電力は、で測定されるスカラー物理量です。 ワット （W）。 それは次のように定義できます 毎秒のジョブ完了率 または1秒あたりの消費電力として。 国際単位系（SI）の電力単位であるワットは、1秒あたり1ジュールに相当します。
も参照してください：機械的仕事とは何ですか？
電力と歩留まりの概要
力は 割合に変化 一定期間にシステムによって供給または放棄されたエネルギーの量。
国際単位系（SI）の電力の単位はワットです。1ワットは1秒あたり1ジュールに相当します。
あるマシンが別のマシンと同じ作業を短時間で実行できる場合、そのパワーは他のマシンよりも大きいと見なされます。
システムの効率は、有効電力と総電力の比率によって決まります。
システムに役に立たない力は呼ばれます 効力散逸。
物理学における力とは何ですか？
パワー の量を計算するために使用される物理量です エネルギー 単位時間ごとに付与または消費されます。 言い換えれば、それは 変化 時間の関数としてのエネルギーの。 電力は、エネルギーの形式が実行することによってどれだけ速く変換されるかを測定するのに役立ちます 作業。
| 同じことができるとき、マシンは他のマシンよりも強力であると私たちは言います より短い時間でタスクを実行するか、同じ間隔でより多くのタスクを実行します 時間。 |
の定義 効力平均 時間変動の関数として実行される作業によって与えられます。
字幕:
P –平均電力（W）
τ –仕事（J）
t –時間間隔
SIが採用している電力測定単位は ワット （W）、単位は ジュールあたり2番目 （J / s）。 団結 ワット によって開発された作品へのオマージュの形として1882年から採用されました ジェームズワット、 これらは蒸気機関の開発に非常に関連がありました。
物理学では、仕事は エネルギー形態の変換の測定 他の形のエネルギーで 応用に1力。 したがって、権力の定義はに関連している可能性があります どれか 次のようなエネルギーの形態：エネルギー 力学、 エネルギー 潜在的な電気の とエネルギー 熱の.
検出力の計算
力を加えることで実現する力を決定できます F 質量体を変位させる m 距離で d。 見る：
上記の状況では、平均パワーを定義することにより、動きのパワーを計算できます。
そのためには、 作業達成 力によるFは、次の式を使用して計算できます。
字幕：
F –加えられた力（N）
d –カバー距離（m）
θ – Fとdの間に形成される角度（º）
前の2つの方程式を1つに組み合わせると、次の形式に関連する電力を計算するための次の方程式が得られます。 エネルギーどれか：
加えられた力が体の移動距離と平行である場合、角度の余弦 θ 最大値になります（cos0º = 1). したがって、平均電力は次の関係から計算できます。
字幕：
v –体速（m / s）
上記の計算によれば、体内に存在するエネルギーが変換されるパワーを計算することができます。 これは、結果として生じる力の係数がわかっている場合に可能です。 速度平均 遠隔コースで体を旅した d. ただし、上記の定義を覚えておく必要があります Fの定数値に対してのみ有効です.
も参照してください： 機械的動力と性能に関する演習
→インスタントパワー
パワーインスタント は、非常に短い（微小な）期間にプロセスで実行された作業量の尺度です。 したがって、瞬時電力は量の変化率であると言えます。 作業 ゼロになりがちな時間間隔中。
字幕：
P衝動 – 瞬時電力（W）
Δτ –微小作業（J）
Δt– 微小な時間間隔
瞬時電力は、長いプロセスではなく、各瞬間に作業が行われる速度を計算するために使用されます。 したがって、時間間隔Δtが短いほど、 効力瞬時。
機械力
パワー力学 に関連するエネルギー形態の変化率として定義されます 状態に移動 体の。 を介して移動体の機械力を計算することができます 運動エネルギーの変化 とあなたの 位置エネルギー （たとえば、重力または弾性）。 ただし、機械的エネルギーの変換に関連する力は、 システム散逸性 （摩擦あり）, 以来、 不在に摩擦 その他 力散逸性、 ザ・ 物体の力学的エネルギーは一定のままです.
