Die krag van Watt se wet (toepassings - oefeninge)
Elektriese diensfakturering hang af van die verbruik van die elektriese kragDaarom is dit baie nuttig om te verstaan wat dit is, hoe dit gemeet word en hoe u die verbruik kan verminder deur die wet van Watt toe te pas. Daarbenewens is dit 'n basiese veranderlike vir die bestudering van elektriese netwerke en vir die ontwerp van elektriese toestelle.
Die wetenskaplike Watt het 'n wet, wat na hom vernoem is, ingestel wat ons in staat stel om hierdie belangrike veranderlike te bereken. Vervolgens die bestudering van hierdie wet en die toepassings daarvan.
BASIESE BEGRIPPE:
- Elektriese stroombaan: Interkonneksie van elektriese elemente waardeur 'n elektriese stroom kan vloei.
- Elektriese stroom: Elektriese lading vloei per eenheidseenheid deur 'n geleidende materiaal. Dit word in versterkers (A) gemeet.
- Elektriese spanning: Ook bekend as elektriese spanning of potensiaalverskil. Dit is die energie wat benodig word om 'n elektriese lading deur 'n element te beweeg. Dit word in volt (V) gemeet.
- Energía: Vermoë om werk te doen. Dit word gemeet in joule (J), of in watture (Wh).
- Elektriese krag: hoeveelheid energie wat 'n element binne 'n gegewe tyd aflewer of absorbeer. Elektriese krag word in watt of watt gemeet, dit word deur die letter W gesimboliseer.
Miskien stel u dalk belang in: Ohm's Law en sy geheime, oefeninge en wat dit bepaal
Watt se wet
Watt se wet bepaal dit "Die elektriese krag wat 'n toestel verbruik of aflewer, word bepaal deur die spanning en stroom wat deur die toestel vloei."
Volgens Watt se wet word die elektriese krag van 'n toestel gegee deur die uitdrukking:
P = V x I
Elektriese krag word in watt (W) gemeet. Die 'kragdriehoek' in Figuur 1 word dikwels gebruik om krag, spanning of elektriese stroom te bepaal.
In figuur 2 word die formules in die kragdriehoek getoon.
James Watt (Greenok, Skotland, 1736-1819)
Hy was 'n meganiese ingenieur, uitvinder en chemikus. In 1775 vervaardig hy stoommasjiene, danksy sy bydrae tot die ontwikkeling van hierdie masjiene begin die industriële ontwikkeling. Hy is onder meer die skepper van die draai-enjin, dubbel-effek enjin, stoom druk aanwyser instrument.
In die Internasionale eenheidstelsel is die eenheid vir krag die "watt" (Watt, W) ter ere van hierdie pionier.
Berekening van energieverbruik en fakturering van elektriese dienste volgens Watt se wet
Uitgaande van die feit dat elektriese krag die hoeveelheid energie is wat 'n element op 'n gegewe tyd aflewer of absorbeer, word die energie gegee deur die formule in figuur 3.
Elektriese energie word gewoonlik in die eenheid Wh gemeet, hoewel dit ook in joule (1 J = 1 Ws) of in perdekrag (pk) gemeet kan word. Om die verskillende metings te maak, beveel ons aan dat u ons artikel oor lees elektriese meetinstrumente.
1 oefening Watt se wet toe te pas
Bereken vir die element in Figuur 4:
- Opgeneem krag
- Energie geabsorbeer vir 60 sekondes
Oplossingsoefening 1
A.- Die elektriese krag wat deur die element geabsorbeer word, word volgens figuur 5 bepaal.
B.- Opgenomen energie
Die resultaat:
p = 10 W; Energie = 600 J
Verbruik van elektriese energie:
Elektriese diensverskaffers stel tariewe vas volgens die elektrisiteitsverbruik. Elektriese energieverbruik hang af van die verbruikte krag per uur. Dit word gemeet in kilowatt-uur (kWh), of perdekrag (pk).
Elektrisiteitsverbruik = Energie = pt
2 oefening Watt se wet toe te pas
Vir 'n horlosie in Figuur 8 word 'n 3 V. litiumbattery aangekoop, wat die fabriek van 6.000 joule opgeberg het. Weet u dat die klok 'n elektriese stroom van 0.0001 A verbruik, hoeveel dae sal dit neem om die battery te vervang?
