Elektriskā jauda ir fiziskais daudzums kas mēra, cik daudz enerģijas elektriskajai ķēdei ir nepieciešams, lai noteiktā laikā strādātu, ietekmēšana tātad elektrisko ierīču elektroenerģijas patēriņā. Jo lielāka ir elektriskā jauda, jo lielāks ir enerģijas patēriņš. Elektriskā jauda var izmantot, lai aprēķinātu elektroinstalācijām patērēto enerģiju.
Izlasi arī: Padomi elektrības taupīšanai
Elektriskās jaudas kopsavilkums
A jauda elektriskais mēra elektroenerģijas daudzumu, kas noteiktā laika intervālā tiek piegādāts elektriskajām ķēdēm.
Elektriskās jaudas mērvienība ir vats.
Elektrisko jaudu var aprēķināt no attiecībām starp elektrisko pretestību, elektrisko spriegumu un elektrisko strāvu.
Elektriskā jauda var būt aktīva, reaktīva vai šķietama.
Aktīvā jauda ir tā, ko izmanto elektroenerģijas pārveidošanai citā lietderīgā enerģijā, izraisot gaismu, kustību un siltumu, un to mēra kilovatos (kW).
Reaktīvā jauda ir nelietderīgā jauda, kuru neizmantoja aktīvā jauda, mēra kilovoltu-ampēros reaktīvo (kVAR).
Šķietamā jauda ir elektriskās ķēdes rezultātā iegūtā jauda, ko mēra kilovatos ampēros (kW A).
Kas ir elektriskā jauda?
Elektriskā jauda ir a skalārs fiziskais lielums, kas mēra daudzumu enerģiju piešķirta elektroenerģija elektriskās ķēdes laika intervālā. Jo lielāka ir ierīces elektriskā jauda, jo lielāka ir tās patērētā enerģija. Tāpēc dušas un gaisa kondicionieri ir lielākie sadzīves elektroenerģijas patērētāji.
Elektriskās jaudas mērvienība
Saskaņā ar Starptautiskā mērvienību sistēma (SI), Elektriskās jaudas mērvienība ir vats., kas apzīmēts ar burtu W, par godu zinātniekam Džeimsam Vatam (1736-1819), kurš patentēja savu kopētāju, rotējošo dzinēju un citus, kā arī pilnveidoja tvaika mašīnu.
Kādas ir elektriskās jaudas formulas?
→ Elektriskā jauda, kas saistīta ar elektrisko pretestību un elektrisko strāvu
\(P=R\cdot i^2\)
P → elektriskā jauda, mēra vatos \([W]\).
R → elektriskā pretestība, mēra omi \([Ω ]\).
i → elektriskā strāva, mērīta ampēros \([A ]\).
→ Elektriskā jauda, kas saistīta ar elektrisko spriegumu un elektrisko pretestību
\(P=\frac{U^2}R\)
P → elektriskā jauda, mēra vatos \([W]\).
U → elektriskais spriegums, mērīts voltos \([V]\).
R → elektriskā pretestība, mēra omi \([Ω ]\).
→ Elektriskā jauda, kas saistīta ar elektrisko spriegumu un elektrisko strāvu
\(P=i\cdot ∆U\)
P → elektriskā jauda, mēra vatos \([W]\).
i → elektriskā strāva, mērīta ampēros \([A ]\).
\(∆U\) → elektriskā sprieguma izmaiņas, ko sauc arī par elektriskā potenciāla starpību, mēra voltos \([V]\).
→ Elektriskā jauda, kas saistīta ar enerģiju un laiku
\(P=\frac{E}{∆t}\)
P → elektriskā jauda, mēra kilovatos \([kW ]\).
UN → enerģija, ko mēra kilovatos stundā \([kWh ]\).
t → laika svārstības, mērot stundās \( [H ]\).
Kā aprēķināt elektrisko jaudu?
