Формули та одиниці фізичної потужності, типи потужності (з прикладами)



The фізична сила це стосується обсягу виконаної роботи (або спожитої енергії) одиницею часу. Потужність є скалярною величиною, яка є її одиницею вимірювання в Міжнародній системі одиниць у липні на секунду (Дж / с), відому як Watt на честь Джеймса Ватта.

Ще однією досить поширеною одиницею вимірювання є традиційний паровий кінь. У фізиці вивчаються різні типи потужності: механічна потужність, звукова потужність, теплотворна здатність. Загалом, існує інтуїтивне уявлення про значення влади. Це, як правило, пов'язане з більшою потужністю, більшим споживанням. 

Таким чином, лампочка споживає більше електричної енергії, якщо її потужність більша; те ж саме відбувається з феном, радіатором або персональним комп'ютером.

Тому необхідно розуміти його зміст, різні типи повноважень, які існують, і зрозуміти, як він обчислюється і які відносини між його найбільш поширеними одиницями вимірювання.

Індекс

  • 1 Формули
  • 2 одиниці
  • 3 Типи живлення
    • 3.1 Механічна потужність
    • 3.2 Електроенергія
    • 3.3 Теплова потужність
    • 3.4 Звукова потужність
    • 3.5 Номінальна потужність і реальна потужність
  • 4 Приклади
    • 4.1 Перший приклад
    • 4.2 Другий приклад
  • 5 Посилання

Формули

За визначенням, для обчислення спожитої або поданої потужності в часовому інтервалі використовується наступний вираз:

P = W / t

У цьому виразі P - потужність, W - робота, t - час.

Якщо потрібно обчислити миттєву потужність, слід скористатися такою формулою:

У цій формулі Δt - приріст часу, F - сила, а v - швидкість.

Одиниці

Унікальність влади в Міжнародній системі одиниць - липень в секунду (J / с), відомий як watt (W). Крім того, у деяких контекстах, серед інших використовуються інші одиниці, такі як кіловат (кВт), потужність (CV), серед інших.

Очевидно, що кіловат еквівалентний 1000 Вт. З іншого боку, еквівалентність між конем пари і ватом є наступним:

1 CV = 745,35 Вт

Інший енергоблок, хоча його використання набагато рідше, це ергій в секунду (ерг / с), що дорівнює 10-7 W.

Важливо відрізнити кіловат від кіловат-години (кВт-год), оскільки останній є одиницею енергії або роботи, а не потужністю.

Типи енергії

Серед різних типів влади, які існують, одні з найбільш важливих є ті, які будуть вивчені далі.

Механічна потужність

Механічна сила, що діє на тверде тверде речовина, отримують шляхом впливу продукту між загальною прикладною силою, що застосовується, і швидкістю, що передається цьому тілу..

P = F. V

Цей вираз еквівалентний виразу: P = W / t, і насправді він виходить з нього.

У випадку, якщо є також обертальний рух твердого твердого тіла і, отже, сили, що діють на нього, змінюють його кутову швидкість, що призводить до кутового прискорення, він повинен:

P = F + v + M ∙ ω

У цьому виразі М є результуючим моментом прикладених сил і ω - кутова швидкість тіла.

Електроенергія

Електрична потужність, що подається або споживається електричним компонентом, є результатом ділення кількості електричної енергії, що подається або поглинається цим компонентом, та часу, витраченого на неї. Він обчислюється з наступного виразу:

P = V. I

У цьому рівнянні V є різниця потенціалів через компонент, а I - струм електричного струму, який перетинає його.

У конкретному випадку, коли компонент є електричним опором, для обчислення потужності можна використовувати наступні вирази: P = R ∙ I2 = V2 / R, де R - величина електричного опору даного компонента.

Теплова потужність

Теплотворна здатність компонента визначається як кількість енергії, що розсіюється або вивільняється у вигляді тепла зазначеним компонентом в одиницю часу. Він обчислюється з наступного виразу: 

P = E / t

У згаданій експресії Е виділяється енергія, що виділяється у вигляді тепла.

Звукова потужність

Звукова потужність визначається як енергія, що транспортується звуковою хвилею в одиницю часу через певну поверхню.

Таким чином, потужність звуку залежить як від інтенсивності звукової хвилі, так і від поверхні, пройденої згаданою хвилею, і розраховується за допомогою наступного інтеграла:

PS = ⌠S  IS S d S

У цьому інтегралі Ps - звукова потужність хвилі, Is - інтенсивність звуку хвилі, а dS - різниця поверхні, що перетинається хвилею.

Номінальна влада і реальна влада

Номінальна потужність - це максимальна потужність, яку машина або двигун потребує або може запропонувати за нормальних умов використання; тобто максимальну потужність, яку може підтримувати або пропонувати машина або двигун.

Номінальний термін використовується тому, що влада взагалі використовується для характеристики машини, щоб назвати її.

З іншого боку, реальна або корисна потужність, тобто потужність, яка фактично використовується, генерує або використовує машину або двигун, зазвичай відрізняється від номінальної потужності, зазвичай менше.

Приклади

Перший приклад

Ви хочете підняти піаніно на 100 кг з краном на сьомий поверх, що знаходиться на висоті 20 метрів. Кран займає 4 секунди, щоб піднятися на фортепіано. Розрахуйте потужність крана.

Рішення

Для обчислення потужності використовується наступний вираз:

P = W / t

Проте, в першу чергу, потрібно розрахувати роботу крана.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 .8 9,8 ∙ 20 = 1 = 19,600 N

Тому потужність крана буде:

P = 19,600 / 4 = 4900 Вт

Другий приклад

Обчислити потужність, розсіяну 10 Ω резистором, перетинає струм 10 А.

Рішення

У цьому випадку необхідно розрахувати електричну потужність, для якої використовується наступна формула:

P = R. I2 = 10. 102 = 1000 Вт 

Список літератури

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Фізика Том 1. Cecsa.
  2. Потужність (фізична). (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 3 травня 2018 року з es.wikipedia.org.
  3. Влада (фізика). (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 3 травня 2018 року з en.wikipedia.org.
  4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Четверта фізика. CECSA, Мексика.
  5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Фізика для вчених і інженерів (6-е видання). Брукс / Коул.