Site Loader

Содержание

Мощность (физика) — это… Что такое Мощность (физика)?

Мощность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Эффективная мощность, мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине непосредственно или через силовую передачу. Различают полезную, полную и номинальную Э. м. двигателя. Полезной называют Э. м. двигателя за вычетом затрат мощности на приведение в действие вспомогательных агрегатов или механизмов, необходимых для его работы, но имеющих отдельный привод (не от двигателя непосредственно). Полная Э. м. — мощность двигателя без вычета указанных затрат. Номинальная Э. м., или просто номинальная мощность, — Э. м., гарантированная заводом-изготовителем для определённых условий работы. В зависимости от типа и назначения двигателя устанавливаются Э. м., регламентируемые стандартами или техническими условиями (например, наибольшая мощность судового реверсивного двигателя при определённой частоте вращения коленчатого вала в случае заднего хода судна — так называемая мощность заднего хода, наибольшая мощность авиационного двигателя при минимальном удельном расходе топлива — так называемая крейсерская мощность и т. п.). Э. м. зависит от форсирования (интенсификации) рабочего процесса, размеров и механического кпд двигателя.

[1]

— средняя мощность
— мгновенная мощность

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Единицы измерения

В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности
Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.
1 ватт 1 10-3 10-6 0,102 107 1,36·10-3
1 киловатт 103 1 10-3 102 1010 1,36
1 мегаватт 106 103 1 102·103 1013 1,36·103
1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81·10-3 9,81·10-6 1 9,81·107 1,33·10-2
1 эрг в секунду 10-7 10-10 10-13 1,02·10-8 1 1,36·10-10
1 лошадиная сила[2] 735,5 735,5·10-3 735,5·10-6 75 7,355·109 1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

F — сила, v — скорость, α — угол между вектором скорости и силы.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент,  — угловая скорость,  — число пи, n — частота вращения (об/мин).

Электрическая мощность

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

S=P+jQ

S — Полная мощность, ВА

P — Активная мощность, Вт

Q — Реактивная мощность, ВАр

Приборы для измерения мощности

Примечания

  1. Большая Советская энциклопедия
  2. «метрическая лошадиная сила»

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

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

Урок физики «Мощность»

Цели урока:

  • Познакомиться с мощностью как новой физической величиной;
  • Развивать умения выводить формулы, пользуясь необходимыми знаниями прошлых уроков; развивать логическое мышление, умение анализировать, делать выводы;
  • Применять знания по физике в окружающем мире.

Ход урока

«И вечный бой! Покой нам только снится
Сквозь кровь и пыль…
Летит, летит степная кобылица
И мнет ковыль…
И нет конца! Мелькают вёрсты, кручи…
Останови! …Покоя нет! Степная кобылица несется вскачь!»

А.Блок «На поле Куликовом» (июнь 1908 г). ( Слайд 1).

Урок сегодня я хочу начать с вопросов к вам. (Слайд 2).

1. Как вы думаете, имеет ли какое-то отношение лошадь к физике?

2. С какой физической величиной связана лошадь?

Мощность – правильно, это и есть тема нашего урока. Запишем ее в тетрадь.

Действительно, мощность двигателей автомобилей, транспортных средств до сих пор измеряют в лошадиных силах. Сегодня на уроке мы с вами узнаем всё о мощности с точки зрения физики. Давайте подумаем вместе и определим, что мы должны знать о мощности, как о физической величине.

Существует план изучения физических величин: ( Слайд 3).

  1. Определение;
  2. Вектор или скаляр;
  3. Буквенное обозначение;
  4. Формула;
  5. Прибор для измерения;
  6. Единица величины.

Этот план и будут целью нашего урока.

Начнем с примера из жизни. Вам необходимо набрать бочку воды для полива растений. Вода находится в колодце. У вас есть выбор: набрать при помощи ведра или при помощи насоса. Напомню, что в обоих случаях механическая работа, совершенная при этом будет одинаковой. Конечно же, большинство из вас выберут, насос.

Вопрос: В чем разница при выполнении одной и той же работы?

Ответ: Насос выполнит эту работу быстрее, т.е. затратит меньшее время.

1) Физическая величина, характеризующая быстроту выполнения работы, называют мощностью. ( Слайд 4).

2) Скаляр, т.к. не имеет направления.

3) N.

4)

5) [N] = [ 1 Дж/с] = [1Вт ]

Название этой единицы мощности дано в честь английского изобретателя паровой машины (1784г) Джеймса Уатта. ( Слайд 5).

6) 1 Вт = мощности, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж. ( Слайд 6).

Самолеты, автомобили, корабли и другие транспортные средства движутся часто с постоянной скоростью. Например, на трассах автомобиль достаточно долго может двигаться со скоростью 100 км/ч. ( Слайд 7).

Вопрос: от чего зависит скорость движения таких тел?

Оказывается, она напрямую зависит от мощности двигателя автомобиля.

Зная, формулу мощности мы выведем еще одну, но для этого давайте вспомним основную формулу для механической работы.

Учащийся выходит к доске для вывода формулы. ( Слайд 8).

Пусть сила совпадает по направлению со скоростью тела. Запишем формулу работы этой силы.

1.

2.При постоянной скорости движения , тело проходит путь определяемой формулой

Подставляем в исходную формулу мощности: , получаем — мощность.

У нас получилась еще одна формула для расчета мощности, которую мы будем использовать при решении задач.

Эта формула показывает ( Слайд 9), что при постоянной мощности двигателя, изменением скорости можно менять силу тяги автомобиля и наоборот, при изменении скорости автомобиля можно менять силу тяги двигателя.

При N = const

v > , F <.

v < , F >.

Вопрос. Когда нужна большая сила тяги?

Ответ:

а)При подъеме в гору. Правильно, тогда водитель снижает скорость.

б) При вспашке земли тракторист движется с малой скоростью, чтобы была большая сила тяги. Для этого водитель, тракторист, машинист, токарь, фрезеровщик часто используют коробку передач, которая позволяет менять скорость. ( Слайд 10).

Мощность всегда указывают в паспорте технического устройства. И в современных технических паспортах автомобилей есть графа:

Мощность двигателя: кВт / л.с.

Следовательно, между этими единицами мощности существует связь.

Вопрос: А откуда взялась эта единица мощности? ( Слайд 11).

Дж. Уатту принадлежит идея измерять механическую мощность в «лошадиных силах». Предложенная им единица мощности была весьма популярна, но в 1948 г. Генеральной конференцией мер и весов была введена новая единица мощности в международной системе единиц – ватт. ( Слайд 12).

1 л.с. = 735,5 Вт.

1 Вт = ,00013596 л.с.

Эта единица мощности была изъята из обращения с 1 января 1980 г.

Примеры мощностей современных автомобилей. ( Слайд 13,14).

Различные двигатели имеют разные мощности.

Учебник, страница 134, таблица 5. [1]

Вопрос: А какова мощность человека?

Текс учебника, § 54. Мощность человека при нормальных условиях работы в среднем составляет 70-80 Вт. Совершая прыжки, взбегая по лестнице, человек может развивать мощность до 730 Вт, а в отдельных случаях и большую.[1]

Вопрос: А чем «живые двигатели» отличаются от механических? ( Слайд 15).

Ответ: Тем, что «живые двигатели» могут изменять свою мощность в несколько раз.

Закрепление материала.

1.Расскажите все, что вы знаете о мощности. Ответ по плану изучения физической величины.

2. Упр. 29, задача №6. ( Слайд 16).

Дано: СИ Решение:
m = 125кг   N = A / t
h = 70 см 0,7 м A = F s s = h
t = 0,3 с   F = P = mg
    N = mgh / t
N — ?   N = 125 кг · 9,8 Н/ кг · 0,7 м / 0,3 с= 2858,3 Вт ≈ 2,9 кВт

Ответ : N ≈ 2,9 кВт.

Домашнее задание: ( Слайд 17).

  1. § 54.
  2. Записать формулы мощности в таблицу формул.
  3. Упр. 29 (2,5) – 1 уровень.
  4. Упр. 29 (1,3) – 2 уровень.
  5. Упр. 29 (1,4) – 3 уровень.
  6. Задание 18 – на дополнительную оценку ( на листочках).

Литература:

  1. А.В. Перышкин «Учебник физики для 7 класса», Дрофа, Москва, 2006.
  2. А. Блок «На поле Куликовом».
  3. 1C: Школа Физика 7 класс

Связь мощности и энергии в физике равна силе приложенной к телу

Мощность и энергия, работа и мощность. Услышав эти слова, каждый сразу вспомнит школьный курс физики, при этом, не особенно помня детали и тонкости данных понятий. На самом деле человеческая память без постоянного употребления знаний имеет способность забывать некоторые вещи или откладывать их на дальние полки. Примерно так обстоит дело с важными в повседневной жизни понятиями, к которым относятся работа и мощность, энергия и ее виды.

Дефиниция — главное для правильного понимания

Дефиниция или определение — это точное описание термина или понятия. Без этого нельзя полно раскрыть ни одно понятие, особенно если речь идет о физике, любящей точность.


Что такое энергия? Физика дает следующее определение: Энергия — величина, отражающая количественное значение различной степени взаимодействия и движения материи, а также перехода ее из одного состояния в другое. Из определения можно понять, что энергия — это субстанция, которая не может исчезать или возникать из ниоткуда. Она может только преобразовываться из одного состояния в другое. В зависимости от различности форм движения и степени взаимодействия объектов и материи, энергия подразделяется на:
  • механическую;
  • электромагнитную;
  • химическую;
  • внутреннюю;
  • ядерную;
  • тепловую.

Физика как наука считает рассмотрение целесообразности применения понятия «энергия» необходимым тогда, когда ее величина остается неизменной во время движения тела, что подразумевает однородность всей системы во времени.

Альберт Эйнштейн

Мощность с точки зрения физического определения, величина, определяющая скорость, с которой потребляется, передается или преобразуется энергия системой или одним телом. Существует прямая связь мощности и энергии, заключающаяся в более обывательском определении данного термина. Мощность в виде формулы можно представить как отношение работы, совершаемой в течение конкретного промежутка времени непосредственно к длительности ее выполнения.

Прозвучало слово «работа». Работа с точки зрения физики есть величина, которая отражает количественное воздействие некоторой прилагаемой к телу или системе силы, имеющей направленность и находящаяся в зависимости от перемещения объекта.

Чему равна энергия в физике?

Существует несколько различных формул, применяемых для расчета энергии и работы. Именно энергии и работы, поскольку если не вдаваться в глубокие подробности, то важно отметить, что эти два понятия тождественные, поскольку количественно обе эти величины принято измерять в единых величинах.

Итак, в зависимости от раздела физики применяются различные формулы для вычисления ее конечного значения. Если взять раздел физики «механика», то энергия равна силе, приложенной к телу, умноженной на длину перемещения. В другом разделе физики, называемом «термодинамика», энергия высчитывается по формуле в виде произведения давления на объем. В электрике энергия будет вычисляться как произведение мощности на время.