Elektriskā jauda tiek aprēķināts saskaņā ar pārskatos sniegto informāciju. Ja tas ir uzdevums par elektroenerģijas patēriņu, mēs izmantosim formulu elektriskajai jaudai, kas saistīta ar enerģijas un laika izmaiņām. Tomēr, ja tas ir vingrinājums par elektriskām ķēdēm, mēs izmantosim formulas elektriskajai jaudai, kas saistītas ar Elektriskā spriedze, elektriskā strāva un/vai elektriskā pretestība. Tālāk mēs redzēsim šo divu formu piemērus.
1. piemērs:
Kāda ir dušas elektriskā jauda, kas mēnesī patērē 22500 Wh enerģiju, katru dienu ieslēgta uz 15 minūtēm?
Izšķirtspēja:
Vispirms konvertēsim minūtes stundās:
\(\frac{15\ min}{60\ min}=0,25\ h\)
Tā kā tas ir savienots katru dienu, katru mēnesi mums būs:
\(0,25\ h\cdot 30\ dienas = 7,5\ h\)
Pēc tam mēs aprēķināsim elektrisko jaudu, izmantojot formulu, kas to saista ar enerģijas un laika izmaiņām:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(P=\frac{22500}{7.5}\)
\(P=3\ kW\)
Elektriskās dušas elektriskā jauda ir 3 kW vai 3000 vati.
2. piemērs:
Kāda ir elektriskā jauda un spriegums ķēdē, kurai ir 100 Ω rezistors, kas nes strāvu 5A?
Izšķirtspēja:
Pirmkārt, mēs aprēķināsim elektrisko jaudu, izmantojot formulu, kas to saista ar elektrisko pretestību un elektrisko strāvu:
\(P=R\cdot i^2\)
\(P=100\cdot 5^2\)
\(P=100\cdot 25\)
\(P=2500\ W\)
\(P=2,5\ kW\)
Pēc tam mēs aprēķināsim elektrisko spriegumu, izmantojot formulu, kas to saista ar elektrisko jaudu un elektrisko pretestību:
\(P=\frac{U^2}R\)
\(2500=\frac{U^2}{100}\)
\(U^2=2500\cdot 100\)
\(U^2=250000\)
\(U=\sqrt{250000}\)
\(U=500\ V\)
Tomēr elektrisko spriegumu varēja arī aprēķināt, izmantojot formulu, kas to saista ar elektrisko jaudu un elektrisko strāvu:
\(P=i\cdot ∆U\)
\(2500=5\cdot ∆U\)
\(∆U=\frac{2500}5\)
\(∆U=500\ V\)
Skatīt arī:Pirmais Oma likums - elektriskās pretestības attiecība pret elektrisko spriegumu un elektrisko strāvu
Elektroenerģijas veidi
Elektrisko jaudu var klasificēt kā aktīvo jaudu, reaktīvo jaudu vai šķietamo jaudu.
→ Aktīvā elektriskā jauda
Aktīvā elektriskā jauda, ko sauc arī par faktiskā vai lietderīgā elektriskā jauda, ir tas, kas tiek pārsūtīts uz maksas spēj pārveidot elektrisko enerģiju citā enerģijas veidā, ko var izmantot (noderīgs darbs), radot gaismu, kustību un siltumu. To mēra kilovatos (kW).
→ Reaktīvā elektriskā jauda
Reaktīvā elektriskā jauda, ko sauc arī par bezjēdzīga elektroenerģija, ir tas, kas netika izmantots, lai pārveidotu elektroenerģiju citos noderīgās enerģijas veidos, uzglabājot un atjaunota ģeneratorā, kalpojot par pastāvīgu ceļu, pa kuru aktīvā enerģija veic lietderīgu darbu un magnetizē tinumu iekārtas. To mēra kilovoltu-ampēros reaktīvais (kVAR).
→ Šķietamā elektriskā jauda
Šķietamā elektriskā jauda ir kopējā jauda ķēdē aktīvās jaudas un reaktīvās jaudas summa. To mēra kilovatos ampēros (kWA).
