естьN =

N =? (вычисляем самостоятельно)

N -?

 

Ответ: N= ?

 

 

Пример № 3 (№722 изсборника задач по физике для 7-9 классов Лукашик В.И. на стр.95

Дано

Решение

V = 27

N = 150 кВт

7,5

 

 

150 000

 

27  =  = 7,5;

 

N  =  отсюда  F =   ; 

 

F =? (вычисляем самостоятельно)

F-?

 

Ответ: F= ?

Далее учащимся предлагается выполнить самостоятельную работу по вариантам:

(приложение № 1)

VI. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

Дома: § 56, повторить § 55, Упр. 31 № 1-5; задачи № 721-723,724,желающим подготовитьсообщения   о Джеймсе Уатте и Джеймсе Джоуле, об историивозникновения лошадиной силы.

VII. Рефлексия

Подведение итогов

1.Какова была тема урока?

2.Какая проблема урока решена нами?

3.Что нового вы узнали на уроке?

4.Что вызвало затруднение? Что осталось непонятным? Что заинтересовало?

5.Анализ и оценка успешности достижения целей урока.

6. Выставление оценок за работу на уроке.

 

Мне урок понравился

 

Тема урока меня заинтересовала, и я постараюсь найти дополнительный материал

 

Урок был понятным

 

На уроке было скучно

 

На уроке я ничего не понял.

 

 

Список использованной литературы:

1. Перышкин А. В. Физика. 7 класс: Учебник для образовательных учреждений. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 2013 г.

2.Задачник «Сборник задач по физике для 7-9 классов» Лукашик В.И., Иванова Е.В., 17-е изд., М.: «Просвещение», 2011г.

3.http://www.fizika.ru — электронные учебники по физике.

4.http://class-fizika.narod.ru- интересные материалы к урокам физики по темам; тесты по темам; наглядные м/м пособия к урокам.

5. А. Е. Марон, Е. А. Марон Опорные конспекты и разноуровневые задания. К учебнику для общеобразовательных учебных заведений А. В. Перышкин «Физика. 7 класс» Санкт-Петербург 2009.

 

Приложение №1

Самостоятельная работа по теме: «Работа. Мощность»

Вариант -1
1. Плита железобетонного покрытия поднимается на высоту 6 м, и при этом совершается работа 108 кДж. Определите массу плиты.
2. Автокран поднял груз массой 2,5 т, совершив при этом работу 20 кДж. Определите высоту, на которую был поднят груз.
3. Лошадь тянет телегу, прилагая усилие 350 Н, и совершает за 1 минуту работу в 42 кДж. С какой скоростью движется лошадь?
4. Какую среднюю мощность развивает человек, поднимающий ведро воды массой 12 кг из колодца глубиной 10 м за 15 с?
5. Двигатель подъемной машины имеет мощность 4 кВт. Какой массы груз она может поднять на высоту 15 м за 2 мин?
6. Определите мощность ракеты в конце разгона, если достигнутая скорость 8 км/с, а сила тяги двигателей 300 кН.

Вариант -2

1. При подъеме из шахты, нагруженной углем бадьи массой 10,5 т произведена работа в 6400 кДж. Какова глубина шахты?

2. Определите работу, совершаемую насосом за 2 часа, если за 1 с он поднимает 10 л воды на высоту 2 м.

3. Определите, какая работа совершается при подъеме стальной балки длиной 50 дм и сечением 50 см2 на высоту 20 м?

4. Напорный бак водопровода находится на высоте 8 м над уровнем земли и вмещает 95 м3 воды. Рассчитайте работу, совершаемую насосом при заполнении этого бака, если подача воды производится из колодца глубиной 12 м?

5. Атомный ледокол, развивая среднюю мощность 32400 кВт, прошел во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола.

6. Определите мощность, которую должен развивать двигатель насоса, чтобы поднимать из колодца глубиной 15 м 1800 л воды в час?

 


 

Скачано с www.znanio.ru

Помогите пожалуйста с зачетом по физике. Тема «Работа.Мощность.Энергия.» : 1.Напишите формулу

Поперечное сечение проводника

Расстояние между двумя городами почтовый голубь пролетает при отсутствии ветра за t = 60 мин., а при встречном ветре за время t2 = 75 мин. За какое … время t1 голубь преодолеет это расстояние при попутном ветре?

ДАЮ 50 БАЛОВ. СРОЧНО!!!!!!На рисунке представлена вольт-амперная характеристика проводника.При каких напряжениях данный проводник можно считать линейн … ым элементом?0 В1 В2 В3 В4 В5 ВЧему равна мощность, выделяющаяся на проводнике, при напряжении 3 В? Ответ выразите в ваттах, округлите до десятых.

При каких напряжениях данный проводник можно считать линейным элементом?0 В1 В2 В3 В4 В5 ВЧему равна мощность, выделяющаяся на проводнике, при напряже … нии 3 В? Ответ выразите в ваттах, округлите до десятых.

ДАЮ 50 БАЛОВ!!!!!!!!! Из одинаковых компонентов собрали две схемы, как показано на рисунке. Параметры схем: U0=4 В, r=1 Ом. Сопротивления приборов: RA … =4 Ом, RV=1,6 кОм. Для каждой схемы, разделив показания вольтметра на показания амперметра, определяют сопротивление резистора R=UVIA. Поскольку приборы неидеальные, для первой и второй схемы получаются различные значения — R1 и R2 соответственно. R1 и R2 можно рассматривать как результат измерения R, полученный в каждом случае с разной степенью точности. Вычислите R1 и R2, предполагая, что истинное значение R равно 400 Ом. Ответы выразите в омах, округлите до целых чисел.

При температуре 12 °С относительная влажность воздуха была равна 77 %. Используя данные таблицы, определи, на сколько уменьшилась или увеличилась отно … сительная влажность воздуха, если температуру повысили до 17 °С. Ответ (округли до десятых): относительная влажность воздуха на %.

Определи массу паров воды в воздухе актового зала объёмом 62 м³ при температуре воздуха 23 °С и относительной влажности 55 %. Плотность насыщенного па … ра равна 17,3 гм3. Ответ (округли до десятых):

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!!Какие есть пословицы или поговорки, в которых упоминаются старинные меры длины, массы, объёма и т.п ???СРОЧНООО​

Фізика 8 клас, 100 балів (1 задача) Обов’язково з поясненням. Будь ласка, не копіюйте «вирішення» задачі на цьому сайті або в інших джерелах, якби ме … ні це було потрібно я б не запитував зараз. І поясніть якнайкраще

1)Турист вышел из кемпинга и направился в сторону станции со скоростью 4 км/через 1 час, поняв, что опаздывает, он побежал со скоростью 10 км/ч и ровн … о через 2 часа он был на станции. Какое расстояние от кемпинга до станции? (ответ дать в км) 2)Определить силу, действующую снаружи на иллюминатор подводной лодки, если давление воды p= 200 кПа, а его площадь s= 500 см2​

Механическая работа. Мощность. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

Механическая работа (А)

Физическая величина, характеризующая результат действия силы и численно равная скалярному произведению вектора силы и вектора перемещения, совершенного под действием этой силы.

A=Fscosα

A=Fscosα

Работа не совершается, если:

1.Сила действует, а тело не перемещается.

Например: мы действуем с силой на шкаф, но не можем сдвинуть.

2.Тело перемещается, а сила равна нулю или все силы скомпенсированы.

Например: при движении по инерции работа не совершается.

3. Угол между векторами силы и перемещения (мгновенной скорости) равен 900(cosα=0).

Например: центростремительная сила работу не совершает.

