Електрическа мощност: какво е, формула, изчисление

Електрическата мощност е физическо количество който измерва от колко енергия се нуждае една електрическа верига, за да работи през даден период от време, влияещи по този начин в консумацията на електрическа енергия от електрически устройства. Колкото по-голяма е електрическата мощност, толкова по-голям е разходът на енергия. Електрическата мощност може да се използва за изчисляване на енергията, изразходвана за електрически инсталации.

Прочетете също: Съвети за пестене на електроенергия

Обобщение на електрическата мощност

  • А мощност електрически измерва количеството електрическа енергия, доставена на електрически вериги по време на интервал от време.

  • Мерната единица за електрическа мощност е ват.

  • Електрическата мощност може да се изчисли от връзките между електрическо съпротивление, електрическо напрежение и електрически ток.

  • Електрическата мощност може да бъде активна, реактивна или привидна.

  • Активната мощност е тази, използвана при преобразуването на електрическата енергия в друга полезна енергия, причиняваща светлина, движение и топлина, и се измерва в киловати (kW).

  • Реактивната мощност е безполезна мощност, която не е била използвана от активната мощност, измерена в киловолт-ампер реактивен (kVAR).

  • Привидната мощност е резултантната мощност в електрическа верига, измерена в киловат-ампери (kW A).

Какво е електрическа енергия?

Електрическата енергия е a скаларно физическо количество, което измерва количеството на енергия предоставена електроенергия на електрически вериги през интервал от време. Колкото по-голяма е електрическата мощност на устройството, толкова по-голяма е енергията, консумирана от него. Ето защо душовете и климатиците са най-големите консуматори на битова електроенергия.

Мерна единица за електрическа мощност

Според Международна система единици (SI), Мерната единица за електрическа мощност е ват., представена с буквата W, в чест на учения Джеймс Уат (1736-1819), който патентова своята копирна машина, ротационен двигател и други, и усъвършенства парната машина.

Какви са формулите за електрическа мощност?

→ Електрическа мощност, свързана с електрическо съпротивление и електрически ток

\(P=R\cdot i^2\)

  • П → електрическа мощност, измерена във ватове \([W]\).

  • Р → електрическо съпротивление, измерено в ома \([Ω ]\).

  • аз → електрически ток, измерен в ампери \([A ]\).

→ Електрическа мощност, свързана с електрическо напрежение и електрическо съпротивление

\(P=\frac{U^2}R\)

  • П → електрическа мощност, измерена във ватове \([W]\).

  • U → електрическо напрежение, измерено във волтове \([V]\).

  • Р → електрическо съпротивление, измерено в ома \([Ω ]\).

→ Електрическа мощност, свързана с електрическо напрежение и електрически ток

\(P=i\cdot ∆U\)

  • П → електрическа мощност, измерена във ватове \([W]\).

  • аз → електрически ток, измерен в ампери \([A ]\).

  • \(∆U\) → промяна на електрическото напрежение, наричана още електрическа потенциална разлика, измерена във волтове \([V]\).

→ Електрическа енергия, свързана с енергия и време

\(P=\frac{E}{∆t}\)

  • П → електрическа мощност, измерена в киловати \([kW ]\).

  • И → енергия, измерена в киловати на час \([kWh ]\).

  • T → промяна във времето, измерена в часове \( [H ]\).

Как да изчислим електрическата мощност?

Електрическата мощност се изчислява според информацията, дадена от отчетите. Ако това е упражнение върху консумацията на електрическа енергия, ще използваме формулата за електрическа мощност, свързана с енергията и промяната във времето. Ако обаче е упражнение за електрически вериги, ще използваме формулите за електрическа мощност, свързани с Електрическо напрежение, електрически ток и/или електрическо съпротивление. По-долу ще видим примери за тези две форми.

  • Пример 1:

Каква е електрическата мощност на душ, който изразходва месечна енергия от 22500 Wh, като се включва всеки ден за 15 минути?

Резолюция:

Първо, нека преобразуваме минути в часове:

\(\frac{15\ min}{60\ min}=0,25\ h\)

Тъй като е свързан всеки ден, месечно ще имаме:

\(0,25\ h\cdot 30\ дни=7,5\ h\)

След това ще изчислим електрическата мощност, като използваме формулата, която я свързва с енергията и промяната във времето:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(P=\frac{22500}{7,5}\)

\(P=3\ kW\)

Електрическият душ е с електрическа мощност 3 kW или 3000 Watts.

  • Пример 2:

Какви са електрическата мощност и напрежението във верига, която има резистор 100Ω, който носи ток от 5А?

Резолюция:

Първо, ще изчислим електрическата мощност, като използваме формулата, която я свързва с електрическото съпротивление и електрическия ток:

\(P=R\cdot i^2\)

\(P=100\cdot 5^2\)

\(P=100\cdot 25\)

\(P=2500\ W\)

\(P=2,5\ kW\)

След това ще изчислим електрическото напрежение, като използваме формулата, която го свързва с електрическата мощност и електрическото съпротивление:

\(P=\frac{U^2}R\)

\(2500=\frac{U^2}{100}\)

\(U^2=2500\cdot 100\)

\(U^2=250000\)

\(U=\sqrt{250000}\)

\(U=500\ V\)

Въпреки това, електрическото напрежение може също да бъде изчислено с помощта на формулата, която го свързва с електрическата мощност и електрическия ток:

\(P=i\cdot ∆U\)

\(2500=5\cdot ∆U\)

\(∆U=\frac{2500}5\)

\(∆U=500\ V\)

Вижте също:Първият закон на Ом - връзката на електрическото съпротивление с електрическото напрежение и електрическия ток

Видове електрическа енергия

Електрическата мощност може да бъде класифицирана като активна мощност, реактивна мощност или привидна мощност.

