Негізгі электрТехнология

Ватт заңының күші (қолданбалар - жаттығулар)

Электрлік төлемдер тұтынуға байланысты электр қуатыСондықтан оның не екенін, оның қалай өлшенетінін және Ватт заңын қолдану арқылы тұтынуды қалай азайтуға болатындығын түсіну өте пайдалы. Сонымен қатар, бұл электр желілерін зерттеу үшін және электр құрылғыларын жобалау үшін негізгі айнымалы болып табылады.

Ғалым Ватт осы маңызды айнымалыны есептеуге мүмкіндік беретін заң шығарды. Әрі қарай, осы заңды және оның қолданылуын зерттеу.

НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕР:

  • Электр тізбегі: Электр тогы өтуі мүмкін электр элементтерінің өзара байланысы.
  • Электр тоғы: Өткізгіш материал арқылы уақыт бірлігінде электр заряды ағымы. Ол ампермен өлшенеді (A).
  • Электр кернеуі: Сондай-ақ электрлік кернеу немесе потенциалдар айырымы деп аталады. Бұл электр зарядын элемент арқылы жылжыту үшін қажет энергия. Ол вольтпен өлшенеді (V).
  • Энергия: Жұмысты орындау мүмкіндігі. Ол джоульмен (J) немесе ватт-сағатпен (Wh) өлшенеді.
  • Электр қуаты: элементтің белгілі бір уақытта беретін немесе сіңіретін энергия мөлшері. Электр қуаты ватт немесе ваттмен өлшенеді, ол W әрпімен бейнеленген.

Мүмкін сізді қызықтыруы мүмкін: Ом заңы және оның құпиялары, жаттығулары және ол нені белгілейді

Ом заңы және оның құпиялары туралы мақаланың мұқабасы
citeia.com

Ватт заңы

Ватт заңында бұл туралы айтылған «Құрылғы тұтынатын немесе беретін электр қуаты құрылғы арқылы өтетін кернеу мен токпен анықталады.»

Ватт заңына сәйкес құрылғының электр қуаты келесі өрнекпен беріледі:

P = V x I

Электр қуаты ваттмен өлшенеді (Вт). 1-суреттегі «қуат үшбұрышы» көбінесе қуат, кернеу немесе электр тогын анықтау үшін қолданылады.

Электр қуаты үшбұрышының ватт заңы
Сурет 1. Электрлік үшбұрыш (https://citeia.com)

2-суретте қуат үшбұрышындағы формулалар көрсетілген.

Формулалар - электр қуаты үшбұрышының ватт заңы
Сурет 2. Формулалар - электр қуаты үшбұрышы (https://citeia.com)

Джеймс Уатт (Гринок, Шотландия, 1736-1819)

Ол инженер-механик, өнертапқыш және химик болған. 1775 жылы ол бу машиналарын шығарды, осы машиналардың дамуына қосқан үлесінің арқасында өнеркәсіптік даму басталды. Ол айналмалы қозғалтқыштың, қос әсерлі қозғалтқыштың, будың қысымын көрсететін құралдың және басқаларының құрушысы.

Халықаралық бірліктер жүйесінде қуаттылық қондырғысы осы ізашардың құрметіне «ватт» (Ватт, Вт) болып табылады..

Ватт заңын қолдана отырып, энергия шығынын және электрлік қызметтерге есеп айырысуды есептеу

Электр қуаты - бұл элементтің белгілі бір уақыт ішінде беретін немесе сіңіретін энергия мөлшері екендігіне байланысты, энергия 3 суреттегі формула бойынша беріледі.

Формулалар - энергияны есептеу
Сурет 3. Формулалар - Энергияны есептеу (https://citeia.com)

Электр энергиясы әдетте Wh бірлігінде өлшенеді, бірақ оны джоульмен (1 Дж = 1 Вс) немесе ат күшімен (а.к.) өлшеуге болады. Әр түрлі өлшемдер жасау үшін сіз біздің мақаланы оқып шығуға кеңес береміз электр өлшеу құралдары.