Связь энергии и мощности очень тесна, при этом понятия не следует путать. Если говорить об энергии с точки зрения простого обывателя, то в первую очередь, упоминая о работе бытовых приборов никто не говорит о расходованной за секунду энергии, а обычно интерес представляет сколько энергии прибор потребляет за определенное количество времени. Именно это и именуется мощностью, которая вычисляется по формуле: энергия, разделенная на время. Самая известная энергия, это электрическая, измеряемая в ваттах.

Получается, что энергия и мощность есть разные стороны отражения одного явления, но мощность отражает не количественную величину поглощенной энергии, а качественную, то есть скорость ее поглощения.

Работа энергии

Работа, совершаемая энергией, более сложное понятие, для определения которого необходимо знание того, что есть консервативные силы. Консервативные силы — это силы, чья работа не имеет зависимости от путей движения тел и определяется исключительно точкой начала движения и его конца. Ярким примером подобных сил является всем известное притяжение. Энергия, приводящая в действие тела в процессе воздействия на них консервативных сил, именуется потенциальной. Согласно теореме, работа, совершаемая в данном случае, есть величина, отражающая изменение потенциальной энергии, которая берется с противоположным знаком.

Физика: работа, мощность

Работа и мощность с физической точки зрения «сталкиваются» при разговорах об энергетических характеристиках движения. Именно в данном случае вводятся такие понятия, как «механическая работа» и «работа силы». Механическая работа отражает воздействие силы на тело, приводящее к перемещению последнего в пространстве. Именно величина приложения усилия называется механической работой. Работа в международной системе выражается в единицах измерения «джоуль». Один джоуль — это работа, которую совершает сила в 1 ньютон для перемещения некоторого объекта на 1 метр по направлению приложения силы.

Энергия, работа, мощность полностью взаимосвязанные величины, отражающие последовательное воздействие на тело определенных сил.

Энергия — это отражение форм движения и взаимодействия. Если далее прослеживать связь понятий, то движение совершается вследствие работы сил, которые действуют на тело. А мощность отражает скорость совершения работы.

Среди большого количество различных энергии, известных науке, отдельное место занимает тепловая энергия, физика которой заключается в беспорядочном передвижении молекул внутри тела, при этом особенность тепловой энергии состоит в том, что при обращении в иные виды происходит ее потеря.

Назначение данного вида энергии в обычном, ненаучном мире, состоит в количественном отражении теплоты и сама система имеет двухсотлетнюю историю. В настоящее время общепринятыми являются несколько единиц измерения. Чаще всего они употребляются в промышленности, в частности в энергетике:

  • Калория. Эта единица измерения, находящаяся вне международной системы и применяющаяся для сравнения тепловой энергии с прочими параметрами;
  • Тонна пара. Специфическая единица, которая практически не применяется. С помощью тонны пара исчисляется энергия тепла в особенно крупных количествах и означает она объем пара, получаемый из тонны воды;
  • Джоуль. Наиболее широко распространенная единица измерения в науке. Тепловая энергия, выраженная в джоулях, означает количественное значение, сколько ее расходуется за единицу времени или же работу, совершаемую энергией в течение времени;
  • Киловатт на час. Эта единица знакома каждому, поскольку она является отражением потребленной электрической энергии и применяется для ее учета.

Работа, энергия, мощность. Физика дает четкие определения всем этим понятиям, которые очень тесно связаны и отражают взаимодействие систем или предметов. Понимания основ позволяет лучше понимать физическую сторону происходящих процессов в окружающей человека действительности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мгновенная мощность формула механика. Мощность: определение и формула

Для того, чтобы перетащить 10 мешков картошки с огорода, расположенного в паре километров от дома, вам потребуется целый день носиться с ведром туда-обратно. Если вы возьмете тележку, рассчитанную на один мешок, то справитесь за два-три часа.

Ну а если закинуть все мешки в телегу, запряженную лошадью, то через полчаса ваш урожай благополучно перекочует в ваш погреб. В чем разница? Разница в быстроте выполнения работы. Быстроту совершения механической работы характеризуют физической величиной, изучаемой в курсе физики седьмого класса. Называется эта величина мощностью. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. То есть, чтобы найти мощность, надо совершенную работу разделить на затраченное время.

Формула расчета мощности

И в таком случае, формула расчета мощности принимает следующий вид: мощность= работа/время, или

N=A/t,

где N — мощность,
A — работа,
t — время.

Единицей мощности является ватт (1 Вт). 1 Вт — это такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль. Единица эта названа в честь английского изобретателя Дж. Уатта, который построил первую паровую машину. Любопытно, что сам Уатт пользовался другой единицей мощности — лошадиная сила, и формулу мощности в физике в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, ввели позже. Измерение мощности в лошадиных силах используют и сегодня, например, когда говорят о мощности легкового автомобиля или грузовика. Одна лошадиная сила равна примерно 735,5 Вт.

Применение мощности в физике

Мощность является важнейшей характеристикой любого двигателя. Различные двигатели развивают совершенно разную мощность. Это могут быть как сотые доли киловатта, например, двигатель электробритвы, так и миллионы киловатт, например, двигатель ракеты-носителя космического корабля. При различной нагрузке двигатель автомобиля вырабатывает разную мощность , чтобы продолжать движение с одинаковой скоростью. Например, при увеличении массы груза, вес машины увеличивается, соответственно, возрастает сила трения о поверхность дороги, и для поддержания такой же скорости, как и без груза, двигатель должен будет совершать большую работу. Соответственно, возрастет вырабатываемая двигателем мощность. Двигатель будет потреблять больше топлива. Это хорошо известно всем шоферам. Однако, на большой скорости свою немалую роль играет и инерция движущегося транспортного средства, которая тем больше, чем больше его масса. Опытные водители грузовиков находят оптимальное сочетание скорости с потребляемым бензином, чтобы машина сжигала меньше топлива.

Выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Эффективная мощность , мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине непосредственно или через силовую передачу. Различают полезную, полную и номинальную Э. м. двигателя. Полезной называют Э. м. двигателя за вычетом затрат мощности на приведение в действие вспомогательных агрегатов или механизмов, необходимых для его работы, но имеющих отдельный привод (не от двигателя непосредственно). Полная Э. м. — мощность двигателя без вычета указанных затрат. Номинальная Э. м., или просто номинальная мощность, — Э. м., гарантированная заводом-изготовителем для определённых условий работы. В зависимости от типа и назначения двигателя устанавливаются Э. м., регламентируемые стандартами или техническими условиями (например, наибольшая мощность судового реверсивного двигателя при определённой частоте вращения коленчатого вала в случае заднего хода судна — так называемая мощность заднего хода, наибольшая мощность авиационного двигателя при минимальном удельном расходе топлива — так называемая крейсерская мощность и т. п.). Э. м. зависит от форсирования (интенсификации) рабочего процесса, размеров и механического кпд двигателя.

Единицы измерения

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила .

Соотношения между единицами мощности
Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.
1 ватт 1 10 -3 10 -6 0,102 10 7 1,36·10 -3
1 киловатт 10 3 1 10 -3 102 10 10 1,36
1 мегаватт 10 6 10 3 1 102·10 3 10 13 1,36·10 3
1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81·10 -3 9,81·10 -6 1 9,81·10 7 1,33·10 -2
1 эрг в секунду 10 -7 10 -10 10 -13 1,02·10 -8 1 1,36·10 -10
1 лошадиная сила 735,5 735,5·10 -3 735,5·10 -6 75 7,355·10 9 1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила , то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

M — момент, — угловая скорость, — число пи , n — частота вращения (об/мин).

Электрическая мощность

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

S — Полная мощность, ВА

P — Активная мощность, Вт

Q — Реактивная мощность, ВАр

Приборы для измерения мощности

Примечания

См. также

Ссылки

  • Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Мощность (физика)» в других словарях:

    Наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, св ва и строение материи и законы её движения. Понятия Ф. и её законы лежат в основе всего естествознания. Ф. относится к точным наукам и изучает количеств … Физическая энциклопедия

    Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

    I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия

    Физика высоких плотностей энергий (англ. High Energy Density Physics, HED Physics) раздел физики на стыке физики конденсированного состояния и физики плазмы, занимающийся изучением систем, имеющих высокую плотность энергии. Под высокой … Википедия

    Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность … Википедия

    Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность 2 Мощность постоянного тока … Википедия

    У этого термина существуют и другие значения, см. Интенсивность. Интенсивность Размерность MT−3 Единицы измерения СИ Вт/м² … Википедия

    Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

    Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

Книги

  • Физика. 7 класс. Дидактические материалы к учебнику А. В. Перышкина. Вертикаль. ФГОС , Марон Абрам Евсеевич, Марон Евгений Абрамович. Данное пособие включает тренировочные задания, тесты для самоконтроля, самостоятельные работы, контрольные работы и примеры решения типовых задач. Всего в предлагаемом комплекте дидактических…

Каждое тело, совершающее движение, можно охарактеризовать работой. Иными словами, она характеризует действие сил.

Работа определяется как:
Произведение модуля силы и пути пройденного телом, умноженное на косинус угла между направлением силы и движения.

Работа измеряется в Джоулях:
1 [Дж] = = [кг* м2/c2]

К примеру, тело A под действием силы в 5 Н, прошло 10 м. Определить работу совершенную телом.

Так как направление движения и действия силы совпадают, то угол между вектором силы и вектором перемещения будет равен 0°. Формула упроститься, потому что косинус угла в 0° равен 1.

Подставляя исходные параметры в формулу, находим:
A= 15 Дж.

Рассмотрим другой пример, тело массой 2 кг, двигаясь с ускорением 6 м/ с2, прошло 10 м. Определить работу проделанную телом, если оно двигалось по наклоненной плоскости вверх под углом 60°.

Для начала, вычислим какую силу нужно приложить, что бы сообщить телу ускорение 6 м/ с2.

F = 2 кг * 6 м/ с2 = 12 H.
Под действием силы 12H, тело прошло 10 м. Работу можно вычислить по уже известной формуле:

Где, а равно 30°. Подставляя исходные данные в формулу получаем:
A= 103, 2 Дж.

Мощность

Множество машин механизмов выполняют одну и ту же работу за различный промежуток времени. Для их сравнения вводится понятие мощности.
Мощность – это величина, показывающая объем работы выполненный за единицу времени.

Мощность измеряется в Ватт, в честь Шотландского инженера Джеймса Ватта.
1 [Ватт] = 1 [Дж/c].

К примеру, большой кран поднял груз весом 10 т на высоту 30 м за 1 мин. Маленький кран на эту же высоту за 1 мин поднял 2 т кирпича. Сравнить мощности кранов.
Определим работу выполняемую кранами. Груз поднимается на 30м, при этом преодолевая силу тяжести, поэтому сила, затрачиваемая на поднятие груза, будет равна силе взаимодействия Земли и груза(F = m * g). А работа – произведению сил на расстояние пройденное грузами, то есть на высоту.

Для большого крана A1 = 10 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 3 000 000 Дж, а для маленького A2 = 2 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 600 000 Дж.
Мощность можно вычислить, разделив работу на время. Оба крана подняли груз за 1 мин (60 сек).

