विद्युत शक्ति: यह क्या है, सूत्र, गणना

विद्युत शक्ति है भौतिक मात्रा जो यह मापता है कि किसी विद्युत परिपथ को किसी निश्चित समय के दौरान काम करने के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता है, को प्रभावित इस प्रकार विद्युत उपकरणों की विद्युत ऊर्जा खपत में। विद्युत शक्ति जितनी अधिक होगी, ऊर्जा व्यय भी उतना ही अधिक होगा। विद्युत शक्ति इसका उपयोग विद्युत प्रतिष्ठानों पर खर्च की गई ऊर्जा की गणना के लिए किया जा सकता है।

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विद्युत शक्ति का सारांश

• ए शक्ति विद्युत एक समय अंतराल के दौरान विद्युत परिपथों को वितरित विद्युत ऊर्जा की मात्रा को मापता है।

• विद्युत शक्ति के माप की इकाई वाट है।

• विद्युत शक्ति की गणना विद्युत प्रतिरोध, विद्युत वोल्टेज और विद्युत धारा के बीच संबंधों से की जा सकती है।

• विद्युत शक्ति सक्रिय, प्रतिक्रियाशील या स्पष्ट हो सकती है।

• सक्रिय शक्ति वह है जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा को अन्य उपयोगी ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है, जिससे प्रकाश, गति और गर्मी उत्पन्न होती है और इसे किलोवाट में मापा जाता है (किलोवाट).

• प्रतिक्रियाशील शक्ति वह बेकार शक्ति है, जिसका उपयोग सक्रिय शक्ति द्वारा नहीं किया गया था, जिसे किलोवोल्ट-एम्पीयर प्रतिक्रियाशील में मापा जाता है (के.वी.ए.आर).

• स्पष्ट शक्ति विद्युत परिपथ में परिणामी शक्ति है, जिसे किलोवाट-एम्पीयर में मापा जाता है (किलोवाट ए).

विद्युत शक्ति क्या है?

विद्युत शक्ति है एक अदिश भौतिक मात्रा जो की मात्रा को मापती है ऊर्जा को बिजली दी गई इलेक्ट्रिक सर्किट्स एक समय अंतराल के दौरान. उपकरण की विद्युत शक्ति जितनी अधिक होगी, उसके द्वारा खपत की जाने वाली ऊर्जा भी उतनी ही अधिक होगी। इसीलिए शॉवर और एयर कंडीशनर घरेलू बिजली के सबसे बड़े उपभोक्ता हैं।

विद्युत शक्ति के मापन की इकाई

के अनुसार इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई), विद्युत शक्ति के माप की इकाई वाट है।, वैज्ञानिक जेम्स वाट (1736-1819) के सम्मान में, अक्षर डब्ल्यू द्वारा दर्शाया गया, जिन्होंने अपनी कॉपी मशीन, रोटरी इंजन और अन्य का पेटेंट कराया, और भाप इंजन को सिद्ध किया।

विद्युत शक्ति के सूत्र क्या हैं?

→ विद्युत प्रतिरोध और विद्युत धारा से संबंधित विद्युत शक्ति

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

• पी → विद्युत शक्ति, वाट में मापी जाती है \([डब्ल्यू]\).

• आर → विद्युत प्रतिरोध, ओम में मापा जाता है \([Ω ]\).

• मैं → विद्युत धारा, एम्पीयर में मापी जाती है \([ए ]\).

→ विद्युत वोल्टेज और विद्युत प्रतिरोध से संबंधित विद्युत शक्ति

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

• पी → विद्युत शक्ति, वाट में मापी जाती है \([डब्ल्यू]\).

• यू → विद्युत वोल्टेज, वोल्ट में मापा जाता है \([वी]\).

• आर → विद्युत प्रतिरोध, ओम में मापा जाता है \([Ω ]\).

→ विद्युत वोल्टेज और विद्युत धारा से संबंधित विद्युत शक्ति

\(P=i\cdot ∆U\)

• पी → विद्युत शक्ति, वाट में मापी जाती है \([डब्ल्यू]\).

• मैं → विद्युत धारा, एम्पीयर में मापी जाती है \([ए ]\).

• \(∆U\) → विद्युत वोल्टेज भिन्नता, जिसे विद्युत संभावित अंतर भी कहा जाता है, वोल्ट में मापा जाता है \([वी]\).

→ ऊर्जा एवं समय से संबंधित विद्युत शक्ति

\(P=\frac{E}{∆t}\)

• पी → विद्युत शक्ति, किलोवाट में मापी जाती है \([किलोवाट ]\).

• और → ऊर्जा, किलोवाट प्रति घंटे में मापी जाती है \([kWh ]\).