Если вектора силы и перемещения сонаправлены (α=00, cos0=1), то  A=Fs

Если вектора силы и перемещения направлены противоположно

(α=1800, cos1800 = -1), то A= -Fs  (например, работа силы сопротивления, трения).

Если угол между векторами силы и перемещения 00 < α < 1800, то работа положительна.

Если угол между векторами силы и перемещения 00 < α < 1800, то работа положительна.

Если на тело действует несколько сил, то полная работа (работа всех сил) равна работе результирующей силы.

 

Если тело движется не по прямой, то можно разбить все движение на бесконечно малые участки, которые можно считать прямолинейными, и просуммировать работы.

Графическое представление работы.

 

 

Рассмотрим движение тела под действием постоянной силы вдоль прямой Ох. График зависимости силы от координаты изображен на рисунке.

Площадь заштрихованного прямоугольника на рисунке численно равна работе силы Fпри перемещении из точки х1 в точку х2.

 

 Если сила меняется с расстоянием (координатой), то необходимо разбить все движение на такие малые участки, на которых силу можно считать неизменной, сосчитать работы на каждом элементарном участке пути, и сложить все элементарные работы. Таким образом: работа численно равна площади фигуры под графиком зависимости силы от координаты  F(x).

Единицы работы.

 

В международной системе единиц (СИ):

[А] = Дж = Н • м

Механическая работа равна одному джоулю, если под действием силы в 1 Н оно перемещается на 1 м в направлении действия этой силы.

1Дж = 1Н • 1м

Мощность

Мощность — физическая величина, характеризующая скорость совершения работы и численно равная отношению работы к интервалу времени, за который эта работа совершена.

Мощность показывает, какая  работа совершается за единицу времени.

 

Единицы мощности

В международной системе единиц (СИ):  

Мощность равна одному ватту, если за 1 с совершается работа 1 Дж.

1 л.с. (лошадиная сила) ≈ 735 Вт

Дозы излучения и единицы измерения

5. Дозы излучения и единицы измерения

Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже в таблице 10 дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.

Таблица 10.

Основные радиологические величины и единицы

Величина Наименование и обозначение
единицы измерения
Соотношения между
единицами
ВнесистемныеСи
Активность нуклида, АКюри (Ки, Ci)Беккерель (Бк, Bq)1 Ки = 3.7·1010Бк
1 Бк = 1 расп/с
1 Бк=2.7·10-11Ки
Экспозицион-
ная доза, X
Рентген (Р, R)Кулон/кг
(Кл/кг, C/kg)
1 Р=2.58·10-4 Кл/кг
1 Кл/кг=3.88·103 Р
Поглощенная доза, DРад (рад, rad)Грей (Гр, Gy)1 рад-10-2 Гр
1 Гр=1 Дж/кг
Эквивалентная доза, НБэр (бэр, rem)Зиверт (Зв, Sv)1 бэр=10-2 Зв
1 Зв=100 бэр
Интегральная доза излученияРад-грамм (рад·г, rad·g)Грей- кг (Гр·кг, Gy·kg)1 рад·г=10-5 Гр·кг
1 Гр·кг=105 рад·г

    Для описания влияния ионизирующих излучений на вещество используются следующие понятия и единицы измерения :
    Активность радионуклида в источнике (А). Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

A = dN/dt

   Единица активности в системе СИ — Беккерель (Бк).
    Внесистемная единица — Кюри (Ки).

    Число радиоактивных ядер N(t) данного изотопа уменьшается со временем по закону:

N(t) = N0 exp(-tln2/T1/2) = N0 exp(-0.693t /T1/2)

    где N0 — число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, Т1/2 -период полураспада — время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.
    Массу m радионуклида активностью А можно рассчитать по формуле :

m = 2.4·10-24 ×M ×T1/2× A,  

   где М — массовое число радионуклида, А — активность в Беккерелях, T1/2 — период полураспада в секундах. Масса получается в граммах.
    Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц :

X = dQ/dm

   Единица экспозиционной дозы — Рентген (Р). Рентген — это экспозиционная доза рентгеновского и
-излучения, создающая в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р
    соответствует 2.08·109 пар ионов (2.08·109 = 1/(4.8·10-10)). Если принять среднюю энергию образования 1 пары ионов в воздухе равной 33.85 эВ, то при экспозиционной дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная :
    (2.08·109)·33.85·(1.6·10-12) = 0.113 эрг,
    а одному грамму воздуха :
    0.113/возд= 0.113/0.001293 = 87.3 эрг.
    Поглощение энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.
    Поглощенная доза (D) — основная дозиметрическая величина. Она равна отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме :

D = dE/dm

    Единица поглощенной дозы — Грей (Гр). Внесистемная единица Рад определялась как поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества.
    Эквивалентная доза (Н). Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы Dr, созданной облучением — r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель wr (называемый еще — коэффициент качества излучения)
(таблица 11).

   Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).

Таблица 11.

Весовые множители излучения

Вид излучения и диапазон энергий

Весовой множитель

Фотоны всех энергий

1

Электроны и мюоны всех энергий

1

Нейтроны с энергией < 10 КэВ

5

Нейтроны от 10 до 100 КэВ

10

Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ

20

Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ

10

Нейтроны > 20 МэВ

5

Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи)

5

альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра

20

   Влияние облучения носит неравномерный характер. Для оценки ущерба здоровью человека за счет различного характера влияния облучения на разные органы (в условиях равномерного облучения всего тела) введено понятие эффективной эквивалентной дозы Еэфф применяемое при оценке возможных стохастических эффектов — злокачественных новообразований.
    Эффективная доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах и тканях:

   где wt — тканевый весовой множитель (таблица 12), а Ht -эквивалентная доза, поглощенная в
ткани — t. Единица эффективной эквивалентной дозы — Зиверт.

Таблица 12.

Значения тканевых весовых множителей wt   для различных органов и тканей.

Ткань или органwtТкань или органwt
Половые железы0.20Печень0.05
Красный костный мозг0.12Пищевод0.05
Толстый кишечник0.12Щитовидная железа0.05
Легкие0.12Кожа0.01
Желудок0.12Поверхность костей0.01
Мочевой пузырь0.05Остальные органы0.05
Молочные железы0.05  

    Коллективная эффективная эквивалентная доза. Для оценки ущерба здоровью персонала и населения от стохастических эффектов, вызванных действием ионизирующих излучений, используют коллективную эффективную эквивалентную дозу S, определяемую как:

где N(E) — число лиц, получивших индивидуальную эффективную эквивалентную дозу Е. Единицей S является человеко-Зиверт
(чел-Зв).
   Радионуклиды — радиоактивные атомы с данным массовым числом и атомным номером, а для изомерных атомов — и с данным определенным энергетическим состоянием атомного ядра. Радионуклиды
(и нерадиоактивные нуклиды) элемента иначе называют его изотопами.
    Помимо названных выше величин для сравнения степени радиационного повреждения вещества при воздействии на него различных ионизирующих частиц с разной энергией используется также величина линейной передачи энергии (ЛПЭ), определяемая соотношением :

 

где — средняя энергия, локально переданная среде ионизирующей частицей вследствие столкновений на элементарном пути dl.
   Пороговая энергия обычно относится к энергии электрона. Если в акте столкновения первичная заряженная частица образует -электрон с энергией больше , то эта энергия не включается в значение dE, и -электроны с энергией больше рассматриваются как самостоятельные первичные частицы.
    Выбор пороговой энергии является произвольным и зависит от конкретных условий.
    Из определения следует, что линейная передача энергии является некоторым аналогом тормозной способности вещества. Однако между этими величинами есть различие. Заключается оно в следующем:
    1. ЛПЭ не включает энергию, преобразованную в фотоны, т.е. радиационные потери.
    2. При заданном пороге   ЛПЭ не включает в себя кинетическую энергию частиц, превышающую .
    Величины ЛПЭ и тормозной способности совпадают, если можно пренебречь потерями на тормозное излучение и

Таблица 13.

