Jak mierzy się moc prądu elektrycznego? Czym jest moc
Kto szybszy facet czy też dźwig podniesie cały ładunek na odpowiednią wysokość? Który mechanizm podnoszący ma większą moc?
Moc charakteryzuje prędkość, z jaką wykonywana jest praca.
Moc (N) – wielkość fizyczna, równy stosunkowi pracy A do przedziału czasu t, w którym ta praca została wykonana.
Moc pokazuje, ile pracy wykonano w jednostce czasu.
W System międzynarodowy jednostki (SI) jednostka mocy nazywa się Watt (W) na cześć angielskiego wynalazcy Jamesa Watta (Watt), który zbudował pierwszy silnik parowy.
[N] = W = J/s
1 W = 1 J/s
1 wat jest równy mocy siły, która wykonuje pracę 1 J w ciągu 1 sekundy lub
gdy ładunek o masie 100 g zostanie podniesiony na wysokość 1 m w ciągu 1 sekundy.
Sam James Watt (1736 - 1819) używał innej jednostki mocy - koni mechanicznych (1 KM), którą wprowadził, aby porównać osiągi maszyny parowej i konia.
1 KM = 735 W
Jednak w prawdziwe życie przeciętny koń ma około 1/2 KM, chociaż oczywiście różne konie są różne.
„Żywe silniki” mogą na krótko kilkukrotnie zwiększyć swoją moc.
Podczas biegania i skakania koń może zwiększyć swoją moc nawet dziesięciokrotnie lub więcej.
Wykonując skok na wysokość 1 m, koń ważący 500 kg rozwija moc równą 5000 W = 6,8 KM.
Uważa się, że średnia moc osoby podczas spokojnego chodzenia wynosi około 0,1 KM. tj. 70 - 90W.
Podobnie jak koń, człowiek może rozwinąć moc wielokrotnie większą podczas biegania i skakania.
Okazuje się, że najpotężniejszym źródłem energii mechanicznej jest broń palna!
Za pomocą armaty można rzucić kulę armatnią o masie 900 kg z prędkością 500 m/s, wykonując pracę około 110 000 000 J w ciągu 0,01 sekundy. Praca ta jest równoważna pracy polegającej na podniesieniu 75 ton ładunku na szczyt piramidy Cheopsa (wysokość 150 m).
Moc wystrzału z armaty wyniesie 11 000 000 000 W = 15 000 000 KM.
Siła napięcia mięśni człowieka jest w przybliżeniu równa działającej na niego sile grawitacji. Kiedy 2 osoby o tej samej wadze wejdą po schodach na tę samą wysokość, ale z przy różnych prędkościach, to który z nich rozwinie większą moc?
NIE ZAPOMNIJ O TYM
Ta formuła obowiązuje dla ruch jednolity ze stałą prędkością oraz w przypadku ruchu zmiennego dla Średnia prędkość.
Wynika, że
Z powyższych wzorów jasno wynika, że przy stałej mocy silnika prędkość ruchu jest odwrotnie proporcjonalna do siły uciągu i odwrotnie
Na tym opiera się zasada działania skrzyni biegów (skrzyni biegów) różnych pojazdów.
Do czego zmierzasz z „podsumowaniem”?
Sprawdźmy to teraz!
1. Czy silniki wagonu tramwajowego rozwijają tę samą moc, gdy porusza się z tą samą prędkością bez pasażerów i z pasażerami?
Odpowiedź: Pri nalitshii passashiriv sila tjashesti (ves) vagona bolshe, uvelitshivaetsja sila trenia, ravnaja v dannom slutshae sile tjagi, vosrastaet motshnost, uvelitshivaetsja rashod electroenergii.
2. Dlaczego statek z ładunkiem porusza się wolniej niż bez niego? Przecież moc silnika w obu przypadkach jest taka sama.
Odpowiedź: S uvelitsheniem nagruski korabl bolshe pogrushaetsja v wodu. eto uvelitshivaet silu soprotivlenija wodi dvisheniu korablja, tshto privodit k potere skorosti.
3. Ciągnik ma trzy prędkości: 3,08; 4,18 i 5,95 km/h. Przy jakiej prędkości wytworzy większą siłę uciągu na haku przy tej samej mocy?
Odpowiedź: 
Jeśli sam to wymyśliłeś, to DOBRZE ZROBIŁEŚ!
A co jeśli spojrzysz na odpowiedzi? Może zmęczony? Nieważne, idą wakacje!
Aby przeciągnąć 10 worków ziemniaków z ogrodu oddalonego o kilka kilometrów od domu, trzeba będzie przez cały dzień nosić wiadro tam i z powrotem. Jeśli weźmiesz wózek przeznaczony na jedną torbę, możesz to zrobić w dwie do trzech godzin.
