Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Напевно кожна людина хоча б раз у житті чув про таке поняття, як потужність. Однак далеко не всі люди знають, що це таке, і досить часто плутають це поняття зі словом міць. Сьогодні мова піде про це поняття. Ви дізнаєтеся, в чому полягає сенс цієї фізичної величини, і навчитеся її розраховувати. А головне - для чого потрібно її розраховувати. Поїхали!
визначення
Почнемо з визначення потужності: це робота, виконана за одиницю часу. Причому неважливо про яку роботу йде мова, електричної або механічної. Ця фізична величина є показником ефективності роботи, а також кількості енергії, споживаної електричним приладом.
В рахунки комунальних послуг входять витрати за споживання електроенергії. Її споживають такі побутові прилади:
- Порохотяг.
- Холодильник.
- Комп'ютер.
- Телевізор.
- Чайник.
- Плита.
Кількість цих приладів набагато більше. І кожен з них вносить свій внесок у формування суми за ваші комунальні послуги.
Наприклад, споживана потужність вашого пилососа становить 1 тис. Ватт на годину. Відповідно, якщо ви пилососите 30 хвилин, він споживає 500 ват. Одна тисяча ват на годину дорівнює одному кіловату на годину. Це загальноприйнята одиниця розрахунку споживаної енергії в комунальних службах.
Наприклад, за цей місяць ви пилосос вашу квартиру 6 разів по півгодини. Відповідно, пилосос працював 3 години і спожив з електромережі 3 кіловати в годину. Вартість одного кіловата на годину становить 3 рубля. Це означає, що вам необхідно заплатити 9 рублів за енергію, яку спожив ваш пилосос під час прибирання квартири. За таким же принципом підраховуються ваші витрати з іншими електроприладами.
Вважати потужність необхідно для наступних цілей:
- Оптимізація витрат за споживану електроенергію.
- Забезпечення вашої безпеки.
- Оцінки ефективності ваших робіт.
Звичайно, всі ці розрахунки проводяться для різних видів цієї фізичної величини. Всього їх два:
- Електрична.
- Механічна.
Давайте більш детально поговоримо про кожного з них.
Електрична потужність
Для підрахунку потужності нам знадобляться формули закону Ома і знання трьох найважливіших параметрів.
Сила струму - електричний заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу. Ця величина є дуже важливою при розрахунку потужності, так як в основі її розрахунку лежить робота, здійснена в одиницю часу.
Наприклад, за 10 секунд через поперечний переріз провідника пройшов електричний заряд, що дорівнює 100 кулон. Для знаходження цієї величини необхідно розділити заряд на час. Результат буде дорівнює 10 ампер.
Опір - величина, яка характеризує властивості провідника щодо перешкоджання проходженню електричного струму. Для управління напругою в електричні ланцюги запроваджують елементи опору - резистори. Ця величина вимірюється в Омах.
Напруга - фізична величина, що характеризує роботу по переміщенню електричного заряду. Напруга в ланцюзі дорівнює добутку струму і опору в цьому ланцюзі.
Наприклад, струм в ланцюзі дорівнює 10 ампер, а опір дорівнює 20 Ом. Відповідно, для знаходження напруги перемножимо ці показники. В результаті ми отримуємо 200 вольт.
варіанти розрахунку
Закон Ома пов'язує між собою три цих параметра, які необхідні нам для розрахунку електричної потужності. Давайте розберемо три можливих варіанти розрахунку:
- Відомі струм і напруга.
- Відомі ток і опір.
- Відомі опір і напруга.
Потужність дорівнює добутку напруги і сили струму. Відповідно, якщо нам відомі ці дві величини, необхідно просто їх перемножити. Наприклад, струм в ланцюзі 10 ампер, а напруга дорівнює 200 вольт. Відповідно, потужність дорівнює 2 тис. Ватт.
Якщо нам відомо опір і сила струму, то формула буде трохи інший. Спочатку знайдемо напруга. Для цього необхідно перемножити силу струму і опір. Після цього отриманий результат необхідно помножити на струм. Відповідно, в цьому випадку напруга дорівнює добутку опору і сили струму в квадраті. Наприклад, опір дорівнює 50 Ом, а сила струму дорівнює 10 ампер. Нам необхідно помножити 50 на 10, а потім ще раз на 10. Отримуємо результат, рівний 5 тис. Ватт.
