Watt-en legearen indarra (Aplikazioak - Ariketak)
Zerbitzu elektrikoaren fakturazioa kontsumoaren araberakoa da energia elektrikoaHori dela eta, oso erabilgarria da ulertzeko zer den, nola neurtzen den eta nola murriztu kontsumoa Watt-en legea aplikatuta. Horrez gain, sare elektrikoak aztertzeko eta gailu elektrikoen diseinurako oinarrizko aldagaia da.
Watt zientzialariak bere izena daraman legea ezarri zuen, aldagai garrantzitsu hori kalkulatzeko aukera ematen duena. Ondoren, lege honen eta bere aplikazioen azterketa.
OINARRIZKO KONTZEPTUAK:
- Zirkuitu elektrikoa: Korronte elektrikoa igarotzen den elementu elektrikoen interkonexioa.
- Korronte elektrikoa: Karga elektrikoaren fluxua denbora unitateko material eroalearen bidez. Amperietan (A) neurtzen da.
- Tentsio elektrikoa: Tentsio elektrikoa edo potentzial diferentzia izenarekin ere ezagutzen da. Karga elektriko bat elementu baten bidez mugitzeko behar den energia da. Voltotan (V) neurtzen da.
- Energía: Lana egiteko gaitasuna. Joule-tan (J) edo watt-orduetan (Wh) neurtzen da.
- Energia elektrikoa: elementu batek denbora jakin batean entregatu edo xurgatzen duen energia kopurua. Potentzia elektrikoa watt edo wattetan neurtzen da, W letraz sinbolizatzen da.
Agian interesatuko zaizu: Ohmen legea eta bere sekretuak, ariketak eta ezartzen duena
Watt-en legea
Watt-en Legeak hori dio "Gailu batek kontsumitzen edo hornitzen duen energia elektrikoa gailuan zehar doan tentsioak eta korronteak zehazten dute".
Gailu baten potentzia elektrikoa, Watt-en Legearen arabera, adierazpenak ematen du:
P = V x I
Potentzia elektrikoa wattetan (W) neurtzen da. 1. irudiko "potentzia triangelua" maiz erabiltzen da potentzia, tentsioa edo korronte elektrikoa zehazteko.
2. irudian potentzia triangeluan jasotako formulak agertzen dira.
James Watt (Greenok, Eskozia, 1736-1819)
Ingeniari mekanikoa, asmatzailea eta kimikaria izan zen. 1775ean lurrunezko makinak fabrikatu zituen, makina horien garapenean egindako ekarpenari esker, garapen industriala hasi zen. Motor birakariaren, efektu bikoitzeko motorra, lurrunaren presioa adierazteko tresnaren sortzailea da, besteak beste.
Nazioarteko unitateen sisteman, potentziaren unitatea "watt" da (Watt, W) aitzindari honen omenez.
Energiaren kontsumoa eta zerbitzu elektrikoaren fakturazioa kalkulatzea Watt-en legea erabiliz
Potentzia elektrikoa elementu batek denbora jakin batean entregatu edo xurgatzen duen energia kantitatea dela abiatuta, 3. irudiko formulak ematen du energia.
Energia elektrikoa Wh unitatean neurtzen da normalean, joule-tan (1 J = 1 Ws), edo zalditan (hp) ere neur daiteke. Neurketa desberdinak egiteko gure artikulua irakurtzea gomendatzen dizugu neurtzeko tresna elektrikoak.
1 ariketa Watt-en legea aplikatuz
4. irudiko elementurako, kalkulatu:
- Xurgatutako potentzia
- 60 segundotan xurgatutako energia
Irtenbide 1. ariketa
A.- Elementuak xurgatutako potentzia elektrikoa 5. irudiaren arabera zehazten da.
B.- Xurgatutako energia
Emaitza:
p = 10 W; Energia = 600 J
Energia elektrikoaren kontsumoa:
Zerbitzu elektrikoen hornitzaileek elektrizitatearen kontsumoaren araberako tarifak ezartzen dituzte.Energia elektrikoaren kontsumoa orduko kontsumitzen den potentziaren araberakoa da. Kilowatt-orduetan (kWh) edo zaldi potentzian (hp) neurtzen da.
Elektrizitate kontsumoa = Energia = pt
2 ariketa Watt-en legea aplikatuz
8. irudiko erloju baterako, 3 V litiozko bateria erosten da. Fabrikatik 6.000 jouleko energia gordetzen du bateriak. Erlojuak 0.0001 A-ko korronte elektrikoa kontsumitzen duela jakinda, zenbat egunetan beharko da bateria ordezkatzeko?