Отсюда:
N1 = 3 000 000 Дж/60 c = 50 000 Вт = 50 кВт.
N2 = 600 000 Дж/ 60 c = 10 000 Вт = 10 к Вт.
Из выше приведенных данных наглядно видно, что первый кран в 5 раз мощнее второго.

Здравствуйте! Для вычисления физической величины, называемой мощностью, пользуются формулой, где физическую величину — работу делят на время, за которое эта работа производилась.

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

Чаще всего мощность применяется, в таких разделах физики и науки, как механика, электродинамика и электротехника. В каждом случае, мощность имеет свою формулу для вычисления. Для переменного и постоянного тока она тоже различна. Для измерения мощности используют ваттметры.

Теперь вы знаете, что мощность измеряется в ваттах. По-английски ватт — watt, международное обозначение — W, русское сокращение — Вт. Это важно запомнить, потому что во всех бытовых приборах есть такой параметр.

Мощность — скалярная величина, она не вектор, в отличие от силы, которая может иметь направление. В механике, общий вид формулы мощности можно записать так:

P=F*s/t, где F=А*s,

Из формул видно, как мы вместо А подставляем силу F умноженную на путь s. В итоге мощность в механике, можно записать, как силу умноженную на скорость. К примеру, автомобиль имея определенную мощность, вынужден снижать скорость при движении в гору, так как это требует большей силы.

Средняя мощность человека принята за 70-80 Вт. Мощность автомобилей, самолетов, кораблей, ракет и промышленных установок, часто, измеряют в лошадиных сил ах. Лошадиные силы применяли еще задолго до внедрения ватт. Одна лошадиная сила равна 745,7Вт. Причем в России принято что л. с. равна 735,5 Вт.

Если вас вдруг случайно спросят через 20 лет в интервью среди прохожих о мощности, а вы запомнили, что мощность — это отношение работы А, совершенной в единицу времени t. Если сможете так сказать, приятно удивите толпу. Ведь в этом определении, главное запомнить, что делитель здесь работа А, а делимое время t. В итоге, имея работу и время, и разделив первое на второе, мы получим долгожданную мощность.

При выборе в магазинах, важно обращать внимание на мощность прибора. Чем мощнее чайник, тем быстрее он погреет воду. Мощность кондиционера определяет, какой величины пространство он сможет охлаждать без экстремальной нагрузки на двигатель. Чем больше мощность электроприбора, тем больше тока он потребляет, тем больше электроэнергии потратит, тем больше будет плата за электричество.

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Иногда даже ее так и измеряют в вольт-амперах, записывая, как В*А. В вольт-амперах меряют полную мощность, а чтобы вычислить активную мощность нужно полную мощность умножить на коэффициент полезного действия(КПД) прибора, тогда получим активную мощность в ваттах.

Часто такие приборы, как кондиционер, холодильник, утюг работают циклически, включаясь и отключаясь от термостата, и их средняя мощность за общее время работы может быть небольшой.

В цепях переменного тока , помимо понятия мгновенной мощности, совпадающей с общефизической, существуют активная, реактивная и полная мощности. Полная мощность равна сумме активной и реактивной мощностей.

Для измерения мощности используют электронные приборы — Ваттметры. Единица измерения Ватт, получила свое название в честь изобретателя усовершенствованной паровой машины, которая произвела революцию среди энергетических установок того времени. Благодаря этому изобретению развитие индустриального общества ускорилось, появились поезда, пароходы, заводы, использующие силу паровой машины для передвижения и производства изделий.

Все мы много раз сталкивались с понятием мощности. Например, разные автомобили характеризуются разной мощностью двигателя. Также, электроприборы могут иметь различную мощность , даже если они имеют одинаковое предназначение.

Мощность — это физическая величина , характеризующая скорость работы.

Соответственно, механическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость механической работы:

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Давайте вернемся к формуле для мощности: Формула, по которой вычисляется работа, нам известна: Поэтому мы можем преобразовать выражение для мощности:

Тогда в формуле у нас образуется отношение модуля перемещения к промежутку времени. Это, как вы знаете, скорость:

Только обратите внимание, что в получившейся формуле мы используем модуль скорости, поскольку на время мы поделили не само перемещение, а его модуль. Итак, мощность равна произведению модуля силы, модуля скорости и косинуса угла между их направлениями.

Это вполне логично: скажем, мощность поршня можно повысить за счет увеличения силы его действия. Прикладывая бо́льшую силу, он будет совершать больше работы за то же время, то есть увеличит мощность. Но даже если оставить силу постоянной, и заставить поршень двигаться быстрее, он, несомненно, увеличит работу, совершаемую в единицу времени. Следовательно, увеличится мощность.

Примеры решения задач.

Задача 1. Мощность мотоцикла равна 80 л.с. Двигаясь по горизонтальному участку, мотоциклист развивает скорость равную 150 км\ч. При этом, двигатель работает на 75% от своей максимальной мощности. Определите силу трения, действующую на мотоцикл.


Задача 2. Истребитель, под действием постоянной силы тяги, направленной под углом 45° к горизонту, разгоняется от 150 м/с до 570 м/с. При этом, вертикальная и горизонтальная скорость истребителя увеличиваются на одинаковое значение в каждый момент времени. Масса истребителя равна 20 т. Если истребитель разгонялся в течение одной минуты, то какова мощность его двигателя?




Если вам нужно единицы измерения мощности привести в одну систему, вам пригодится наш перевод мощности – конвертер онлайн. А ниже вы сможете почитать, в чем измеряется мощность.

В чем измеряется мощность двигателя физика

Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах

Для поездок на работу и по личным делам люди чаще всего пользуются автомобилями и автобусами. И хотя автомобили давно уже вытеснили с дорог лошадей, люди продолжают использовать животных для измерения мощности мотора. Как появилась единица измерения «лошадиная сила» и почему люди до сих пор ее используют?

Кто придумал термин «лошадиная сила»

На сегодняшний день стопроцентно достоверной информации о возникновении этого термина нет. Тем не менее, основоположником лошадиной силы принято считать шотландского инженера Джеймса Уатта.

Более двадцати лет инженер работал над усовершенствованием паровой машины Ньюкомена, которая хотя и пользовалась большой популярностью в то время, но была опасной, и иногда взрывалась. К тому же в силу конструктивных особенностей, модель Ньюкомена использовалась только лишь в горном деле либо на мельницах.

В 1780 году Уатту наконец то удалось создать свою модель парового двигателя. Новый паровой двигатель был безопасным и универсальным, мог применяться во всех отраслях. И именно он стал толчком к началу масштабной промышленной революции в Великобритании.

Но причем тут лошади и их сила?

А так как Джеймс Уатт был не только инженером, но и предпринимателем, он понимал, что для того что бы двигатели хорошо продавались, покупателю необходимо наглядно показать выгоду от приобретения.

По одной из версий, Уатт пытаясь показать первому покупателю выгоду от использования парового двигателя, предложил провести эксперимент , и сравнить производительность его агрегата с лошадью. Однако, покупатель решил схитрить и в эксперименте задействовал самую сильную свою лошадь. Но это ему не помогло, а паровой двигатель Уатта показал гораздо более высокую производительность.

Тогда-то, Уатт и придумал термин лошадиная сила и провел еще несколько испытаний. В результате этих экспериментов, он выяснил что за одну минуту лошадь вырабатывает энергию равную 45 килоджоулям. Таким образом и появился термин «Лошадиная сила» и примерно с конца 18 века, эта единица измерения стала основной для определения мощности сначала паровых двигателей, а затем и двигателей внутреннего сгорания.

По другой же версии, Уатт вывел лошадиную силу в результате наблюдений за лошадьми, которые в то время широко использовались для поднятия воды, людей и угля из шахт. Инженер произвел расчеты, и определил мощность одной лошадиной силы, которая составила 33 тысячи фунто-футов в минуту.

Лошадиная сила применяется и сейчас?

В европейских странах и в России применяется так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равняется 735,49875 ваттам. Но в международной системе измерения единицей мощность принято считать в Ваттах. Однако, во многих странах, во всех сферах, связанных с двигателями внутреннего сгорания, для измерения мощности все еще используют лошадиную силу. В России лошадиная сила формально выведена из употребления, но несмотря на это применяется для расчетов транспортного налога и ОСАГО.

Источник

В чем измеряется мощность двигателя физика

В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности
Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.
1 ватт 1 10 -3 10 -6 0,102 10 7 1,36·10 -3
1 киловатт 10 3 1 10 -3 102 10 10 1,36
1 мегаватт 10 6 10 3 1 102·10 3 10 13 1,36·10 3
1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81·10 -3 9,81·10 -6 1 9,81·10 7 1,33·10 -2
1 эрг в секунду 10 -7 10 -10 10 -13 1,02·10 -8 1 1,36·10 -10
1 лошадиная сила [2] 735,5 735,5·10 -3 735,5·10 -6 75 7,355·10 9 1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

F — сила, v — скорость, α — угол между вектором скорости и силы.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент,

— угловая скорость, — число пи, n — частота вращения (об/мин).

Электрическая мощность

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

S — Полная мощность, ВА

P — Активная мощность, Вт

Q — Реактивная мощность, ВАр

Приборы для измерения мощности

Примечания

  1. Большая Советская энциклопедия
  2. «метрическая лошадиная сила»

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Мощность (физика)» в других словарях:

ФИЗИКА — наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, св ва и строение материи и законы её движения. Понятия Ф. и её законы лежат в основе всего естествознания. Ф. относится к точным наукам и изучает количеств … Физическая энциклопедия

Физика — Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

Физика — I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия

Физика высоких плотностей энергии — Физика высоких плотностей энергий (англ. High Energy Density Physics, HED Physics) раздел физики на стыке физики конденсированного состояния и физики плазмы, занимающийся изучением систем, имеющих высокую плотность энергии. Под высокой … Википедия

Электрическая мощность — Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность … Википедия

Реактивная мощность — Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность 2 Мощность постоянного тока … Википедия

Интенсивность (физика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Интенсивность. Интенсивность Размерность MT−3 Единицы измерения СИ Вт/м² … Википедия

Варметр — Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

Измеритель мощности — Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

Мощности измеритель — Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

Источник

В чем измеряется мощность

Ещё в 18 веке мощность стали считать в лошадиных силах. До сих пор эта физическая величина употребляется для обозначения силы двигателей. Рядом с показателем мощности двигателя внутреннего сгорания в ваттах продолжают писать значение в л.с.

Мощность как физическая величина, формула мощности

Значение, показывающее, как быстро происходят преобразование, трансляция или потребление энергии в какой-либо системе, – мощность. Для характеристик энергетических условий важно, насколько быстро выполняется процесс. Работа, реализуемая в единицу времени, именуется мощностью:

где:

Можно учитывать отдельно мощность в механике и электрическую мощность.