Средние значения величины линейной передачи энергии L и
пробега R для электронов, протонов и альфа-частиц в мягкой ткани.
ЧастицаЕ, МэВL, кэВ/мкмR, мкм
Электрон0.012.31
0.10.42180
1.00.255000
Протон0.1903
2.01680
5.08350
100.041400
α-частица0.12601
5.09535

   По величине линейной передачи энергии можно определить весовой множитель данного вида излучения (таблица 14)

Таблица 14.

Зависимость весового множителя излучения wr от линейной
передачи энергии ионизирующего излучения L для воды.
L, кэВ/мкм< 3/572353> 175
wr1251020
Предельно допустимые дозы облучения

По отношению к облучению население делится на 3 категории.
    Категория А   облучаемых лиц или персонал (профессиональные работники) — лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.
    Категория Б   облучаемых лиц или ограниченная часть населения — лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию ионизирующих излучений.
   Категория В   облучаемых лиц или население — население страны, республики, края или области.
    Для категории А вводятся предельно допустимые дозы -наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Для категории Б определяется предел дозы.
    Устанавливается три группы критических органов:
    1 группа — все тело, гонады и красный костный мозг.
    2 группа — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам.
    3 группа — кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.
    Дозовые пределы облучения для разных категорий лиц даны в таблице 15.

Таблица 15.

Дозовые пределы внешнего и внутреннего облучения (бэр/год).

Категории лиц

Группы критических органов
123
Категория А, предельно допустимая доза (ПДД)51530
Категория Б, предел дозы(ПД)0.51.53

    Помимо основных дозовых пределов для оценки влияния излучения используют производные нормативы и контрольные уровни. Нормативы рассчитаны с учетом непревышения дозовых пределов ПДД (предельно допустимая доза) и ПД (предел дозы). Расчет допустимого содержания радионуклида в организме проводят с учетом его радиотоксичности и непревышения ПДД в критическом органе. Контрольные уровни должны обеспечивать такие низкие уровни облучения, какие можно достичь при соблюдении основных дозовых пределов.
    Для категории А (персонала) установлены:
    —     предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;
    —     допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДСА;
    —     допустимая мощность дозы излучения ДМДА;
    —     допустимая плотность потока частиц ДППА;
    —     допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида в воздухе рабочей зоны ДКА;
    —     допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗА .
    Для категории Б (ограниченной части населения) установлены:
    —    предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания или пищеварения;
    —     допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида ДКБ в атмосферном воздухе и воде;
    —     допустимая мощность дозы ДМДБ;
    —     допустимая плотность потока частиц ДППБ;
    —     допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхностей ДЗБ .
    Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в
«Нормах радиационной безопасности».

Где и какие дозы мы можем получит? Примеры.

Мощность | Безграничная физика

Что такое мощность?

В физике мощность — это скорость выполнения работы — количество энергии, потребляемой в единицу времени.

Цели обучения

Связать мощность с передачей, использованием и преобразованием различных видов энергии

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Мощность означает, что энергия передается, возможно, меняя форму.
  • Передача энергии может использоваться для выполнения работы, поэтому мощность — это также скорость, с которой эта работа выполняется.
  • Единица мощности — джоуль в секунду (Дж / с), известный как ватт.
Ключевые термины
  • мощность : показатель скорости выполнения работы или передачи энергии.
  • ватт : В Международной системе единиц производная единица мощности; мощность системы, в которой один джоуль энергии передается в секунду.

В физике мощность — это скорость выполнения работы. Это количество энергии, потребляемой в единицу времени.Единица мощности — джоуль в секунду (Дж / с), известный как ватт (в честь Джеймса Ватта, разработчика паровой машины восемнадцатого века). Например, скорость, с которой лампочка преобразует электрическую энергию в тепло и свет, измеряется в ваттах (Вт) — чем больше мощность, тем больше мощность или, что эквивалентно, больше электроэнергии используется в единицу времени.

Power : Краткий обзор силы в курсе физики на основе алгебры.

Передача энергии может использоваться для выполнения работы, поэтому мощность также является скоростью, с которой эта работа выполняется.Один и тот же объем работы выполняется при переносе груза по лестнице, идет ли человек, несущий его, или бежит, но во время бега расходуется больше энергии, потому что работа выполняется за более короткий промежуток времени. Выходная мощность электродвигателя — это произведение крутящего момента, создаваемого двигателем, и угловой скорости его выходного вала. Мощность, затрачиваемая на движение транспортного средства, является произведением тягового усилия колес и скорости транспортного средства.

Примеры силы ограничены только воображением, потому что видов столько же, сколько форм работы и энергии.Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, имеет максимальную мощность около 1,3 киловатт на квадратный метр (кВт / м 2 ). Крошечная часть этого сохраняется на Земле в течение длительного времени. Наш уровень потребления ископаемого топлива намного превышает скорость его хранения, поэтому они неизбежно будут исчерпаны. Сила подразумевает, что энергия передается, возможно, меняя форму. Невозможно полностью преобразовать одну форму в другую, не потеряв часть ее в виде тепловой энергии. Например, лампа накаливания мощностью 60 Вт преобразует в свет всего 5 Вт электроэнергии, а 55 Вт рассеивается в тепловую энергию.Кроме того, обычная электростанция преобразует в электричество только 35-40 процентов топлива. Остаток превращается в огромное количество тепловой энергии, которая должна быть распределена в виде теплопередачи так же быстро, как и возникнет. Электростанция, работающая на угле, может производить 1000 мегаватт; 1 мегаватт (МВт) — это 106 Вт электроэнергии. Но электростанция потребляет химическую энергию в размере около 2500 МВт, обеспечивая передачу тепла в окружающую среду в размере 1500 МВт.

Угольная электростанция : Огромное количество электроэнергии вырабатывается угольными электростанциями, такими как эта в Китае, но еще большее количество энергии идет на передачу тепла в окружающую среду.Большие градирни здесь необходимы для быстрой передачи тепла по мере его производства. Передача тепла характерна не только для угольных электростанций, но является неизбежным следствием выработки электроэнергии из любого топлива — ядерного, угля, нефти, природного газа и т.п.

Люди: работа, энергия и сила

Человеческое тело преобразует энергию, хранящуюся в пище, в работу, тепловую энергию и / или химическую энергию, которая хранится в жировой ткани.

Цели обучения

Определите, какие факторы играют роль в скорости основного обмена (BMR)

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Скорость, с которой организм использует пищу для поддержания жизни и выполнения различных действий, называется скоростью метаболизма, а соответствующая скорость в состоянии покоя называется базовой скоростью метаболизма (BMR).
  • Энергия, входящая в базальную скорость метаболизма, распределяется между различными системами организма, наибольшая часть идет в печень и селезенку, а затем в мозг.
  • Около 75% пищевых калорий используется для поддержания основных функций организма, включенных в базовую скорость метаболизма.
  • Работа, выполняемая человеком, иногда называется полезной работой, то есть работа, выполняемая во внешнем мире, например поднятие тяжестей.
  • Потребление энергии людьми во время различных видов деятельности может быть определено путем измерения потребления ими кислорода, потому что пищеварительный процесс — это в основном процесс окисления пищи.
Ключевые термины
  • основной уровень метаболизма : Количество энергии, израсходованной в состоянии покоя в нейтрально умеренной среде, в состоянии после поглощения.