Atrisināja vingrinājumus par elektroenerģiju
jautājums 1
(SPRK)
Elektroenerģija tiek ražota, izmantojot gaismu, izmantojot gaismjutīgas šūnas, ko sauc par saules fotoelementiem. Fotoelektriskās šūnas parasti ir izgatavotas no pusvadītāju materiāliem ar kristāliskām īpašībām un uzklātas uz silīcija dioksīda. Šīs šūnas, kas sagrupētas moduļos vai paneļos, veido fotoelektriskos saules paneļus. Saules paneļa saražotās enerģijas daudzumu ierobežo tā jauda, tas ir, 145 W panelis ar sešām lietderīgām saules gaismas stundām ģenerē aptuveni 810 vatus dienā.
Avots: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm
Pārbaudiet, cik stundu aprakstītajā panelī var ieslēgt 9 vatu dienasgaismas spuldzi.
A) 9:00
B) 18:00
C) 58 stundas
D) 90 stundas
Izšķirtspēja:
Alternatīva D
Mēs aprēķināsim elektrības paneļa piegādāto enerģiju, izmantojot formulu, kas to attiecina uz jaudu un laiku:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
Ar aptuveni 810 vatu jaudu dienā mums ir šāda enerģija:
\(810=\frac{E}{24}\)
\(E=810\cdot 24\)
\(E=19\ 440\ W\cdot h\)
Tātad, lampas enerģijas patēriņš dienas laikā ir:
\(9=\frac{E}{24}\)
\(E=9\cdot 24\)
\(E=216\ W\cdot h \)
Pielīdzinot paneļu radīto enerģijas daudzumu ar lampu enerģijas patēriņu, iegūstam:
\(19440=216\cdot t \)
\(t=90\h\)
Tādējādi lampas strādā 90 stundas, kad tās ir savienotas ar paneli.
2. jautājums
(IFSP)Ienākot būvmateriālu veikalā, elektriķis redz šādu sludinājumu:
TAUPĪT: 15 W dienasgaismas spuldzēm ir vienāds spilgtums (apgaismojums)
par 60 W kvēlspuldzēm.
Saskaņā ar sludinājumu, lai taupītu elektroenerģiju, elektriķis nomaina spuldzi kvēlspīd ar dienasgaismas spuldzi un secina, ka 1 stundas laikā elektroenerģijas ietaupījums kWh būs iekšā
A) 0,015.
B) 0,025.
C) 0,030.
D) 0,040.
E) 0,045.
Izšķirtspēja:
Alternatīva E
Lai aprēķinātu elektroenerģijas ietaupījumu, vispirms aprēķināsim dienasgaismas spuldzes un kvēlspuldzes enerģijas patēriņu, izmantojot elektroenerģijas formulu:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(E=P\cdot ∆t\)
Luminiscences spuldzes enerģija ir:
\(E_{fluorescent}=P\cdot ∆t\)
\(E_{fluorescent}=15\cdot1\)
\(E_{fluorescent}=15\Wh\)
Lai iegūtu vērtību kilovatstundās, mums jādala ar 1000, tātad:
\(E_{fluorescent}=\frac{15\Wh}{1000}=0,015\ kWh\)
Kvēlspuldzes enerģija ir:
\(E_{incandescent}=P\cdot∆t\)
\(E_{incandescent}=60\cdot1\)
\(E_{kvēlspuldze}=60\Wh\)
Lai atrastu vērtību kilovatstundās, mums jādala ar 1000, tātad:
\(E_{incandescent}=\frac{60\Wh}{1000}=0,060\ kWh\)
Tādējādi enerģijas ietaupījums ir:
\(Ekonomika=E_{kvēlspuldze}-E_{fluorescējoša}\)
\(Ekonomika=0,060-0,015\)
\(Ekonomika=0,045\)
Autore Pamella Raphaella Melo
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-eletrica.htm