Deddf Pwer Watt (Ceisiadau - Ymarferion)
Biliau gwasanaeth trydan yn dibynnu ar ddefnydd y pŵer trydanFelly, mae'n ddefnyddiol iawn deall beth ydyw, sut mae'n cael ei fesur a sut i leihau defnydd trwy gymhwyso cyfraith Watt. Yn ogystal, mae'n newidyn sylfaenol ar gyfer astudio rhwydweithiau trydanol, ac wrth ddylunio dyfeisiau trydanol.
Sefydlodd y gwyddonydd Watt gyfraith, a enwir ar ei ôl, sy'n caniatáu inni gyfrifo'r newidyn pwysig hwn. Nesaf, astudio'r gyfraith hon a'i chymwysiadau.
CYSYNIADAU SYLFAENOL:
- Cylched drydanol: Cydgysylltiad elfennau trydanol y gall cerrynt trydanol lifo trwyddynt.
- Cerrynt trydan: Llif gwefr drydan fesul amser uned trwy ddeunydd dargludol. Fe'i mesurir mewn amps (A).
- Tensiwn trydan: Adwaenir hefyd fel foltedd trydanol neu wahaniaeth posibl. Dyma'r egni sydd ei angen i symud gwefr drydanol trwy elfen. Fe'i mesurir mewn foltiau (V).
- Energia: Y gallu i wneud gwaith. Fe'i mesurir mewn joule (J), neu mewn oriau wat (Wh).
- Pwer trydan: faint o egni y mae elfen yn ei gyflenwi neu'n ei amsugno mewn amser penodol. Mae pŵer trydanol yn cael ei fesur mewn watiau neu watiau, mae'n cael ei symboleiddio gan y llythyren W.
Efallai y gallai fod gennych ddiddordeb mewn: Deddf Ohm a'i gyfrinachau, ymarferion a'r hyn y mae'n ei sefydlu
Deddf Watt
Mae Deddf Watt yn nodi hynny "Mae'r pŵer trydanol y mae dyfais yn ei ddefnyddio neu'n ei gyflenwi yn cael ei bennu gan y foltedd a'r cerrynt sy'n llifo trwy'r ddyfais."
Yn ôl Deddf Watt, rhoddir pŵer trydanol dyfais gan yr ymadrodd:
P = V x I.
Mae pŵer trydanol yn cael ei fesur mewn watiau (W). Defnyddir y “triongl pŵer” yn Ffigur 1 yn aml i bennu pŵer, foltedd neu gerrynt trydanol.
Yn ffigur 2 dangosir y fformwlâu sydd wedi'u cynnwys yn y triongl pŵer.
James Watt (Greenok, yr Alban, 1736-1819)
Roedd yn beiriannydd mecanyddol, dyfeisiwr, a fferyllydd. Yn 1775 gweithgynhyrchodd beiriannau stêm, diolch i'w gyfraniad i ddatblygiad y peiriannau hyn, dechreuodd datblygiad diwydiannol. Ef yw crëwr yr injan gylchdro, injan effaith ddwbl, offeryn dangosydd pwysau stêm, ymhlith eraill.
Yn y system Ryngwladol o unedau, yr uned pŵer yw'r “wat” (Watt, W) er anrhydedd i'r arloeswr hwn.
Cyfrifo defnydd ynni a biliau gwasanaeth trydan gan ddefnyddio cyfraith Watt
Gan ddechrau o'r ffaith mai pŵer trydanol yw faint o egni y mae elfen yn ei gyflenwi neu'n ei amsugno mewn amser penodol, rhoddir yr egni yn ôl y fformiwla yn ffigur 3.
Mae egni trydanol fel arfer yn cael ei fesur yn yr uned Wh, er y gellir ei fesur hefyd mewn joule (1 J = 1 Ws), neu mewn marchnerth (hp). I wneud y gwahanol fesuriadau rydym yn argymell eich bod yn darllen ein herthygl ar offerynnau mesur trydanol.
Ymarfer 1 cymhwyso cyfraith Watt
Ar gyfer yr elfen yn Ffigur 4, cyfrifwch:
- Pwer wedi'i amsugno
- Ynni wedi'i amsugno am 60 eiliad
Ymarfer Datrysiad 1
A.- Mae'r pŵer trydanol sy'n cael ei amsugno gan yr elfen yn cael ei bennu yn ôl ffigur 5.
B.- Ynni amsugnol
Canlyniad:
p = 10 W; Ynni = 600 J.
Defnydd o ynni trydanol:
Mae darparwyr gwasanaeth trydan yn sefydlu cyfraddau yn ôl y defnydd o drydan. Mae'r defnydd o ynni trydan yn dibynnu ar y pŵer a ddefnyddir yr awr. Fe'i mesurir mewn oriau cilowat (kWh), neu marchnerth (hp).
Defnydd o drydan = Ynni = tt
Ymarfer 2 cymhwyso cyfraith Watt
Ar gyfer cloc yn Ffigur 8, prynir batri lithiwm 3 V. Mae gan y batri egni wedi'i storio o 6.000 o joule o'r ffatri. Gan wybod bod y cloc yn defnyddio cerrynt trydanol o 0.0001 A, mewn sawl diwrnod y bydd yn ei gymryd i amnewid y batri?
