Подставим полученное выражение в формулу мощности и рассчитаем ее: $N = \frac$, $N = \frac \cdot 1500 \frac \cdot 30 \space м^3 \cdot 6 \space м>= \frac = 735 \пространство W$.
Определение мощности
Предположим, нам нужно собрать урожай пшеницы на поле площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Конечно, комбайн успевает сделать гораздо больше, в то время как человек обрабатывает 1 гектар. В этом случае разница между человеком и машиной заключается именно в том, что называется силой. Это первое определение.
Мощность в физике — это работа, выполняемая в единицу времени.
Другой пример: между пунктом А и пунктом Б расстояние в 15 километров, которое человек может преодолеть за 3 часа, а автомобиль — за 10 минут. Понятно, что они будут выполнять ту же работу в другое время. Что означает власть в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется работа.
В электромеханике эта величина имеет другое определение.
Мощность — это скалярная физическая величина, которая описывает мгновенную скорость передачи энергии от одной системы к другой или скорость преобразования, изменения или потребления энергии.
Напомним, что скалярные величины — это величины, значение которых выражается только числом (без вектора направления).
Мощность человека в зависимости от деятельности
Вид деятельности
Мощность, Вт
Бег со скоростью 9 км/ч
Плавание со скоростью 50 м/мин
Бесплатный урок для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Зарегистрируйтесь и примите участие в розыгрыше 8 уроков
Как обозначается мощность: единицы измерения
В таблице выше вы видели номинал в ваттах, а если вы прочитаете инструкции по эксплуатации бытовой техники, то заметите, что мощность обязательно указывается в характеристиках прибора. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Он обозначается буквой W или ватт.
Измерение мощности в ваттах было введено в честь шотландского ученого Джеймса Уатта, изобретателя парового двигателя. Он был одним из пионеров английской промышленной революции.
В физике принята следующая мощность.
Это означает, что 1 ватт — это мощность, необходимая для совершения 1 джоуля работы за 1 секунду.
В каких еще единицах измеряется мощность? Астрофизики измеряют его в эргах в секунду (эргс/сек), а в автомобильной промышленности мы по-прежнему говорим о лошадиных силах.
Интересно, что создателем последней единицы измерения был сам шотландец Джеймс Уатт. В одной из пивоварен, где он проводил исследование, владелец качал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт обнаружил, что лошадь может накачать около 75 килограммов воды на высоту одного метра за одну секунду. Так появилось измерение в лошадиных силах. Правда, это обозначение силы сейчас считается устаревшим в физике.
Лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза весом 75 кг на высоту один метр за одну секунду.
В электротехнике работа U — это напряжение, которое перемещает 1 виток, а количество витков, перемещаемых за единицу времени, — это ток (I). Мощность электрического тока или электрическая мощность P получается путем умножения тока на напряжение:
Мощность как физическая величина, формула мощности
Это общая работа, выполненная за 1 секунду. Отношения здесь просты. Изменение тока или напряжения изменяет потребляемую прибором мощность.
То же самое P-значение можно получить, изменяя одно из двух значений.
Единица измерения силы тока названа в честь Джеймса Уатта, шотландского инженера-механика. 1 Ватт — это мощность, вырабатываемая током 1 А при разности напряжений 1 В.
Например, если источник 3,5 В производит в цепи ток 0,2 А, то мощность тока равна:
То же самое P-значение можно получить, изменяя одно из двух значений.
Внимание! В технике мощность обычно обозначается буквой N, в электротехнике — буквой P. Как измеряются n и P? Независимо от обозначения, он является единицей измерения и измеряется в ваттах «W».
Зависимость между электрическим током и мощностью
Сначала определите единицы измерения в формуле, или определите, что делает электричество способным что-то делать?
Электрический заряд, составляющий ток, должен находиться в движении, только тогда он может проявиться, потому что электричество по определению является движением заряженных частиц в замкнутой цепи. Поэтому мощность напрямую связана с количеством энергии, перемещаемой в единицу времени в данной цепи.