Люди: работа, энергия и сила

Наши тела, как и все живые организмы, являются машинами преобразования энергии. Сохранение энергии подразумевает, что химическая энергия, хранящаяся в пище, преобразуется в работу, тепловую энергию или сохраняется в виде химической энергии в жировой ткани, как показано на.Энергия, потребляемая людьми, преобразуется в работу, тепловую энергию и накопленный жир. Безусловно, самая большая часть идет на тепловую энергию, хотя эта доля варьируется в зависимости от типа физической активности. Доля каждой формы зависит как от того, сколько мы едим, так и от уровня нашей физической активности. Если мы едим больше, чем необходимо для работы и согреваемости, остаток переходит в жировые отложения.

Преобразование энергии у людей : Энергия, потребляемая людьми, преобразуется в работу, тепловую энергию и накопленный жир.Безусловно, самая большая часть идет на тепловую энергию, хотя эта доля варьируется в зависимости от типа физической активности.

Функции, требующие энергии

Все функции организма, от мышления до подъема тяжестей, требуют энергии. Многие мелкие мышечные движения, сопровождающие любую спокойную деятельность, от сна до чесания головы, в конечном итоге превращаются в тепловую энергию, как и менее заметные мышечные действия сердца, легких и пищеварительного тракта. По сути, дрожь — это непроизвольная реакция на низкую температуру тела, при которой мышцы сталкиваются друг с другом, вырабатывая тепловую энергию в теле (и не выполняя никакой работы).Почки и печень потребляют удивительное количество энергии, но самым большим сюрпризом является то, что целых 25% всей энергии, потребляемой организмом, используется для поддержания электрических потенциалов во всех живых клетках. (Нервные клетки используют этот электрический потенциал в нервных импульсах.) Эта биоэлектрическая энергия в конечном итоге становится в основном тепловой энергией, но некоторая часть используется для питания химических процессов, таких как в почках и печени, а также при производстве жира.

Базальный уровень метаболизма

Скорость, с которой организм использует энергию пищи для поддержания жизни и выполнения различных действий, называется скоростью метаболизма.Общая скорость преобразования энергии человека в состоянии покоя называется скоростью основного обмена (BMR) и распределяется между различными системами в организме. Самая большая часть идет в печень и селезенку, а затем в мозг. Конечно, во время интенсивных упражнений потребление энергии скелетными мышцами и сердцем заметно возрастает. Около 75% калорий, сжигаемых за день, идет на эти основные функции. BMR — это функция возраста, пола, общей массы тела и количества мышечной массы (которая сжигает больше калорий, чем телесный жир).Благодаря этому последнему фактору у спортсменов больше BMR.

Полезные работы

Работа, выполняемая человеком, иногда называется полезной работой, то есть работа, выполняемая во внешнем мире, например поднятие тяжестей. Для полезной работы требуется сила, прилагаемая на расстоянии к внешнему миру, и поэтому она исключает внутреннюю работу, например, выполняемую сердцем при перекачивании крови. Полезная работа включает в себя подъем по лестнице или ускорение до полного разбега, потому что это достигается за счет приложения сил к внешнему миру.Силы, прикладываемые телом, неконсервативны, поэтому они могут изменять механическую энергию (KE + PE) системы, над которой работает, и это часто является целью.

Например, какова выходная мощность женщины весом 60,0 кг, которая преодолевает лестничный марш высотой 3,00 м за 3,50 с, начиная с состояния покоя, но имея конечную скорость 2,00 м / с ?.

Женщина, бегущая по лестнице : Когда эта женщина бежит наверх, начиная с отдыха, она преобразует химическую энергию, исходную из пищи, в кинетическую энергию и гравитационную потенциальную энергию.2) (3.00 \ mathrm {\ text {m}})} {(3.50 \ mathrm {\ text {s}})} \ & = & \ frac {120 \ mathrm {\ text {J}} + 1764 \ mathrm {\ text {J}}} {3.50 \ mathrm {\ text {s}}} \ & = & 538 \ mathrm {\ text {W}} \ end {eqnarray} [/ latex]

Женщина выполняет 1764 Дж работы, чтобы подняться по лестнице, по сравнению со всего лишь 120 Дж, чтобы увеличить свою кинетическую энергию; таким образом, большая часть ее мощности требуется для подъема, а не для ускорения.

Потребление энергии прямо пропорционально потреблению кислорода, потому что пищеварительный процесс — это в основном процесс окисления пищи.Мы можем измерить энергию, которую люди используют во время различных видов деятельности, измеряя их потребление кислорода. Приблизительно 20 кДж энергии вырабатывается на каждый литр потребляемого кислорода, независимо от типа пищи.

Объяснение

Power vs Energy — Устранение путаницы

Роб Льюис

«Я сел на диету и потерял 15 лошадиных сил».

«Я залил бензобак своей машины. Потребовалось 20 вольт ».

Большинство людей сочло бы эти утверждения бессмыслицей.В конце концов, кажется очевидным, что вес измеряется не в лошадиных силах, а количество жидкости не измеряется в вольтах. В обоих случаях динамик ошибся в единицах измерения .

Хотя эти ошибки могут быть абсурдными, в области производства и хранения энергии подобные ошибки совершаются постоянно, и, кажется, никто их не замечает. Основная проблема — смешение двух связанных, но разных физических величин: энергии, и энергии, . Это не одно и то же! Если вы прочитаете и поймете эту статью, вы узнаете больше о разнице, чем многие репортеры, и когда вы услышите, что новая ветряная электростанция будет вырабатывать «250 мегаватт в год», вы поймете, что что-то не так!

Так что же такое энергия?

Хотя у всех нас есть смутное представление о том, что такое энергия, полезно знать точное определение.Проще говоря, энергия — способность выполнять работу — . В физике работа — это действие приложения силы на расстояние . Переместить диван через комнату или поднять ручную кладь в верхний отсек самолета — это тоже работа. (С другой стороны, просто стоять с чемоданом над головой может утомить вас, но технически это не работает, потому что вы фактически не перемещаете багаж.)

Итак, мы можем сказать, что энергия — это то, что позволяет двигать вещи.Это может быть машина, едущая по шоссе, кусок хлеба на тестомесильной доске или электрон в нити накаливания лампочки. Раздвигать эти вещи — это работа, и для этого требуется энергия. Если мы знаем силу силы, которая нам нужна, чтобы переместить объект, и расстояние, на которое мы собираемся его переместить, мы можем рассчитать количество энергии, которое нам понадобится.

Существует несколько различных единиц измерения энергии: джоули, БТЕ, ньютон-метры и даже калории. Когда мы говорим об электроэнергии, наиболее распространенной единицей является ватт-час .Один ватт электроэнергии, поддерживаемой в течение одного часа, равен одному ватт-часу энергии. Тысяча из них — это киловатт-час (кВтч), и обратите внимание, что тысяча ватт за один час или один ватт за тысячу часов оба равны одному кВтч. У них одинаковое количество энергии.

Работает быстрее = больше мощности

Вы видели, как я вставил термин «сила» в последний абзац? Вот критическое различие между ним и энергией: хотя энергия измеряет общее количество выполненной работы , она не говорит о том, как быстро вы можете выполнить работу.Вы могли бы перемещать груженый полуприцеп через всю страну с двигателем газонокосилки, если бы вам было все равно, сколько времени это займет. При прочих равных условиях крошечный двигатель выполнял бы тот же объем работы, что и большой грузовик. И он будет производить такое же количество энергии и сжигать такое же количество топлива. Но у более мощного двигателя больше мощности, поэтому он может выполнять работу быстрее. Мощность определяется как скорость производства или потребления энергии . Повторите это десять раз: «Сила и энергия — это не одно и то же! Мощность — это энергия в единицу времени.”

