A Potenza di a Lege di Watt (Applicazioni - Esercizii)
Fatturazione di serviziu elettricu dipende da u cunsumu di u putenza elettricaDunque, hè assai utile per capisce ciò chì hè, cumu si misura è cumu si riduce u cunsumu applicendu a legge di Watt. Inoltre, hè una variabile di basa per u studiu di e reti elettriche, è in a cuncezzione di dispositivi elettrichi.
U scientistu Watt hà stabilitu una lege, chjamata dopu à ellu, chì ci permette di calculà sta variabile impurtante. Dopu, u studiu di sta lege è e so applicazioni.
CUNCETTI BASICI:
- Circuitu elettricu: Interconnessione di elementi elettrichi attraversu i quali pò scorrere una corrente elettrica.
- Corrente elettrica: Flussu di carica elettrica per unità di tempu attraversu un materiale cunduttivu. Hè misuratu in ampere (A).
- Tensione elettrica: Cunnisciutu ancu cum'è tensione elettrica o differenza di potenziale. Hè l'energia necessaria per spustà una carica elettrica attraversu un elementu. Si misura in volti (V).
- Energie: Capacità di fà u travagliu. Hè misuratu in joule (J), o in watt-ore (Wh).
- Energia elettrica: quantità di energia chì un elementu furnisce o assorbe in un certu tempu. A putenza elettrica hè misurata in watt o watt, hè simbulizata da a lettera W.
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Lege di Watt
A Lege di Watt dice chì "A putenza elettrica chì un dispositivu cunsuma o furnisce hè determinata da a tensione è u currente chì attraversanu u dispusitivu."
A putenza elettrica di un dispositivu, secondu a Legge di Watt, hè data da l'espressione:
P = V x I
A putenza elettrica hè misurata in watt (W). U "triangulu di putenza" in a Figura 1 hè spessu usatu per determinà a putenza, a tensione o u corrente elettricu.
In figura 2 sò mostrate e formule cuntenute in u triangulu di putenza.
James Watt (Greenok, Scozia, 1736-1819)
Era un ingenieru meccanicu, inventore è chimicu. In u 1775 hà fabbricatu macchine à vapore, grazie à a so cuntribuzione à u sviluppu di ste macchine, hà iniziatu u sviluppu industriale. Hè u creatore di u mutore rotativu, mutore à doppiu effettu, strumentu indicatore di pressione di vapore, frà altri.
In u sistema internaziunale di unità, l'unità per a putenza hè u "watt" (Watt, W) in onore di stu pionieru.
Calculu di u cunsumu d'energia è di a fatturazione di u serviziu elettricu aduprendu a legge di Watt
Partendu da u fattu chì l'energia elettrica hè a quantità di energia chì un elementu furnisce o assorbe in un determinatu tempu, l'energia hè data da a formula di a figura 3.
L'energia elettrica hè generalmente misurata in l'unità Wh, ancu se pò ancu esse misurata in joule (1 J = 1 Ws), o in cavallu (CV). Per fà e diverse misurazioni vi cunsigliemu di leghje u nostru articulu strumenti elettrichi di misura.
Exercitu 1 applicendu a legge di Watt
Per l'elementu in a Figura 4, calculate:
- Potenza assorbita
- Energia assorbita per 60 secondi
Soluzione Eserciziu 1
A.- A putenza elettrica assurbita da l'elementu hè determinata secondu a figura 5.
B.- Energia assorbita
Result:
p = 10 W; Energia = 600 J
Cunsumu d'energia elettrica:
I fornitori di servizii elettrichi stabiliscenu tassi secondu a cunsumazione di elettricità.U cunsumu d'energia elettrica dipende da a putenza cunsumata à l'ora. Hè misurata in kilowatt-ore (kWh), o putenza (hp).
Cunsumu di energia elettrica = Energia = pt
Exercitu 2 applicendu a legge di Watt
Per un orologio in a Figura 8, una batteria di litiu 3 V. hè acquistata. A batteria hà una energia almacenata di 6.000 joule da a fabbrica. Sapendu chì l'orologio cunsuma una corrente elettrica di 0.0001 A, in quanti ghjorni ci vularà à rimpiazzà a batteria?