Чтобы получить ответ на вопрос: в чем измеряется механическая мощность, рассматривают действие силы на движущееся тело. Сила проделывает работу, мощность в таком случае определяется по формуле:

где:

При вращательном движении эту величину определяют с учётом момента силы и частоты вращения, «об./мин.».

Зависимость между электрическим током и мощностью

В электротехнике работой будет U – напряжение, которое перемещает 1 кулон, количество перемещаемых в единицу времени кулонов – это ток (I). Мощность электротока или электрическую мощность P получают, умножив ток на напряжение:

Это полная работа, выполненная за 1 секунду. Зависимость здесь прямая. Изменяя ток или напряжение, изменяют мощность, расходуемую устройством.

Одинакового значения Р добиваются, варьируя одну из двух величин.

Определение единицы измерения мощности тока

Единица измерения мощности тока носит имя Джеймса Ватта, шотландского инженера-механика. 1 Вт – это мощность, которую вырабатывает ток 1 А при разности потенциалов 1 В.

К примеру, источник при напряжении 3,5 В создаёт в цепи ток 0,2 А, тогда мощность тока получится:

P = U*I = 3,5*0,2 = 0,7 Вт.

Внимание! В механике мощность принято изображать буквой N, в электротехнике – буквой P. В чем измеряется n и P? Независимо от обозначения, это одна величина, и измеряется она в ваттах «Вт».

Ватт и другие единицы измерения мощности

Говоря о том, в чем измеряется мощность, необходимо знать, о чём идёт речь. Ватт – это величина, соответствующая 1 Дж/с. Она принята в Международной Системе Единиц. В каких единицах ещё измеряется мощность? Раздел науки астрофизика работает с единицей под названием эрг/с. Эрг – очень маленькая величина, равная 10-7 Вт.

Ещё одна, поныне распространённая, единица из этого ряда – «лошадиная сила». В 1789 году Джеймс Ватт подсчитал, что груз весом 75 кг из шахты может вытащить одна лошадь и сделать это со скоростью 1 м/с. Исходя из подсчёта такой трудоёмкости, мощность двигателей допускается измерить этой величиной в соотношении:

Интересно. Американцы и англичане считают, что 1 л.с. = 745.7 Вт, а русские – 735.5 Вт. Спорить, кто прав, а кто нет, не имеет смысла, так как мера эта внесистемная и не должна быть использована. Международная организация законодательной метрологии рекомендует изъять её из обращения.

В России при расчёте полиса КАСКО или ОСАГО используют эти данные силового агрегата автомобиля.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

В электротехнике работу рассматривают как некоторое количество энергии, отдаваемое источником питания на действие электроприбора в период времени. Поэтому электрическая мощность есть величина, описывающая быстроту трансформации или передачи электроэнергии. Её формула для постоянного тока выглядит так:

где:

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А.

Для некоторых случаев, пользуясь формулой закона Ома, мощность можно вычислить, подставив значение сопротивления:

P = I*2*R, где:

  • I – сила тока, А;
  • R – сопротивление, Ом.

В случае расчётов мощности цепей переменного тока придётся столкнуться с тремя видами:

  • активная её формула: P = U*I*cos ϕ, где – коэффициент угла сдвига фаз;
  • реактивная рассчитывается: Q = U*I*sin ϕ ;
  • полная представлена в виде: S = √P2 + Q2, гдe P – aктивная, а Q2 – реактивная.

Расчёты для однофазной и трёхфазной цепей переменного тока выполняются по разным формулам.

Важно! Потребители электроэнергии на предприятиях в большинстве асинхронные двигатели, трансформаторы и другие индуктивные приёмники. При работе они используют реактивную мощность, а та, протекая по линиям электропередач, приводит ЛЭП к дополнительной нагрузке. Чтобы повысить качество энергии, используют компенсацию реактивной энергии в виде конденсаторных установок.

Приборы для измерения электрической мощности

Провести измерения мощности позволяет ваттметр. У него две обмотки. Одна включается в цепь последовательно, как амперметр, вторая параллельно, как вольтметр. В установках электроэнергетики ваттметры определяют значения в киловатт-час «кВт*час». В измерениях нуждается не только электрическая, а также лазерная энергия. Приборы, способные измерять этот показатель, изготавливаются как стационарного, так и переносного исполнения. С их помощью оценивают уровень лазерных излучений оборудования, применяющего этот вид энергии. Один из портативных измерителей – LP1, японского производителя. LP1 разрешает напрямую определять значения силы светового излучения, к примеру, в визуальном пятне оптических устройств проигрывателей DVD.

Мощность в бытовых электрических приборах

Для нагрева металла нити накаливания лампочки, увеличения температуры рабочей поверхности утюга или иного бытового прибора, тратится определённое количество электроэнергии. Её величину, отбираемую нагрузкой за час, считают потребляемой мощностью этого аппарата.

Внимание! Если на лампочке написано «40 W, 230 V», это значит, что за 1 час она потребляет из сети переменного тока 40 Вт. Зная количество лампочек и параметры, подсчитывают, сколько энергии тратится на освещение комнат в месяц.

Как перевести ватты

Так как ваттвеличина маленькая, в быту оперируют киловаттами, пользуются системой перевода величин:

  • 1 Вт = 0,001 кВт;
  • 10 Вт = 0,01 кВт;
  • 100 Вт = 0,1 кВт;
  • 1000 Вт = 1 кВт.

Мощность некоторых электрических приборов, Вт

Средние значения потребления электроэнергии бытовых устройств:

  • плиты – 110006000 Вт;
  • холодильники – 150-600 Вт;
  • стиральные машины – 1000-3000 Вт;
  • пылесосы – 1300-4000 Вт;
  • электрочайники – 2000-3000 Вт.

Параметры каждого бытового прибора указываются в паспорте, а также обозначаются на корпусе. Там определены точные значения для информации потребителя.

Видео

Источник

Работа, энергия и мощность — вспоминаем физику

В текстах, публикуемых на этом сайте, часто встречаются различные термины, которые являются названиями физических величин. Многое мы изучали еще в школьном курсе физике, но знания имеют свойство забываться без постоянного употребления. В серии заметок, объединенных под общим заголовком «Вспоминаем физику» (можно было бы назвать «Снова в школу») мы постараемся напомнить вам, что означают основные термины, какие физические величины за этими терминами скрываются, как они связаны между собой, в каких величинах они измеряются. В общем, дать те основы, которые нужны для понимания публикуемых материалов.

Сайт нас в целом посвящен методам и технологиям получения энергии (конкретно, из возобновляемых источников). Энергия нужна людям для отопления и освещения собственных жилищ, для того, чтобы приводить в движение различные механизмы, которые совершают полезную для людей работу. То есть нам нужно получить в конечном итоге один из трех видов энергии — тепловую, механическую и энергию света. Как будет сказано ниже, в физике различают еще несколько видов энергии, но для нас важны в первую очередь эти три вида. Закончу с предисловиями и приведу те определения энергии, которые приняты в физике.

Работа и энергия

Еще из школьного курса физики (а школу я окончил 50 лет назад) я помню утверждение «Энергия является мерой способности физической системы совершить работу». Википедия дает менее понятное определение, утверждая, что

«Эне́ргия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.»

Энергия является скалярной величиной, для измерения которой применяются несколько разных единиц. Нам наиболее интересны джоуль и киловатт-час.

Джо́уль (русское обозначение: Дж; международное: J) — единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы. В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер.

Впрочем, мы не будем углубляться в основы физики, выясняя, что такое сила и что такое один ньютон, просто примем понятие «энергия» за основу и запомним, что некое количество джоулей характеризует энергию, работу и количество теплоты. Еще одной величиной, с помощью которой измеряют количество энергии, является киловатт-час.

Килова́тт-час (кВт⋅ч) — внесистемная единица измерения количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Следует заметить, что правильно писать именно «кВт⋅ч» (мощность, умноженная на время). Написание «кВт/ч» (киловатт в час), часто употребляемое во многих СМИ и даже иногда в официальных документах, неправильно. Такое обозначение соответствует изменению мощности в единицу времени (что обычно никого не интересует), но никак не количеству энергии. Столь же распространённая ошибка — использовать «киловатт» (единицу мощности) вместо «киловатт-час».

В последующих статьях мы будем использовать джоуль и киловатт-час как единицы для оценки количества энергии или работы, имея в виду, что один киловатт-час равен 3,6·106 джоулей.

С точки зрения интересующих нас тем именно свойство энергии совершать работу является основополагающим. Мы не будем выяснять, как физика трактует понятие «работа», будем считать, что это понятие является первоначальным и не определяемым. Только еще раз подчеркнем, что количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

В зависимости от вида энергии или работы величина энергии рассчитывается разными способами:

В механике: сила, умноженная на длину E ~ F·l
В термодинамике: давление, умноженное на объём E ~ P·V
Импульс, умноженный на скорость E ~ p·v
Масса, умноженная на квадрат скорости E ~ m·v²
В электростатике: заряд, умноженный на напряжение E ~ q·U
Мощность, умноженная на время E ~ N·t

Формы и виды энергии

Поскольку энергия, как сказано выше, является только мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие, различные формы энергии выделяются в соответствии с различными формами движения материи. Таким образом, в зависимости от уровня проявления, мож­но выделить следующие формы энергии:

  • энергия макромира — гравитационная или энергия притяжения тел,
  • энергия взаимодействия тел — механическая,
  • энергия молекулярных взаимодействий — тепловая,
  • энергия атомных взаимодей­ствий — химическая,
  • энергия излучения — электромагнит­ная,
  • энергия, заключенную в ядрах атомов, — ядерная.

Гравитационная энергия — энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным гравитационным тяготением. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на опреде­ленную высоту над поверхностью Земли — энергия силы тя­жести. Таким образом, энергию, запасенную в водохранилищах гидроэлектростанций, можно отнести к гравитационной энергии.

Механическая энергия — проявляется при взаимодей­ствии, движении отдельных тел или частиц. К ней относят энергию движения или вращения тела, энер­гию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах — транспортных и техно­логических.

Тепловая энергия — энергия неупорядоченного (хаотичес­кого) движения и взаимодействия молекул веществ. Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопле­ния, проведения многочисленных технологических процес­сов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегон­ки и т. д.).

Химическая энергия — это энергия, «запасенная» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при хими­ческих реакциях между веществами. Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальваничес­ких элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии ха­рактеризуются высоким КПД (до 98 %), но низкой емкостью.

Электромагнитная энергия — это энергия, порождаемая взаимодействием электрического и магнитного по­лей. Ее подразделяют на электрическую и магнитную энергии. Электрическая энергия — энергия движущихся по элек­трической цепи электронов (электрического тока).

Электромагнитная энергия проявляется также в виде электромагнит­ных волн, то есть в виде излучения, включающего видимый свет, инфракрасные, ультрафио­летовые, рентгеновские лучи и радиоволны. Таким образом, один из видов электромагнитной энергии — это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия — энергия, локализованная в ядрах ато­мов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобож­дается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или син­тезе легких ядер (термоядерная реакция).