Cóż, jeśli wrzucisz wszystkie torby do wozu zaprzężonego w konia, to za pół godziny Twoje zbiory bezpiecznie przeniosą się do Twojej piwnicy. Jaka jest różnica? Różnica polega na tym, jak szybko praca jest wykonywana. Szybkość wykonania Praca mechaniczna charakteryzuje się wielkością fizyczną badaną na kursie fizyki w siódmej klasie. Wielkość ta nazywana jest mocą. Moc pokazuje, ile pracy wykonano w jednostce czasu. Oznacza to, że aby znaleźć moc, musisz podzielić wykonaną pracę przez spędzony czas.
Wzór na obliczenie mocy
W tym przypadku wzór na obliczenie mocy ma następującą postać: moc = praca / czas lub
nie dotyczy/t,
gdzie N jest potęgą,
Praca,
t - czas.
Jednostką mocy jest wat (1 W). 1 W to moc, z jaką w ciągu 1 sekundy wykonywana jest praca 1 dżula. Jednostka ta nosi imię angielskiego wynalazcy J. Watta, który zbudował pierwszy silnik parowy. Ciekawe, że sam Watt użył innej jednostki mocy - koni mechanicznych, a wzór na moc w fizyce w postaci, w jakiej znamy ją dzisiaj, został wprowadzony później. Pomiar mocy w koniach mechanicznych jest nadal używany, na przykład, gdy mówimy o mocy Samochód osobowy lub ciężarówkę. Jedna moc wynosi około 735,5 watów.
Zastosowanie mocy w fizyce
Moc jest najważniejsza cecha dowolny silnik. Różne silniki wytwarzają zupełnie inną moc. Mogą to być setne części kilowata, na przykład silnik elektrycznej maszynki do golenia, lub miliony kilowatów, na przykład silnik rakiety nośnej. statek kosmiczny. Pod różnym obciążeniem silnik samochodu wytwarza różną moc kontynuować jazdę z tą samą prędkością. Na przykład wraz ze wzrostem masy ładunku wzrasta masa samochodu, a co za tym idzie, zwiększa się siła tarcia na nawierzchni drogi, a aby utrzymać tę samą prędkość, co bez ładunku, silnik będzie musiał wykonać więcej pracy. W związku z tym moc wytwarzana przez silnik wzrośnie. Silnik będzie zużywał więcej paliwa. Jest to dobrze znane wszystkim kierowcom. Jednak przy dużej prędkości bezwładność poruszającego się pojazdu również odgrywa znaczącą rolę. pojazd, która jest tym większa, im większa jest jego masa. Doświadczeni kierowcy ciężarówek znajdują optymalną kombinację prędkości i zużycia benzyny, dzięki czemu ciężarówka spala mniej paliwa.
Pojęcie mocy jest wielkością fizyczną. Reprezentuje stosunek pracy wykonanej w określonym przedziale czasu do samego okresu czasu. Zmiany energii można mierzyć pracą. Dlatego moc pokazuje, jak szybko energia jest przekształcana w systemie.
Wszystkie te koncepcje w pełni odnoszą się do energii elektrycznej. Uwzględnia to pracę (U) włożoną w przesunięcie pierwszego wisiorka. Prąd elektryczny (I) uwzględnia liczbę kulombów przesuniętych w ciągu jednej sekundy.
Rodzaje energii elektrycznej
Z zależności mocy od prądu i napięcia wynika, że można ją uzyskać z wysokiego prądu i niskiego napięcia i odwrotnie, z niskiego prądu i wysokiego napięcia. Efekt ten jest wykorzystywany w konwersji transformatorów, gdy przesyłana jest energia elektryczna długie dystanse.
Energia elektryczna może być. W pierwszym przypadku następuje nieodwracalna przemiana tej mocy w inny rodzaj energii. Aby go zmierzyć, stosuje się iloczyn wolta i ampera. Przy mocy, ze względu na pojawienie się indukcyjności, występuje zjawisko samoindukcji. Dzięki temu energia elektryczna jest częściowo zwracana do sieci. Jednocześnie wartości prądu i napięcia ulegają przesunięciu, powodując ogólne zły wpływ na sieci energetycznej. Ten typ moc mierzona jest w woltoamperach biernych, stanowiących iloczyn prądu roboczego i spadku napięcia.
Jednostka mocy
Moc jest jedną z podstawowych jednostek stosowanych w elektrotechnice. Podstawową jednostką miary jest wat, który reprezentuje pracę w określonym przedziale czasu. W produkcji i warunki życia, najczęściej moc jest mierzona w , każdy zawierający 1000 watów. Megawatów używa się do pomiaru dużych ilości mocy. Z reguły są używane różne rodzaje elektrownie wytwarzające energię elektryczną.
