De krêft fan 'e wet fan Watt (tapassingen - oefeningen)
Fakturearring foar elektryske tsjinsten hinget ôf fan 'e konsumpsje fan' e elektryske krêftDêrom is it heul nuttich om te begripen wat it is, hoe't it wurdt metten en hoe it konsumpsje te ferminderjen troch de wet fan Watt ta te passen. Derneist is it in basisfariabele foar de stúdzje fan elektryske netwurken, en yn it ûntwerp fan elektryske apparaten.
De wittenskipper Watt stelde in wet op, neamd nei him, wêrmei't wy dizze wichtige fariabele berekkenje kinne. Folgjende, de stúdzje fan dizze wet en har tapassingen.
BASISKONZEPTEN:
- Elektryske sirkwy: Ynterconnection fan elektryske eleminten wêrtroch in elektryske stream kin streame.
- Elektryske stream: Elektryske ladingstream per tiidseenheid troch in geleidend materiaal. It wurdt metten yn amps (A).
- Elektryske spanning: Ek bekend as elektryske spanning as potensjaal ferskil. It is de enerzjy dy't nedich is om in elektryske lading troch in elemint te ferpleatsen. It wurdt metten yn volt (V).
- Enerzjy: Mooglikheid om wurk te dwaan. It wurdt metten yn joule (J), as yn watt-oeren (Wh).
- Elektryske krêft: hoemannichte enerzjy dy't in elemint yn in bepaalde tiid leveret of opnimt. Elektryske krêft wurdt metten yn watt of watt, it wurdt symbolisearre troch de letter W.
Miskien kinne jo ynteressearje yn: De wet fan Ohm en har geheimen, oefeningen en wat it fêststelt
Watt's wet
Watt's wet stelt dat "De elektryske krêft dy't in apparaat konsumeart of leveret wurdt bepaald troch de spanning en de stream dy't troch it apparaat streamt."
De elektryske krêft fan in apparaat wurdt neffens de wet fan Watt jûn troch de útdrukking:
P = V x I
Elektryske krêft wurdt metten yn watt (W). De "kreftdriehoek" yn figuer 1 wurdt faak brûkt om macht, spanning of elektryske stroom te bepalen.
Yn figuer 2 wurde de formules befette yn 'e krêftstriangel.
James Watt (Greenok, Skotlân, 1736-1819)
Hy wie in meganyk yngenieur, útfiner en skiekundige. Yn 1775 produsearre hy stoommasines, troch syn bydrage oan de ûntwikkeling fan dizze masines, begon de yndustriële ûntwikkeling. Hy is de skepper fan ûnder oaren de draaiende motor, dûbel-effektmotor, stoomdrukindikatorynstrumint.
Yn it Ynternasjonaal systeem fan ienheden is de ienheid foar macht de "watt" (Watt, W) ta eare fan dizze pionier.
Berekkening fan enerzjyferbrûk en fakturearring fan elektryske tsjinsten mei de wet fan Watt
Utgeande fan dat elektryske krêft de hoemannichte enerzjy is dy't in elemint yn in bepaalde tiid leveret of absorbeart, wurdt de enerzjy jûn troch de formule yn figuer 3.
Elektryske enerzjy wurdt normaal metten yn 'e ienheid Wh, hoewol it ek kin wurde metten yn joule (1 J = 1 Ws), of yn hynstekrêft (hp). Om de ferskillende mjittingen te meitsjen, advisearje wy jo ús artikel oer te lêzen elektryske mjitynstruminten.
1 oefening Watt's wet tapasse
Berekken foar it elemint yn figuer 4:
- Opnommen krêft
- Enerzjy opnommen foar 60 sekonden
Oplossingsoefening 1
A.- De elektryske krêft dy't troch it elemint wurdt opnommen wurdt bepaald neffens figuer 5.
B.- Opnommen enerzjy
Resultaat:
p = 10 W; Enerzjy = 600 J
Konsumpsje fan elektryske enerzjy:
Oanbieders fan elektrisiteitstsjinsten fêststelle tariven neffens elektrisiteitsferbrûk- Elektrisiteitsferbrûk is ôfhinklik fan 'e konsumearre krêft per oere. It wurdt metten yn kilowatt-oeren (kWh), as hynstekrêft (pk).
Elektrisiteitsferbrûk = Enerzjy = pt
2 oefening Watt's wet tapasse
Foar in klok yn figuer 8 wurdt in lithiumbatterij fan 3 V. kocht. De batterij hat in opsleine enerzjy fan 6.000 joule út it fabryk. Wittende dat de klok in elektryske stroom ferbrûkt fan 0.0001 A, yn hoefolle dagen sil it duorje om de batterij te ferfangen?