Oplossingsoefening 2
Die elektriese krag wat deur die sakrekenaar verbruik word, word bepaal volgens Watt se wet:
As die energie wat deur die sakrekenaar verbruik word, gegee word deur die verhouding Energie = pt, die tyd "t" oplos en die waardes van energie en elektriese krag vervang, word die batteryleeftyd verkry. Sien figuur 6
Die battery het die vermoë om die sakrekenaar 20.000.000 sekondes aan te hou, wat gelykstaande is aan 7,7 maande.
Die resultaat:
Die klokbattery moet na 7 maande vervang word.
3 oefening Watt se wet toe te pas
Dit is nodig om die beraming van die maandelikse uitgawes vir die plaaslike elektrisiteitsdiens te ken, wetende dat die tarief vir elektrisiteitsverbruik 0,5 $ / kWh is. Figuur 7 toon die toestelle wat elektrisiteit verbruik binne die perseel:
- 30 W telefoonlaaier, werk 4 uur per dag
- Lessenaarrekenaar, 120 W, werk 8 uur per dag
- Gloeilamp, 60 W, werk 8 uur per dag
- Bureaulamp, 30 W, werk 2 uur per dag
- Skootrekenaar, 60 W, werk 2 uur per dag
- TV, 20 W, werk 8 uur per dag
Oplossing:
Om die elektrisiteitsverbruik te bepaal, word die verhouding Energieverbruik = pt gebruik. 30 W en 4 uur per dag gebruik word, sal dit 120 Wh of 0.120Kwh per dag verbruik, soos getoon in figuur 8.
Tabel 1 toon die berekening van die elektriese verbruik van die plaaslike toestelle. 1.900 Wh of 1.9 kWh word daagliks verbruik.
Met 'n koers van 0,5 $ / kWh kos die elektriese diens:
Die resultaat:
Die koste van elektriese diens in die perseel is $ 28,5 per maand, vir 'n verbruik van 57 kWh per maand.
Konvensie vir passiewe tekens:
'N Element kan energie absorbeer of lewer. Wanneer die elektriese krag van 'n element 'n positiewe teken het, absorbeer die element energie. As die elektriese krag negatief is, verskaf die element elektriese energie. Sien figuur 9
Dit is gestig as 'n 'passiewe tekenkonvensie' dat elektriese krag:
- Dit is positief as die stroom deur die positiewe aansluiting van die spanning in die element binnedring.
- Dit is negatief as die stroom deur die negatiewe terminale ingaan. Sien figuur 10
Oefening 4 wat Watt se wet toepas
Vir die elemente wat in Figuur 11 getoon word, bereken die elektriese krag met behulp van die positiewe tekenkonvensie en dui aan of die element energie voorsien of absorbeer:
Oplossing:
Figuur 12 toon die berekening van die elektriese krag in elke toestel.
Result
NA. (Winsjaar A) As die stroom deur die positiewe terminaal ingaan, is die krag positief:
p = 20W absorbeer die element energie.
B. (Wins vir oefening B) As die stroom deur die positiewe terminaal ingaan, is die krag positief:
p = - 6 W, die element voorsien krag.
Gevolgtrekkings vir Watt se wet:
Elektriese krag, gemeet in watt (W), dui aan hoe vinnig elektriese energie getransformeer kan word.
Watt se wet verskaf die vergelyking vir die berekening van elektriese krag in elektriese stelsels, wat die direkte verband tussen krag, spanning en elektriese stroom bepaal: p = vi
Die studie van die elektriese krag is nuttig om die prestasie van die toerusting te bepaal, in die ontwerp daarvan om die elektriese verbruik te verminder, vir die versameling van die elektriese diens, onder andere.
As 'n toestel energie verbruik, is die elektriese krag positief, as dit energie lewer, is die krag negatief. Vir die analise van krag in elektriese stroombane word die positiewe tekenkonvensie gewoonlik gebruik, wat aandui dat die krag in 'n element positief is as die elektriese stroom deur die positiewe aansluiting binnedring.
U kan ook op ons webwerf: Kirchhoff se wet, wat dit bepaal en hoe dit toegepas moet word