В эту классификацию несколько не укладываются известные нам со школы понятия потенциальной и кинетической энергии. Современная физика считает, что понятия кинетической и потенциальной энергий (а также энергии диссипации) это не формы, а виды энергии:

Кинетическая энергия — энергия, которой обладают тела вследствие своего движения. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением. Когда тело не движется, кинетическая энергия равна нулю.

Потенциальная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием различных тел или частей одного и того же тела. Потенциальная энергия всегда определяется положением тела относительно некоторого источника силы (силового поля).

Энергия диссипации (то есть рассеяния) — переход части энергии упорядоченных процессов в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте — в теплоту.

Дело в том, что каждая из перечисленных выше форм энергии может проявляться в виде потенциальной и кинетической энергии. То есть виды энергии должны трактоваться в обобщенном смысле, ибо они относятся к любой форме движения и, следовательно, к любой форме энергии. Например, имеется кинетическая электрическая энергия, и это не то же самое, что кинетическая механическая энергия. Это кинетическая энергия движения электронов, а не кинетическая энергия механического движения тела. Точно так же потенциальная электрическая энергия это не то же самое, что потенциальная механическая энергия. А химическая энергия складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии их взаимодействия друг с другом и с атомными ядрами.

Вообще, насколько я понял при подготовке этого материала, пока не существует общепринятой классификации форм и видов энергии. Впрочем, возможно нам и не нужно до конца разбираться в этих физических понятиях. Важно только помнить, что энергия — это не какая-то реальная материальная субстанция, а только мера, предназначенная для оценки перемещения некоторых форм материи или преобразования одной формы материи в другую.

С понятием энергии и работы неразрывно связано понятие мощности.

Мощность

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Мощность характеризует способность того или иного устройства совершать работу или производить энергию в течение определенного промежутка времени. Связь между мощностью, энергией и временем выражается следующим соотношением:

Киловатт-час (напомним, что это единица измерения энергии) равен количеству энергии, потребляемой (производимой) устройством мощностью один киловатт (единица мощности) в течение одного часа (единица времени).

Отсюда и уже упомянутое выше равенство 1 кВт⋅ч = 1000 Вт ⋅ 3600 с = 3,6·106 Дж = 3,6 МДж.

Из трех рассмотренных на этой странице единиц именно мощность представляет для нас наибольший интерес, поскольку эта величина будет нам встречаться при рассмотрении и сравнении различных ветро- или гидро-генераторов и солнечных панелей. В этих случаях мощность характеризует способность этих устройств производить энергию. И наоборот, указание мощности на многих бытовых электроприборах характеризует потребление энергии этими приборами. Если мы хотим обеспечить некоторую совокупность бытовых приборов энергией, мы должны сопоставить суммарную потребляемую этими приборами мощность с суммарной мощностью, которую можем получить от производителей энергии.

Но подробнее о мощности мы поговорим в следующих статьях, посвященных конкретным видам энергии.  И начнем с электрической энергии, рассмотрим, какими величинами характеризуется электричество и в каких единицах оно измеряется.

Мощность · Физика

Мощность · Физика
  • Рассчитайте мощность, рассчитав изменения энергии во времени.
  • Изучите энергопотребление и расчеты стоимости потребляемой энергии.

Что такое мощность?

Сила — это слово вызывает в воображении множество образов: профессиональный футболист, отталкивающий своего противника, драгстер, ревущий от стартовой линии, вулкан, выбрасывающий лаву в атмосферу, или взлетающая ракета, как в [ссылка] .

Эти образы силы объединяет быстрое выполнение работы в соответствии с научным определением мощности (размер P 12 {P} {}

) как скорость выполнения работы.

Власть

Мощность — это скорость выполнения работы.

P = Wt размер 12 {P = {{W} больше {t}}} {}

Единица измерения мощности в системе СИ — Вт (мощность 12 {W} {}

), где 1 ватт равен 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с).размер 12 {\ (1 «W» = 1 «Дж / с» \) «.» } {}

Поскольку работа — это передача энергии, мощность — это также скорость, с которой энергия расходуется. Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Дж энергии в секунду. Большая мощность означает большой объем работы или энергии, выработанный за короткое время. Например, когда мощный автомобиль быстро разгоняется, он выполняет большой объем работы и потребляет большое количество топлива за короткое время.

Расчет мощности по энергии

Расчет мощности для подъема по лестнице

Какая выходная мощность у 60.Женщина весом 0 кг, которая поднимается по лестнице высотой 3,00 м за 3,50 с, начиная с состояния покоя, но имея конечную скорость 2,00 м / с? (См. [Ссылку].)

Стратегия и концепция

Работа, преобразующаяся в механическую энергию, равна W = KE + PE размер 12 {W «= KE + PE»} {}

. Внизу лестницы берем оба размера KE 12 {«KE»} {}

и PEg

как изначально нулевой; таким образом, W = KEf + PEg = 12mvf2 + mgh size 12 {W = «KE» rSub {size 8 {f}} + «PE» rSub {size 8 {g}} = {{size 8 {1}} over { размер 8 {2}}} ital «mv» rSub {size 8 {f} rSup {size 8 {2}}} + ital «mgh»} {}

, где h размер 12 {h} {}

— высота лестницы по вертикали.Поскольку указаны все термины, мы можем рассчитать размер W 12 {W} {}

, а затем разделите его на время, чтобы получить мощность.

Решение

Подставляем выражение для размера W 12 {W} {}

в определение мощности, данное в предыдущем уравнении, P = W / t размер 12 {P = {W} косая черта {t}} {}

дает

P = Wt = 12mvf2 + mght. размер 12 {P = {{W} больше {t}} = {{{{1} больше {2}} ital «mv» rSub {size 8 {f} rSup {size 8 {2}}} + ital «mgh «} более {t}}».»} {}

Ввод известных значений дает

P = 0,560,0 кг 2,00 м / с2 + 60,0 кг 9,80 м / с 23,00 м3,50 с = 120 Дж + 1764 Дж 3,50 с = 538 W.alignl {stack {size 12 {P = {{0 «.» 5 слева («60». «0» кг «справа) слева (2». «» 00 «» м / с «справа) rSup {размер 8 {2}} + left (» 60 «». «0» kg «right) left (9». «» 80 «» m / s «rSup {size 8 {2}} right) left (3». «» 00 «» m «right)} больше {3″. » «50» «s»}}} {} # «» = {{«120 Дж» + «1764 Дж»} более {3 «.» «50» «s»}} {} # «» = «538 Вт» {}}} {}

Обсуждение

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.

Впечатляет, что полезная выходная мощность этой женщины чуть меньше 1 лошадиных сил (1 л.с. = 746 Вт) размер 12 {\ (1 «л.с.» = «746» «Вт» \)} {}

! Люди могут генерировать более лошадиные силы с помощью мышц ног в течение коротких периодов времени, быстро превращая доступный в крови сахар и кислород в объем работы. (Лошадь может выделять 1 л.с. в течение нескольких часов подряд.) Как только кислород истощается, выходная мощность снижается, и человек начинает быстро дышать, чтобы получить кислород для метаболизма большего количества пищи — это известно как этап аэробных упражнений .Если бы женщина поднималась по лестнице медленно, то ее выходная мощность была бы намного меньше, хотя объем выполняемой работы был бы таким же.

Установление соединений: расследование на вынос — измерьте свою номинальную мощность

Определите собственную номинальную мощность, измерив время, необходимое вам, чтобы подняться по лестнице. Мы проигнорируем выигрыш в кинетической энергии, так как приведенный выше пример показал, что это была небольшая часть выигрыша в энергии. Не ожидайте, что ваш результат будет больше примерно 0.5 л.с.

Примеры силы

Примеры силы ограничены только воображением, потому что видов столько же, сколько форм работы и энергии. (См. [Ссылку] для некоторых примеров.) Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, несет максимальную мощность около 1,3 киловатт на квадратный метр (кВт / м2). размер 12 {\ («кВт / м» rSup {размер 8 {2}} \) «.» } {}

Крошечная часть этого удерживается Землей 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 только 35-40% топлива в электроэнергию. 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, размер 12 {«10» rSup {размер 8 {6}} «Вт»} {}

эл. Мощности. Но электростанция потребляет химическую энергию в размере около 2500 МВт, создавая передачу тепла в окружающую среду в размере 1500 МВт. (См. [Ссылку].)

Выходная или потребляемая мощность
Объект или явление Мощность в ваттах
Сверхновая звезда (в пике) 5 × 1037 размер 12 {5 раз «10» rSup {размер 8 {«37»}}} {}
Галактика Млечный Путь 1037 размер 12 {«10» rSup {размер 8 {«37»} }} {}
Пульсар Крабовидной туманности 1028 размер 12 {«10» rSup {размер 8 {«28»}}} {}
Солнце 4 × 1026 размер 12 {4 раза » 10 «rSup {размер 8 {» 26 «}}} {}
Извержение вулкана (максимум) 4 × 1015 размер 12 {4 раза по» 10 «rSup {размер 8 {» 15 «}}} {}
Молния 2 × 1012 размер 12 {2 раза «10» rSup {размер 8 {«12»}}} {}
Атомная электростанция (полная передача электроэнергии и тепла) 3 × 109 размер 12 {3 раза по «10» rSup {размер 8 {9}}} {}
Авианосец (общий полезный и теплопередающий) 108 размер 12 {«10» rSup {размер 8 {8}} } {}
Dragster (общий полезный и теплопередающий) 2 × 106 размер 12 {2 раза «10» rSup {size 8 {6}}} {}
Автомобиль (общая полезная нагрузка и теплопередача) 8 × 104 размер 12 {8 раз «10» rSup {размер 8 {4}}} {}
Футболист (общий полезный и теплопередающий) 5 × 103 размер 12 {5 раз «10» rSup {размер 8 {3}}} {}
Сушилка для белья 4 × 103 размер 12 {4 раза «10» rSup {размер 8 {3}}} {}
Человек в состоянии покоя (вся теплопередача) 100 размер 12 {«100»} {}
Типичная лампа накаливания (общая полезная и теплопередающая) 60 размер 12 {«60»} {}
Сердце, человек в состоянии покоя (общая полезная нагрузка и теплопередача) 8 размер 12 {8} {}
Электрические часы 3 размер 12 { 3} {}
Карманный калькулятор 10−3 размер 12 {«10» rSup {размер 8 {-3}}} {}

Мощность и энергопотребление

Обычно нам приходится платить за энергию, которую мы используем.Интересно и легко оценить стоимость энергии для электрического прибора, если известны его потребляемая мощность и затраченное время. Чем выше уровень энергопотребления и чем дольше прибор используется, тем выше его стоимость. Норма энергопотребления: P = W / t = E / t размер 12 {P = {W} косая черта {t} = {E} косая черта {t}} {}

, где E размер 12 {E} {}

— энергия, поставляемая электроэнергетической компанией. Таким образом, энергия, потребляемая за время t, размер 12 {t} {}

это

E = Pt.размер 12 {E = ital «Pt»} {}

В счетах за электроэнергию указано количество использованной энергии в единицах киловатт-часов (кВт⋅ч), размер 12 {\ («кВт» cdot h \),} {}

, который является произведением мощности в киловаттах и ​​времени в часах. Этот блок удобен тем, что потребление электроэнергии на уровне киловатт в течение нескольких часов является типичным.

