Мощность - это скалярная физическая величина, измеряемая в Вт (W). Его можно определить как скорость выполнения задания каждую секунду или как энергопотребление в секунду. Ватт, единица мощности Международной системы единиц (СИ), равен 1 джоуля в секунду.
Смотрите также:Что такое механическая работа?
Сводка мощности и урожайности
сила - это показательввариация количество энергии, поставляемой или отдаваемой системой за период времени.
Единицей мощности в международной системе единиц (СИ) является ватт: 1 ватт равен 1 джоулю в секунду.
Если одна машина может выполнять ту же работу, что и другая, за более короткий промежуток времени, ее мощность считается больше, чем у другой машины.
Эффективность системы определяется соотношением полезной мощности и полной мощности.
Неиспользуемая для системы мощность называется потенциярассеянный.
Что такое сила в физике?
мощность физическая величина, используемая для расчета количества энергия предоставлено или потреблено за единицу времени. Другими словами, это скорость
вариация энергии как функция времени. Мощность полезна для измерения того, насколько быстро форма энергии преобразуется при выполнении Работа.| Мы говорим, что машина мощнее других, если она может делать то же самое. задача за более короткое время или даже выполнить большее количество задач за тот же интервал время. |
определение потенцияв среднем дается выполненной работой как функцией изменения во времени:
Подзаголовок:
п - средняя мощность (Вт)
τ - работа (J)
т - временной интервал (с)
Единицей измерения мощности, принятой в СИ, является ватт (Вт), единица эквивалентна джоульнавторой (Дж / с). Единство ватт был принят с 1882 года как дань уважения работам, разработанным ДжеймсВатт, которые были чрезвычайно важны для развития паровых двигателей.
В физике работа - это мера преобразования формы энергии в других формах энергии через заявлениеводинсила. Таким образом, определение власти может быть связано с любой форма энергии, такая как: энергия механика энергия потенциалэлектрический и энергия термический.
Расчет мощности
Мы можем определить мощность, реализованную путем приложения силы F что вытесняет массивное тело м На расстоянии d. Смотреть:
В описанной выше ситуации мы можем рассчитать мощность движения, определив среднюю мощность:
Для этого нужно помнить, что Работаудавшийся с помощью силы F можно рассчитать по следующей формуле:
Подзаголовок:
F - приложенная сила (Н)
d - пройденное расстояние (м)
θ - угол между F и d (º)
Объединив два предыдущих уравнения в одно, мы получим следующее уравнение для расчета мощности, связанной с формой энергиялюбой:
В случаях, когда приложенная сила параллельна расстоянию, пройденному телом, косинус угла θ будет иметь максимальное значение (cos 0º = 1). Следовательно, среднюю мощность можно рассчитать из следующего соотношения:
Подзаголовок:
v - скорость тела (м / с)
Согласно расчету, показанному выше, можно вычислить мощность, с которой преобразуется энергия, присутствующая в теле. Это возможно, если мы знаем модуль результирующей силы, который следует умножить на скоростьв среднем пройдено телом на дистанции d. Однако необходимо помнить, что приведенное выше определение действительно только для постоянных значений F.
Смотрите также: Упражнения на механическую мощность и работоспособность
→ Мгновенная мощность
мощностьмгновенное - это мера объема работы, выполненной в процессе за очень небольшой (бесконечно малый) промежуток времени. Следовательно, мы можем сказать, что мгновенная мощность - это скорость изменения количества Работа в течение временного интервала, стремящегося к нулю.
Подзаголовок:
ппобуждать – мгновенная мощность (Вт)
Δτ - бесконечно малая работа (J)
Δt - бесконечно малый интервал времени (с)
Мгновенная мощность используется для расчета скорости, с которой работа выполняется в каждый момент, а не во время длительного процесса. Следовательно, чем короче временные интервалы Δt, тем точнее измерения потенциямгновенно.
механическая сила
мощностьмеханика определяется как скорость изменения форм энергии, связанных с государственныйвдвижение тела. Мы можем вычислить механическую силу движущегося тела через вариации вашей кинетической энергии и ваш потенциальная энергия (гравитационный или упругий, например). Однако сила, связанная с преобразованием механической энергии, применима только к системыдиссипативный (которые имеют трение), поскольку в отсутствиевтрение и другие силыдиссипативный В механическая энергия тел остается постоянной.
В соответствии с Теорема работы-энергии, можно рассчитать количество работы, приложенной к телу, по вариация дает энергиякинетика полученный им.