による 仕事エネルギー定理、によって身体に適用される仕事の量を計算することが可能です 変化 与える エネルギー動力学 彼によって得られた。
マスボディ m 下の図に示されているように、力の作用によって加速されます F、速度が v0 まで vF:
字幕:
v0 –初速度（m / s）
vF –最終速度（m / s）
による 仕事エネルギー定理、体で実行される作業は次のように与えられます。
字幕：
ΔK– 運動エネルギー変動（J）
KF –最終運動エネルギー（J）
K私 -初期運動エネルギー（J）
m –体重（kg）
したがって、 効力力学 この動きに関連するものは、次の方程式を使用して計算できます。
電力
THE 効力電気の 家電製品を購入する際に分析しなければならない重要な指標です。 デバイスの電力は、デバイスが毎秒他の形式のエネルギーに変換できる電気エネルギーの量を測定します。 たとえば、600Wブレンダーは変形することができます 600J 毎秒の電気の エネルギー動力学、放送 熱、振動 そして 波響き渡る あなたのシャベルのために.
ご存知のように、一般的に、電力は、実行された作業とその実行中に経過した時間間隔との比率から計算できます。 したがって、ここでは次の定義を使用します。 力ずくで行う作業電気の：
字幕：
τゴール–電力の仕事（J）
何 –電気負荷モジュール（C）
ΔU– 電位差（V）
P –電力（W）
UB そして UTHE-A点とB点の電圧（V）
Δt– 負荷移動時間間隔
私 –電流モジュール（A）
電力は次のように機能します。アプライアンスをソケットに差し込むと、 差に潜在的な (ΔU） あなたの端末間。 電位差があるとき（U）導電性材料の上に適用され、 総額に作業(τゴール)で実行されます 負荷電気（q） デバイスの回路で、これらの負荷を移動させます。つまり、それらを割り当てます。 エネルギー動力学。 THE 移動の負荷 優先方向はと呼ばれます 鎖電気（i）。 THE 効力電気（P）、順番に、の尺度です 総額に作業(τゴール) これは、 各2番目 (t）デバイスの操作。
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したがって、電力の消費量は、 効力 電気ネットワークに接続されているアプライアンスの 時間 に 操作。
上記の式に加えて、から書くことができるバリエーションがあります オームの法則。 彼らは：
電力を計算するための3つの可能な方法
字幕：
U –電位（V）
r –電気抵抗（Ω）
見てまた: 抵抗器で消費される電力
→電力消費量
の量 電気 消費量は、 キロワット時 （kWh）。 これは、国際単位系のエネルギー単位であるジュールの代替単位です。 キロワット時は、その実用性のために使用されます。 電気をジュールで測定した場合、その消費量を表すために使用される数値は次のようになります。 巨大な そして非現実的です。
キロワット時は消費されるエネルギー量です（または 作業 実行）の装置によって 1000W （1 kW）の時間間隔中 1時間 （3600秒）。 これらの量を掛けると、それぞれが キロワット時 3.6.10に等しい6 J（三数百万 そして 600千ジュール).
電子機器の消費量を計算するには、単にその電力にその動作時間を掛けます。
例
等しい電力のアプライアンスを考えてみましょう 100 W（0.1 kW） 中に動作します 1日30分（0.5時間）。 あなたは何になりますか 消費毎月（30日） 電気の？
私たちの計算によると、このデバイスは消費します 1.5 kWh 毎月、 5,4.106 J。 の場合 kWh 地域コストの BRL 0.65、このデバイスの操作のために月末に支払われる価格は BRL 0.97.