Расчет затрат на энергию

Какова стоимость эксплуатации компьютера мощностью 0,200 кВт, 6 часов в день в течение 30 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0 долларов США.120 за кВт⋅ч, размер 12 {«кВт» cdot ч} {}

?

Стратегия

Стоимость основана на потребленной энергии; таким образом, мы должны найти размер E 12 {E} {}

от E = Pt размер 12 {E = ital «Pt»} {}

, а затем рассчитайте стоимость. Поскольку электрическая энергия выражается в кВт⋅ч, размер 12 {«кВт» cdot h} {}

, в начале такой проблемы удобно преобразовать единицы в размер 12 {«кВт»} {}

и часы.

Решение

Энергия, потребленная в кВт⋅ч, размер 12 {«кВт» cdot h} {}

это

E = Pt = (0.200 кВт) (6,00 ч / день) (30,0 дня) = 36,0 кВт⋅ч, выровняйте {стек {размер 12 {E = ital «Pt» = \ (0 «.» «200» «кВт» \) \ (6 » . «» 00 «» h / d «\) \ (» 30 «». «0» d «\)} {} # size 12 {» «=» 36 «». » «0 кВт» cdot «h,»} {}}} {}

, а стоимость просто

Стоимость = (36,0 кВт⋅ч) (0,120 доллара США за кВтч) = 4,32 доллара США в месяц. size 12 {«cost» = \ («36» «.» 0 «кВт» cdot h \) \ (0 долларов США «.» «120» «за кВт» cdot h \) = 4 доллара США «.» «32» «в месяц»} {}

Обсуждение

Стоимость использования компьютера в этом примере не является ни чрезмерной, ни незначительной.Понятно, что стоимость — это сочетание силы и времени. Когда и то и другое высокое, например, кондиционер летом, стоимость высока.

Мотивация к экономии энергии стала более убедительной из-за ее постоянно растущей цены. Вооружившись знанием того, что потребляемая энергия является продуктом мощности и времени, вы можете оценить затраты для себя и сделать необходимые оценочные суждения о том, где экономить энергию. Нужно уменьшить либо мощность, либо время. Наиболее рентабельно ограничить использование мощных устройств, которые обычно работают в течение длительного времени, например водонагревателей и кондиционеров.Сюда не входят устройства с относительно высокой мощностью, такие как тостеры, потому что они работают всего несколько минут в день. Он также не будет включать электрические часы, несмотря на то, что они используются 24 часа в сутки, потому что они являются устройствами с очень низким энергопотреблением. Иногда можно использовать устройства с большей эффективностью, то есть устройства, потребляющие меньше энергии, для выполнения той же задачи. Одним из примеров является компактная люминесцентная лампа, которая дает в четыре раза больше света на ватт потребляемой мощности, чем ее собрат с лампами накаливания.

Современная цивилизация зависит от энергии, но нынешние уровни потребления и производства энергии не являются устойчивыми. Вероятность связи между глобальным потеплением и использованием ископаемого топлива (с сопутствующим образованием углекислого газа) привела к сокращению использования энергии, а также к переходу на неископаемые виды топлива. Несмотря на то, что энергия в изолированной системе является сохраняемой величиной, конечным результатом большинства преобразований энергии является перенос тепла в окружающую среду, которое больше не используется для выполнения работы.Как мы обсудим более подробно в Термодинамике, способность энергии производить полезную работу «снижается» при преобразовании энергии.

Сводка раздела

  • Мощность — это скорость выполнения работы или в форме уравнения для средней мощности. П размер 12 {П} {}

    на работу

    W размер 12 {W} {}

    сделано за время

    т 12 {т} {}

    ,

    P = W / t размер 12 {P = {W} косая черта {t}} {}

    .

  • Единицей измерения мощности в системе СИ является ватт (Вт), где 1 Вт = 1 Дж / с, размер 12 {1 «W» = «1 Дж / с»} {}

    .

  • Мощность многих устройств, таких как электродвигатели, также часто выражается в лошадиных силах (л.с.), где 1 л.с. = 746 Вт, размер 12 {1 «л.с.» = «746 Вт»} {}

    .

Концептуальные вопросы

Большинство электроприборов имеют мощность в ваттах. Зависит ли этот рейтинг от того, как долго прибор включен? (В выключенном состоянии это устройство с нулевой ваттностью.) Объясните в терминах определения мощности.

Объясните в терминах определения мощности, почему потребление энергии иногда указывается в киловатт-часах, а не в джоулях.Какая связь между этими двумя энергетическими единицами?

Искра статического электричества, которую вы можете получить от дверной ручки в холодный и сухой день, может нести несколько сотен ватт мощности. Объясните, почему вы не пострадали от такой искры.

Задачи и упражнения

Пульсар в Крабовидной туманности (см. [Ссылка]) — это остаток сверхновой звезды, которая произошла в 1054 году нашей эры. Используя данные из [ссылка], вычислите приблизительный коэффициент, на который мощность этого астрономического объекта снизилась после его взрыва.

2 × 10-10 размер 12 {2 раза по «10» rSup {размер 8 {- «10»}}} {}

Предположим, что звезда в 1000 раз ярче нашего Солнца (то есть излучающая в 1000 раз большую мощность) внезапно становится сверхновой. Используя данные из [ссылка]: (а) Во сколько раз увеличивается его выходная мощность? (б) Во сколько раз ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, сверхновая? (c) Основываясь на ваших ответах, обсудите, возможно ли наблюдать сверхновые в далеких галактиках. Обратите внимание, что есть порядка 1011 размера 12 {«10» rSup {размер 8 {«11»}}} {}

наблюдаемых галактик, средняя яркость которых несколько меньше нашей собственной галактики.

Человек в хорошей физической форме может выдавать 100 Вт полезной мощности в течение нескольких часов подряд, возможно, задействуя механизм, приводящий в действие электрогенератор. Пренебрегая любыми проблемами эффективности генератора и практическими соображениями, такими как время отдыха: (а) Сколько человек потребуется, чтобы запустить электрическую сушилку для белья мощностью 4,00 кВт? (б) Сколько людей потребуется, чтобы заменить большую электростанцию, вырабатывающую 800 МВт?

Сколько стоит эксплуатация 3.Электрические часы 00 Вт на год, если стоимость электроэнергии составляет 0,0900 доллара США за кВт⋅ч, размер 12 {«кВт» cdot h} {}

?

Большой бытовой кондиционер может потреблять 15,0 кВт электроэнергии. Какова стоимость эксплуатации этого кондиционера 3,00 часа в день в течение 30,0 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,110 доллара США за кВт⋅ч для размера 12 {«кВт» cdot h} {}

?

(a) Какова средняя потребляемая мощность в ваттах прибора размером 12 {5 «, потребляющим 5,00 кВт⋅ч.»00 кВт» cdot h} {}

энергии в день? (б) Сколько джоулей энергии устройство потребляет в год?

(a) Какова средняя полезная выходная мощность человека, который делает 6,00 × 106 Дж размером 12 {6 «.» «00» умножить на «10» rSup {размер 8 {6}} «J»} {}

полезной работы за 8.00 ч? (b) Работая с такой скоростью, сколько времени потребуется этому человеку, чтобы поднять 2000 кг кирпичей 1,50 м на платформу? (Работу по подъему его тела можно пропустить, потому что здесь она не считается полезным результатом.)

Драгстер весом 500 кг разгоняется до конечной скорости 110 м / с за 400 м (около четверти мили) и сталкивается со средней силой трения 1200 Н. Какова его средняя выходная мощность в ваттах и ​​лошадиных силах, если это занимает 7,30 с?

(a) Сколько времени потребуется автомобилю массой 850 кг и полезной мощностью 40,0 л.с. (1 л.с. = 746 Вт), чтобы достичь скорости 15,0 м / с без учета трения? (b) Сколько времени займет это ускорение, если автомобиль также набирает 3 балла.00-метровый холм в процессе?

(a) Найдите полезную выходную мощность двигателя лифта, который поднимает груз массой 2500 кг на высоту 35,0 м за 12,0 с, если он также увеличивает скорость в состоянии покоя до 4,00 м / с. Обратите внимание, что общая масса уравновешенной системы составляет 10 000 кг, т.е. только 2500 кг поднимается в высоту, но все 10 000 кг ускоряются. (b) Сколько это стоит, если электроэнергия составляет 0,0900 доллара США за кВт⋅ч при размере 12 {«кВт» cdot h} {}

?

(a) Каково доступное энергосодержание в джоулях батареи, работающей от 2.00-Вт электрические часы на 18 месяцев? (b) Сколько времени может хватить на батарею, которая может питать 8,00 × 104J размером 12 {8 «.» «00» умножить на «10» rSup {размер 8 {4}} «J»} {}

запустить карманный калькулятор, который потребляет энергию в размере 1,00 × 10−3 Вт размером 12 {1 «.» «00» умножить на «10» rSup {размер 8 {-3}} «W»} {}

?

(a) 9,46 × 107 J, размер 12 {9 «.» «46» умножить на «10» rSup {размер 8 {7}} «J»} {}

(b) 2,54 y размер 12 {2 «.» «54» умножить на «10» rSup {размер 8 {7}} «J»} {}

(a) Сколько времени потребуется 1.50 × 105 размер 12 {1 «.» «50» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}}} {}

Самолет массой

кг с двигателями мощностью 100 МВт для достижения скорости 250 м / с и высоты 12,0 км при незначительном сопротивлении воздуха? (б) Если это действительно занимает 900 с, какова мощность? (c) Учитывая эту мощность, какова средняя сила сопротивления воздуха, если самолет занимает 1200 с? (Подсказка: вы должны найти расстояние, которое самолет преодолеет за 1200 с при постоянном ускорении.)

Рассчитайте выходную мощность, необходимую для автомобиля массой 950 кг, чтобы преодолеть 2.00º

Наклон

с постоянной скоростью 30,0 м / с при сопротивлении ветра и трении в сумме 600 Н. Явно покажите, как вы следуете шагам, изложенным в Стратегиях решения проблем для энергетики.

Определить известные: m = 950 кг размер 12 {m = «950» `» кг «} {}

, угол наклона θ = 2,00º

, v = 3,00 м / с

, f = 600 N, размер 12 {f = «600» `N} {}

Определить неизвестные: мощность P размер 12 {P} {}

вагона, усилие F 12 {F} {}

этот автомобиль относится к дороге

Решить для неизвестного:

P = Wt = Fdt = Fdt = Fv, размер 12 {P = {{W} над {t}} = {{ital «Fd»} над {t}} = F влево ({{d} над {t}} справа) = ital «Fv»,} {}

, где F, размер 12 {F} {}

параллельна наклонной поверхности и должна противодействовать силам сопротивления и силе тяжести:

F = f + w = ​​600 N + mgsinθ размер 12 {F = f + w = ​​»600 N» + ital «mg» «sin» θ} {}

Вставьте это в выражение для мощности и решите:

P = f + mgsinθv = 600 Н + 950 кг 9.80 м / с2sin 2º (30,0 м / с) = 2,77 × 104Walignl {stack {size 12 {P = left (f + ital «mg» «sin» θ right) v} {} # size 12 {{} = left [» 600 Н «+ влево (» 950 кг «вправо) влево (9». «» 80 м / с «rSup {размер 8 {2}} вправо)» sin2 «° вправо] \ (» 30 «». «» 0 м / с «\)} {} # = 2″. » «77» умножить на 10 «rSup {size 8 {4}}` W {}}} {}

Около 28 кВт (или около 37 л.с.) разумно для автомобиля, чтобы преодолеть небольшой уклон.

