전력은 다음에서 측정 된 스칼라 물리량입니다. 와트 (W). 다음과 같이 정의 할 수 있습니다. 매초 작업 완료율 또는 초당 전력 소비로. 국제 단위 시스템 (SI) 전원 장치 인 와트는 초당 1 줄입니다.
너무 참조:기계 작업이란 무엇입니까?
전력 및 수율 요약
힘은 율에변화 일정 기간 동안 시스템이 공급하거나 포기한 에너지의 양.
국제 단위 시스템 (SI)의 전력 단위는 와트입니다. 1 와트는 초당 1 줄과 같습니다.
한 기계가 더 짧은 시간에 다른 기계와 동일한 작업을 수행 할 수 있다면, 그 힘은 다른 기계보다 더 큰 것으로 간주됩니다.
시스템의 효율성은 유용한 전력과 총 전력 사이의 비율로 제공됩니다.
시스템에 유용하지 않은 힘을 힘소산.
물리학의 힘은 무엇입니까?
힘 양을 계산하는 데 사용되는 물리량입니다. 에너지 시간 단위당 부여되거나 소비됩니다. 즉, 비율입니다 변화 시간의 함수로서 에너지의. 전력은 다음을 수행하여 에너지 형태가 얼마나 빨리 변형되는지 측정하는 데 유용합니다. 작업.
| 우리는 기계가 똑같은 일을 할 수있을 때 다른 기계보다 더 강력하다고 말합니다 더 짧은 시간에 작업을 수행하거나 동일한 간격으로 더 많은 작업을 수행 할 수 있습니다. 시각. |
정의 힘평균 시간 변동의 함수로 수행 된 작업에 의해 제공됩니다.
부제:
피 – 평균 전력 (W)
τ – 일 (J)
티 – 시간 간격
SI에서 채택한 전력 측정 단위는 와트 (W), 동등한 단위 줄당둘째 (J / s). 통일 와트 에 의해 개발 된 작품에 대한 경의의 한 형태로 1882에서 채택되었습니다. 제임스와트, 이는 증기 엔진 개발과 매우 관련이 있습니다.
물리학에서 일은 에너지 형태의 변형 측정 다른 형태의 에너지로 신청에하나힘. 따라서 권력의 정의는 다음과 관련 될 수 있습니다. 어떤 에너지 형태: 에너지 역학, 에너지 가능성전기 같은 그리고 에너지 열의.
전력 계산
힘을 가하여 실현되는 힘을 결정할 수 있습니다. 에프 질량체를 대체하는 미디엄 멀리서 디. 손목 시계:
위에서 설명한 상황에서 평균 파워를 정의하여 무브먼트의 파워를 계산할 수 있습니다.
이를 위해 우리는 작업뛰어난 힘으로 F는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
부제:
에프 – 적용된 힘 (N)
디 – 거리 (m)
θ – F와 d 사이에 형성된 각도 (º)
이전의 두 방정식을 하나로 결합하면 다음 방정식을 사용하여 에너지어떤:
적용된 힘이 몸체가 이동 한 거리와 평행 한 경우 각도의 코사인 θ 최대 값 (cos 0º = 1). 따라서 평균 검정력은 다음 관계에서 계산할 수 있습니다.
부제:
V – 신체 속도 (m / s)
위의 계산에 따르면 신체에 존재하는 에너지가 변환되는 힘을 계산할 수 있습니다. 이것은 결과적인 힘의 계수를 알고 있다면 가능합니다. 속도평균 장거리 코스를 몸으로 이동 디. 그러나 위에 제시된 정의를 기억할 필요가 있습니다. F의 상수 값에만 유효합니다..
너무 참조: 기계적 힘과 성능에 대한 연습
→ 즉각적인 힘
힘즉시 매우 작은 (무한한) 시간 범위 동안 프로세스에서 수행 된 작업량의 척도입니다. 그러므로 우리는 순 시력이 양의 변화율이라고 말할 수 있습니다. 작업 0이되는 시간 간격 동안.
부제:
피충동 – 순간 전력 (W)
Δτ – 극소 작업 (J)
Δt – 극소 시간 간격
순간 전력은 긴 프로세스 동안이 아닌 각 순간에 작업이 수행되는 속도를 계산하는 데 사용됩니다. 따라서 시간 간격 Δt가 짧을수록 힘동시에 일어나는.
기계적 힘
힘역학 에너지 형태의 변화율로 정의됩니다. 상태에운동 몸의. 우리는 다음을 통해 움직이는 물체의 기계적 힘을 계산할 수 있습니다. 운동 에너지의 변화 그리고 당신의 잠재력 (예를 들어 중력 또는 탄성). 그러나 기계적 에너지의 변환과 관련된 힘은 다음에 만 적용됩니다. 시스템소산 (마찰이 있음), 이후 부재에마찰 다른 사람 힘분 산성, 그만큼 신체의 기계적 에너지는 일정하게 유지됩니다..
