Էլեկտրական ծառայության գանձում կախված է սպառման էլեկտրական էներգիաՈւստի շատ օգտակար է հասկանալ, թե դա ինչ է, ինչպես է այն չափվում և ինչպես նվազեցնել սպառումը ՝ կիրառելով Ուոթի օրենքը: Բացի այդ, դա հիմնական փոփոխական է էլեկտրական ցանցերի ուսումնասիրության և էլեկտրական սարքերի նախագծման համար:
Գիտնական Ուոթը ստեղծեց իր անունով մի օրենք, որը թույլ է տալիս մեզ հաշվարկել այս կարևոր փոփոխականը: Հաջորդը `այս օրենքի ուսումնասիրությունը և դրա կիրառությունները:
ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՀԱՍԿԱՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ:
- Էլեկտրական միացում: Էլեկտրական տարրերի փոխկապակցում, որի միջոցով կարող է հոսել էլեկտրական հոսանք:
- Էլեկտրական հոսանք: Էլեկտրական լիցքի հոսք մեկ միավորի ժամանակ հաղորդիչ նյութի միջոցով: Այն չափվում է ուժեղացուցիչներով (A):
- Էլեկտրական լարվածություն. Հայտնի է նաև որպես էլեկտրական լարման կամ պոտենցիալ տարբերություն: Դա էլեկտրաէներգիայի միջոցով էլեկտրական լիցք տեղափոխելու համար անհրաժեշտ էներգիան է: Այն չափվում է վոլտերով (V):
- Էներգիա: Գործ կատարելու ունակություն: Այն չափվում է ջոուլով (J) կամ վտ-ժամով (Wh):
- Էլեկտրաէներգիա: էներգիայի քանակը, որը տվյալ ժամանակը մատակարարում կամ կլանում է տարրը: Էլեկտրական էներգիան չափվում է վտ-ով կամ վտ-ով, այն խորհրդանշվում է W տառով:
Գուցե ձեզ հետաքրքրեն. Օմ օրենքը և դրա գաղտնիքները, վարժությունները և այն, ինչ նա հաստատում է
Ուոթի օրենքը
Ուոթի օրենքը ասում է, որ «Էլեկտրական էներգիան, որը սարքը սպառում կամ մատակարարում է, որոշվում է սարքով հոսող լարման և հոսանքի միջոցով»:
Սարքի էլեկտրական հզորությունը, համաձայն Ուոթի օրենքի, տրվում է արտահայտությամբ.
P = V x I
Էլեկտրական էներգիան չափվում է վտ-ով (Վտ): Նկար 1-ի «ուժային եռանկյունին» հաճախ օգտագործվում է էներգիան, լարման կամ էլեկտրական հոսանքը որոշելու համար:
Նկար 2-ում ներկայացված են էներգիայի եռանկյունու մեջ պարունակվող բանաձեւերը:
Jamesեյմս Ուոթ (Գրինոկ, Շոտլանդիա, 1736-1819)
Նա մեքենաշինական, գյուտարար և քիմիկոս էր: 1775-ին նա արտադրեց շոգեքարքեր, այդ մեքենաների զարգացման գործում ունեցած ներդրման շնորհիվ սկսվեց արդյունաբերական զարգացումը: Նա, ի թիվս այլոց, ստեղծում է պտտվող շարժիչ, կրկնակի էֆեկտ շարժիչ, գոլորշու ճնշման ցուցիչ գործիք:
Միավորների միջազգային համակարգում էներգիայի միավորը «վտ» է (Watt, W) ՝ ի պատիվ այս ռահվիրայի.
Ուոտի օրենքի օգտագործմամբ էներգիայի սպառման և էլեկտրական ծառայության հաշվարկման հաշվարկ
Ենթադրելով, որ էլեկտրական էներգիան էներգիայի քանակն է, որը տվյալ տարրը մատակարարում կամ կլանում է տվյալ ժամանակահատվածում, էներգիան տրվում է նկար 3-ի բանաձևով:
Էլեկտրական էներգիան սովորաբար չափվում է Wh միավորով, չնայած այն կարող է չափվել նաև ջոուլով (1 J = 1 Վտ), կամ ձիաուժով (ձիաուժով): Տարբեր չափումներ կատարելու համար խորհուրդ ենք տալիս կարդալ մեր հոդվածը էլեկտրական չափիչ գործիքներ.
1 վարժություն կիրառելով Ուոթի օրենքը
Նկար 4-ում նշված տարրի համար հաշվարկեք.
- Կլանված ուժ
- 60 վայրկյան կլանված էներգիա
Լուծում վարժություն 1
Ա .- Տարրի կողմից կլանված էլեկտրական հզորությունը որոշվում է ըստ նկար 5-ի:
Բ .- Կլանված էներգիա
Արդյունքը:
p = 10 Վտ; Էներգիա = 600
Էլեկտրական էներգիայի սպառում:
Էլեկտրաէներգիայի ծառայություններ մատուցողները սահմանում են դրույքաչափեր ըստ էլեկտրաէներգիայի սպառման. Էլեկտրաէներգիայի սպառումը կախված է ժամում սպառված էլեկտրաէներգիայի վրա: Այն չափվում է կիլովատ ժամով (կՎտժ), կամ ձիաուժով (ձիաուժով):
Էլեկտրաէներգիայի սպառում = Էներգիա = կետ
2 վարժություն կիրառելով Ուոթի օրենքը
Նկար 8-ում պատկերված ժամացույցի համար ձեռք է բերվում 3 վ լիթիումի մարտկոց: Իմանալով, որ ժամացույցը սպառում է 6.000 Ա էլեկտրական հոսանք, քանի՞ օրվա ընթացքում կպահանջվի մարտկոցը փոխարինելը:
Լուծում վարժություն 2
Հաշվիչի կողմից սպառված էլեկտրական էներգիան որոշվում է Watt- ի օրենքի համաձայն.