(a) Рассчитайте мощность на квадратный метр, приходящуюся от Солнца в верхние слои атмосферы Земли. (Возьмем выходную мощность Солнца равной 4.00 × 1026 Вт.)

(b) Часть этого количества поглощается и отражается атмосферой, так что максимум 1,30 кВт / м2

достигает поверхности Земли. Вычислить площадь в км2

коллекторов солнечной энергии необходимо для замены электростанции, вырабатывающей 750 МВт, если коллекторы преобразуют в электричество в среднем 2,00% максимальной мощности. (Эта небольшая эффективность преобразования связана с самими устройствами, а также с тем фактом, что солнце находится прямо над головой лишь на короткое время.) При тех же предположениях, какая площадь потребуется для удовлетворения энергетических потребностей Соединенных Штатов (1,05 × 1020 Дж)? размер 12 {\ (1 «.» «05» умножить на «10» rSup {размер 8 {«20»}} «J» \)?} {}

Энергетические потребности Австралии (5,4 × 1018 Дж)? размер 12 {\ (5 «.» 4 раза «10» rSup {size 8 {«18»}} «J» \)?} {}

Энергетические потребности Китая (6,3 × 1019 Дж)? размер 12 {\ (6 «.» 3 раза «10» rSup {size 8 {«19»}} «J» \)?} {}

(Эти значения энергопотребления взяты с 2006 г.)

Глоссарий

мощность
скорость выполнения работ
ватт
(Вт) единица мощности СИ, с 1 Вт = 1 Дж / с
л.с.
старая единица мощности вне системы СИ, с 1 л.с. = 746 Вт
киловатт-час
(кВт⋅ч) типоразмер 12 {\ («кВт» cdot h \)} {} Блок

, используемый в основном для выработки электроэнергии, поставляемой электроэнергетическими компаниями



Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия.

Вы также можете бесплатно скачать по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]

Авторство:

Фактов о мощности — Физика для детей

Пожалуйста, напишите или поделитесь этой статьей!

Есть много определений мощности, но в науке / физике под мощностью понимается выполнение работы или передача тепла или энергии для изменения.

Мощность — это скорость использования этой энергии. Другими словами, насколько быстро расходуется энергия.

Мощность и энергия часто означают одно и то же. Однако мощность относится к скорости, а энергия — к количеству. Более высокая скорость означает большую мощность.

Например, вы можете медленно нести коробку с книгами вверх по лестнице и использовать определенное количество энергии. Но если вы подниметесь по лестнице с ящиком с книгами, вам потребуется больше энергии.

И, конечно же, требуется больше энергии.

Самые ранние определения мощности связаны с изобретением паровой машины, которое положило начало промышленной революции в конце 1700-х годов в Англии.

Человек, ответственный за первую попытку измерить скорость выполнения работы и мощность, необходимую для выполнения работы, был Джеймс Ватт, шотландский инженер, когда он придумал понятие лошадиных сил (л.с.). Подробнее об этом позже!

Сегодня это все еще основа того, как мы можем понять энергию, мощность и работу, а также то, как наши энергетические ресурсы могут быть использованы в современном современном обществе.

За годы, прошедшие с 1781 года, инженеры и ученые разработали стандартный способ измерения мощности.Они согласились назвать его ваттом в честь известного ученого Джеймса Ватта.

Электрическую мощность также можно определить, зная ток и напряжение. Все электрическое оборудование, которое мы используем сегодня, описывается количеством ватт, которое оно производит в мощности: лампочки, фены, обогреватели, стереосистемы, радио, телевизоры, тостеры, электродрели и пилы — список бесконечен.

Работа, мощность, энергия и ватты получили определения, и если вы изучите физику, вы узнаете о различных формулах, созданных учеными для измерения этих величин.

То же самое относится к описанию электричества и тока. Названия единиц и используемые формулы приняты Международной системой единиц, поэтому описания во всем мире одинаковы. Все, кто занимается наукой, согласны с определениями и формулами.

Мощность — это всего лишь способ описания потока энергии (один джоуль в секунду), результатом которого является ватт. Джоуль — это единица работы и единица энергии.

Энергия может быть во многих различных формах, таких как тепло, свет, движение, электрическая, химическая, солнечная или ядерная.

Другой способ описания мощности — «лошадиные силы (л.с.)». Мощность в лошадиных силах может быть рассчитана по формуле с использованием энергии, времени и силы, которая преобразует ее в ватты. Например, ученые определили, что одна л.с. равна 756 Вт мощности, а двигатель мощностью 100 л.с. может производить 75 600 Вт мощности.

Вопросы:
  1. Что такое власть?
  2. Кто такой Джеймс Ватт?
  3. Назовите 3 электрических предмета, не перечисленных в статье.
  4. Почему все ученые используют одни и те же слова для описания мощности, энергии, электричества и т. Д.?
  5. Что означает ток?

Ответов:
  1. Power делает работу.
  2. Он был шотландским инженером, первым описавшим «лошадиные силы».
  3. Компьютер, телефон, электробритва.
  4. Используйте одни и те же слова, чтобы их значения были одинаковыми во всем мире.
  5. Ток относится к электричеству.

Физика

Работа, Энергия и Мощность — Значение, Определение, Различия и Часто задаваемые вопросы

Работа Энергия и Мощность — это наиболее важные термины, используемые в физике, которые учащиеся изучают в школе на раннем этапе. Работа и энергия — две стороны медали, поскольку они взаимосвязаны друг с другом. Работа называется смещением объекта при приложении к нему силы (толкания или тяги), а энергия — как способность выполнять работу. Он существует в различных формах, таких как потенциальная, кинетическая, химическая, тепловая, ядерная, электрическая энергия и так далее.Мощность — это работа, выполняемая за единицу времени. Изучение мощности энергии работы важно как с точки зрения приобретения знаний, так и с точки зрения получения более высоких оценок на экзамене.

Физика Работа и энергия

Когда объект движется в направлении приложенной силы, работа считается выполненной. Но для того, чтобы работа была сделана, важнее всего энергия, поскольку это способность работать. Когда работа выполняется животными или людьми, они получают энергию из пищи, а когда работа выполняется машинами, они получают энергию из электричества или топлива.

Работа

Работа выполняется, когда сила вызывает какое-то движение. Например, когда человек поднимается на гору, работа выполняется, потому что, поднимаясь на гору, он движется против силы тяжести. Следовательно, работа зависит от двух факторов. Это:

Следовательно, работа измеряется произведением смещения и силы тела вместе с направлением силы. Она называется скалярной величиной, а единица работы в системе СИ — джоуль. Таким образом, уравнение выглядит следующим образом:

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Работа = F * S

Если тело смещается посредством S, в то время как на него действует Сила F, в таком случае

Работа W = FS Cos (угол между смещением и силой)

Здесь следует отметить одну вещь: сила считается действующей, когда она вызывает движение в объекте.Например, человек пытается сдвинуть стену, но стена не движется, следовательно, работа, выполняемая человеком, равна нулю, поскольку никакого смещения не происходит. Но он действительно теряет энергию, потому что при попытке толкнуть стену он растягивает мышцы и, таким образом, чувствует усталость.

Таким образом, это показывает, что работу не нужно выполнять всякий раз, когда к объекту прикладывается сила. Работа выполняется только тогда, когда приложенная сила может изменить направление объекта или сдвинуть его.

Энергия

Способность человека, позволяющая ему выполнять работу, называется энергией.Проще говоря, энергия — это способность работать. Он имеет скалярную величину и имеет только величину и не имеет направления. энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, она может только изменить свою форму. Энергию можно найти во многих вещах, поэтому существует множество форм энергии. Наиболее важными видами энергии являются кинетическая энергия и потенциальная энергия.

Кинетическая энергия — это энергия тела, возникающая в результате его движения или движения. Это работа, которая требуется для ускорения тела данной массы, отличаясь от его скорости.Во время ускорения после того, как тело набирает энергию, оно сохраняет кинетическую энергию до тех пор, пока его скорость не изменится. Формула кинетической энергии — 1 / 2mv2

Следовательно, из приведенной выше формулы мы можем заявить:

1. Кинетическая энергия тела удваивается всякий раз, когда его масса удваивается.

2. Если масса тела уменьшается вдвое, кинетическая энергия также уменьшается вдвое.

3. Кинетическая энергия массы увеличивается в четыре раза, когда скорость удваивается.

Power Definition Physics

Рабочая мощность или просто мощность упоминается как физическое понятие, которое включает в себя несколько значений, в зависимости от контекста и доступных деталей.Мощность можно определить как скорость выполнения работы. Мощность — это энергия, потребляемая в единицу времени. Он присутствует в скалярном количестве, так как не имеет направления. Единица мощности в системе СИ — джоули в секунду и называется ватт. Ватт означает мощность, необходимую для выполнения одного Джоуля работы в секунду.

Разница между работой и мощностью

Различия между работой и мощностью указаны в следующей таблице:

Работа

Мощность

Работа называется процесс энергии, который передается движению объекта за счет приложения силы.Обычно его представляют как произведение смещения и силы.

Мощность — это количество энергии, которое передается за единицу времени.

Единица работы СИ — Джоуль (Дж)

Единица мощности СИ — Ватт (Вт)

Формула для расчета силы: Работа = Сила * Смещение.

Формула расчета мощности: Мощность = Работа / Время

Работа может выполняться в различных других единицах измерения, таких как кВтч, МВтч, ГВтч и вольт (эВ)

Энергия может быть измерена в единицах как ГВт, МВт и кВт.

Работа не зависит от времени.

Мощность зависит от времени.

Определение власти в физике, физиологии, социологии, менеджменте.

