Elektriteenuste arveldamine sõltub tarbimisest elektrienergiaSeetõttu on Wati seaduse rakendamisel väga kasulik mõista, mis see on, kuidas seda mõõdetakse ja kuidas tarbimist vähendada. Lisaks on see põhimuutuja elektrivõrkude uurimiseks ja elektriseadmete projekteerimisel.
Teadlane Watt kehtestas tema nime järgi seaduse, mis võimaldab meil selle olulise muutuja välja arvutada. Edasi selle seaduse ja selle rakenduste uurimine.
PÕHIMÕISTED:
- Elektriline vooluahel: Elektriliste elementide omavaheline ühendamine, mille kaudu saab voolata elektrivoolu.
- Elektrivool: Elektrilaengu voog ajaühikus läbi juhtiva materjali. Seda mõõdetakse amprites (A).
- Elektriline pinge: Tuntud ka kui elektriline pinge või potentsiaalide erinevus. See on energia, mis on vajalik elektrilaengu liikumiseks läbi elemendi. Seda mõõdetakse voltides (V).
- Energíat: Töö tegemise oskus. Seda mõõdetakse džaulides (J) või vatt-tundides (Wh).
- Elektrivõimsus: energiakogus, mida element antud aja jooksul väljastab või neelab. Elektrivõimsust mõõdetakse vattides või vattides, seda sümboliseerib täht W.
Võib-olla võiksite teid huvitada: Ohmi seadus ja selle saladused, õppused ja see, mida see kehtestab
Watti seadus
Watti seadus ütleb seda "Seadme tarbitav või tarnitav elektrienergia määratakse seadme kaudu voolava pinge ja voolu järgi."
Seadme elektrivõimsuse annab vastavalt Watti seadusele väljend:
P = V x I
Elektrivõimsust mõõdetakse vattides (W). Joonisel 1 toodud “võimsuskolmnurka” kasutatakse sageli võimsuse, pinge või elektrivoolu määramiseks.
Joonisel 2 on näidatud võimsuskolmnurgas sisalduvad valemid.
James Watt (Greenok, Šotimaa, 1736–1819)
Ta oli mehaanikainsener, leiutaja ja keemik. Aastal 1775 valmistas ta aurumasinaid, tänu oma panusele nende masinate väljatöötamisse algas tööstuse areng. Ta on teiste hulgas rootormootori, topeltefektiga mootori, aururõhuindikaatori instrumendi looja.
Rahvusvahelises ühikute süsteemis on võimuühikuks selle pioneeri auks „vatt” (Watt, W).
Energiatarbimise ja elektriteenuste arvete arvutamine Wati seaduse järgi
Alustades sellest, et elektrienergia on energia hulk, mida element antud aja jooksul tarnib või neelab, annab energia joonisel 3 toodud valem.
Elektrienergiat mõõdetakse tavaliselt ühikus Wh, ehkki seda saab mõõta ka džaulides (1 J = 1 Ws) või hobujõudes (hj). Erinevate mõõtmiste tegemiseks soovitame lugeda meie artiklit elektrilised mõõteriistad.
1i treening rakendades Watti seadust
Arvutage joonisel 4 oleva elemendi jaoks:
- Neelatud jõud
- Energia neeldub 60 sekundit
Lahendus Harjutus 1
A. - Elemendi neeldunud elektrienergia määratakse vastavalt joonisele 5.
B.- Neelatud energia
Tulemus:
p = 10 W; Energia = 600 J
Elektrienergia tarbimine:
Elektriteenuse pakkujad kehtestavad tariifid vastavalt elektritarbimisele - elektritarbimine sõltub tunnis tarbitavast võimsusest. Seda mõõdetakse kilovatt-tundides (kWh) või hobujõudes (hj).
Elektritarbimine = energia = pt
2i treening rakendades Watti seadust
Joonisel 8 oleva kella jaoks ostetakse 3 V liitiumpatarei, mille tehasest on aku salvestatud 6.000 džauli energiat. Kui teate, et kell tarbib 0.0001 A elektrivoolu, siis mitu päeva kulub aku vahetamiseks?