Moc odbiorców podana jest na specjalnych tabliczkach lub w karcie technicznej urządzenia. Znając z góry wartość tego parametru, można obliczyć inne wskaźniki sieci elektrycznej - napięcie i ilość pobieranego prądu.
Jak określić aktualną moc
Treść:
Przed rozważeniem energii elektrycznej należy ogólnie określić, czym jest moc, jako pojęcie fizyczne. Zwykle mówiąc o tej wartości, jest to pewne energia wewnętrzna lub moc posiadana przez jakiś przedmiot. Może to być moc urządzenia, takiego jak silnik, lub działanie (eksplozja). Nie należy go mylić z siłą, ponieważ tak jest różne koncepcje choć pozostają ze sobą w pewnym związku. Wszelkie czynności fizyczne wykonywane są pod wpływem siły. Za jego pomocą podążana jest określona ścieżka, to znaczy wykonywana jest praca. Z kolei praca A wykonana w czasie t będzie równa wartości mocy wyrażonej wzorem: N = A/t (W = J/s).
Inna koncepcja mocy jest związana ze współczynnikiem konwersji energii w konkretnym systemie. Jedną z tych przemian jest władza prąd elektryczny, za pomocą którego zestaw jest również wypełniony różne prace. Przede wszystkim kojarzy się z silnikami elektrycznymi i innymi urządzeniami, które wykonują przydatne czynności.
Co to jest energia elektryczna
Moc prądu jest powiązana z kilkoma wielkościami fizycznymi jednocześnie. Napięcie (U) reprezentuje pracę wymaganą do przemieszczenia 1 kulomba. Natężenie prądu (I) odpowiada liczbie kulombów przechodzących w ciągu 1 sekundy. Zatem odpowiada prąd pomnożony przez napięcie (I x U). Praca na pełen etat ukończone w ciągu 1 sekundy. Wynikowa wartość będzie mocą prądu elektrycznego.
Podany wzór na moc prądu pokazuje, że moc jest w równym stopniu zależna od prądu i napięcia. Wynika z tego, że tę samą wartość tego parametru można uzyskać przy dużym prądzie i niskim napięciu i odwrotnie, przy wysokim napięciu i niskim prądzie. Ta właściwość umożliwia przesyłanie energii elektrycznej na duże odległości od źródeł do odbiorców. Podczas procesu przesyłania prąd jest przekształcany za pomocą transformatorów zainstalowanych w podstacjach podwyższających i obniżających.
Istnieją dwa główne rodzaje energii elektrycznej -. W pierwszym przypadku następuje nieodwracalna przemiana mocy prądu elektrycznego w energię mechaniczną, świetlną, cieplną i inną. Stosowaną jednostką miary jest wat. 1 W = 1 V x 1 A. W produkcji i życiu codziennym stosuje się większe wartości – kilowaty i megawaty.
DO reaktywna moc odnosi się do obciążenia elektrycznego powstającego w urządzeniach w wyniku indukcyjnych i pojemnościowych wahań energii pole elektromagnetyczne. W przypadku prądu przemiennego wielkość ta jest iloczynem wyrażonym wzorem: Q = U x I x sin(kąt). Sinus kąta oznacza przesunięcie fazowe pomiędzy prądem roboczym a spadkiem napięcia. Q to moc bierna mierzona w Var – woltoamper reaktywny. Obliczenia te pomagają skutecznie rozwiązać pytanie, jak znaleźć moc prądu elektrycznego, a istniejąca na to formuła pozwala szybko wykonać obliczenia.
Obie siły są wyraźnie widoczne prosty przykład. Każde urządzenie elektryczne jest wyposażone w elementy grzejne - elementy grzejne i silnik elektryczny. Do produkcji elementów grzejnych stosuje się materiał o dużej rezystancji, dlatego gdy przepływa przez niego prąd, cała energia elektryczna zamieniana jest na energię cieplną. Ten przykład bardzo dokładnie charakteryzuje czynną moc elektryczną.
Jeśli chodzi o silnik elektryczny, wewnątrz niego znajduje się miedziane uzwojenie, które ma indukcyjność, co z kolei powoduje samoindukcję. Dzięki temu efektowi następuje częściowy zwrot energii elektrycznej z powrotem do sieci. Energia zwracana charakteryzuje się nieznaczną zmianą parametrów napięcia i prądu, powodującą Negatywny wpływ w sieci elektrycznej w postaci dodatkowych przeciążeń.