Ymarfer Datrysiad 2
Penderfynir ar y pŵer trydanol a ddefnyddir gan y gyfrifiannell gan ddefnyddio Deddf Watt:
Os yw'r egni a ddefnyddir gan y gyfrifiannell yn cael ei roi gan y berthynas Energy = pt, gan ddatrys yr amser "t", ac amnewid gwerthoedd ynni a phwer trydanol, ceir amser bywyd y batri. Gweler ffigur 6
Mae gan y batri y gallu i gadw'r gyfrifiannell ymlaen am 20.000.000 eiliad, sy'n cyfateb i 7,7 mis.
Canlyniad:
Dylid disodli'r batri cloc ar ôl 7 mis.
Ymarfer 3 cymhwyso cyfraith Watt
Mae'n ofynnol gwybod amcangyfrif o'r treuliau misol yn y gwasanaeth trydan i berson lleol, gan wybod mai'r gyfradd ar gyfer defnyddio trydan yw 0,5 $ / kWh. Mae Ffigur 7 yn dangos y dyfeisiau sy'n defnyddio trydan yn yr adeilad:
- Gwefrydd ffôn 30 W, yn gweithredu 4 awr y dydd
- Cyfrifiadur pen desg, 120 W, yn gweithredu 8 awr y dydd
- Bwlb gwynias, 60 W, yn gweithredu 8 awr y dydd
- Mae lamp desg, 30 W, yn gweithredu 2 awr y dydd
- Cyfrifiadur gliniadur, 60 W, yn gweithredu 2 awr y dydd
- Teledu, 20 W, yn gweithredu 8 awr y dydd
Ateb:
I bennu'r defnydd o drydan, defnyddir y berthynas Defnydd Ynni = pt. 30 W ac fe'i defnyddir 4 awr y dydd, bydd yn bwyta 120 Wh neu 0.120Kwh y dydd, fel y dangosir yn ffigur 8.
Mae Tabl 1 yn dangos cyfrifiad defnydd trydanol y dyfeisiau lleol. Mae 1.900 Wh neu 1.9kWh yn cael eu bwyta bob dydd.
Gyda chyfradd o 0,5 $ / kWh, bydd y gwasanaeth trydan yn costio:
Canlyniad:
Cost gwasanaeth trydan yn yr adeilad yw $ 28,5 y mis, am ddefnydd o 57 kWh y mis.
Confensiwn arwyddion goddefol:
Gall elfen amsugno neu gyflenwi egni. Pan fydd gan bŵer trydanol elfen arwydd positif, mae'r elfen yn amsugno egni. Os yw'r pŵer trydanol yn negyddol, mae'r elfen yn cyflenwi egni trydanol. Gweler ffigur 9
Fe'i sefydlwyd fel "confensiwn arwyddion goddefol" bod pŵer trydanol:
- Mae'n bositif os yw'r cerrynt yn mynd i mewn trwy derfynell gadarnhaol y foltedd yn yr elfen.
- Mae'n negyddol os yw'r cerrynt yn mynd trwy'r derfynell negyddol. Gweler ffigur 10
Ymarfer 4 yn cymhwyso cyfraith Watt
Ar gyfer yr elfennau a ddangosir yn Ffigur 11, cyfrifwch y pŵer trydanol gan ddefnyddio'r confensiwn arwyddion positif a nodwch a yw'r elfen yn cyflenwi neu'n amsugno egni:
Ateb:
Mae Ffigur 12 yn dangos cyfrifiad y pŵer trydanol ym mhob dyfais.
Canlyniad
I. (Blwyddyn elw A.) Pan fydd y cerrynt yn mynd trwy'r derfynell gadarnhaol, mae'r pŵer yn bositif:
p = 20W, mae'r elfen yn amsugno egni.
B. (Elw ar gyfer ymarfer corff B.) Pan fydd y cerrynt yn mynd trwy'r derfynell gadarnhaol, mae'r pŵer yn bositif:
p = - 6 W, mae'r elfen yn cyflenwi pŵer.
Casgliadau ar Gyfraith Watt:
Mae pŵer trydanol, wedi'i fesur mewn watiau (W), yn nodi pa mor gyflym y gellir trawsnewid egni trydanol.
Mae Deddf Watt yn darparu'r hafaliad ar gyfer cyfrifo pŵer trydanol mewn systemau trydanol, gan sefydlu'r berthynas uniongyrchol rhwng pŵer, foltedd a cherrynt trydanol: p = vi
Mae'r astudiaeth o'r pŵer trydanol yn ddefnyddiol i bennu perfformiad yr offer, wrth ddylunio'r un peth i leihau'r defnydd trydanol, ar gyfer casglu'r gwasanaeth trydanol, ymhlith cymwysiadau eraill.
Pan fydd dyfais yn defnyddio egni mae'r pŵer trydanol yn bositif, os yw'n cyflenwi egni mae'r pŵer yn negyddol. Ar gyfer dadansoddi pŵer mewn cylchedau trydanol, defnyddir y confensiwn arwyddion positif fel arfer, sy'n dangos bod y pŵer mewn elfen yn bositif os yw'r cerrynt trydan yn mynd i mewn trwy'r derfynell gadarnhaol.
Hefyd ar ein gwefan gallwch ddod o hyd i: Deddf Kirchhoff, beth mae'n ei sefydlu a sut i'w gymhwyso