Soluzione Eserciziu 2
A putenza elettrica cunsumata da a calculatrice hè determinata aduprendu a Legge di Watt:
Se l'energia cunsumata da a calculatrice hè data da a relazione Energia = pt, risolvendu u tempu "t", è sustituendu i valori di energia è putenza elettrica, si ottiene u tempu di vita di a batteria. Vede a figura 6
A batteria hà a capacità di mantene a calcolatrice accesa per 20.000.000 di secondi, chì hè equivalente à 7,7 mesi.
Result:
A batteria di l'ora deve esse rimpiazzata dopu à 7 mesi.
Exercitu 3 applicendu a legge di Watt
Hè necessariu cunnosce a stima di e spese mensili in u serviziu di elettricità per un lucale, sapendu chì a tarifa per u cunsumu di elettricità hè di 0,5 $ / kWh. A Figura 7 mostra i dispositivi chì cunsumanu elettricità in i locali:
- Caricatore di telefunu 30 W, chì funziona 4 ore à ghjornu
- Computer di scrivania, 120 W, chì funziona 8 ore à ghjornu
- Lampadina à incandescenza, 60 W, chì opera 8 ore à ghjornu
- Lampada da scrivania, 30 W, funziona 2 ore à ghjornu
- Ordinatore laptop, 60 W, chì opera 2 ore à ghjornu
- TV, 20 W, chì opera 8 ore à ghjornu
Solució:
Per determinà u cunsumu di elettricità, si usa a relazione Cunsumazione Energetica = pt. 30 W è hè adupratu 4 ore à ghjornu, cunsumerà 120 Wh o 0.120Kwh per ghjornu, cum'è mostratu in a figura 8.
A Tabella 1 mostra u calculu di u cunsumu elettricu di i dispositivi lucali. 1.900 Wh o 1.9kWh sò cunsumati ogni ghjornu.
Cù un tassu di 0,5 $ / kWh, u serviziu elettricu costerà:
Result:
U costu di u serviziu elettricu in i lucali hè di 28,5 $ à u mese, per un cunsumu di 57 kWh à u mese.
Cunvenzione di segni passivi:
Un elementu pò assorbe o furnisce energia. Quandu a putenza elettrica di un elementu hà un segnu pusitivu, l'elementu assorbe energia. Se a putenza elettrica hè negativa, l'elementu furnisce energia elettrica. Vede a figura 9
Hè statu stabilitu cum'è una "cunvenzione di segni passivi" chì l'energia elettrica:
- Hè pusitivu se u currente entra per u tirminale pusitivu di a tensione in l'elementu.
- Hè negativu se u currente entra per u terminal negativu. Vede a figura 10
Eserciziu 4 applicendu a legge di Watt
Per l'elementi mostrati in a Figura 11, calculate a putenza elettrica aduprendu a cunvenzione di u segnu pusitivu è indicate se l'elementu furnisce o assorbe energia:
Solució:
A Figura 12 mostra u calculu di a putenza elettrica in ogni dispusitivu.
Result
À. (Utile annu A) Quandu u currente entra per u terminal pusitivu, a putenza hè pusitiva:
p = 20W, l'elementu assorbe energia.
B. (Prufittu per l'eserciziu B) Quandu u currente entra per u terminal pusitivu, a putenza hè pusitiva:
p = - 6 W, l'elementu furnisce l'alimentazione.
Cunclusioni per a Lege di Watt:
L'energia elettrica, misurata in watt (W), indica a rapidità di l'energia elettrica chì pò esse trasfurmata.
A Legge di Watt furnisce l'equazione per u calculu di a putenza elettrica in i sistemi elettrichi, stabilendu a relazione diretta trà putenza, tensione è corrente elettrica: p = vi
U studiu di l'energia elettrica hè utile per determinà e prestazioni di l'attrezzatura, in a cuncezzione di a stessa per riduce u cunsumu elettricu, per a raccolta di u serviziu elettricu, trà altre applicazioni.
Quandu un dispositivu cunsuma energia a putenza elettrica hè positiva, se furnisce energia l'energia hè negativa. Per l'analisi di a putenza in i circuiti elettrichi, di solitu hè aduprata a cunvenzione di u segnu pusitivu, chì indica chì a putenza in un elementu hè pusitiva se u currente elettricu entra per u tirminale pusitivu.
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