에 따르면 일 에너지 정리, 신체에 적용되는 작업량을 계산할 수 있습니다. 변화 준다 에너지동력학 그가 얻은.
질량체 미디엄 아래 그림에 표시된 것은 힘의 작용에 의해 가속됩니다. 에프, 속도는 V0 ...까지 V에프:
부제:
V0 – 초기 속도 (m / s)
V에프 – 최종 속도 (m / s)
에 따르면 일 에너지 정리, 신체에서 수행되는 작업은 다음과 같습니다.
부제:
ΔK – 운동 에너지 변동 (J)
케이에프 –최종 운동 에너지 (J)
케이나는-초기 운동 에너지 (J)
미디엄 – 체질량 (kg)
그래서 힘역학 이 움직임과 관련된 것은 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
전력
그만큼 힘전기 같은 가전 제품을 구매할 때 분석해야 할 중요한 조치입니다. 모든 장치의 전력은 장치가 매초마다 다른 형태의 에너지로 변환 할 수있는 전기 에너지의 양을 측정합니다. 예를 들어 600W 블렌더는 600J 매초마다 전기의 에너지동력학, 방송 열,진동 과 파도격조 높은 당신의 삽을 위해.
아시다시피 일반적으로 전력은 수행 된 작업과 수행하는 동안 경과 된 시간 간격 사이의 비율을 통해 계산할 수 있습니다. 따라서 여기에서 정의를 사용합니다. 강제로 수행되는 작업전기 같은:
부제:
τ담즙– 전력 작업 (J)
뭐 – 전기 부하 모듈 (C)
ΔU – 전위차 (V)
피 – 전력 (W)
유비 과 유THE-지점 A 및 B의 전압 (V)
Δt – 부하 이동 시간 간격
나는 – 전류 모듈 (A)
전력은 다음과 같이 작동합니다. 기기를 소켓에 꽂으면 차에가능성 (ΔU) 터미널 사이. 전위차 (유)는 전도성 재료 위에 적용됩니다. 금액에작업(τ담즙)에 수행됩니다 잔뜩전기 (q) 장치의 회로에서 이러한 부하를 이동, 즉 할당 에너지동력학. 그만큼 운동의잔뜩 선호하는 방향으로 호출됩니다 체인전기 (i). 그만큼 힘전기 (P), 차례로 금액에작업(τ담즙) 부하에 의해 수행 된 마다둘째 (티) 장치의 작동.
따라서 전기 소비는 다음에 의해 결정됩니다. 힘 전기 네트워크에 연결된 기기의 시각 에 조작.
위에서 언급 한 공식 외에도 다음에서 작성할 수있는 변형이 있습니다. 옴의 제 1 법칙. 그들은 :
전력을 계산하는 세 가지 가능한 방법
부제:
유 – 전위 (V)
아르 자형 – 전기 저항 (Ω)
보기또한: 저항에서 소비되는 전력
→ 전력 소비
양 전기 소비는 다음과 같은 단위로 측정됩니다. 킬로와트시 (kWh). 이것은 국제 단위 시스템 인 줄 (joule)의 에너지 단위에 대한 대체 단위입니다. 실용성 때문에 킬로와트시가 사용됩니다. 전기를 줄 단위로 측정 한 경우 소비량을 표시하는 데 사용되는 숫자는 다음과 같습니다. 거대한 비실용적입니다.
킬로와트시는 소비 된 에너지의 양입니다. 작업 수행)의 장치에 의해 1000W (1kW)의 시간 간격 동안 1 시간 (3600 초). 이 양을 곱하면 각각 킬로와트시 3.6.10과 같음6 제이 (세수백만 과 육백천줄).
전자 장치의 소비량을 계산하기 위해 전력에 작동 시간을 곱하면됩니다.
예
다음과 같은 전력 기기를 고려하십시오. 100W (0.1kW) 작동하는 동안 하루 30 분 (0.5 시간). 너는 뭐야 소비매월 (30 일) 전기?
우리의 계산에 따르면이 장치는 1.5kWh 매월 5,4.106 제이. 만약 kWh 지역 비용의 BRL 0.65,이 장치의 작동을 위해 월말에 지불 할 가격은 BRL 0.97.
보기또한: 발전기 및 기전력
전력 및 수율 운동 해결
회로에 연결하면 기전력이 20.0V이고 내부 저항이 1.0Ω 인 배터리는 1.5A의 전류를 생성합니다. 이 배터리와 관련하여 다음을 결정하십시오.
a)이 저항기의 단자간에 설정된 전위차.
b) 배터리가 공급하는 전력.
c) 배터리의 내부 저항에 의해 소비되는 전력.
d)이 배터리의 성능.
해결
처음에는 연습에서 제공하는 데이터를 나열합니다.
데이터:
유티= 20.0V-배터리 기전력 또는 총 전위
아르 자형 = 1.0Ω-내부 배터리 저항
나는 = 1.5A-전류
a) 저항의 끝 사이에 형성된 전위차를 결정하기 위해 옴의 제 1 법칙을 사용합니다.