Irtenbide 2. ariketa
Kalkulagailuak kontsumitutako potentzia elektrikoa Watt-en Legea erabiliz zehazten da:
Kalkulagailuak kontsumitutako energia Energia = pt erlazioak ematen badu, "t" denbora ebazten da eta energiaren eta energia elektrikoaren balioak ordezkatuz, bateriaren iraupena lortuko da. Ikus 6. irudia
Bateriak 20.000.000 segundoz kalkulagailua piztuta edukitzeko ahalmena du, hau da, 7,7 hilabetearen baliokidea.
Emaitza:
Erlojuaren bateria 7 hilabete igaro ondoren aldatu behar da.
3 ariketa Watt-en legea aplikatuz
Tokiko baten argindar zerbitzuko hileko gastuen kalkulua jakin behar da, jakinda elektrizitatearen kontsumoaren tasa 0,5 $ / kWh dela. 7. irudian lokalen barruan elektrizitatea kontsumitzen duten gailuak agertzen dira:
- 30 W-ko telefono kargagailua, egunean 4 orduz funtzionatzen duena
- Mahai gaineko ordenagailua, 120 W, egunean 8 orduz funtzionatzen duena
- Goritasun-bonbilla, 60 W, egunean 8 orduz funtzionatzen duena
- 30 W-ko mahaiko lanparak egunean 2 ordu funtzionatzen du
- Ordenagailu eramangarria, 60 W, egunean 2 ordu funtzionatzen duena
- Telebista, 20 W, egunean 8 orduz funtzionatzen duena
konponbidea:
Elektrizitate kontsumoa zehazteko, Energia kontsumoa = pt erlazioa erabiltzen da, beraz, kontsumitzen duen telefono kargagailurako 30 W eta egunean 4 orduz erabiltzen da, egunean 120 Wh edo 0.120Kwh kontsumituko ditu, 8. irudian agertzen den moduan.
1. taulan gailu lokalen kontsumo elektrikoaren kalkulua agertzen da. 1.900 Wh edo 1.9kWh egunero kontsumitzen dira.
0,5 $ / kWh-ko tasarekin, zerbitzu elektrikoak kostua izango du:
Emaitza:
Lokaleko zerbitzu elektrikoaren kostua hilean 28,5 $ da, hilean 57 kWh-ko kontsumorako.
Zeinu pasiboen konbentzioa:
Elementu batek energia xurgatu edo hornitu dezake. Elementu baten potentzia elektrikoak zeinu positiboa duenean, elementua energia xurgatzen ari da. Potentzia elektrikoa negatiboa bada, elementuak energia elektrikoa hornitzen du. Ikus 9. irudia
Energia elektrikoaren "zeinu pasiboen konbentzio" gisa ezarri zen:
- Positiboa da korrontea elementuko tentsioaren terminal positibotik sartzen bada.
- Negatiboa da korrontea terminal negatibotik sartzen bada. Ikus 10. irudia
4. ariketa Watt-en legea aplikatuz
11. irudian agertzen diren elementuetarako, kalkulatu potentzia elektrikoa zeinu positiboen konbentzioa erabiliz eta adierazi elementuak energia hornitzen duen edo xurgatzen duen:
konponbidea:
12. irudiak gailu bakoitzeko potentzia elektrikoaren kalkulua erakusten du.
Emaitza
TO. (Irabazien urtea) Korrontea terminal positibotik sartzen denean, potentzia positiboa da:
p = 20W, elementuak energia xurgatzen du.
B. (B ariketaren irabazia) Korrontea terminal positibotik sartzen denean, potentzia positiboa da:
p = - 6 W, elementuak energia hornitzen du.
Watt-en legearen ondorioak:
Potentzia elektrikoak, wattetan (W) neurtuta, energia elektrikoa zein azkar eraldatu daitekeen adierazten du.
Watt-en Legeak sistema elektrikoetako potentzia elektrikoa kalkulatzeko ekuazioa eskaintzen du, potentziaren, tentsioaren eta korronte elektrikoaren arteko erlazio zuzena ezarriz: p = vi
Potentzia elektrikoaren azterketa erabilgarria da ekipoaren errendimendua zehazteko, berauen diseinuan kontsumo elektrikoa murrizteko, zerbitzu elektrikoa biltzeko, beste aplikazio batzuen artean.
Gailu batek energia kontsumitzen duenean energia elektrikoa positiboa da, energia hornitzen badu energia negatiboa da. Zirkuitu elektrikoetako potentzia aztertzeko, zeinu positiboen konbentzioa erabili ohi da, eta horrek adierazten du elementu bateko potentzia positiboa dela korronte elektrikoa terminal positibotik sartzen bada.
Gure webgunean ere aurki ditzakezu: Kirchhoff-en legea, zer ezartzen duen eta nola aplikatu