Стандартная единица электрической мощности — ватт, который определяется как — ток в один ампер, вызванный напряжением в один вольт . Проще говоря, вольт x ампер = ватт (есть сложности, если мы говорим об переменном токе, но мы пока проигнорируем это). В США стандартная настенная розетка выдает 120 вольт. Если вы подключите лампочку и обнаружите, что через нее протекает ток в ½ ампер, вы знаете, что мощность, потребляемая лампочкой, составляет (120) x (½), или 60 Вт.

Вот и хватит власти. Сколько энергии потребляет лампа? Это зависит от того, как долго мы оставим его гореть. 60-ваттная лампочка, горящая в течение одного часа, потребляет 60 ватт-часов энергии. Десять лампочек, горящих в течение десяти часов, потребляли бы 10 x 60 x 10, или 6000 ватт-часов, что мы можем более удобно записать как 6 кВтч. Тысячи домашних хозяйств, которые все это делают, потребляли бы 6000 кВтч, что равняется 6 мегаватт-часам или 6 МВтч (поскольку 1000000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт).

Итак, при измерениях электрической энергии нужно всегда помнить о «часах».«Просто нет смысла говорить, что электростанция может вырабатывать столько« мегаватт в год ». Вероятно, они имеют в виду «мегаватт-часы в год».

Ну, погоди. Разве «мегаватт-часы в год» не соответствуют нашему определению мощности ? Это энергия (мегаватт-часы) в единицу времени (годы). Совершенно верно! Так что, вместо того, чтобы писать «мегаватт-часы в год», не было бы проще просто оценить мощность электростанции в ваттах? Действительно было бы. А поскольку в среднем в году 8 766 часов, мы можем преобразовать «МВтч / год» в просто «МВт», разделив на это число.Это говорит нам о том, что наша гипотетическая ветряная электростанция, производящая 250 МВтч / год, вырабатывает электроэнергию со средней скоростью 250 ÷ 8766, или 0,0285 МВт, что равно 28,5 кВт.

Уведомление Я сказал: « средняя ставка ». Когда ветер не дует, мощность производства, конечно же, равна нулю. Таким образом, чтобы в среднем вырабатывать 28,5 кВт, ветряная электростанция должна иногда производить значительно больше. Это приводит к другому важному параметру, называемому «пиковая выходная мощность»: максимум, который ветряные турбины могут производить в идеальных условиях.Для нашей установки мощностью 28,5 (средней) кВт пиковая мощность может составлять 50 кВт или более.

Солнечные электростанции, конечно, имеют аналогичные соображения: нулевая мощность в ночное время и пиковая мощность, как правило, в полдень в летнее время. Но если вы усредните это значение за год, вы получите среднюю мощность в киловаттах или мегаваттах.

Накопитель энергии: как ватт, так и ватт-час

Большая часть дискуссий о чистой энергии касается способов ее хранения для тех времен, когда не дует ветер или не светит солнце.Без эффективного хранения мы вынуждены полагаться на обычные электростанции в эти периоды.

Под накоплением энергии обычно подразумеваются батареи, но есть и другие способы, например, гидроаккумуляция и расплавленная соль. Но какой бы ни была технология, есть два интересных параметра производительности:

.
  1. Сколько всего энергии может хранить система? (Думаю, ватт-часы)
  2. Какую мощность он может выдать в любой момент? (Думаю, ватты)

Полезность системы хранения зависит от обоих этих величин.Система, в которой хранится огромное количество энергии, не была бы очень полезной, если бы могла возвращать эту энергию только по несколько ватт за раз. А система, достаточно мощная, чтобы осветить целый город, не годилась бы, если бы ее батареи разрядились через несколько минут.

Мораль этой истории: системы хранения должны быть способны хранить достаточно энергии, чтобы выдержать периоды «отключения электроэнергии», и они должны иметь возможность доставлять эту энергию достаточно быстро, чтобы соответствовать электрической нагрузке. Если вы знаете как емкость накопителя энергии (скажем, в мегаватт-часах), так и выходную мощность (скажем, мегаватты), вы можете просто разделить эти числа, чтобы определить, на сколько хватит резервного питания.Например, хранилище мощностью 20 мегаватт-часов, выдающее мощность на уровне 2 мегаватт, будет работать в течение 20 ÷ 2, или 10 часов при полной зарядке.

Заключение

Люди часто используют слова «сила» и «энергия» как синонимы. Но теперь вы знаете разницу: энергия — это общий объем проделанной работы, а мощность — это то, насколько быстро вы можете ее сделать. Другими словами, мощность — это энергия в единицу времени. Мощность ватт. Энергия — ватт-часы.

Изображение: электричество через Shutterstock


Есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Калькулятор преобразования единиц МОЩНОСТИ

Осторожно
Точность этих значений НЕ дается никаких гарантий.
И их следует сверить с каким-нибудь другим источником.
МОЩНОСТЬ
Мощность — это мера скорости выполнения работы (или использования энергии) по отношению ко времени. Единица измерения мощности в системе СИ — это ватт [символ Вт], который соответствует скорости 1 джоуль в секунду.
Что это значит?
Представьте себе ведро с водой, поднимаемое из колодца глубиной 40 метров. Вода весит 1 кг. Это эквивалентно силе примерно в 9,8 ньютона (пусть это будет проще, назовите это 10). Работа, которая должна быть выполнена (или энергия, необходимая), чтобы поднять эту воду на эту высоту, определяется как
Работа = Сила × пройденное расстояние
В данном случае это 10 ньютонов × 40 метров = 400 джоулей
Итак, 400 джоулей энергия необходима, и ничто не может этого изменить.
Что можно изменить, так это время, затрачиваемое на выполнение такого объема работы или передачу такого количества энергии.Это можно сделать за 1 секунду (по крайней мере, теоретически!), Или за 1 час, или за 1 день, или за любую другую единицу времени.
Для выполнения за 1 секунду требуется мощность 400 Вт (= 400 джоулей / сек).
Для выполнения за 1 час требуется мощность около 0,111 Вт (= 400 Дж / 3600 сек).
Примечание: потребляемая мощность × затраченное время должно составлять 400 джоулей.
Другими словами.
В литре бензина содержится около 33 000 килоджоулей энергии, а автомобиль, движущийся со скоростью 50 километров в час, может использовать 1 литр бензина примерно за 10 минут.
Это мощность 55 кВт (или около 70 лошадиных сил). Конечно, из-за неэффективности системы только около 25% из этого фактически доставляется на колеса. (К сожалению!)
Тогда как если бы 1 литр бензина был сожжен всего за 1 секунду, как при взрыве, то он произвел бы 33 000 кВт мощности (более 44 000 лошадиных сил).
Между прочим, КПД почти 100%!
Ватт назван в честь Джеймса Ватта, шотландского инженера (1736-1819). По иронии судьбы, он сам разработал свою собственную единицу силы.В 1783 году он обнаружил, что «сильная» лошадь может поднять массу в 150 фунтов на высоту 4 фута за 1 секунду. Исходя из этого, он определил 1 лошадиную силу как скорость работы 550 фунт-сила-футов в секунду.
Осторожно
Некоторые из названных здесь единиц имеют более одного определения!
Во-первых, это калории (и килокалории), британские тепловые единицы (и термы).
Обычно значения, используемые в этом калькуляторе, подходят для большинства целей, но для очень точной работы необходимо соблюдать осторожность.

Power — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

Введение

Мощность — это скорость выполнения работы или скорость, с которой энергия передается из одного места в другое или преобразуется из одного типа в другой.