Kondensatory mają te same właściwości ze względu na ich pojemność elektryczną, gdy zgromadzony ładunek jest oddawany. Tutaj wartości prądu i napięcia również są przesunięte, tylko w przeciwnym kierunku. Ta energia indukcyjności i pojemności, z przesunięciem fazowym w stosunku do wartości aktualnej sieci elektrycznej, jest dokładnie reaktywna energia elektryczna. Dzięki przeciwstawnemu wpływowi indukcyjności i pojemności na przesunięcie fazowe możliwa staje się kompensacja mocy biernej, zwiększając w ten sposób wydajność i jakość zasilania.
Jakiego wzoru używa się do obliczenia mocy prądu elektrycznego?
Prawidłowe i trafne rozwiązanie problemu, jaka jest moc prądu elektrycznego, odgrywa decydującą rolę w zapewnieniu bezpiecznej pracy instalacji elektrycznej i zapobieganiu pożarom na skutek źle dobranych przekrojów przewodów i kabli. Moc prądu w obwodzie aktywnym zależy od prądu i napięcia. Do pomiaru natężenia prądu służy urządzenie - amperomierz. Nie zawsze jednak da się zastosować to urządzenie, szczególnie gdy projekt budowlany jest dopiero w trakcie sporządzania, a obwód elektryczny po prostu nie istnieje. W takich przypadkach przewidziana jest specjalna metodologia obliczeń. Siłę prądu można wyznaczyć ze wzoru, biorąc pod uwagę wartości mocy, napięcia sieciowego i charakter obciążenia.
Istnieje wzór na moc prądu w odniesieniu do stałych wartości prądu i napięcia: P = U x I. Jeżeli występuje przesunięcie fazowe między prądem a napięciem, do obliczeń stosuje się inny wzór: P = U x I x cos φ. Dodatkowo moc można określić z wyprzedzeniem, sumując moc wszystkich urządzeń, które są zaplanowane do uruchomienia i podłączenia do sieci. Dane te dostępne są w kartach technicznych oraz instrukcjach obsługi urządzeń i wyposażenia.
Zatem wzór na określenie mocy prądu elektrycznego pozwala obliczyć natężenie prądu dla sieci jednofazowej: I = P/(U x cos φ), gdzie cos φ jest współczynnikiem mocy. Jeśli istnieje trójfazowa sieć elektryczna, natężenie prądu oblicza się według tego samego wzoru, dodaje się do niej tylko współczynnik fazowy 1,73: I = P/(1,73 x U x cos φ). Współczynnik mocy zależy całkowicie od charakteru planowanego obciążenia. Jeśli planujesz używać tylko lamp oświetleniowych lub urządzeń grzewczych, to będzie to jedno.
Jeżeli w aktywnych obciążeniach znajdują się elementy reaktywne, współczynnik mocy jest już uważany za 0,95. Ten czynnik należy wziąć pod uwagę w zależności od rodzaju zastosowanego okablowania elektrycznego. Jeżeli urządzenia i sprzęt mają wystarczająco dużą moc, współczynnik wyniesie 0,8. To dotyczy spawarki, silniki elektryczne i inne podobne urządzenia.
Do obliczeń w obecności prądu jednofazowego przyjmuje się, że wartość napięcia wynosi 220 woltów. Jeśli jest obecny, obliczone napięcie będzie wynosić 380 woltów. Aby jednak uzyskać jak najdokładniejsze wyniki, należy w obliczeniach uwzględnić rzeczywistą wartość napięcia zmierzoną specjalnymi przyrządami.
Od czego zależy moc prądu?
Moc prądu, różnych urządzeń i sprzętu zależy natychmiast od dwóch głównych wielkości - i. Im wyższy prąd, tym większa wartość mocy; wraz ze wzrostem napięcia wzrasta również moc. Jeśli napięcie i prąd wzrosną jednocześnie, wówczas moc prądu elektrycznego wzrośnie jako iloczyn obu wielkości: N = I x U.
Bardzo często pojawia się pytanie, w jaki sposób mierzona jest moc prądu? Podstawową jednostką miary tej wielkości jest (W). Zatem 1 wat to moc urządzenia pobierającego 1 amper prądu przy napięciu 1 wolta. Podobną moc ma na przykład żarówka ze zwykłej latarki.
Obliczona wartość mocy pozwala dokładnie określić zużycie energia elektryczna. Aby to zrobić, musisz wziąć iloczyn mocy i czasu. Sam wzór wygląda następująco: W = IUt, gdzie W to zużycie energii elektrycznej, iloczyn IU to moc, a t to ilość przepracowanego czasu. Na przykład, im dłużej trwa praca silnik elektryczny, te wielka praca dokonuje się to przez niego. Odpowiednio wzrasta również zużycie energii elektrycznej.