Что движет зарядами? Это разность потенциалов, создаваемая источником питания. Он измеряется в вольтах и называется напряжением. Другим аспектом является величина нагрузки, проходящей через сечение проводника в данный момент времени. Это называется током и измеряется в амперах. Это два компонента, необходимые для упрощенной формулы.
Определение единицы измерения мощности тока
Что мы должны делать с этими компонентами? Для лучшего понимания предположим, что напряжение отвечает за скорость движения, а ток — за количество заряда. Предположим, что напряжение составляет 1 единицу, а ток начинается с 2 нагрузок. В этом случае за единицу времени перемещается 2 груза.
Что произойдет, если напряжение увеличится до 2 единиц? Тогда перемещается в два раза больше грузов, потому что скорость перемещения увеличивается.
Отсюда следует: чтобы определить мощность (количество перемещаемых грузов), необходимо напряжение умножить на силу тока. Если подставить обозначения, то получится формула для мощности: P=UI,
Теперь осталось найти способ измерения электрической мощности.
Формула расчета мощности, тока и напряжения
Термин «ватт» был впервые использован в 1882 году. До этого мощность измерялась в лошадиных силах. Этот термин был введен в международную систему в 1960 году. Буква W используется в международных системах
Лампочка мощностью 100 Вт потребляет такое же количество энергии за 10 часов. А счетчик, контролирующий потребление энергии, учитывает всю энергию, которую он использует за один час. За один час может быть потреблено несколько киловатт.
Это означает, что выходная мощность прибора не зависит от времени работы, но потребление энергии напрямую зависит от времени. Поскольку это переменный ток, следует также отметить, что он не так прост.
Если это постоянный ток, то для расчета применяется приведенная выше формула. Его также можно использовать для измерения мгновенной мощности переменного тока, но формула неприменима для определения мощности постоянного тока. Дело в том, что для переменного тока существует несколько определяемых мощностей:
Следует сразу отметить, что полная мощность включает в себя активную и реактивную мощность. Что это за элементы и как измеряется мощность каждого из них?
Не вдаваясь в излишние подробности, реактивная мощность представляет собой мощность нагрузки, содержащей индуктивность и/или емкость.
- где P – мощность,
- U – напряжение,
- I – сила тока.
Индуктор — это катушка с сердечником или без него. Например, трансформатор, двигатель, дроссель. Емкость относится к конденсаторам.
Ватт и другие единицы измерения мощности
Она определяется по формуле Q=U-I-sinph. Единицей измерения является VAR (вольт-ампер реактивный) или var. Новый компонент sinφ определяет сдвиг фазы в градусах или радианах. Что это значит?
- механической;
- тепловой;
- электромагнитной и так далее.
Когда переменный ток протекает через индуктор, ток начинает отставать от изменяющегося напряжения. Это связано с электромагнитным полем, которое создается при протекании тока через проводник. Это поле препятствует изменению направления тока. Такое смещение называется положительным смещением.
Емкость, с другой стороны, действует в противоположном направлении. Конденсатор стремится выровнять разность потенциалов в своих катушках. Поэтому ток предшествует напряжению. Такое смещение называется отрицательным смещением.
Активная мощность определяется по формуле P=U-I-cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные компоненты очень слабы. Он измеряется в ваттах (Вт).
Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. В СИ он измеряется в вольт-амперах, в России используется ВА (вольт-ампер).
Мощность является основной характеристикой устройства, поэтому она указывается на каждом электроприборе, выпускаемом промышленностью. Как изменяется эта мощность, показано в таблице.
В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность
Знание того, как измерить мощность устройства и что она показывает, позволяет подобрать нагрузку к источнику питания, что, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.
- активная;
- реактивная;
- полная.
Мощность бытовых электрических приборов