P = Fv cos θ P = F · v
Сила некоторых вещей
мощность (Вт) устройство, событие, явление
гамма-всплеск
3.6 × 10 39 типичный квазар
3,6 × 10 26 Солнце
1,25 × 10 15 Самый мощный лазер, 1999 г. (Петаватт)
1,07 × 10 15 самый мощный лазер, 2017 г. (LFEX)
1,3 × 10 13 общее потребление человеком, мировое
3,2 × 10 12 общее потребление человеком, США
1.2 × 10 10 Космический шаттл при запуске
10 9 ~ 10 10 крупная коммерческая электростанция
4,700,000 самый мощный тепловоз (GE AC6000 CW)
2 610 000 Самый мощный грузовик (Komatsu 980E ‑ 4)
1,800,000 Самый мощный радиопередатчик (VLF Cutler, Maine)
1,550,000 Самый мощный автомобиль (Араш АФ10)
10 000 Паровая машина Ватта 1778 г.
746 1 л.с.
100 человек, в среднем
1 1 ватт
0.293 1 БТЕ / ч
10 −5 человек, звуки, издаваемые при нормальной речи

шт.

Исходя из основного определения…

любые единицы работы (или энергии) и время могут быть использованы для выработки единицы мощности. В Международной системе для этого используются джоули [Дж] и секунды [с] соответственно.



Вт = Дж

с

Джоуль в секунду называется ватт [Вт] в честь шотландского инженера-механика Джеймса Ватта.Ватт наиболее известен тем, что изобрел улучшенный паровой двигатель примерно в 1770 году, и немного менее известен тем, что вскоре после этого изобрел концепцию мощности. Мощность была новым способом сравнить его двигатели с машинами, которые они должны были заменить — лошадьми. (Подробнее об этом позже.)

Вт не думали бы о мощности так же, как мы сегодня. Концепция энергии была изобретена только после его смерти. Для него сила была продуктом силы и скорости.

P = Fv

Единицы измерения, конечно же, работают точно так же в системе СИ.Напомним, что джоуль — это произведение ньютона на метр.



Вт = Дж = Н м = Н м / с

с с

Но, конечно, Ватт не использовал систему СИ или даже ее предшественницу, метрическую систему. До 1795 года не было килограммов. Ньютон не становился единицей до 1948 года. Когда Ватт был жив, в мире единиц не было джоулей, потому что, по сути, в мире людей не было джоулей.(Джеймсу Джоулю было восемь месяцев, когда умер Джеймс Ватт.)

Джеймс Ватт использовал фунты для силы и различные английские единицы для скорости — дюймы в секунду, футы в минуту, мили в час и т. Д.

  • Киловатт-час — это единица энергии, используемая коммунальными предприятиями.
  • Британские тепловые единицы в час (часто ошибочно сокращается до британских тепловых единиц) — это единица измерения мощности, используемая в сфере отопления, вентиляции и охлаждения (HVAC).
  • Лошадиная сила — это единица мощности, достаточная для подъема 33000 фунтов на 1 фут каждую 1 минуту (550 фунтов, 1 фут, 1 секунду), что эквивалентно примерно 745.70 Вт
  • https://www.google.com/search?q=33000+lbf*1+foot/1+minute

лошадиных сил и

лошадиных сил

Джеймс Ватт был шотландским инженером-механиком, наиболее известным своими усовершенствованиями в конструкции паровых двигателей. Хотя считается, что Томас Ньюкомен изобрел паровой двигатель примерно в 1698 году, усовершенствованная конструкция Ватта, запатентованная в 1769 году, стала отраслевым стандартом, приведшим в действие Промышленную революцию в Великобритании и других странах.

Один из первых коммерческих двигателей, построенных Уаттом, был продан медному руднику в Корнуолле, регионе Англии, где уголь был дорогим.Ватт руководил строительством специально построенных паровых двигателей на шахтах, а затем взимал лицензионный сбор, равный доле денег, сэкономленных за счет перехода на его улучшенную конструкцию.

Двигатели

Newcomen и Watt являются примерами поршневых двигателей . То же самое с двигателями большинства легковых и грузовых автомобилей. Пар нагнетается в вертикальный цилиндр, приводя поршень вверх. Пар конденсируется, и атмосферное давление опускает поршень. В двигателе с более чем одним цилиндром, когда один из поршней движется вверх, другой движется вниз.Движение одного возвратно-поступательно движением другого. (Странно, но поршневой двигатель даже с одним цилиндром до сих пор называют поршневым двигателем.) Поршни Ватта изначально были прикреплены к качающейся балке, которая идеально подходила для привода подъемного насоса. Это классический старинный насос с ручкой, который наверняка видел каждый — по крайней мере на фотографиях, если не лично. Более поздние механические дополнения позволили Ватту преобразовать возвратно-поступательное движение балки во вращательное движение оси.Это открыло для паровой машины новые возможности.

Самым сильным конкурентом паровой машины на момент ее изобретения была лошадь. Одним из наиболее изобретательных способов использования силы лошади была конная мельница (также известная как конский джин) — конструкция с большими спицами и осью, похожая на колесо телеги без обода, которое можно было вращать в горизонтальном направлении. Лошадей пристегивали к концам спиц (от четырех до шести за раз, для больших приложений) и заставляли ходить по кругу вокруг центрального приводного вала в течение нескольких часов.Эквивалент конной мельницы, приводимый в движение человеком, называется беговой дорожкой. Беговые дорожки 18-го века совсем не походили на тренажеры, впервые продаваемые в 20-м веке. Конные мельницы и беговые дорожки были доиндустриальными машинами для выполнения работы — не абстрактной математической работой силы, умноженной на смещение, а настоящим каторжным трудом.

Гравировка конной мельницы (1624) Гравюра конной мельницы (1851 г.)

Чтобы Ватт взимал лицензионный сбор за свои «вращающиеся» паровые двигатели, ему требовался экономический эквивалент — то, с чем он мог бы их сравнить.Лошади были естественным выбором, но сколько работы делает лошадь? Работа даже не подходящая концепция. Одна лошадь может сделать столько работы, но две лошади сделают это в два раза быстрее. Важен не объем работы, которую выполняет лошадь, а скорость, с которой она ее выполняет.

Ватт идентифицировал пивоварню Whitbread в Лондоне как потенциального клиента. По оценкам, крупные лондонские пивоварни, такие как Whitbread’s, использовали в среднем 20 лошадей одновременно. Лошадей Уитбреда привязали к мельнице по шесть ремней и заставили ходить по кругу диаметром 24 фута 144 раза в час, измельчая солодовый ячмень в порошок с усилием 180 фунтов.Полученное число было округлено до двух значащих цифр для удобства.

п. = Fv
п. = F с / ∆ t = F ( n r / t )
п. = (180 фунтов) (144 × 2π × 12 футов) / (60 мин)
п. = 32,572,03263… фунт · фут / мин
п. = 33000 фунт-фут / мин

До того, как мистер Ватт применил паровую машину для создания вращательного движения, на крупных мануфактурах королевства мельницы приводились в движение с помощью воды, ветра или лошадей; а последние в течение многих лет почти исключительно работали на пивоварнях и ликероводочных заводах мегаполиса.Поэтому для того, кто хотел заменить мощность лошадей мощностью пара, было естественно указать число последних, которому новая мощность при данных условиях будет эквивалентна; и вполне вероятно, что Боултон и Ватт считали, что такой способ сравнения будет более понятным для обычных опасений, чем более точная и научная формула. Это дало мощность двигателя, выраженную в числах, из которых , обычная сила лошади — это единица ….