見てまた: 発電機と起電力
電力と収量の解決された運動
回路に接続すると、起電力が20.0 V、内部抵抗が1.0Ωのバッテリーは1.5Aの電流を生成します。 このバッテリーに関連して、以下を決定します。
a）この抵抗器の端子間に確立された電位差。
b）バッテリーから供給される電力。
c）バッテリーの内部抵抗によって消費される電力。
d）このバッテリーの性能。
解決
最初に、演習で提供されたデータを一覧表示します。
データ：
UT= 20.0V-バッテリーの起電力または総電位
r =1.0Ω-内部バッテリー抵抗
私 = 1.5A-電流
a）抵抗器の両端の間に形成される電位差を決定するために、オームの第1法則を使用します。
字幕：
UD –抵抗器で消費される電圧（V）
B） バッテリーから供給される電力は、次の式を使用して計算できます。
字幕:
UT –総電圧またはバッテリー起電力（V）
c）抵抗器によって消費される電力を計算してみましょう。 このために、私たちはすでに知っている効力の公式の1つを使用します：
字幕:
PD –消費電力（W）
d） この発電機の収入は、 効力使える そしてその 効力合計 バッテリーの。 前の項目で実行された計算から、バッテリーによって供給される総電力は30 Wであり、内部抵抗によって消費される電力は2.25Wであると判断されました。 したがって、使用可能な電力は、これら2つの電力の差によって与えられ、27.75Wの価値があります。 使用可能電力と総電力の比率を作成することにより、次のようになります。
実行された計算によると、バッテリーのエネルギー収率は92.5％です。
熱力学的パワー
熱力学的パワーは、 総額 に 作業 これは、その間にガスによって（またはそれ以上）実行されます 拡張 または 圧縮等圧 （一定の圧力）一定期間。
を計算することも可能です 効力 の ソースに熱 時間間隔によって放出される顕熱または潜熱の量を関連付けます。
→ガスによる仕事の力
等圧変換では、ガスによって供給または伝達される電力を決定することができます。 そのためには、計算に使用される式を考慮する必要があります。 作業熱力学 に関与する 変換等圧:
字幕：
Pr –圧力（Pa）
Pot –電力（W）
ΔV –体積変動（m³）
等圧熱力学的変換では、ガスはピストンを押すことによって内部エネルギーの一部を仕事に変換します。
見てまた: 熱機械の歴史
→電力と熱
私たちは決定することができます 効力 炎によって供給されるか、または抵抗器によって放出される電力は、 それは作られているジュール これらの熱源によって毎秒放散される熱量を計算することによって。 これを行うには、次の計算を実行します。
次の形式でソースから放出される電力を計算するには 熱、この熱がタイプであるかどうかを判断するだけです 敏感 （Q =mcΔT）またはタイプ 潜在的 （Q = mL）。 これらの熱は、 変更に温度 とで 変更に状態物理学者、 それぞれ。
パフォーマンス
パフォーマンス それは、私たちの日常生活の非理想的な場合のように、非保存的なシステム、つまりエネルギー損失を示すシステムの研究にとって重要な変数です。 私たちが知っているすべてのマシンとデバイスは、それらに供給されるすべての電力を利用できないシステムです。 したがって、それらは、次のような他のあまり有用でない形のエネルギーで電力の一部を「浪費」します。 熱、振動 そして ノイズ.
効率の最も一般的な定義の1つは、有効電力をあるプロセス中に受け取った総電力で割ることによって与えることができます。
字幕:
η - 産出
PU –有効電力（W）
PT –総電力（W）
機械の歩留まり
O 産出 熱機械の数は、エネルギー効率、つまり、これらの機械が有用な仕事を実行するために使用できるエネルギーの割合を測定します（τ). すべての熱機械は同じように動作します：それらは熱源から熱を受け取ります（Q何）そしてこの熱の一部を拒絶し、それを冷たい源に放散します（Qf).
私たちは計算することができます 産出 次の式から任意の熱機械の：
字幕：
η –サーマルマシンの効率
τ -熱機械の仕事（J）
Q何 –熱源から放出される熱（J）
上記のリストは別の方法で書くことができます。 このために、私たちは有用な仕事（τ） によって与えられます 差 によってあきらめられた熱の量の間 ソースホット （Q何）およびに放散される熱量 ソースコールド （QF):
字幕：
QF –冷熱源から放出される熱（J）
→カルノーマシンの性能
O サイクルにカルノー それは熱力学的サイクルです 理想的 それはからです より大きい産出可能。 したがって、熱源と同じ温度で動作する熱機械を持つことはできません ホット そして コールド カルノーサイクルの収量よりも高い収量で。
カルノーサイクルに基づく機械の性能は、次の式を使用して計算できます。
字幕:
TQ –ホットソース温度（K）
TF–コールドソース温度（K）
見てまた: カルノーマシン
私によって。ラファエル・ヘラーブロック