• टी → समय भिन्नता, घंटों में मापी गई \( [एच ]\).

विद्युत शक्ति की गणना कैसे करें?

विद्युत शक्ति कथनों द्वारा दी गई जानकारी के अनुसार गणना की जाती है. यदि यह विद्युत ऊर्जा खपत पर एक अभ्यास है, तो हम ऊर्जा और समय भिन्नता से संबंधित विद्युत शक्ति के सूत्र का उपयोग करेंगे। हालाँकि, यदि यह विद्युत परिपथों के बारे में एक अभ्यास है, तो हम विद्युत शक्ति से संबंधित सूत्रों का उपयोग करेंगे विद्युत तनाव, विद्युत प्रवाह और/या विद्युतीय प्रतिरोध. नीचे, हम इन दो रूपों के उदाहरण देखेंगे।

• उदाहरण 1:

एक शॉवर की विद्युत शक्ति क्या है जो 22500 Wh की मासिक ऊर्जा खर्च करती है, जिसे हर दिन 15 मिनट के लिए चालू किया जाता है?

संकल्प:

सबसे पहले, आइए मिनटों को घंटों में बदलें:

\(\frac{15\ min}{60\ min}=0.25\ h\)

चूँकि यह हर दिन, मासिक रूप से जुड़ा हुआ है, हमारे पास होगा:

\(0.25\ h\cdot 30\ दिन=7.5\ h\)

इसके बाद, हम उस सूत्र का उपयोग करके विद्युत शक्ति की गणना करेंगे जो इसे ऊर्जा और समय भिन्नता से संबंधित करता है:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(P=\frac{22500}{7.5}\)

\(पी=3\ किलोवाट\)

इलेक्ट्रिक शॉवर की विद्युत शक्ति 3 किलोवाट या 3000 वाट है।

• उदाहरण 2:

एक सर्किट में विद्युत शक्ति और वोल्टेज क्या हैं जिसमें 100Ω अवरोधक है जो 5 का वर्तमान प्रवाहित करता हैए?

संकल्प:

सबसे पहले, हम उस सूत्र का उपयोग करके विद्युत शक्ति की गणना करेंगे जो इसे विद्युत प्रतिरोध और विद्युत प्रवाह से संबंधित करता है:

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

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

\(P=100\cdot 25\)

\(पी=2500\ डब्ल्यू\)

\(पी=2.5\ किलोवाट\)

फिर, हम उस सूत्र का उपयोग करके विद्युत वोल्टेज की गणना करेंगे जो इसे विद्युत शक्ति और विद्युत प्रतिरोध से संबंधित करता है:

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

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

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

\(U^2=250000\)

\(U=\sqrt{250000}\)

\(U=500\ V\)

हालाँकि, विद्युत वोल्टेज की गणना उस सूत्र का उपयोग करके भी की जा सकती है जो इसे विद्युत शक्ति और विद्युत धारा से संबंधित करता है:

\(P=i\cdot ∆U\)

\(2500=5\cdot ∆U\)

\(∆U=\frac{2500}5\)

\(∆U=500\ V\)

यह भी देखें:ओम का पहला नियम - विद्युत वोल्टेज और विद्युत धारा के विद्युत प्रतिरोध का संबंध

विद्युत शक्ति के प्रकार

विद्युत शक्ति को सक्रिय शक्ति, प्रतिक्रियाशील शक्ति या स्पष्ट शक्ति के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

→ सक्रिय विद्युत शक्ति

सक्रिय विद्युत शक्ति, जिसे सक्रिय विद्युत शक्ति भी कहा जाता है वास्तविक या उपयोगी विद्युत शक्ति, वह है जिसे प्रेषित किया जाता है शुल्क विद्युत ऊर्जा को ऊर्जा के दूसरे रूप में परिवर्तित करने में सक्षम है जिसका उपयोग (उपयोगी कार्य) किया जा सकता है, प्रकाश, गति और गर्मी पैदा की जा सकती है। इसे किलोवाट में मापा जाता है (किलोवाट).

→ प्रतिक्रियाशील विद्युत शक्ति

प्रतिक्रियाशील विद्युत शक्ति, जिसे प्रतिक्रियाशील विद्युत शक्ति भी कहा जाता है बेकार विद्युत शक्ति, वह है जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा को उपयोगी ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित करने, संग्रहीत करने और करने की प्रक्रिया में नहीं किया गया था जनरेटर में पुन: स्थापित, निरंतर पथ के रूप में कार्य करना जो सक्रिय ऊर्जा उपयोगी कार्य करने और वाइंडिंग को चुंबकीय बनाने के लिए अपनाती है उपकरण। इसे KiloVolt-Ampere Reactive में मापा जाता है (के.वी.ए.आर).