Бултон и Ватт, однако, не оставили вопрос в состоянии, которое в любом случае можно считать неправильным, но придали ему всю точность, которая может потребоваться, когда по результатам экспериментов, проведенных с использованием сильных лошадей. лондонские пивовары приняли за эталон лошадиных сил силу, способную поднять 33 000 либов. один фут в минуту ; и это, без сомнения, должно было включать допуск мощности, достаточно достаточный, чтобы покрыть обычные вариации силы лошадей и другие обстоятельства, которые могут повлиять на точность результата.

Олинтус Грегори, 1809

физиология

Сила различных видов деятельности человека Источник: Physics of the Body (платная ссылка)
мощность (Вт) активность
800 играет в баскетбол
700 на велосипеде (21 км / ч)
685 подъем по лестнице (116 ступенек / мин)
545 каток (15 км / ч)
475 плавание (1.6 км / ч)
440 играет в теннис
400 на велосипеде (15 км / ч)
265 ходьба (5 км / ч)
210 сидит с сосредоточенным вниманием
125 стоя в состоянии покоя
120 сидя в состоянии покоя
83 спящий
Энергия различных органов человека Источник: Physics of the Body (платная ссылка)
орган
Масса (кг) мощность (Вт) Плотность мощности (Вт / кг)% от общего количества
печень и селезенка 23 27
мозг 1.40 16 11 19
скелетные мышцы 28,00 15 0,55 18
почки 0,30 9,1 30 10
сердце 0,32 5,6 17 7
остаток 16 19
всего 65 85 100

Мощность (физика) | Инжиниринг | Fandom

В физике мощность (символ: P ) — это количество работы, выполненной за единицу времени.

Определение []

Это можно смоделировать как поток энергии, эквивалентный скорости изменения энергии в системе или скорости выполнения работы,

где

P силовой
E энергия
Вт рабочий
т пора.

Средняя мощность (часто называемая просто «мощность», когда контекст становится понятным) — это средний объем выполненной работы или энергии, переданной в единицу времени.Мгновенная мощность тогда является ограничивающим значением средней мощности, поскольку интервал времени Δt приближается к нулю.

Когда скорость передачи энергии или работы постоянна, все это можно упростить до

где W и E — это, соответственно, выполненная работа или переданная во времени энергия t .

Единицы []

Единицы мощности — это единицы энергии, разделенные на время.Единица измерения мощности в системе СИ — ватт, который равен одному джоуля в секунду. Энергопотребление человека [1] в среднем составляет примерно 100 Вт, от 85 Вт во время сна до 800 Вт или более при занятиях тяжелым спортом. У профессиональных велосипедистов была измерена мощность 2000 Вт в течение коротких периодов времени.

Единицы мощности, не входящие в систему СИ, включают мощность в лошадиных силах (HP), Pferdestärke (PS) [2], cheval vapeur (CV) и фут-фунты в минуту. Одна единица лошадиных сил эквивалентна 33000 фут-фунтам в минуту или мощности, необходимой для подъема 550 фунтов на один фут за одну секунду, и эквивалентна примерно 746 ваттам.Другие единицы включают дБм [3], логарифмическую меру с 1 милливаттом в качестве эталона; и килокалории в час (часто называемые калорий в час ).

Механическая мощность []

В механике работа, выполняемая над объектом, связана с действующими на него силами посредством

где

F сила
s — смещение объекта.

Это часто резюмируют, говоря, что работа равна силе, действующей на объект, умноженной на его смещение (насколько далеко перемещается объект, пока на него действует сила).Обратите внимание, что «считается» только движение в том же направлении, что и сила.

Дифференциация по времени дает, что мгновенная мощность равна силе, умноженной на скорость объекта v ( t ):

Тогда средняя мощность

Электроэнергия []

Основная статья: Электроэнергия

Мгновенная электрическая мощность []

Мгновенная электрическая мощность P , подаваемая на компонент, определяется выражением

где

P (t) — мгновенная мощность, измеренная в ваттах
V (t) — разность потенциалов (или падение напряжения) на компоненте, измеренная в вольтах
I (t ) — ток, протекающий через него, измеряется в амперах


Если компонент представляет собой резистор, то:

или

где

R — сопротивление, измеренное в омах

Средняя электрическая мощность для синусоидальных напряжений []

Средняя мощность, потребляемая двухконтактным электрическим устройством, является функцией среднеквадратичных значений синусоидального напряжения на клеммах и синусоидального тока, проходящего через устройство.Это,

где

P — средняя мощность, измеренная в ваттах
I — среднеквадратическое значение синусоидального переменного тока (AC), измеренное в амперах
V — среднеквадратическое значение значение синусоидального переменного напряжения, измеренное в вольтах.

Амплитуды синусоидальных напряжений и токов, таких как те, которые используются почти повсеместно в электросетях, обычно указываются в виде среднеквадратичных значений. Это делает приведенный выше расчет простым умножением двух указанных чисел.

Эту цифру также можно назвать эффективной мощностью по сравнению с большей полной мощностью, которая выражается в реактивных вольт-амперах (ВАР) и не включает член cos φ из-за того, что ток и напряжение не совпадают по фазе. .Для простых бытовых приборов или чисто резистивной сети член cos φ (называемый коэффициентом мощности) часто можно принять равным единице, и поэтому его можно не включать в уравнение. В этом случае предполагается, что эффективная и полная мощность равны.

Средняя электрическая мощность переменного тока []

Где v (t) и i (t) — соответственно мгновенное напряжение и ток как функции времени.

Передача электроэнергии []

Эффективная передача электроэнергии регулируется теоремой о максимальной мощности, которая гласит, что для передачи максимальной мощности от источника с фиксированным внутренним сопротивлением к нагрузке сопротивление нагрузки должно быть равно сопротивлению источника.

Пиковая мощность и рабочий цикл []

В серии идентичных импульсов мгновенная мощность является периодической функцией времени. Отношение длительности импульса к периоду равно отношению средней мощности к пиковой мощности. Его также называют рабочим циклом (определения см. В тексте).

В случае периодического сигнала периода, например последовательности идентичных импульсов, мгновенная мощность также является периодической функцией периода. Пиковая мощность просто определяется:

Однако пиковую мощность не всегда легко измерить, а измерение средней мощности чаще всего выполняется с помощью прибора.Если определить энергию в импульсе как:

тогда средняя мощность:

Можно определить длину импульса так, чтобы соотношения

равны. Эти отношения называются рабочим циклом последовательности импульсов.

Мощность в оптике []

Основная статья: Оптическая мощность

В оптике термин мощность иногда относится к средней скорости передачи энергии электромагнитным излучением.Однако термин «сила» также используется для обозначения способности линзы или другого оптического устройства фокусировать свет. Оно измеряется в диоптриях (обратных метрах) и равно единице на фокусном расстоянии оптического устройства.

См. Также []

  • По порядку величины (мощности)
  • Импульсная мощность

Внешние ссылки []

Что такое электроэнергия (P)

Электрическая мощность — это норма потребления энергии в электрическом схема.

Электрическая мощность измеряется в ваттах.

Определение электроэнергии

Электрическая мощность P равна потребляемой энергии E, разделенной по времени расхода t:

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

E — потребление энергии в джоулях (Дж).

t — время в секундах (с).

Пример

Найдите электрическую мощность электрической цепи, потребляющей 120 джоулей за 20 секунд.

Решение:

E = 120 Дж

т = 20 с

P = E / т = 120Дж / 20сек = 6Вт

Расчет электроэнергии

пол. = В I

или

P = I 2 R

или

P = V 2 / R

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

В — это напряжение в вольтах (В).

I — ток в амперах (А).

R — сопротивление в Ом (Ом).

Мощность цепей переменного тока

Формулы для однофазного переменного тока.

Для трехфазного переменного тока:

Когда линейное напряжение (В L-L ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на квадрат корень из 3 (√3 = 1,73).