У випадку з відомими напругою і опором нам доведеться вдатися до поділу. Відповідно до закону Ома, сила струму дорівнює приватному напруги і опору. Відповідно, в цьому випадку потужність дорівнює напрузі в квадраті, діленому на опір. Наприклад, напруга в ланцюзі дорівнює 100 вольт, а опір дорівнює 50 Ом. Нам необхідно звести 100 до другого степеня, після чого розділити отримане число на 50. Отримуємо результат, рівний 200 Ватт.
механічна потужність
Механічна потужність не має відношення до електрики. Тут суть полягає в тому, що робота виконується під дією певної сили. В основному це сила зовнішнього впливу. Так, механічна потужність - це робота, виконувана в одиницю часу.
Наприклад, кран піднімає важкий вантаж. Для цього він прикладає силу, яка по модулю більше, ніж гравітаційна сила. Давайте розберемо два можливих випадки розрахунку:
- Вантаж піднімається з однаковою швидкістю.
- Вантаж піднімається з прискоренням, рівним 1 метру, поділеній на секунду в квадраті.
Робота - це добуток сили і відстані, на яке був переміщений об'єкт під дією цієї сили.
Припустимо, що маса вантажу дорівнює 50 кілограм. Так як вантаж рухається з постійною швидкістю, його сила тяжіння дорівнює 500 ньютон. Кран підняв вантаж на висоту 100 метрів. Відповідно, робота, яку зробив кран, дорівнює добутку п'ятисот ньютон і ста метрів. Отримуємо результат, рівний 50 тис. Джоулів.
Припустимо, що кран здійснював роботу по підйому вантажу протягом 50 секунд. Для розрахунку його потужності розділимо 50 тис. Джоулів на час, що дорівнює п'ятдесяти секундам, і отримаємо 1 тис. Джоулів. Так, за одну секунду кран витрачав 1 тис. Джоулів енергії для здійснення роботи, а значить, його потужність дорівнює 1 тис. Ватт.
Давайте тепер розглянемо випадок, в якому вантаж піднімається з прискоренням 1 метр, поділеній на секунду в квадраті. В такому випадку вантаж буде доставлений в точку призначення приблизно за 13 секунд.
Для переміщення вантажу з таким прискоренням, крану необхідно прикладати силу, рівну 550 ньютон. Перемножимо значення цієї сили на 100 метрів. Отримаємо 55 тис. Джоулів. Це енергія, яку витратив кран для підняття цього вантажу з прискоренням на висоту 100 метрів. Далі, розділимо 55 тис. Джоулів на 13 секунд і отримаємо приблизно 4200 джоулів секунду. У випадку з прискоренням потужність роботи крана склала 4200 Ватт.
При русі з прискоренням кран виконує роботу набагато швидше. Відповідно, ефективність праці стає набагато вище. Саме механічна потужність і є показником цієї ефективності.
додаткові рекомендації
Від потужності залежить досить багато речей в нашому житті. Тому ми хочемо дати вам кілька порад, які допоможуть убезпечити і прикрасити її.
Для скорочення витрат необхідно їх оптимізувати. Наприклад, коли ви виходите з кімнати, можна вимикати в ній світло. Це скоротить споживання енергії, і в кінці місяця вам прийдуть рахунки з більш приємними цифрами. Крім вимикання світла, є багато інших способів скоротити кількість споживаної енергії.
Можна використовувати електричні прилади, які споживають менше потужності. Наприклад, чистота у вашій квартирі не стане гірше, якщо користуватися пилососом середньої потужності. Це відноситься і до інших побутових приладів. Головне, щоб якість вашого життя не погіршився. А це можна здійснити, користуючись приладами середньої потужності. Адже вони роблять все необхідне і споживають не так багато енергії.
Якщо ви так і не зрозуміли всі деталі розрахунку потужності, не мучте себе. Краще скористайтеся онлайн-калькулятором або встановіть на ваш смартфон спеціальне додатки для її розрахунку. Пам'ятайте, в житті важливо економити не тільки енергію, але і час.
Розрахунками електричної потужності займаються інженери, які розробляють побутову техніку. Вони роблять це для уникнення короткого замикання і пожеж. Пам'ятайте, це потрібно насамперед для вашої безпеки.
Тепер ви знаєте, як порахувати потужність, і в чому полягає суть цієї фізичної величини. Вибираючи побутовий прилад, ви будете мати уявлення про те, яка потужність вам потрібна для досягнення тієї чи іншої мети. Успіхів вам!