→ स्पष्ट विद्युत शक्ति

स्पष्ट विद्युत शक्ति एक सर्किट में कुल शक्ति है सक्रिय शक्ति और प्रतिक्रियाशील शक्ति का योग. इसे किलोवाट-एम्पीयर में मापा जाता है (किलोवाट).

विद्युत शक्ति पर हल किए गए अभ्यास

प्रश्न 1

(पीयूसी)

बिजली प्रकाश संवेदनशील कोशिकाओं का उपयोग करके प्रकाश का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है, जिन्हें फोटोवोल्टिक सौर सेल कहा जाता है। सामान्य तौर पर फोटोवोल्टिक कोशिकाएं अर्धचालक सामग्रियों से बनी होती हैं, जिनमें क्रिस्टलीय विशेषताएं होती हैं और सिलिका पर जमा होती हैं। मॉड्यूल या पैनलों में समूहीकृत ये कोशिकाएं फोटोवोल्टिक सौर पैनल बनाती हैं। सौर पैनल द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा उसकी शक्ति द्वारा सीमित होती है, अर्थात, 145 W पैनल, छह उपयोगी घंटों की धूप के साथ, प्रति दिन लगभग 810 वाट उत्पन्न करता है।

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

जांचें कि वर्णित पैनल 9 वॉट के फ्लोरोसेंट लैंप को कितने घंटों तक चालू रख सकता है।

ए) सुबह 9 बजे

बी) शाम 6 बजे

सी) 58 घंटे

डी) 90 घंटे

संकल्प:

वैकल्पिक डी

हम विद्युत पैनल द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा की गणना उस सूत्र का उपयोग करके करेंगे जो इसे शक्ति और समय से संबंधित करता है:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

प्रतिदिन लगभग 810 वाट की शक्ति के साथ, हमारे पास ऊर्जा है:

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

\(E=810\cdot 24\)

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

तो, दिन के दौरान लैंप की ऊर्जा खपत है:

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

\(E=9\cdot 24\)

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

पैनलों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा को लैंप की ऊर्जा खपत के साथ बराबर करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

\(19440=216\cdot t \)

\(t=90\h\)

इस प्रकार, पैनल से कनेक्ट होने पर लैंप 90 घंटे तक काम करते हैं।

प्रश्न 2

(आईएफएसपी) भवन निर्माण सामग्री की दुकान में प्रवेश करते समय, एक इलेक्ट्रीशियन निम्नलिखित विज्ञापन देखता है:

बचाएँ: 15 W फ्लोरोसेंट लैंप की चमक समान होती है (रोशनी)
60 W गरमागरम लैंप से अधिक।

विज्ञापन के मुताबिक, बिजली बचाने के लिए इलेक्ट्रीशियन बल्ब बदल देता है एक फ्लोरोसेंट द्वारा गरमागरम और निष्कर्ष निकाला गया कि, 1 घंटे में, kWh में विद्युत ऊर्जा की बचत होगी में

ए) 0.015.

बी) 0.025.

सी) 0.030.

डी) 0.040.

ई) 0.045.

संकल्प:

वैकल्पिक ई

विद्युत ऊर्जा बचत की गणना करने के लिए, हम पहले विद्युत शक्ति के सूत्र का उपयोग करके फ्लोरोसेंट और गरमागरम लैंप के ऊर्जा व्यय की गणना करेंगे:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(E=P\cdot ∆t\)

फ्लोरोसेंट लैंप की ऊर्जा है:

\(E_{फ़्लोरोसेंट}=P\cdot ∆t\)

\(E_{फ़्लोरोसेंट}=15\cdot1\)

\(E_{फ़्लोरोसेंट}=15\ Wh\)

किलोवाट-घंटे में मान प्राप्त करने के लिए, हमें 1000 से विभाजित करना होगा, इस प्रकार:

\(E_{फ़्लोरोसेंट}=\frac{15\ Wh}{1000}=0.015\ kWh\)

गरमागरम लैंप की ऊर्जा है:

\(E_{incandescent}=P\cdot∆t\)

\(E_{incandescent}=60\cdot1\)

\(E_{तापदीप्त}=60\ Wh\)

किलोवाट-घंटे में मान ज्ञात करने के लिए, हमें 1000 से भाग देना होगा, इस प्रकार:

\(E_{incandescent}=\frac{60\ Wh}{1000}=0.060\ kWh\)

इसलिए, ऊर्जा बचत हैं:

\(अर्थव्यवस्था=E_{तापदीप्त}-E_{फ़्लोरोसेंट}\)

\(अर्थव्यवस्था=0.060-0.015\)

\(अर्थव्यवस्था=0.045\)

पामेला राफेला मेलो द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक

स्रोत: ब्राज़ील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-eletrica.htm