Oplossingsoefening 2
De elektryske krêft ferbrûkt troch de rekkenmasine wurdt bepaald mei de wet fan Watt:
As de enerzjy ferbrûkt troch de rekkenmasine wurdt jûn troch de relaasje Enerzjy = pt, it oplossen fan 'e tiid "t", en it ferfangen fan de wearden fan enerzjy en elektryske krêft, wurdt de tiid fan' e batterijlibben krigen. Sjoch figuer 6
De batterij hat de kapasiteit om de rekkenmasine 20.000.000 sekonden oan te hâlden, wat gelyk is oan 7,7 moannen.
Resultaat:
De klokbatterij moat nei 7 moannen wurde ferfongen.
3 oefening Watt's wet tapasse
It is ferplicht de skatting te witten fan moanlikse útjeften yn 'e elektrisiteitstsjinst foar in lokaal, wittend dat it taryf foar elektrisiteitsferbrûk 0,5 $ / kWh is. Figuer 7 lit de apparaten sjen dy't elektrisiteit konsumearje binnen it terrein:
- 30 W tillefoanlader, wurket 4 oeren deis
- Buroblêdcomputer, 120 W, 8 oeren deis
- Gloeilamp, 60 W, wurket 8 oeren deis
- Bureaulamp, 30 W, wurket 2 oeren deis
- Laptopcomputer, 60 W, wurket 2 oeren deis
- TV, 20 W, wurkje 8 oeren deis
Solution:
Om it elektrisiteitsferbrûk te bepalen wurdt de relaasje Enerzjyferbrûk = pt brûkt. Dus foar de tillefoanlader, dy't konsumeart 30 W en wurdt 4 oeren deis brûkt, it sil 120 Wh of 0.120Kwh per dei ferbrûke, lykas yn figuer 8 werjûn.
Tabel 1 toant de berekkening fan it elektryske konsumpsje fan 'e pleatslike apparaten. 1.900 Wh of 1.9kWh wurde deis konsumeare.
Mei in taryf fan 0,5 $ / kWh kostet de elektryske tsjinst:
Resultaat:
De kosten fan elektryske tsjinst yn it terrein binne $ 28,5 per moanne, foar in konsumpsje fan 57 kWh per moanne.
Passyf teken konvinsje:
In elemint kin enerzjy opnimme as leverje. As de elektryske krêft fan in elemint in posityf teken hat, nimt it elemint enerzjy op. As de elektryske krêft negatyf is, leveret it elemint elektryske enerzjy. Sjoch figuer 9
It waard oprjochte as in "konvinsje foar passyf teken" dat elektryske krêft:
- It is posityf as de stream troch de positive terminal fan 'e spanning yn it elemint komt.
- It is negatyf as de stream troch de negative terminal komt. Sjoch figuer 10
Oefening 4 tapasse de wet fan Watt
Foar de eleminten werjûn yn figuer 11 berekkenje jo de elektryske krêft mei de positive konvinsje en jouwe oan oft it elemint enerzjy leveret of absorbeart:
Solution:
Figuer 12 toant de berekkening fan 'e elektryske krêft yn elk apparaat.
Resultaat
TO. (Winstjier A) As de stream troch de positive terminal komt, is de krêft posityf:
p = 20W, it elemint nimt enerzjy op.
B. (Winst foar oefening B) As de stream troch de positive terminal komt, is de krêft posityf:
p = - 6 W, it elemint leveret krêft.
Konklúzjes foar Watt's Law:
Elektryske krêft, metten yn watt (W), jout oan hoe fluch elektryske enerzjy kin wurde transformeare.
De wet fan Watt leveret de fergeliking foar de berekkening fan elektryske krêft yn elektryske systemen, en stelt de direkte relaasje tusken macht, spanning en elektryske stream yn: p = vi
De stúdzje fan elektryske krêft is nuttich om de prestaasjes fan 'e apparatuer te bepalen, yn it ûntwerp fan deselde om elektrisiteitsferbrûk te ferminderjen, foar de kolleksje fan elektrisiteitstsjinst, ûnder oare applikaasjes.
As in apparaat enerzjy ferbrûkt is de elektryske krêft posityf, as it enerzjy leveret is de krêft negatyf. Foar de analyze fan krêft yn elektryske sirkwy wurdt normaal de konvinsjonele positive teken brûkt, wat oanjout dat de krêft yn in elemint posityf is as de elektryske stream troch de positive terminal komt.
Ek op ús webside kinne jo fine: De wet fan Kirchhoff, wat it fêststelt en hoe it ta te passen
