- Формули
- Одиниці
- Типи живлення
- Механічна потужність
- Електроенергія
- Теплова потужність
- Потужність звуку
- Номінальна потужність і реальна потужність
- Приклади
- Перший приклад
- Рішення
- Другий приклад
- Рішення
- Список літератури
Фізична сила відноситься до кількості роботи (або) енергії , споживаної в одиницю часу. Потужність - це скалярна величина, одиницею її вимірювання в Міжнародній системі одиниць є джоуль в секунду (Дж / с), відомий як ват на честь Джеймса Ватта.
Ще одна досить поширена одиниця вимірювання - традиційні кінські сили. У фізиці вивчаються різні види енергії: механічна потужність, звукова потужність, теплотворна здатність, серед інших. Взагалі існує інтуїтивне уявлення про значення потенції. Зазвичай це пов'язано з більшою потужністю, більшим споживанням.
Таким чином, лампочка споживає більше електричної енергії, якщо її потужність більша; Те саме стосується фена, радіатора чи персонального комп’ютера.
З цієї причини необхідно повністю зрозуміти його значення, різні типи повноважень, які існують, і зрозуміти, як він обчислюється, і які зв’язки між його найпоширенішими одиницями вимірювання.
Формули
За визначенням, для обчислення споживаної або поданої потужності в інтервалі часу використовується наступний вираз:
Р = Вт / т
У цьому виразі P - сила, W - робота, а t - час.
Якщо ви хочете, щоб обчислити миттєву потужність, ви повинні використовувати наступну формулу:
У цій формулі ∆t - приріст часу, F - сила, v - швидкість.
Одиниці
Унікальність потужності в Міжнародній системі одиниць - джоуль на секунду (Дж / с), відомий як Вт (Вт). У деяких контекстах також досить часто використовувати інші одиниці, такі як кіловат (кВт), кінські сили (CV).
Звичайно, кіловат дорівнює 1000 Вт. Зі свого боку, еквівалентність між кінськими силами і ватта такий:
1 CV = 745,35 Вт
Іншою одиницею потужності, хоча використання її набагато рідше, є ерг за секунду (ерг / с), що еквівалентно 10 -7 Вт.
Важливо відрізнити кіловат від кіловат-години (кВт / год), оскільки останні є одиницею енергії або роботи, а не потужності.
Типи живлення
Серед різних типів влади, які існують, одні з найважливіших - ті, які будуть вивчені нижче.
Механічна потужність
Механічна потужність, що діє на тверду тверду речовину, отримується шляхом добування виробу між загальною результативною силою, що застосовується, і швидкістю, що передається цьому тілу.
P = F ∙ v
Цей вираз еквівалентний виразу: P = W / t, і насправді з нього виходить.
У тому випадку, якщо відбувається також обертальний рух твердого твердого тіла і, отже, сили, що діють на нього, змінюють його кутову швидкість, спричиняючи кутове прискорення, випливає, що:
P = F ∙ v + M ∙ ω
У цьому виразі M - момент, що виникає в результаті прикладених сил, а ω - кутова швидкість тіла.
Електроенергія
Електрична потужність, що постачається або споживається електричним компонентом, є результатом ділення кількості електричної енергії, що постачається або поглинається цим компонентом, і часу, витраченого на нього. Він обчислюється з наступного виразу:
P = V ∙ I
У цьому рівнянні V - різниця потенціалів по всій складовій, а I - інтенсивність електричного струму, який проходить через нього.
У конкретному випадку, коли компонент є електричним опором, для обчислення потужності можуть бути використані такі вирази: P = R ∙ I 2 = V 2 / R, де R - значення електричного опору деталі, про яку йдеться.
Теплова потужність
Калорійність компонента визначається як кількість енергії, що розсіюється або виділяється у вигляді тепла за допомогою зазначеного компонента за одиницю часу. Він обчислюється з наступного виразу:
Р = Е / т
У цьому виразі Е - енергія, що виділяється у вигляді тепла.
Потужність звуку
Потужність звуку визначається як енергія, що передається звуковою хвилею за одиницю часу через певну поверхню.
Таким чином, потужність звуку залежить як від інтенсивності звукової хвилі, так і від поверхні, що перетинається цією хвилею, і обчислюється за допомогою наступного інтеграла:
P S = ⌠ S I S ∙ d S
У цьому інтегралі Ps - сила звуку хвилі, Is - інтенсивність звуку хвилі, а dS - поверхневий диференціал, схрещений хвилею.
Номінальна потужність і реальна потужність
Номінальна потужність - це максимальна потужність, яку вимагає або може запропонувати машина або мотор за звичайних умов використання; іншими словами, максимальна потужність, яку може підтримувати або пропонувати машина або мотор.
Номінальний термін використовується тому, що ця потужність загалом використовується для характеристики машини, для її назви.
З іншого боку, реальна або корисна потужність - тобто потужність, яка фактично використовується, генерується або використовується машиною або мотором - як правило, відрізняється від номінальної, зазвичай меншою.
Приклади
Перший приклад
Ви хочете підняти 100-футову фортепіано до сьомого поверху, який знаходиться на висоті 20 метрів. Кран займає 4 секунди, щоб підняти піаніно. Обчисліть потужність крана.
Рішення
Для обчислення потужності використовується наступний вираз:
Р = Вт / т
Однак насамперед потрібно прорахувати роботу, виконану краном.
W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N
Тому потужність крана буде:
Р = 19 600/4 = 4900 Вт
Другий приклад
Обчисліть потужність, розсіяну резистором 10 Ом, якщо струм 10 А.
Рішення
У цьому випадку необхідно обчислити електричну потужність, для якої використовується наступна формула:
P = R ∙ I 2 = 10 ∙ 10 2 = 1000 Вт
Список літератури
- Resnik, Halliday & Krane (2002). Фізика Том 1. Цесса.
- Сила (фізична). (другий). У Вікіпедії. Отримано 3 травня 2018 року з es.wikipedia.org.
- Сила (фізика). (другий). У Вікіпедії. Отримано 3 травня 2018 року з en.wikipedia.org.
- Реснік, Роберт і Халлідей, Девід (2004). Фізика 4-а. CECSA, Мексика.
- Сервей, Реймонд А .; Джуетт, Джон У. (2004). Фізика для вчених та інженерів (6-е видання). Брукс / Коул.