1 жаттығуы Ватт заңын қолдану 

4-суреттегі элемент үшін есептеңіз:

  1. Сіңірілген қуат
  2. 60 секунд бойына сіңірілген энергия
Ватт заңы бойынша жаттығу
Сурет 4. 1-жаттығу (https://citeia.com)

Шешім 1-жаттығу

A.- Элемент жұтатын электр қуаты 5 суретке сәйкес анықталады.

Электр қуатын есептеу
Сурет 5. Электр қуатын есептеу (https://citeia.com)

B. - сіңірілген энергия

Сіңірілген энергия
Формула энергияны сіңіреді

Нәтиже:

p = 10 Вт; Энергия = 600 Дж

Электр энергиясын тұтыну:

Электр энергиясын жеткізушілер тарифтерді электр энергиясының тұтынылуына сәйкес белгілейді - электр энергиясын тұтыну сағатына тұтынылатын қуатқа байланысты. Ол киловатт-сағатпен (кВтсағ) немесе ат күшімен (а.к.) өлшенеді.


Электр энергиясын тұтыну = Энергия = пт

2 жаттығуы Ватт заңын қолдану

8-суреттегі сағат үшін 3 В литий батареясы сатып алынады.Аккумулятордың жинақталған энергиясы 6.000 джоульден тұрады. Сағаттың 0.0001 А электр тогын тұтынатынын біле отырып, батареяны ауыстыру неше күнде қажет болады?

Шешім 2-жаттығу

Калькулятор тұтынатын электр қуаты Ватт заңы бойынша анықталады:

электр қуаты
Электр қуатының формуласы

Егер калькулятор тұтынатын энергия «t» уақытын шешіп, энергия мен электр қуатының мәндерін ауыстыра отырып, Energy = pt қатынасымен берілсе, батареяның қызмет ету уақыты алынады. 6 суретті қараңыз

Батареяның қызмет ету мерзімін есептеу
Сурет 6. Батареяның қызмет ету уақытын есептеу (https://citeia.com)

Аккумулятордың калькуляторды 20.000.000 7,7 XNUMX секундта ұстап тұруға мүмкіндігі бар, бұл XNUMX айға тең.

Нәтиже:

Сағат батареясын 7 айдан кейін ауыстыру керек.

3 жаттығуы Ватт заңын қолдану

Электр энергиясын тұтыну ставкасы 0,5 $ / кВт / сағ болатындығын біле отырып, жергілікті тұрғынға электр энергиясымен қызмет көрсетуге арналған ай сайынғы шығындардың сметасын білу қажет. 7-суретте үй-жай ішінде электр энергиясын тұтынатын құрылғылар көрсетілген:

  • Тәулігіне 30 сағат жұмыс істейтін 4 Вт телефонды зарядтағыш
  • Күніне 120 сағат жұмыс істейтін, 8 Вт жұмыс үстелі компьютер
  • Қыздыру шамы, 60 Вт, күніне 8 сағат жұмыс істейді
  • 30 Вт үстел шамы күніне 2 сағат жұмыс істейді
  • Тәулігіне 60 сағат жұмыс істейтін 2 Вт ноутбук
  • Күніне 20 сағат жұмыс істейтін теледидар, 8 Вт
Қуатты тұтыну
7-сурет 3-жаттығу (https://citeia.com)

Шешім:

Электр энергиясының шығынын анықтау үшін энергия шығыны = pt қатынасы қолданылады. 30 Вт және тәулігіне 4 сағат пайдаланылады, ол күніне 120 Wh немесе 0.120Kwh тұтынады, 8 суретте көрсетілгендей.

Телефон зарядтағышының электр энергиясын тұтынуын есептеу (мысал)
Сурет 8. Телефон зарядтағышының электр энергиясын тұтынуын есептеу (https://citeia.com)

1-кестеде жергілікті құрылғылардың электр шығынын есептеу көрсетілген.  Күніне 1.900 Wh немесе 1.9kWh тұтынылады.

Электр энергиясын тұтынуды есептеу 3-жаттығу Ватт заңы
Кесте 1 Электр энергиясын тұтынуды есептеу 3-жаттығу (https://citeia.com)
Ай сайынғы энергияны тұтыну
Ай сайынғы энергияны тұтыну

0,5 $ / кВт.сағ электр энергиясының қызметі келесідей болады:

Ай сайынғы электр шығындарының формуласы
Ай сайынғы электр шығындарының формуласы

Нәтиже:

Үй-жайдағы электр қызметтерінің құны айына $ 28,5 құрайды, айына 57 кВтсағ тұтыну үшін.

Пассивті белгілер конвенциясы:

Элемент энергияны жұтып немесе бере алады. Элементтің электр қуатының оң белгісі болған кезде, элемент энергияны сіңіреді. Егер электр қуаты теріс болса, элемент электр энергиясын береді. 9 суретті қараңыз

Электр қуаты Ватт заңының белгісі
9-сурет Электр қуатының белгісі (https://citeia.com)

Ол электр энергиясының «пассивті белгілері конвенциясы» ретінде анықталды:

  • Егер ток элементтегі кернеудің оң терминалы арқылы кірсе оң болады.
  • Егер ток теріс терминал арқылы кірсе, ол теріс болады. 10 суретті қараңыз
Пассивті белгі туралы конвенция Ватт заңы
Сурет 10. Белсенді емес белгілер конвенциясы (https://citeia.com)

Ватт заңын қолданатын 4-жаттығу

11-суретте көрсетілген элементтер үшін оң таңбалы шартты қолдана отырып, электр қуатын есептеп шығарыңыз және элементтің энергия беретінін немесе сіңіретінін көрсетіңіз:

электр қуаты Ватт заңы
Сурет 11. 4-жаттығу (https://citeia.com)

Шешім:

12-суретте әр құрылғыдағы электр қуатын есептеу көрсетілген.

Ватт заңымен электр қуатын есептеу
Сурет 12. Электр қуатын есептеу - 4 жаттығу (https://citeia.com)

Нәтиже

TO. (Пайда жылы А) Оң терминал арқылы ток түскен кезде қуат оң болады:

p = 20W, элемент энергияны сіңіреді.

B. (В жаттығуына пайда) Оң терминал арқылы ток түскен кезде қуат оң болады:

p = - 6 Вт, элемент қуат береді.

Ватт заңының қорытындылары:

Ватт (Вт) -мен өлшенген электр қуаты электр энергиясының қаншалықты тез өзгеретінін көрсетеді.

Ватт заңы қуат, кернеу мен электр тогының арасындағы тікелей байланысты белгілей отырып, электр жүйелеріндегі электр қуатын есептеу теңдеуін ұсынады: p = vi

Электр қуатын зерттеу жабдықтың өнімділігін анықтау үшін пайдалы, электр энергиясын тұтынуды азайту үшін, сонымен қатар электрлік қызметті жинау үшін, басқа қосымшалармен бірге.

Құрылғы энергияны тұтынған кезде электр қуаты оң болады, егер қуат берсе, қуат теріс болады. Электр тізбектеріндегі қуаттылықты талдау үшін әдетте оң таңбалы конвенция қолданылады, бұл электр тогы оң терминал арқылы кіретін болса, элементтегі қуат оң болатынын көрсетеді.

Біздің веб-сайтымызда сіз мыналарды таба аласыз: Кирхгоф заңы, ол нені бекітеді және оны қалай қолдану керек

Кирхгоф заңдары мақаласының мұқабасы
citeia.com

Жауап қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады. Міндетті өрістер таңбаланған *

Бұл сайт спамның төмендеуі үшін Akismet пайдаланады. Пікіріңіз туралы деректер қалай өңделетінін біліңіз.