Vato dėsnio galia (taikymai - pratybos)
Elektros paslaugų sąskaitų išrašymas priklauso nuo elektros energijaTodėl labai naudinga suprasti, kas tai yra, kaip jis matuojamas ir kaip sumažinti vartojimą, taikant Wato dėsnį. Be to, tai yra pagrindinis kintamasis tiriant elektros tinklus ir projektuojant elektros prietaisus.
Mokslininkas Wattas sukūrė jo vardu pavadintą įstatymą, kuris leidžia apskaičiuoti šį svarbų kintamąjį. Toliau - šio įstatymo ir jo taikymo tyrimas.
PAGRINDINĖS SAMPRATOS:
- Elektros grandinė: Elektrinių elementų, per kuriuos gali tekėti elektros srovė, sujungimas.
- Elektros srovė: Elektros krūvio srautas per laiko vienetą per laidžią medžiagą. Jis matuojamas amperais (A).
- Elektrinė įtampa: Taip pat žinomas kaip elektros įtampa arba potencialų skirtumas. Tai energija, reikalinga elektriniam krūviui perkelti per elementą. Jis matuojamas voltais (V).
- Energija: Gebėjimas dirbti. Jis matuojamas džauliais (J) arba vatvalandėmis (Wh).
- Elektros energija: energijos kiekis, kurį elementas tiekia arba sugeria per tam tikrą laiką. Elektros galia matuojama vatais arba vatais, ją simbolizuoja W raidė.
Gal jus domina: Ohmo įstatymas ir jo paslaptys, pratybos ir tai, ką jis nustato
Wato įstatymas
Wato įstatymas teigia "Elektros energiją, kurią sunaudoja ar tiekia prietaisas, lemia per prietaisą tekanti įtampa ir srovė."
Prietaiso elektros energija pagal Wato dėsnį suteikiama posakiu:
P = V x I
Elektros galia matuojama vatais (W). 1 paveiksle pateiktas „galios trikampis“ dažnai naudojamas nustatant galią, įtampą ar elektros srovę.
2 paveiksle parodytos galios trikampio formulės.
Jamesas Wattas (Greenokas, Škotija, 1736–1819)
Jis buvo mechanikos inžinierius, išradėjas ir chemikas. 1775 m. Jis gamino garo variklius, dėl savo indėlio kuriant šias mašinas prasidėjo pramonės plėtra. Jis, be kita ko, yra sukamojo variklio, dvigubo efekto variklio, garo slėgio indikatoriaus kūrėjas.
Tarptautinėje vienetų sistemoje galios vienetas yra „vatas“ (Watt, W) šio pradininko garbei.
Energijos suvartojimo ir sąskaitų už elektros paslaugas apskaičiavimas pagal Wato dėsnį
Pradedant nuo to, kad elektros energija yra energijos kiekis, kurį elementas tiekia arba sugeria per tam tikrą laiką, energija pateikiama pagal 3 paveiksle pateiktą formulę.
Elektros energija paprastai matuojama Wh vienetu, nors ji taip pat gali būti matuojama džauliais (1 J = 1 Ws) arba arklio galiomis (AG). Norėdami atlikti skirtingus matavimus, rekomenduojame perskaityti mūsų straipsnį elektriniai matavimo prietaisai.
1 pratimas taikydamas Wato dėsnį
4 paveiksle nurodytam elementui apskaičiuokite:
- Absorbuota jėga
- Energija sugeriama 60 sekundžių
Sprendimas 1 pratimas
A.- Elemento absorbuota elektros galia nustatoma pagal 5 paveikslą.
B.- Sugeria energiją
Rezultatas:
p = 10 W; Energija = 600 J
Elektros energijos suvartojimas:
Elektros paslaugų teikėjai nustato tarifus pagal elektros energijos suvartojimą.Elektros energijos suvartojimas priklauso nuo per valandą suvartojamos energijos. Jis matuojamas kilovatvalandėmis (kWh) arba arklio galiomis (AG).
Elektros suvartojimas = energija = pt
2 pratimas taikydamas Wato dėsnį
Laikrodžiui, pavaizduotam 8 paveiksle, įsigyjama 3 V ličio baterija, kurios gamykloje sukaupta 6.000 džaulių energija. Žinant, kad laikrodis sunaudoja 0.0001 A elektros srovę, per kiek dienų reikės pakeisti bateriją?
