Ուոթի օրենքի ուժը (կիրառություններ - վարժություններ)

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.

1. Կլանված ուժ
2. 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