Električna moč je fizikalna količina ki meri, koliko energije potrebuje električni tokokrog za delovanje v določenem času, vplivanje torej pri porabi električne energije električnih naprav. Večja kot je električna moč, večja je poraba energije. Električna moč se lahko uporablja za izračun porabljene energije za električne inštalacije.
Preberite tudi: Nasveti za varčevanje z elektriko
Povzetek električne energije
A moč Electrical meri količino električne energije, dobavljeno električnim tokokrogom v časovnem intervalu.
Merska enota za električno moč je vat.
Električno moč je mogoče izračunati iz razmerja med električnim uporom, električno napetostjo in električnim tokom.
Električna energija je lahko aktivna, jalova ali navidezna.
Aktivna moč je tista, ki se porabi pri pretvorbi električne energije v drugo koristno energijo, ki povzroča svetlobo, gibanje in toploto, in se meri v kilovatih (kW).
Jalova moč je neuporabna moč, ki ni bila porabljena z delovno močjo, merjena v kilovolt-amperih reaktivnih (kVAR).
Navidezna moč je rezultantna moč v električnem tokokrogu, merjena v kilovat-amperih (kW A).
Kaj je električna energija?
Električna energija je a skalarna fizikalna količina, ki meri količino energija dodeljena električna energija električna vezja v časovnem intervalu. Večja kot je električna moč naprave, večjo energijo porabi. Zato so tuš kabine in klimatske naprave največji porabniki domače električne energije.
Merska enota električne moči
Po navedbah Mednarodni sistem enot (SI), Merska enota za električno moč je vat., ki ga predstavlja črka W, v čast znanstveniku Jamesu Wattu (1736-1819), ki je patentiral svoj kopirni stroj, rotacijski motor in druge ter izpopolnil parni stroj.
Kakšne so formule za električno moč?
→ Električna moč, povezana z električnim uporom in električnim tokom
\(P=R\cdot i^2\)
p → električna moč, merjena v vatih \([W]\).
R → električni upor, merjen v ohmih \([Ω ]\).
jaz → električni tok, merjen v amperih \([A]\).
→ Električna moč, povezana z električno napetostjo in električnim uporom
\(P=\frac{U^2}R\)
p → električna moč, merjena v vatih \([W]\).
U → električna napetost, merjena v voltih \([V]\).
R → električni upor, merjen v ohmih \([Ω ]\).
→ Električna moč, povezana z električno napetostjo in električnim tokom
\(P=i\cdot ∆U\)
p → električna moč, merjena v vatih \([W]\).
jaz → električni tok, merjen v amperih \([A]\).
\(∆U\) → sprememba električne napetosti, imenovana tudi razlika električnega potenciala, merjena v voltih \([V]\).
→ Električna moč povezana z energijo in časom
\(P=\frac{E}{∆t}\)
p → električna moč, merjena v kilovatih \([kW ]\).
IN → energija, merjena v kilovatih na uro \([kWh]\).
t → časovna sprememba, merjena v urah \( [H ]\).
Kako izračunati električno moč?
Električna moč se izračuna glede na informacije, podane v izjavah. Če gre za vajo o porabi električne energije, bomo uporabili formulo za električno moč, povezano z energijo in časovno variacijo. Če pa gre za vajo o električnih tokokrogih, bomo uporabili formule za električno moč, povezane z Električna napetost, električni tok in/ali električni upor. Spodaj si bomo ogledali primere teh dveh oblik.
Primer 1:
Kolikšna je električna moč prhe, ki porabi mesečno 22500 Wh energije, če je vključena vsak dan za 15 minut?
Resolucija:
Najprej pretvorimo minute v ure:
\(\frac{15\ min}{60\ min}=0,25\ h\)
Ker je povezan vsak dan, mesečno bomo imeli:
\(0,25\ h\cdot 30\ dni=7,5\ h\)
Nato bomo izračunali električno moč z uporabo formule, ki jo povezuje z energijo in časovno spremembo:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(P=\frac{22500}{7,5}\)
\(P=3\ kW\)
Električna prha ima električno moč 3 kW ali 3000 W.
Primer 2:
Kakšni sta električna moč in napetost v tokokrogu z uporom 100Ω, po katerem teče tok 5A?
Resolucija:
Najprej bomo izračunali električno moč po formuli, ki jo povezuje z električnim uporom in električnim tokom:
\(P=R\cdot i^2\)
\(P=100\cdot 5^2\)
\(P=100\cdot 25\)
\(P=2500\W\)
\(P=2,5\ kW\)
Nato bomo izračunali električno napetost po formuli, ki jo povezuje z električno močjo in električnim uporom:
\(P=\frac{U^2}R\)
\(2500=\frac{U^2}{100}\)
\(U^2=2500\cdot 100\)
\(U^2=250000\)
\(U=\sqrt{250000}\)
\(U=500\ V\)
Vendar bi lahko električno napetost izračunali tudi po formuli, ki jo povezuje z električno močjo in električnim tokom:
\(P=i\cdot ∆U\)
\(2500=5\cdot ∆U\)
\(∆U=\frac{2500}5\)
\(∆U=500\ V\)
Glej tudi:Ohmov prvi zakon — razmerje med električnim uporom in električno napetostjo in električnim tokom
Vrste električne energije
Električno moč lahko razvrstimo kot delovno moč, jalovo moč ali navidezno moč.
→ Aktivna električna moč
Aktivna električna moč, imenovana tudi dejansko ali koristno električno moč, je tista, ki je poslana v napolniti sposoben pretvarjati električno energijo v drugo obliko energije, ki jo je mogoče uporabiti (koristno delo), proizvajati svetlobo, gibanje in toploto. Meri se v kilovatih (kW).
→ Jalova električna moč
Reaktivna električna moč, imenovana tudi neuporabna električna energija, je tista, ki ni bila uporabljena v procesu pretvorbe električne energije v druge oblike koristne energije, shranjena in ponovno vzpostavi v generatorju in služi kot stalna pot, po kateri aktivna energija opravi koristno delo in magnetizira navitja opremo. Meri se v reaktivnih kilovolt-amperih (kVAR).
→ Navidezna električna moč
Navidezna električna moč je skupna moč v tokokrogu vsota delovne in jalove moči. Meri se v kilovat-amperih (kWA).
Rešene vaje o električni energiji
Vprašanje 1
(PUC)
Električna energija se proizvaja s pomočjo svetlobe z uporabo fotoobčutljivih celic, imenovanih fotovoltaične sončne celice. Fotovoltaične celice so na splošno izdelane iz polprevodniških materialov s kristalnimi lastnostmi in nanesene na silicijev dioksid. Te celice, združene v module ali plošče, sestavljajo fotovoltaične sončne celice. Količina energije, ki jo proizvede solarni panel, je omejena z njegovo močjo, in sicer 145 W panel s šestimi uporabnimi urami sončne svetlobe ustvari približno 810 vatov na dan.
Vir: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm
Preverite, koliko ur lahko opisana plošča drži prižgano 9 W fluorescenčno sijalko.
A) 9 zjutraj
B) 18.00
C) 58 ur
D) 90 ur
Resolucija:
Alternativa D
Energijo, ki jo dobavlja električna plošča, bomo izračunali po formuli, ki jo povezuje z močjo in časom:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
Z močjo približno 810 vatov na dan imamo energijo:
\(810=\frac{E}{24}\)
\(E=810\cdot 24\)
\(E=19\ 440\ W\ctočka h\)
Torej, poraba energije svetilke čez dan je:
\(9=\frac{E}{24}\)
\(E=9\cdot 24\)
\(E=216\ W\ctočka h \)
Če izenačimo količino energije, ki jo proizvedejo paneli, s porabo energije žarnic, dobimo:
\(19440=216\cdot t \)
\(t=90\h\)
Tako svetilke ob priklopu na panel delujejo 90 ur.
vprašanje 2
(IFSP) Električar ob vstopu v trgovino z gradbenim materialom vidi naslednji oglas:
PRIHRANITE: Fluorescentne sijalke 15 W imajo enako svetilnost (osvetlitev)
kot 60 W žarnice z žarilno nitko.
V oglasu piše, da električar zaradi varčevanja z elektriko zamenja žarnico žarilno s fluorescenčno nitko in ugotovil, da bo v 1 uri prihranek električne energije v kWh v
A) 0,015.
B) 0,025.
C) 0,030.
D) 0,040.
E) 0,045.
Resolucija:
Alternativa E
Za izračun prihranka električne energije bomo najprej izračunali porabo energije fluorescentne in žarnice z žarilno nitko po formuli električne moči:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(E=P\cdot ∆t\)
Energija fluorescenčne sijalke je:
\(E_{fluorescentno}=P\cdot ∆t\)
\(E_{fluorescentno}=15\cdot1\)
\(E_{fluorescentno}=15\ Wh\)
Da bi dobili vrednost v kilovatnih urah, moramo deliti s 1000, torej:
\(E_{fluorescentno}=\frac{15\ Wh}{1000}=0,015\ kWh\)
Energija žarnice z žarilno nitko je:
\(E_{žareča}=P\cdot∆t\)
\(E_{žareča}=60\cdot1\)
\(E_{žareča}=60\ Wh\)
Da bi našli vrednost v kilovatnih urah, moramo deliti s 1000, torej:
\(E_{žareče}=\frac{60\ Wh}{1000}=0,060\ kWh\)
Zato so prihranki energije:
\(Varčno=E_{žareča}-E_{fluorescentna}\)
\(Ekonomija=0,060-0,015\)
\(Ekonomija=0,045\)
Avtor: Pamella Raphaella Melo
Učiteljica fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-eletrica.htm