Sprendimas 2 pratimas
Skaičiuoklės suvartojama elektros energija nustatoma pagal Wato dėsnį:
Jei skaičiuoklės suvartota energija gaunama santykiu Energija = pt, sprendžiant laiką „t“ ir pakeičiant energijos ir elektros galios vertes, gaunamas baterijos veikimo laikas. Žr. 6 paveikslą
Baterija gali išlaikyti skaičiuotuvą įjungtą 20.000.000 7,7 XNUMX sekundžių, o tai atitinka XNUMX mėnesio.
Rezultatas:
Laikrodžio baterija turėtų būti pakeista po 7 mėnesių.
3 pratimas taikydamas Wato dėsnį
Reikalinga žinoti vietinio mėnesio elektros energijos paslaugų išlaidų sąmatą, žinant, kad elektros energijos norma yra 0,5 USD / kWh. 7 paveiksle parodyti prietaisai, vartojantys elektrą patalpose:
- 30 W telefono įkroviklis, veikiantis 4 valandas per parą
- Stalinis kompiuteris, 120 W, veikiantis 8 valandas per dieną
- Kaitinamoji lemputė, 60 W, veikianti 8 valandas per dieną
- Stalo lempa, 30 W, veikia 2 valandas per dieną
- Nešiojamas kompiuteris, 60 W, veikiantis 2 valandas per dieną
- 20 W televizorius, veikiantis 8 valandas per dieną
Sprendimas:
Elektros energijos suvartojimui nustatyti naudojamas energijos suvartojimas = pt. Taigi telefono įkrovikliui, kuris 30 W ir naudojamas 4 valandas per dieną, jis suvartos 120 Wh arba 0.120 kWh per dieną, kaip parodyta 8 paveiksle.
1 lentelėje parodytas vietinių prietaisų elektros suvartojimo skaičiavimas. Kasdien suvartojama 1.900 Wh arba 1.9 kWh.
Naudojant 0,5 USD / kWh normą, elektros paslauga kainuos:
Rezultatas:
Elektros paslaugų patalpose kaina yra 28,5 USD per mėnesį, kai suvartojama 57 kWh per mėnesį.
Pasyviųjų ženklų suvažiavimas:
Elementas gali sugerti arba tiekti energiją. Kai elemento elektros galia turi teigiamą ženklą, elementas sugeria energiją. Jei elektros energija yra neigiama, elementas tiekia elektros energiją. Žr. 9 paveikslą
Kaip „pasyviųjų ženklų sutartis“ nustatyta, kad elektros energija:
- Tai teigiama, jei srovė patenka per teigiamą įtampos elemento gnybtą.
- Tai neigiama, jei srovė patenka per neigiamą gnybtą. Žr. 10 paveikslą
4 pratimas taikant Wato dėsnį
11 paveiksle pavaizduotų elementų elektros energiją apskaičiuokite naudodami teigiamų ženklų susitarimą ir nurodykite, ar elementas tiekia energiją ar sugeria:
Sprendimas:
12 paveiksle parodytas kiekvieno prietaiso elektros energijos skaičiavimas.
Rezultatas
Į. (Pelno metai A) Kai srovė patenka per teigiamą terminalą, galia yra teigiama:
p = 20W, elementas sugeria energiją.
B. (Pelnas už B pratimą) Kai srovė patenka per teigiamą terminalą, galia yra teigiama:
p = - 6 W, elementas tiekia energiją.
Vato įstatymo išvados:
Elektros galia, matuojama vatais (W), rodo, kaip greitai galima transformuoti elektros energiją.
Wato įstatymas pateikia elektros energijos elektros sistemose apskaičiavimo lygtį, nustatantį tiesioginį galios, įtampos ir elektros srovės ryšį: p = vi
Elektros energijos tyrimas yra naudingas siekiant nustatyti įrangos veikimą, projektuojant tą patį, siekiant sumažinti elektros sąnaudas, elektros energijos rinkimui, be kitų programų.
Kai prietaisas sunaudoja energiją, elektros energija yra teigiama, jei ji tiekia energiją, ji yra neigiama. Elektros grandinių galios analizei paprastai naudojama teigiamų ženklų sutartis, kuri rodo, kad elemento galia yra teigiama, jei elektros srovė patenka per teigiamą gnybtą.
Taip pat mūsų svetainėje galite rasti: Kirchhoffo įstatymas, ką jis nustato ir kaip jį taikyti