Примеры питания в следующих темах:

  • Мощность

    • Законная власть , , власть , власть , добровольно переданная отдельным лицам другими, называется «властью»; незаконный power , power , принятый силой или угрозой применения силы, называется «принуждением».«В корпоративной среде мощность часто выражается как восходящая или нисходящая.
    • Власть может рассматриваться как зло или несправедливость, но применение силы воспринимается как присущее людям как социальным существам.
    • Поскольку power действует как во взаимоотношениях, так и взаимно, социологи говорят о балансе power между сторонами отношений.
    • Все стороны во всех отношениях имеют примерно мощность .
    • Сравните положительные и отрицательные стороны использования power и того, как power работает в обществе
  • Мощность

    • Обычно у работодателя (или начальника) больше power .
    • Для сравнения у сотрудника мощности меньше .
    • Власть может рассматриваться как зло или несправедливость, но применение силы воспринимается как присущее людям как социальным существам.
    • Таким образом, power имеет оттенок односторонности.
    • В одном примере более сильных человек выключили раздражающе закрытый вентилятор вдвое больше, чем менее сильных человек.
  • Источники энергии

    • Power — это способность добиваться цели.
    • Хотя люди иногда считают power злыми или коррумпированными, power — это факт организационной жизни и сам по себе не является ни хорошим, ни плохим.
    • Power поступает из нескольких источников, каждый из которых по-разному воздействует на цели этой power .
    • Также называется «позиционная мощность », это власть , которую люди имеют в зависимости от их роли и статуса в организации.
    • Принуждение Власть полагается на страх, чтобы побудить к согласию.
  • Приход Наполеона к власти

  • Баланс сил

  • Приход Гитлера к власти

  • Внутренние силы

    • Неотъемлемые полномочий предполагаются полномочий президента, конкретно не перечисленных в Конституции.
    • Неотъемлемые полномочия — это те полномочия , которыми владеет суверенное государство.
    • Другими словами, неотъемлемых полномочий предполагаются полномочиями президента, конкретно не перечисленными в Конституции.
    • Врожденные полномочия проистекают из роли президента как главного исполнительного директора.
    • В нем говорится, что вся исполнительная власть принадлежит президенту.
  • Что такое мощность?

    • В физике мощность — это скорость выполнения работы — количество энергии, потребляемой в единицу времени.
    • В физике мощность — это скорость выполнения работы.
    • Power означает, что энергия передается, возможно, меняя форму.
    • Электростанция power , работающая на угле, может производить 1000 мегаватт; 1 мегаватт (МВт) — это 106 Вт электрической мощности .
    • Огромное количество электроэнергии power вырабатывается угольными электростанциями power , такими как эта в Китае, но еще большее количество power идет на передачу тепла в окружающую среду.r $, где $ c $ и $ r $ — постоянные действительные числа.
    • Полиномы состоят из степеней функций.
    • Поскольку все бесконечно дифференцируемые функции могут быть представлены в виде ряда степени , любая бесконечно дифференцируемая функция может быть представлена ​​как сумма многих функций степени (целых показателей).
    • Функции Power являются частным случаем отношений закона power , которые встречаются в математике и статистике.
  • Делегированные полномочия

    • Переданные полномочия — это список предметов, найденных в США
    • Почти все президентские полномочия зависят от того, что делает или не делает Конгресс.
    • И многие президентские полномочия делегированы полномочиям , которые Конгресс предоставил президентам для осуществления от его имени и которые он может сократить или отменить.
    • Переданные полномочия , также называемые перечисленными полномочиями , представляют собой список пунктов, содержащихся в статье I, разделе 8 U.С.
    • Писание Джона Маршалла о перечисленных степенях в деле МакКалло против

Power: определение и математика — видео и стенограмма урока

Расчет мощности

Поскольку мощность — это количество работы, выполненной за время, необходимое для ее выполнения, мы можем легко представить эту концепцию в рабочем уравнении: мощность = выполненная работа / временной интервал . В качестве мощности мы используем ватт (Вт), названный в честь шотландского инженера Джеймса Ватта.Вы слышали о лошадиных силах? Что ж, за это можно поблагодарить Ватта! Он определил, что лошадь может тянуть с силой около 180 фунтов, и придумал это количество выполненной работы «1 лошадиная сила».

Ватт — это также джоуль в секунду (Дж / с), поскольку мы делим проделанную работу (которая выражается в джоулях) на время. Следовательно, при выполнении 1 Дж работы за 1 с используется 1 ватт мощности. Поскольку это довольно небольшое измерение, вы, вероятно, более знакомы с киловаттом (кВт), который составляет 1000 Вт, или мегаваттом (МВт), который составляет 1000000 Вт.

Давайте рассмотрим несколько примеров того, как мы рассчитываем мощность. Допустим, вы перемещаете объект 10 Н на 5 м за 1 с и хотите знать, сколько энергии требуется для этого действия. Не бойся! Вы можете легко рассчитать это, используя как нашу работу, так и наши уравнения мощности.

Мы знаем, что работа = сила x расстояние и что мощность = проделанная работа / временной интервал . Итак, для начала разберемся, сколько работы было проделано. В этом случае сила составляет 10 Н, а расстояние составляет 5 м.Итак, наша проделанная работа составляет 10 Н x 5 м, или 50 джоулей (потому что 1 Дж равен 1 Н * м). Используя эту информацию, теперь мы можем решить вопрос о мощности. Здесь мощность 50 Дж / 1 с, поэтому 50 Вт.

Как насчет того, чтобы сделать несколько отжиманий? Вы определенно делаете работу, потому что смещаете часть своего тела с силой. Допустим, вы делаете 20 отжиманий за 10 секунд, а ваш друг делает те же 20 отжиманий за половину времени (5 секунд). Кто в этом сценарии сильнее? К сожалению, твой друг! Это потому, что она выполняла тот же объем работы за половину времени, поэтому она была вдвое мощнее.

Однако, если вы оба сделаете отжимания за 10 секунд, но сделаете 40 вместо 20 (то есть в два раза больше отжиманий, чем ваш друг), теперь вы будете более мощным, потому что вы сделали в два раза больше работы над одним и тем же. интервал времени.

Можете ли вы увидеть, как мощность зависит от объема проделанной работы, времени, необходимого для выполнения работы, или от того и другого? Выполнение вдвое большего объема работы за то же время означает вдвое больше энергии. Однако выполнение того же объема работы в два раза быстрее также требует вдвое большей мощности!

Резюме урока

Мощность — это объем выполненной работы за время, необходимое для ее выполнения.Следовательно, это зависит от объема работы, временного интервала или того и другого.

Выполнение вдвое большего объема работы за то же время означает удвоение мощности. Но выполнение того же объема работы за половину времени также требует вдвое большей мощности.

Мы можем легко рассчитать количество энергии, если мы знаем объем работы и время, необходимое для ее выполнения. Запишем это уравнение как: мощность = проделанная работа / временной интервал . Зная, что работа = сила x расстояние означает, что мы также можем вычислить количество энергии, если нам даны сила (в Ньютонах) и расстояние смещения (в метрах).Стандартная единица мощности — ватт, который равен 1 Дж / с, или выполнение одного джоуля работы за одну секунду.

Результаты обучения

После этого урока вы сможете:

  • Определить мощность и описать взаимосвязь между работой, временем и мощностью
  • Определите формулу, чтобы найти мощность
  • Вспомните единицу измерения мощности

Энергия против мощности — Energy Education

Рис. 1. Для подъема ящика требуется определенное количество энергии , независимо от того, как быстро ящик поднимается.Подъем быстрее изменит количество энергии , но не количество энергии . [1]

Energy и power тесно связаны, но не являются одной и той же физической величиной. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, движение. Задачи (например, поднятие ящика) требуют большого количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовая единица энергии — джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль потребляемой энергии в секунду.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго будет сохраняться ее запасенная энергия.

[математика] P = \ frac {\ Delta E_ {sys}} {\ Delta t} [/ math]
  • P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
  • ΔE sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
  • Δ t — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает величину энергия .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии (определенного количества джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δ t ), тем больше энергии требуется (больше ватт) .

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше бензина, тем дольше двигатель может работать без разряда. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница, посвященная приемам повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат намного больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

Рисунок 2. Кружка с надписью «Power» имеет больший показатель. В кружке с надписью «Энергия» больше воды. Это изображение показывает, чем отличаются энергия и мощность. Оба имеют воду и расход. [2]

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, наливаемая быстро, и кувшин с большим количеством воды, наливаемый медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но больше энергии. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Определение, средняя и мгновенная мощность, единица мощности, решенные примеры задач

МОЩНОСТЬ

Определение мощности

Мощность это мера того, насколько быстро или медленно выполняется работа. Мощность определяется как из расчета работ сделано или доставлено энергии .


Среднее мощность

Средняя мощность (P av ) определяется как отношение общей выполненной работы к общему затраченному времени.


Мгновенно мощность

г. мгновенная мощность (P inst ) определяется как мощность, выдаваемая при момент (когда интервал времени приближается к нулю),


Агрегат мощности

Мощность — скалярная величина.Его размер составляет [ML 2 T -3 ]. СИ единица мощности — ватт (Вт), названная в честь изобретателя паровой машины Джеймса. Ватт. Один ватт определяется как мощность при выполнении одного джоуля работы в одна секунда , (1 Вт = 1 Дж с -1 ).

г. более высокие единицы — киловатт (кВт), мегаватт (МВт) и гигаватт (ГВт).

1 кВт = 1000 Вт = 10 3 ватт

1 МВт = 10 6 Вт

1 ГВт = 10 9 Вт


Для моторы, двигатели и некоторые автомобили — это старые силовые агрегаты, которые все еще продаются использование, которое называется мощностью в лошадиных силах (л.с.).У нас есть конверсия для мощность в лошадиных силах (л.с.) в ватт (Вт), что составляет

1 л.с. = 746 Вт


Все электрические товары имеют указанную на них номинальную мощность в ваттах. А Лампа мощностью 100 Вт потребляет 100 джоулей электроэнергии за одну секунду. Энергия измеряется в джоулях в единицах мощности в ваттах, а время в секундах записывается как, 1 J = 1 Вт · с. Когда электрические приборы используются в течение долгого времени, они потребляют большое количество энергии.Измерение электрической энергии в небольшом единица ватт. второй (W s) приводит к обработке больших числовых значений. Следовательно, электрическая энергия измеряется в киловатт-часах (кВтч).

1 электрическая единица = 1 кВтч = 1 x (10 3 Вт) x (3600 с)

1 электрическая единица = 3600 × 10 3 Ws

1 электрическая единица = 3,6 × 10 6 Дж

1 кВтч = 3.6 × 10 6 J


Электричество счета выставляются в киловатт-часах за потребленную электрическую энергию. 1 блок электроэнергии составляет 1 кВтч. ( Примечание : кВтч — это единица измерения энергии, а не мощности.)

Отношение между мощностью и скорость

г. работа, совершаемая силой для перемещения d, составляет


слева сторона уравнения (4.40) можно записать как


Подстановка уравнение (4.41) и уравнение (4.42) в уравнении (4.40), получаем


Это соотношение верно для любого произвольного значения dt. Это означает, что термин внутри скобок должно быть равно нулю, т. е.


Решено Пример задач для блока мощности

Пример 4.18

Рассчитайте энергию, потребляемую электрическими блоками, когда вентилятор мощностью 75 Вт используется в течение 8 часов в день в течение одного месяца (30 дней).

Решение

Мощность, P = 75 Вт

Время использования, t = 8 часов × 30 дней = 240 часов

Потребляемая электрическая энергия является произведением мощности и времени использования.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *