Snaga je skalarna fizikalna veličina izmjerena u vati (W). Može se definirati kao stopa završetka posla svake sekunde ili kao potrošnja energije u sekundi. Snaga snage, međunarodne jedinice jedinica (SI), jednaka je 1 džula u sekundi.
Pogledajte i:Što je mehanički rad?
Sažetak snage i prinosa
snaga je stopauvarijacija količina energije koju sustav isporučuje ili se od nje odriče tijekom određenog vremenskog razdoblja.
Jedinica snage u međunarodnom sustavu jedinica (SI) je vati: 1 vata jednak je 1 džula u sekundi.
Ako je jedan stroj sposoban obaviti isti posao kao i drugi u kraćem vremenu, smatra se da je njegova snaga veća od snage drugog stroja.
Učinkovitost sustava daje se omjerom između korisne snage i ukupne snage.
Zove se snaga koja nije korisna za sustav potencijarazišao.
Što je snaga u fizici?
vlast je fizička veličina koja se koristi za izračunavanje količine energije odobren ili konzumiran u jedinici vremena. Drugim riječima, to je stopa od varijacija energije u funkciji vremena. Snaga je korisna za mjerenje brzine pretvaranja oblika energije izvođenjem raditi.
| Kažemo da je stroj moćniji od ostalih strojeva kad je u stanju učiniti isto zadatak u kraćem vremenu ili čak izvrši veći broj zadataka u istom intervalu od vrijeme. |
definicija potencijaprosječno daje rad izveden u funkciji vremenskih varijacija:
Titl:
Str - prosječna snaga (W)
τ - posao (J)
t - vremenski interval (i)
Jedinica za mjerenje snage koju je usvojio SI je vat (W), jedinica ekvivalentna džulpodrugi (J / s). Jedinstvo vat prihvaćen je od 1882. godine kao oblik poštovanja radovima koje je razvio JamesVat, koji su bili izuzetno bitni za razvoj parnih strojeva.
U fizici je rad mjera transformacije oblika energije u drugim oblicima energije kroz primjenaujedansnaga. Dakle, definicija moći može biti povezana sa bilo koji oblik energije, kao što su: energija mehanika, energije potencijalelektrični i energije toplinska.
Proračun snage
Snagu ostvarenu možemo odrediti primjenom sile F koji istiskuje masno tijelo m na udaljenosti d. Gledati:
U gore opisanoj situaciji možemo izračunati snagu pokreta definirajući prosječnu snagu:
Za to moramo imati na umu da raditiostvareno silom F može se izračunati pomoću sljedeće formule:
Titl:
F - primijenjena sila (N)
d - pređena udaljenost (m)
θ - kut nastao između F i d (º)
Kombinirajući dvije prethodne jednadžbe u jednu, imat ćemo sljedeću jednadžbu za izračunavanje snage povezane s oblikom energijebilo koji:
Za slučajeve kada je primijenjena sila paralelna udaljenosti koju je prešlo tijelo, kosinus kuta θ imat će svoju maksimalnu vrijednost (cos 0º = 1). Stoga se prosječna snaga može izračunati iz sljedećeg odnosa:
Titl:
v - brzina tijela (m / s)
Prema gore prikazanom izračunu, moguće je izračunati snagu kojom se transformira energija prisutna u tijelu. To je moguće ako znamo modul rezultirajuće sile, koji treba pomnožiti sa brzinaprosječno putovao tijelom preko kursa na daljinu d. Međutim, potrebno je zapamtiti da je gore navedena definicija vrijedi samo za konstantne vrijednosti F.
Pogledajte i: Vježbe na mehaničkoj snazi i performansama
→ Trenutna snaga
vlasttrenutak je mjera količine posla obavljenog u procesu tijekom vrlo malog (beskonačno malog) vremenskog raspona. Stoga možemo reći da je trenutna snaga brzina promjene količine raditi tijekom vremenskog intervala koji teži nuli.
Titl:
Strnagon – trenutna snaga (W)
Δτ - beskonačno malo djelo (J)
Δt - beskonačno mali vremenski interval (i)
Trenutna snaga koristi se za izračunavanje brzine kojom se obavlja svaki trenutak, a ne tijekom dugog postupka. Stoga su kraći vremenski intervali Δt, točnija mjerenja potencijatrenutno.
mehanička snaga
vlastmehanika definira se kao brzina promjene oblika energije povezanih s državaupokret tijela. Možemo izračunati mehaničku snagu tijela u pokretu kroz varijacije vaše kinetičke energije i tvoje potencijalna energija (gravitacijski ili elastični, na primjer). Snaga povezana s transformacijom mehaničke energije odnosi se, međutim, samo na sustavimarasipajući (koji imaju trenje), budući da je u odsutnostutrenje i drugi silerasipajući, The mehanička energija tijela ostaje konstantna.
Prema Teorem rada i energije, moguće je izračunati količinu rada koji je tijelo primijenilo na tijelu varijacija daje energijekinetika dobiven od njega.
masno tijelo m prikazano na donjoj slici ubrzava se djelovanjem sile F, čija je brzina varirala od v0 do vF:
Titl:
v0 - početna brzina (m / s)
vF - konačna brzina (m / s)
Prema Teorem rada i energije, rad na tijelu daje:
Titl:
ΔK - varijacija kinetičke energije (J)
KF –konačna kinetička energija (J)
KJa -početna kinetička energija (J)
m - tjelesna masa (kg)
Dakle, potencijamehanika povezani s ovim kretanjem mogu se izračunati pomoću sljedeće jednadžbe:
Električna energija
THE potencijaelektrični to je važna mjera koja se mora analizirati prilikom kupnje kućanskih aparata. Električna snaga bilo kojeg uređaja mjeri količinu električne energije koju je uređaj sposoban pretvoriti u druge oblike energije svake sekunde. Na primjer, miješalica od 600 W može se transformirati 600J električne energije svake sekunde u energijekinetika, emitiranje toplina,vibracija i valovizvučan za tvoje lopate.
Kao što znamo, općenito se snaga može izračunati kroz omjer između obavljenog posla i vremenskog intervala proteklog tijekom njegovog izvođenja. Stoga ćemo ovdje upotrijebiti definiciju rad izveden na siluelektrični:
Titl:
τŽuč- rad električne energije (J)
što - modul električnog opterećenja (C)
ΔU - potencijalna razlika (V)
Str - električna snaga (W)
UB i UTHE -električni napon u točkama A i B (V)
Δt - vremenski interval kretanja tereta
i - modul električne struje (A)
Električna energija djeluje na sljedeći način: kada uređaj uključimo u utičnicu, a razlikaupotencijal (ΔU) između vaših terminala. Kada se potencijalna razlika (U) nanosi se na vodljivi materijal, a količinauraditi(τŽuč)izvodi se na opterećenjaelektrični (q) u krugovima uređaja, uzrokujući pomicanje tih opterećenja, odnosno dodjeljivanje energijekinetika. THE pokretodopterećenja u poželjnom smjeru naziva se lanacelektrični (i). THE potencijaelektrični (P)zauzvrat je mjera količinauraditi(τŽuč) što je izvedeno teretima do svakidrugi (t) rad uređaja.
Potrošnja električne energije, prema tome, određuje se prema potencija uređaja spojenih na električnu mrežu i njezinim vrijeme u operacija.
Uz gore spomenutu formulu, postoje i varijacije koje se mogu napisati iz 1. zakon Ohma. Jesu li oni:
Tri moguća načina za izračunavanje električne energije
Titl:
U - električni potencijal (V)
r - električni otpor (Ω)
Izgledtakođer: Snaga se raspršuje u otporniku
→ Potrošnja električne energije
Količina struja potrošeno se mjeri u jedinici koja se naziva kilovat sat (kWh). Ovo je alternativna jedinica energetskoj jedinici međunarodnog sustava jedinica, džul. Kilovat-sat koristi se zbog svoje praktičnosti. Kad bi se električna energija mjerila u džulima, brojevi kojima se izražava njena potrošnja bili bi ogroman i nepraktično.
Kilovat sat je količina potrošene energije (ili raditi izvodi) aparat od 1000W (1 kW) tijekom vremenskog intervala od 1h (3600 s). Množeći ove količine, dolazimo do zaključka da svaka kilovat sat jednako je 3.6.106 J (trimilijuni i šestotisućudžula).
Da bismo izračunali potrošnju elektroničkog uređaja, njegovu snagu jednostavno pomnožimo s radnim vremenom.
Primjer
Razmislite o uređaju snage jednakom 100 W (0,1 kW) koja djeluje tijekom 30 minuta dnevno (0,5 h). što će biti tvoje potrošnjamjesečno (30 dana) struje?
Prema našem izračunu, ovaj će uređaj trošiti 1,5 kWh mjesečno, ekvivalentno 5,4.106 J. Ako je kWh troškova regije 0,65 BRL, cijena koja će se platiti na kraju mjeseca za rad ovog uređaja bit će 0,97 BRL.
Izgledtakođer: Električni generatori i elektromotorna snaga
Riješena vježba električne snage i iskorištenja
Kad je spojena na krug, baterija s elektromotornom silom jednakom 20,0 V i unutarnjim otporom 1,0 Ω proizvodi električnu struju od 1,5 A. U odnosu na ovu bateriju odredite:
a) Razlika električnog potencijala utvrđena između stezaljki ovog otpora.
b) Električna snaga koju daje baterija.
c) Električna snaga raspršena unutarnjim otporom baterije.
d) Performanse ove baterije.
Razlučivost
U početku ćemo navesti podatke dobivene vježbom.
Podaci:
UT= 20,0 V - elektromotorna sila akumulatora ili ukupni potencijal
r = 1,0 Ω - unutarnji otpor baterije
i = 1,5 A - električna struja
a) Za određivanje razlike potencijala nastalih između krajeva otpora koristimo 1. zakon Ohma.
Titl:
UD - Električni napon raspršen u otporniku (V)
B) Električna snaga koju daje baterija može se izračunati prema donjoj formuli:
Titl:
UT - ukupni električni napon ili elektromotorna sila akumulatora (V)
c) Izračunajmo električnu snagu koju odvodi otpornik. Za to koristimo samo jednu od već poznatih formula potencije:
Titl:
StrD - raspršena snaga (W)
d) Prihod ovog generatora može se izračunati pomoću omjera između potencijaiskoristiv i potencijaukupno baterije. Iz proračuna izvedenih u prethodnim stavkama utvrdili smo da je ukupna snaga baterije koju daje baterija bila 30 W, dok je snaga koja se rasipala unutarnjim otporom bila 2,25 W. Stoga je korisna snaga dana razlikom između ove dvije snage i vrijedi 27,75 W. Stvaranjem omjera između korisne snage i ukupne snage imat ćemo:
Prema izvršenom izračunu, iskorištenje energije baterije iznosi 92,5%.
Termodinamička snaga
Termodinamička snaga može se izračunati određivanjem količina u raditi koje izvodi plin (ili preko) tijekom njegova širenje ili kompresijaizobarna (konstantni pritisak) neko vrijeme.
Također je moguće izračunati potencija od a izvorutoplina koji se odnosi na količinu osjetljive ili latentne topline koju emitira vremenski interval.
→ Snaga posla koji obavlja plin
U izobarnim transformacijama moguće je odrediti snagu koju daje ili daje plin. Da bismo to učinili, moramo uzeti u obzir formulu koja se koristi za izračunavanje radititermodinamički uključeni u a preobrazbaizobarna:
Titl:
Strr - tlak (Pa)
Strot - snaga (W)
ΔV - varijacija volumena (m³)
U izobarnim termodinamičkim transformacijama, plin pretvara dio svoje unutarnje energije u rad potiskivanjem klipa.
Izgledtakođer: Povijest termalnih strojeva
→ Snaga i toplina
Možemo odrediti potencija napaja se plamenom ili snagom koju emitira otpornik zagrijan kao rezultat Napravljeno jeDžul izračunavanjem količine topline koja se odvaja od ovih izvora svake sekunde. Da biste to učinili, samo napravite sljedeći izračun:
Da bi se izračunala snaga koju emitira izvor u obliku toplina, samo odredite je li ta toplina takvog tipa osjetljiv (Q = mcΔT) ili tipa latentan (Q = ml). Te su vrućine prisutne isključivo u promjeneutemperatura i u promjeneudržavafizičar, odnosno.
Izvođenje
Izvođenje važna je varijabla za proučavanje nekonzervativnih sustava, odnosno onih koji predstavljaju energetske gubitke, kao u neidealnim slučajevima našeg svakodnevnog života. Svi strojevi i uređaji koje poznajemo sustavi su nesposobni iskoristiti svu snagu koja im se isporučuje. Dakle, oni "troše" dio snage u drugim manje korisnim oblicima energije, kao što su toplina,vibracija i buke.
Jedna od najopćenitijih definicija učinkovitosti može se dati dijeljenjem korisne snage s ukupnom snagom dobivenom tijekom nekog postupka:
Titl:
η - Prinos
StrU - korisna snaga (W)
StrT - ukupna snaga (W)
Prinos stroja
O Prinos termalnih strojeva mjeri njihovu energetsku učinkovitost, odnosno postotak energije koji su ti strojevi u stanju koristiti za obavljanje korisnih poslova (τ). Svi termalni strojevi rade na sličan način: toplinu dobivaju iz vrućeg izvora (Pšto) i odbaciti dio ove topline, odvodeći je na hladni izvor (Pf).
Možemo izračunati Prinos bilo kojeg termalnog stroja iz slijedeće formule:
Titl:
η - učinkovitost toplinske mašine
τ - rad termalnog stroja (J)
Pšto - toplina koju daje vrući izvor (J)
Gornji popis može se napisati na drugi način. Za to samo pretpostavljamo da je koristan rad (τ) dana je s razlika između količine topline koju daje izvorvruće (Pšto) i količinu topline koja se odvodi na izvorhladno (PF):
Titl:
PF - toplina koju daje izvor hladnoće (J)
→ Performanse Carnotovog stroja
O ciklusucarnot to je termodinamički ciklus idealan to je iz većePrinosmoguće. Stoga nije moguće imati termalni stroj koji radi na istim temperaturama kao i izvori vruće i hladno s prinosom većim od prinosa Carnotovog ciklusa.
Performanse stroja na temelju Carnotovog ciklusa mogu se izračunati pomoću sljedeće formule:
Titl:
TP - temperatura vrućeg izvora (K)
TF- temperatura hladnog izvora (K)
Izgledtakođer: Carnotovi strojevi
Ja, Rafael Helerbrock