массовое тело м проиллюстрированный на рисунке ниже, ускоряется под действием силы F, скорость которого варьировалась от v0 до того как vF:
Подзаголовок:
v0 - начальная скорость (м / с)
vF - конечная скорость (м / с)
В соответствии с Теорема работы-энергии, работа, выполняемая на теле, определяется:
Подзаголовок:
ΔK - изменение кинетической энергии (Дж)
KF –конечная кинетическая энергия (Дж)
KЯ -начальная кинетическая энергия (Дж)
м - масса тела (кг)
Таким образом потенциямеханика связанные с этим движением, можно рассчитать с помощью следующего уравнения:
Электроэнергия
THE потенцияэлектрический это важная мера, которую необходимо проанализировать при покупке бытовой техники. Электрическая мощность любого устройства измеряет, сколько электроэнергии устройство способно преобразовывать в другие формы энергии каждую секунду. Например, блендер мощностью 600 Вт способен трансформировать 600 Дж электричества каждую секунду в энергиякинетика, вещание нагревать,вибрация а также волнызвонкий для ваших лопат.
Как известно, в целом мощность можно рассчитать через соотношение между выполненной работой и временным интервалом, прошедшим во время ее выполнения. Поэтому мы будем использовать здесь определение работа, выполненная с применением силыэлектрический:
Подзаголовок:
τЖелчь- работа электроэнергии (Дж)
какие - модуль электрической нагрузки (С)
ΔU - разность потенциалов (В)
п - электрическая мощность (Вт)
UB а также UTHE -электрическое напряжение в точках A и B (В)
Δt - интервал времени движения груза (с)
я - модуль электрического тока (А)
Электроэнергия работает следующим образом: когда мы включаем прибор в розетку, разницавпотенциал (ΔU) между вашими терминалами. Когда разность потенциалов (U) наносится на проводящий материал, количествовРабота(τЖелчь)выполняется на грузыэлектрический (q) в цепях устройства, заставляя эти нагрузки двигаться, то есть назначая им энергиякинетика. THE движениепринадлежащийгрузы в предпочтительном направлении называется цепьэлектрические (i). THE потенцияэлектрический (P), в свою очередь, является мерой количествовРабота(τЖелчь) который осуществлялся нагрузками на каждыйвторой (т) работа устройства.
Таким образом, потребление электроэнергии определяется потенция приборов, подключенных к электрической сети, и ее время в операция.
Помимо формулы, упомянутой выше, существуют варианты, которые можно записать из 1-й закон Ома. Они:
Три возможных способа расчета электрической мощности
Подзаголовок:
U - электрический потенциал (В)
р - электрическое сопротивление (Ом)
Посмотритетакже: Мощность, рассеиваемая на резисторе
→ Потребление электроэнергии
количество электричество потребление измеряется в единицах, называемых киловатт-час (кВтч). Это альтернативная единица измерения энергии в международной системе единиц - джоуля. Киловатт-час используется из-за его практичности. Если бы электричество измеряли в джоулях, для выражения его потребления использовались бы числа: огромный и непрактично.
Киловатт-час - это количество потребляемой энергии (или Работа исполняется) аппаратом 1000 Вт (1 кВт) в интервале времени 1 час (3600 с). Умножая эти величины, приходим к выводу, что каждая киловатт-час равно 3.6.106 J (тримиллионы а также шестьсоттысячаджоули).
Чтобы рассчитать потребление электронного устройства, мы просто умножаем его мощность на время работы.
Пример
Рассмотрим прибор мощностью, равной 100 Вт (0,1 кВт) который работает во время 30 минут в день (0,5 ч). что будет твоим потреблениеежемесячно (30 дней) электричества?
По нашим расчетам, это устройство будет потреблять 1,5 кВтч ежемесячно, эквивалент 5,4.106 Дж. Если кВтч стоимости региона 0,65 бразильского реала, цена, подлежащая уплате в конце месяца за эксплуатацию этого устройства, будет 0,97 бразильского реала.
Посмотритетакже: Электрогенераторы и электродвижущая сила
Решенное упражнение на электрическую мощность и доходность
При подключении к цепи аккумулятор с электродвижущей силой 20,0 В и внутренним сопротивлением 1,0 Ом создает электрический ток 1,5 А. В отношении этой батареи определите:
а) Разность электрических потенциалов, установленная между выводами этого резистора.
б) Электроэнергия, обеспечиваемая аккумулятором.
c) Электрическая мощность, рассеиваемая внутренним сопротивлением батареи.
г) Производительность этой батареи.
разрешение
Вначале перечислим данные, которые дает упражнение.
Данные:
UТ= 20,0 В - электродвижущая сила аккумулятора или полный потенциал
р = 1,0 Ом - внутреннее сопротивление батареи
я = 1,5 А - электрический ток
а) Для определения разности потенциалов, образовавшейся между концами резистора, воспользуемся 1-м законом Ома.
Подзаголовок:
UD - Электрическое напряжение, рассеиваемое на резисторе (В)
Б) Электрическую мощность, обеспечиваемую аккумулятором, можно рассчитать по следующей формуле:
Подзаголовок:
UТ - полное электрическое напряжение или электродвижущая сила аккумулятора (В)
в) Рассчитаем электрическую мощность, рассеиваемую резистором. Для этого воспользуемся одной из уже известных формул потенции:
Подзаголовок:
пD - рассеиваемая мощность (Вт)
г) Доход этого генератора можно рассчитать, используя соотношение между потенциягодный к употреблению и потенцияобщее батареи. Из расчетов, выполненных в предыдущих пунктах, мы определили, что общая мощность, отдаваемая батареей, составляет 30 Вт, а мощность, рассеиваемая ее внутренним сопротивлением, составляет 2,25 Вт. Следовательно, полезная мощность определяется разницей между этими двумя мощностями и составляет 27,75 Вт. Установив соотношение между полезной мощностью и полной мощностью, мы получим:
Согласно проведенным расчетам, энергоэффективность аккумулятора составляет 92,5%.
Термодинамическая мощность
Термодинамическую мощность можно рассчитать, определив количество в Работа который выполняется (или над) газом во время его расширение или же сжатиеизобарический (постоянное давление) в течение определенного периода времени.
Также возможно вычислить потенция из источниквнагревать соотнесение количества выделяемого явного или скрытого тепла с временным интервалом.
→ Мощность работы, выполняемой газом
При изобарических преобразованиях можно определить мощность, подводимую или передаваемую газом. Для этого нам необходимо принять во внимание формулу, используемую для расчета Работатермодинамический участвует в трансформацияизобарический:
Подзаголовок:
пр - давление (Па)
пне - мощность (Вт)
ΔV - изменение объема (м³)
В изобарических термодинамических превращениях газ преобразует часть своей внутренней энергии в работу, толкая поршень.
Посмотритетакже: История тепловых машин
→ Электроэнергия и тепло
Мы можем определить потенция от пламени или мощности, излучаемой резистором, нагретым в результате Это сделаноДжоуль путем расчета количества тепла, рассеиваемого этими источниками каждую секунду. Для этого просто выполните следующий расчет:
Для расчета мощности, излучаемой источником в виде нагревать, просто определите, относится ли это тепло к типу чувствительный (Q = mcΔT) или типа скрытый (Q = мл). Эти температуры присутствуют исключительно в изменениявтемпература и в изменениявгосударственныйфизик, соответственно.
Представление
Представление это важная переменная для изучения неконсервативных систем, то есть тех, которые представляют собой потери энергии, как в неидеальных случаях нашей повседневной жизни. Все известные нам машины и устройства являются системами, неспособными использовать всю подаваемую на них мощность. Таким образом, они «тратят» часть энергии на другие менее полезные формы энергии, такие как нагревать,вибрация а также шумы.
Одно из самых общих определений эффективности может быть дано путем деления полезной мощности на общую мощность, полученную во время некоторого процесса:
Подзаголовок:
η - Урожай
пU - полезная мощность (Вт)
пТ - общая мощность (Вт)
Выход машины
О Урожай тепловых машин измеряет их энергоэффективность, то есть процент энергии, которую эти машины могут использовать для выполнения полезной работы (τ). Все тепловые машины работают одинаково: они получают тепло от горячего источника (Qкакие) и отклонить часть этого тепла, рассеивая его в источник холода (Qж).
Мы можем рассчитать Урожай любой термической машины по следующей формуле:
Подзаголовок:
η - КПД тепловой машины
τ - работа тепловой машины (Дж)
Qкакие - тепло, отдаваемое горячим источником (Дж)
Приведенный выше список можно составить и по-другому. Для этого мы просто предполагаем, что полезная работа (τ) дан кем-то разница между количеством тепла, отдаваемого источникгорячий (Qкакие) и количество тепла, рассеиваемого источникхолодный (QF):
Подзаголовок:
QF - тепло от источника холода (Дж)
→ Производительность машины Карно
О циклвCarnot это термодинамический цикл идеальный это из большеУрожайвозможный. Таким образом, невозможно иметь тепловую машину, работающую при тех же температурах, что и источники горячий а также холодный с доходностью больше, чем доходность цикла Карно.
Производительность машины на основе цикла Карно можно рассчитать по следующей формуле:
Подзаголовок:
ТQ - температура горячего источника (К)
ТF- температура источника холода (К)
Посмотритетакже: Машины Карно
Автор: Рафаэль Хелерброк