→ Активна електрическа мощност

Активна електрическа мощност, наричана още действителна или полезна електрическа мощност, е този, предаван на зареждане способен да преобразува електрическа енергия в друга форма на енергия, която може да се използва (полезна работа), произвеждайки светлина, движение и топлина. Измерва се в киловати (kW).

→ Реактивна електрическа мощност

Реактивна електрическа мощност, наричана още безполезна електрическа енергия, е тази, която не е била използвана в процеса на преобразуване на електрическата енергия в други форми на полезна енергия, съхранявана и възстановява се в генератора, служейки като постоянен път, по който активната енергия изминава, за да извърши полезна работа и да магнетизира намотките на оборудване. Измерва се в киловолт-ампер реактивен (kVAR).

→ Привидна електрическа мощност

Привидната електрическа мощност е общата мощност във веригата сумата от активната и реактивната мощност. Измерва се в киловат-ампери (kWA).

Решени упражнения по електричество

Въпрос 1

(PUC)

Електричеството се генерира чрез светлина с помощта на фоточувствителни клетки, наречени фотоволтаични слънчеви клетки. Фотоволтаичните клетки като цяло са направени от полупроводникови материали, с кристални характеристики и отложени върху силициев диоксид. Тези клетки, групирани в модули или панели, изграждат фотоволтаични слънчеви панели. Количеството енергия, генерирано от соларен панел, е ограничено от неговата мощност, тоест панел от 145 W, с шест работни часа слънчева светлина, генерира приблизително 810 вата на ден.

източник: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm

Проверете броя часове, през които описаният панел може да поддържа включена 9 W флуоресцентна лампа.

А) 9 сутринта

Б) 18 часа

В) 58 часа

Г) 90 часа

Резолюция:

Алтернатива Г

Ще изчислим енергията, доставена от електрическия панел, като използваме формулата, която я свързва с мощността и времето:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

С мощност от приблизително 810 вата на ден имаме енергията от:

\(810=\frac{E}{24}\)

\(E=810\cdot 24\)

\(E=19\ 440\ W\cdot h\)

И така, консумацията на енергия на лампата през деня е:

\(9=\frac{E}{24}\)

\(E=9\cdot 24\)

\(E=216\ W\cdot h \)

Приравнявайки количеството енергия, генерирано от панелите, с енергийната консумация на лампите, получаваме:

\(19440=216\cdot t \)

\(t=90\h\)

Така лампите работят 90 часа при свързване към таблото.

въпрос 2

(IFSP) Когато влиза в магазин за строителни материали, електротехник вижда следната реклама:

СПЕСТЕТЕ: 15 W луминесцентни лампи имат същата светимост (осветеност)
над 60 W лампи с нажежаема жичка.

Според обявата, за да пести ток, електротехникът сменя крушка нажежен от флуоресцентен и заключава, че за 1 час спестяванията на електроенергия в kWh ще бъдат в

А) 0,015.

Б) 0,025.

В) 0,030.

Г) 0,040.

E) 0,045.

Резолюция:

Алтернатива Е

За да изчислим спестяването на електрическа енергия, първо ще изчислим енергийния разход на флуоресцентната лампа и лампата с нажежаема жичка, като използваме формулата за електрическа мощност:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(E=P\cdot ∆t\)

Енергията на флуоресцентната лампа е:

\(E_{флуоресцентен}=P\cdot ∆t\)

\(E_{флуоресцентно}=15\cdot1\)

\(E_{флуоресцентен}=15\Wh\)

За да получим стойността в киловатчасове, трябва да разделим на 1000, така че:

\(E_{флуоресцентен}=\frac{15\ Wh}{1000}=0,015\ kWh\)

Енергията на лампата с нажежаема жичка е:

\(E_{нажежаема жичка}=P\cdot∆t\)

\(E_{нажежаема жичка}=60\cdot1\)

\(E_{нажежаема жичка}=60\ Wh\)

За да намерим стойността в киловатчасове, трябва да разделим на 1000, така че:

\(E_{нажежаема жичка}=\frac{60\ Wh}{1000}=0,060\ kWh\)

Следователно спестяванията на енергия са:

\(Икономичен=E_{нажежаема жичка}-E_{флуоресцентна}\)

\(Икономика=0,060-0,015\)

\(Икономия=0,045\)

От Памела Рафаела Мело
Учител по физика

източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-eletrica.htm

Вие ли сте MIE? Тогава ТРЯБВА да започнете да използвате WhatsApp Business

Както и Instagram има своя „професионална“ версия за компании и създатели на съдържание, WhatsApp...

read more

Уморихте ли се от телемаркетинг? Обаждащите се сега трябва да бъдат идентифицирани

Ако сте дошли тук, за да разберете как да идентифицирате обаждане, идващо от телемаркетинг, така ...

read more

Правителството намалява IPI данъка върху автомобили и други индустриализирани продукти

Наскоро федералното правителство обяви, че продуктите, произведени в Бразилия, ще имат 35% намале...

read more