Lahendus Harjutus 2
Kalkulaatori tarbitav elektrienergia määratakse Wati seaduse järgi:
Kui kalkulaatori poolt tarbitud energia annab seos Energia = pt, lahendades aja "t" ning asendades energia ja elektrienergia väärtused, saadakse aku kasutusaeg. Vaata joonist 6
Aku suudab hoida kalkulaatorit 20.000.000 7,7 XNUMX sekundi jooksul sees, mis võrdub XNUMX kuuga.
Tulemus:
Kella patarei tuleks vahetada 7 kuu pärast.
3i treening rakendades Watti seadust
Kohalik peab teadma elektriteenuse igakuiste kulude prognoosi, teades, et elektritarbimise määr on 0,5 USD / kWh. Joonisel 7 on näidatud seadmed, mis tarbivad ruumis elektrit:
- 30 W telefonilaadija, mis töötab 4 tundi päevas
- Lauaarvuti, 120 W, töötab 8 tundi päevas
- Hõõgpirn, 60 W, töötab 8 tundi päevas
- 30 W laualamp töötab 2 tundi päevas
- 60 W sülearvuti, mis töötab 2 tundi päevas
- 20 W teler, töötab 8 tundi päevas
Lahus:
Elektritarbimise määramiseks kasutatakse seost Energiakulu = pt. 30 W ja seda kasutatakse 4 tundi päevas, see tarbib 120 Wh või 0.120Kwh päevas, nagu on näidatud joonisel 8.
Tabelis 1 on esitatud kohalike seadmete elektritarbimise arvutamine. Iga päev tarbitakse 1.900 Wh või 1.9 kWh.
Kiirusega 0,5 $ / kWh maksab elektriteenus:
Tulemus:
Elektritööde maksumus ruumides on 28,5 dollarit kuus, kui tarbimine on 57 kWh kuus.
Passiivsete märkide konventsioon:
Element võib energiat neelata või varustada. Kui elemendi elektrivõimsusel on positiivne märk, neelab element energiat. Kui elektrienergia on negatiivne, varustab element elektrienergiat. Vaata joonist 9
"Passiivsete märkide kokkuleppena" tehti kindlaks, et elektrienergia:
- See on positiivne, kui vool siseneb elemendi pinge positiivse klemmi kaudu.
- See on negatiivne, kui vool siseneb negatiivse klemmi kaudu. Vaata joonist 10
4. harjutus Wati seaduse rakendamisel
Arvutage joonisel 11 näidatud elementide elektrienergia positiivsete märkide kokkuleppel ja näidake, kas element varustab või neelab energiat:
Lahus:
Joonisel 12 on näidatud iga seadme elektrivõimsuse arvutamine.
Tulemus
TO. (Kasumiaasta A) Kui vool siseneb positiivse klemmi kaudu, on võimsus positiivne:
p = 20W, element neelab energiat.
B. (Kasum treeningu B jaoks) Kui vool siseneb positiivse klemmi kaudu, on võimsus positiivne:
p = - 6 W, element annab voolu.
Watti seaduse järeldused:
Elektrienergia, mõõdetuna vattides (W), näitab, kui kiiresti saab elektrienergiat muundada.
Wati seadus annab elektrivõrgu arvutamise võrrandi elektrisüsteemides, määrates kindlaks otsese seose võimsuse, pinge ja elektrivoolu vahel: p = vi
Uuring elektrienergia on kasulik, et määrata kindlaks seadme jõudlust, kavandades sama vähendada elektritarbimist, elektriteenuse kogumiseks, muu hulgas.
Kui seade tarbib energiat, on elektrienergia positiivne, kui see annab energiat, on see negatiivne. Elektriahelate võimsuse analüüsimiseks kasutatakse tavaliselt positiivsete märkide kokkulepet, mis näitab, et elemendi võimsus on positiivne, kui elektrivool siseneb positiivse klemmi kaudu.
Samuti leiate meie veebisaidilt: Kirchhoffi seadus, mida see kehtestab ja kuidas seda rakendada