Եթե հաշվիչի կողմից սպառված էներգիան տրվում է Energy = pt հարաբերությամբ, լուծում է «t» ժամանակը և փոխարինում էներգիայի և էլեկտրական էներգիայի արժեքներին, ապա ստացվում է մարտկոցի տևողությունը: Տե՛ս նկար 6
Մարտկոցը հաշվիչը 20.000.000 վայրկյան պահելու կարողություն ունի, ինչը համարժեք է 7,7 ամսվա:
Արդյունքը:
Clockամացույցի մարտկոցը պետք է փոխարինվի 7 ամիս անց.
3 վարժություն կիրառելով Ուոթի օրենքը
Տեղի բնակչի համար պահանջվում է իմանալ ամսական ծախսերի նախահաշիվը ՝ իմանալով, որ էլեկտրաէներգիայի սպառման տեմպը 0,5 $ / կՎտժ է: Նկար 7-ը ցույց է տալիս սարքերը, որոնք էլեկտրականություն են սպառում տարածքների ներսում.
- 30 Վտ հեռախոսի լիցքավորիչ, օրական 4 ժամ աշխատող
- Սեղանի համակարգիչ, 120 Վտ, օրական 8 ժամ աշխատող
- Շիկացման լամպ, 60 Վտ, օրական 8 ժամ աշխատող
- Սեղանի լամպ, 30 Վտ, գործում է օրական 2 ժամ
- Նոթբուք համակարգիչ, 60 Վտ, օրական 2 ժամ աշխատող
- Հեռուստացույց, 20 Վտ, օրական 8 ժամ աշխատող
Լուծում:
Էլեկտրաէներգիայի սպառումը որոշելու համար օգտագործվում է էներգիայի սպառում = pt հարաբերությունը: Այսպիսով, հեռախոսի լիցքավորիչի համար, որն սպառում է 30 Վտ և օրական օգտագործվում է 4 ժամ, այն սպառում է օրական 120 Վտ կամ 0.120 ԿՎտ, ինչպես ցույց է տրված նկար 8-ում:
Աղյուսակ 1-ը ցույց է տալիս տեղական սարքերի էլեկտրական սպառման հաշվարկը: Օրական սպառում է 1.900 Wh կամ 1.9kWh:
0,5 $ / կՎտ / ժամ արագությամբ էլեկտրական ծառայությունը կարժենա.
Արդյունքը:
Շինություններում էլեկտրական ծառայության արժեքը ամսական $ 28,5 դոլար է, ամսական 57 կՎտժ սպառման դիմաց:
Պասիվ նշանի կոնվենցիա:
Տարրը կարող է էներգիա կլանել կամ ապահովել: Երբ տարրի էլեկտրական հզորությունն ունի դրական նշան, տարրը կլանում է էներգիան: Եթե էլեկտրական էներգիան բացասական է, տարրը էլեկտրական էներգիա է մատակարարում: Տե՛ս նկար 9
Այն հաստատվել է որպես «պասիվ նշանի կոնվենցիա», որով էլեկտրական էներգիան.
- Դրական է, եթե հոսանքը մտնում է տարրի լարման դրական տերմինալով:
- Բացասական է, եթե հոսանքը մտնում է բացասական տերմինալով: Տե՛ս նկար 10
Watորավարժություն 4 ՝ կիրառելով Ուոթի օրենքը
Նկար 11-ում ներկայացված տարրերի համար հաշվարկեք էլեկտրական էներգիան `օգտագործելով դրական նշանի պայմանագիրը և նշեք` տարրը էներգիա է մատակարարում կամ կլանում:
Լուծում:
Նկար 12-ը ցույց է տալիս յուրաքանչյուր սարքի էլեկտրական էներգիայի հաշվարկը:
Արդյունք
TO ()Շահութաբեր տարի) Երբ հոսանքը մտնում է դրական տերմինալով, հզորությունը դրական է.
p = 20W, տարրը կլանում է էներգիան.
Բ. (B վարժության շահույթ) Երբ հոսանքը մտնում է դրական տերմինալով, հզորությունը դրական է.
p = - 6 Վտ, տարրը էներգիա է մատակարարում.
Ուոթի օրենքի վերաբերյալ եզրակացություններ:
Վտերով (Վտ) չափված էլեկտրական էներգիան ցույց է տալիս, թե որքան արագ կարող է վերափոխվել էլեկտրական էներգիան:
Watt- ի օրենքը ապահովում է էլեկտրական համակարգերում էլեկտրական էներգիայի հաշվարկման հավասարումը `հաստատելով անմիջական կապը հոսանքի, լարման և էլեկտրական հոսանքի միջև. P = vi
Էլեկտրական էներգիայի ուսումնասիրությունը օգտակար է սարքավորումների կատարումը որոշելու համար, նույնը `էլեկտրական սպառումը նվազեցնելու համար, էլեկտրական ծառայության հավաքագրման համար` ի թիվս այլ կիրառումների:
Երբ սարքը էներգիա է սպառում, էլեկտրական էներգիան դրական է, եթե այն էներգիա է մատակարարում, էներգիան բացասական է: Էլեկտրական շղթաներում էլեկտրաէներգիայի վերլուծության համար սովորաբար օգտագործվում է դրական նշանի կոնվենցիան, որը ցույց է տալիս, որ տարրի ուժը դրական է, եթե էլեկտրական հոսանքը մտնում է դրական տերմինալով:
Մեր կայքում նույնպես կարող եք գտնել. Կիրխհոֆի օրենքը, ինչ է սահմանում և ինչպես կիրառել այն