부제:
유디 – 저항에서 소산되는 전기 전압 (V)
비) 배터리가 공급하는 전력은 아래 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
부제:
유티 – 총 전압 또는 배터리 기전력 (V)
c) 저항에 의해 소비되는 전력을 계산해 봅시다. 이를 위해 우리는 이미 알고있는 효능 공식 중 하나를 사용합니다.
부제:
피디 – 소산 전력 (W)
디) 이 발전기의 수입은 다음과 같은 비율을 사용하여 계산할 수 있습니다. 힘쓸 수 있는 그리고 힘합계 배터리의. 이전 항목에서 수행 한 계산을 통해 배터리가 공급하는 총 전력은 30W이고 내부 저항에 의해 소비되는 전력은 2.25W임을 확인했습니다. 따라서 사용 가능한 전력은이 두 전력의 차이로 주어지며 27.75W의 가치가 있습니다. 사용 가능한 전력과 총 전력 사이의 비율을 만들면 다음과 같은 이점이 있습니다.
수행 된 계산에 따르면 배터리의 에너지 수율은 92.5 %입니다.
열역학적 힘
열역학적 전력은 다음을 결정하여 계산할 수 있습니다. 금액 에 작업 그것은 가스에 의해 (또는 이상) 수행되는 동안 확장 또는 압축등압 (일정한 압력) 일정 기간 동안.
또한 계산할 수 있습니다 힘 의 출처에열 시간 간격으로 방출되는 현열 또는 잠열의 양을 관련시킵니다.
→ 가스에 의해 수행되는 작업의 힘
등압 변환에서 가스에 의해 공급되거나 제공되는 전력을 결정할 수 있습니다. 이렇게하려면 계산에 사용 된 공식을 고려해야합니다. 작업열역학 에 관여 변환등압:
부제:
피아르 자형 – 압력 (Pa)
피ot – 전력 (W)
ΔV – 부피 변화 (m³)
등압 열역학 변환에서 가스는 피스톤을 밀어 내부 에너지의 일부를 작업으로 변환합니다.
보기또한: 열 기계의 역사
→ 전력 및 열
우리는 결정할 수 있습니다 힘 화염에 의해 공급되거나 저항의 결과로 가열 된 저항에 의해 방출되는 전력 만들어진다줄 매초 이러한 소스에서 방출되는 열의 양을 계산합니다. 이렇게하려면 다음 계산을 수행하십시오.
소스에서 방출되는 전력을 다음과 같이 계산하려면 열,이 열이 유형인지 확인하십시오. 민감한 (Q = mcΔT) 또는 유형 숨어있는 (Q = mL). 이러한 열은 독점적으로 변화에온도 그리고 변화에상태물리학 자, 각기.
공연
공연 그것은 우리 일상 생활의 비 이상적인 경우에서와 같이 비 보수적 시스템, 즉 에너지 손실을 나타내는 시스템의 연구에 중요한 변수입니다. 우리가 알고있는 모든 기계와 장치는 공급되는 모든 전력을 이용할 수없는 시스템입니다. 따라서 그들은 다음과 같이 다른 덜 유용한 형태의 에너지로 전력의 일부를 "낭비"합니다. 열,진동 과 소음.
효율성에 대한 가장 일반적인 정의 중 하나는 유용한 전력을 일부 프로세스 동안 수신 된 총 전력으로 나누어 주어질 수 있습니다.
부제:
η -수율
피유 – 유용한 전력 (W)
피티 – 총 전력 (W)
기계 수율
영형 수율 열 기계의 수는 에너지 효율성, 즉 이러한 기계가 유용한 작업을 수행하는 데 사용할 수있는 에너지의 백분율을 측정합니다 (τ). 모든 열 기계는 비슷한 방식으로 작동합니다. 즉, 뜨거운 소스 (큐뭐)이 열의 일부를 거부하여 차가운 소스 (큐에프).
우리는 계산할 수 있습니다 수율 다음 공식의 모든 열 기계 :
부제:
η – 열 기계의 효율성
τ -열 기계의 작업 (J)
큐뭐 – 열원에 의해 방출되는 열 (J)
위 목록은 다른 방식으로 작성할 수 있습니다. 이를 위해 우리는 유용한 작업 (τ)는 다음과 같이 주어진다. 차 에 의해 포기되는 열의 양 사이 출처뜨거운 (큐뭐) 및 열 방출량 출처춥다 (큐에프):
부제:
큐에프 – 냉원 (J)에 의해 방출되는 열
→ 카르노 기계 성능
영형 주기에카르노 그것은 열역학적 순환이다 이상 그것은 ~로부터 더 크게수율가능한. 따라서 열원과 동일한 온도로 작동하는 열 기계를 가질 수 없습니다. 뜨거운 과 춥다 Carnot 사이클의 수율보다 더 큰 수율로.
카르노 사이클을 기반으로 한 기계 성능은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
부제:
티큐 – 열원 온도 (K)
티에프– 냉원 온도 (K)
보기또한: 카르노 기계
나. Rafael Helerbrock