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

Теми на тази статия

  • 1 - Обобщение на електрическата мощност
  • 2 - Какво е електрическа енергия?
  • 3 - Единица за измерване на електрическа мощност
    • Какви са формулите за електрическа мощност?
    • → Електрическа мощност, свързана с електрическо съпротивление и електрически ток
    • → Електрическа мощност, свързана с електрическо напрежение и електрическо съпротивление
    • → Електрическа мощност, свързана с електрическо напрежение и електрически ток
    • → Електрическа енергия, свързана с енергия и време
  • 4 - Как да изчислим електрическата мощност?
  • 5 - Видове електрическа енергия
    • → Активна електрическа мощност
    • → Реактивна електрическа мощност
    • → Привидна електрическа мощност
  • 6 - Решени упражнения по електрическа енергия

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).

Не спирай сега... Има още след рекламата ;)

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

Щракнете тук и разберете как работи електрическият душ. Познайте неговите предимства и недостатъци.

Знаете ли какво е електрически ток? Вижте формулите и видовете електрически ток и разберете разликата между постоянен и променлив ток.

Знаете ли какво е електричество? Влезте в текста и научете повече за понятието електричество, открийте неговата история и възникване, както и определението му според Физиката.

Щракнете тук, разберете какво представлява електрическият двигател, научете за видовете му и разберете как работи.

Влезте в текста и научете свойствата на електрическия потенциал. Разгледайте основните формули на електрическия потенциал и научете с решени упражнения по темата.

Чували ли сте за първия закон на Ом? Щракнете тук, разберете какво пише и разберете какви са неговата формула и графика.

Най-използваните глаголи в испански: какви са те, списък

Вие най-използваните глаголи в испанския, като ser, estar, tener, hablar, decir, hacer и т.н., са...

read more

Дилма Русеф: войнственост, политика, импийчмънт

Дилма Русеф е политика, призната за това, че е първата жена, поела президентството на Бразилия, к...

read more
Тукан: семейство, характеристики, видове

Тукан: семейство, характеристики, видове

Тукан е името, дадено на някои птици, принадлежащи към семейство Ramphastidae, което също има пре...

read more