При нулевом напряжении (В L-0 ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на 3.

Реальная мощность

Настоящая или истинная мощность — это мощность, которая используется для работы на Загрузка.

P = В действующее значение I действующее значение cos φ

P — активная мощность в ваттах [Вт]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пиковое значение / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — это мощность, которая тратится впустую и не используется для работать под нагрузкой.

Q = В СКЗ I СКЗ sin φ

Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пиковое значение / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

Полная мощность

Полная мощность — это мощность, подаваемая в цепь.

S = В среднеквадратичное значение I среднеквадратичное значение

S полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

В действующее значение — среднеквадратичное значение напряжения = В пиковое значение / √2 в вольтах [В]

I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое значение / √2 в амперах [A]

Соотношение активной / реактивной / полной мощностей

Активная мощность P и реактивная мощность Q вместе дают кажущуюся мощность S:

P 2 + Q 2 = S 2

P — активная мощность в ваттах [Вт]

Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

S — полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

Коэффициент мощности ►


См. Также

Понимание измерений энергии | Венбрук Сервисез

Вы, наверное, читаете эту статью с электронного устройства.По определению, это означает, что вы используете электричество для его просмотра. Это может быть электричество от сети или просто аккумулятор, подключенный к вашему компьютеру или телефону. Если вы используете питание от сети, электричество поступает на ваше устройство переменным током, обычно называемым переменным током. Однако, если оно поступает от аккумуляторной батареи, ваше устройство получает питание в виде постоянного или постоянного тока. Хотя вы, вероятно, встречали эти термины в повседневном использовании энергии, большинство людей не понимают, что они означают.

Вы используете энергию для разных целей в повседневной жизни. Эти виды использования включают освещение, запуск промышленных машин, развлечения, обучение и т. Д. Периодически ваша энергетическая компания отправляет вам счета за потребленную электроэнергию. Вот когда пригодится лучшее понимание измерения энергии.

В этой статье мы рассмотрим различные единицы измерения выходной энергии и энергопотребления. Мы включим очень простую разбивку значений единиц, используемых в этом процессе.Основные единицы измерения — амперы, ватты и вольт. Вы можете встретить эти термины на этикетках аккумуляторов, источников питания, схемах устройств, описаниях продуктов и в других местах. Ниже приводится базовое, но подробное объяснение этих различных измерений.

Вт

Возможно, вы слышали, что энергетическая компания указывает мощность в единицах, называемых ваттами. Итак, что такое ватт? Это обозначение, используемое для измерения энергии. Проще говоря, это устройство, которое расскажет вам о количестве энергии, которое устройство использует при работе от электричества.Большинство производителей электроприборов наносят эту цифру на упаковку прибора. Если его нет на упаковке, вы можете поискать его в инструкции по эксплуатации оборудования.

Например, лампочка с маркировкой 25 Вт потребляет 25 Вт из вашей линии электропередачи, когда вы ее включаете. Количество используемой энергии также измеряется с учетом других факторов, таких как время. Например, у нас могут быть ватт-часы и киловатт-часы. Ватт-час — это мера того, сколько электроэнергии потребляет электроприбор за определенный период времени.Обозначение таймфрейма обычно час.

Например, вы можете ожидать, что прибор с маркировкой 300 Вт будет потреблять примерно такое количество электроэнергии, если оставить его включенным на час. Точно так же киловатт-час (кВтч) — это знакомый вам символ. Это цифра, которую ваша энергетическая компания использует для выставления счетов. В вашем счете эта единица будет использоваться для указания общего количества энергии, потребляемой всеми вашими приборами. Киловатт представляет 1000 ватт. Следовательно, киловатт-час — это составная единица, равная 1000 ватт мощности, выдерживаемой в течение часа.Такие устройства, как посудомоечные машины, потребляют в среднем 500 кВтч в год. С другой стороны, мегаватт эквивалентен 1000 киловатт или миллиону ватт. Вы используете такую ​​мощность для питания крупных предприятий, таких как фабрики или города.

Ампер

Термин «сила тока» используется для определения силы электрического тока. Чтобы лучше понять, как все это работает, нужно также знать о напряжении. Мы обсудим напряжение как давление в колодце электричества, которое проходит в вашем доме.Следовательно, мы можем рассматривать ампер как единицу электрического тока, необходимую для работы прибора. С общей точки зрения, более крупные приборы потребляют большую силу тока.

Следовательно, как указано выше, ампер — это просто измерение тока, используемого конкретным устройством. Устройства с большей мощностью работают быстрее и лучше. Однако это будет стоить вам больше с точки зрения электричества. Чтобы уменьшить свои счета за электричество, вам нужно будет пересмотреть свои приборы и выяснить, какие из них вы можете отказаться.Для достижения аналогичного результата вы также можете рассмотреть возможность использования приборов с более низким номинальным током.

При физическом поражении электрическим током сила тока является фактором, определяющим, насколько опасно событие. Поскольку вы не знаете наверняка, какой ток проходит через них, вам непременно следует стараться держаться подальше от открытых источников питания. В худшем случае — поражение электрическим током.

Вольт

Мы только что обсудили ампер как единицу измерения силы тока, необходимой конкретному устройству для работы.Чтобы ток мог добраться до нужного места, ему нужна транспортная единица. Следовательно, напряжение — это мера силы, необходимой для передачи тока в ампер против сопротивления используемого материала. Проще говоря, напряжение — это мера давления электричества.

Как показывает практика, напряжение всегда должно быть постоянным. Слишком высокое напряжение приведет к перегрузке ваших устройств при подключении. Если вы видите, что свет в вашем доме тускнеет, это обычно связано с недостаточным напряжением, чтобы протолкнуть ток в лампочки.

В большинстве электроустановок есть автоматический выключатель. Они позволяют определенному количеству тока проникать в ваш дом для питания ваших бытовых устройств. Если сила тока превышает номинальную для автоматического выключателя, он отключает ток. Это жизненно важно для защиты ваших устройств и домашней проводки.

Как электричество попадает в ваш дом

Электроснабжение приходит к вам домой от электросети через два 120-вольтовых провода, которые обеспечивают общую мощность 240 вольт.Электроэнергия поступает в ваш дом через мачту и главные служебные кабели (или, в некоторых случаях, подземные кабели). По пути он проходит через счетчик электроэнергии, который записывает ваше общее использование. Как только он входит в ваш дом, начальная остановка подачи электроэнергии — это ваша сервисная панель.

Как определяется сила тока в вашем доме?

Размер блока питания в вашем доме определяет количество устройств, которые вы можете использовать одновременно. Блок питания на 200 ампер позволит вам использовать несколько устройств одновременно.Однако 60 ампер может быть недостаточно для одновременной работы электрического водонагревателя, плиты и фена. Чтобы измерить вашу электрическую сеть, исследуйте основные компоненты системы электроснабжения вашего дома — кабель, кабелепровод, счетчик, панель и главный автоматический выключатель — чтобы определить, какой из них имеет наименьшую силу тока. Самый низкий рейтинг — это общий рейтинг источника питания вашего дома.

Дополнительная информация об измерениях

Как вы уже прочитали, важно понимать, сколько энергии потребляют ваши устройства.Если у вас есть дом или коммерческая недвижимость в Фредерике, штат Мэриленд, вы можете связаться с Wenbrooke Services для получения дополнительной информации. Мы предлагаем отличные услуги электроснабжения, охлаждения и отопления на всей территории округа Грейтер-Фредерик. У нас есть опыт и подготовка, чтобы понять, как ватты, амперы и вольт работают вместе, чтобы дать вашему дому достаточно энергии.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *