Vata likuma spēks (pielietojums - vingrinājumi)
Norēķini par elektrisko pakalpojumu ir atkarīgs no ElektroenerģijaTāpēc ir ļoti noderīgi saprast, kas tas ir, kā to mēra un kā samazināt patēriņu, piemērojot Vata likumu. Turklāt tas ir pamata mainīgais lielums elektrisko tīklu izpētei un elektrisko ierīču projektēšanai.
Zinātnieks Vats izveidoja likumu, kas nosaukts viņa vārdā, kas ļauj mums aprēķināt šo svarīgo mainīgo. Tālāk šī likuma un tā pielietojuma izpēte.
PAMATKONCEPCIJAS:
- Elektriskā ķēde: Elektrisko elementu savstarpēja savienošana, caur kuru var plūst elektriskā strāva.
- Elektriskā strāva: Elektriskā lādiņa plūsma laika vienībā caur vadošu materiālu. To mēra ampēros (A).
- Elektriskā spriedze: Zināms arī kā elektriskais spriegums vai potenciālu starpība. Tā ir enerģija, kas nepieciešama elektriskā lādiņa pārvietošanai caur elementu. To mēra voltos (V).
- Energia: Spēja veikt darbu. To mēra džoulos (J) vai vatstundās (Wh).
- Elektroenerģija: enerģijas daudzums, ko elements piegādā vai absorbē noteiktā laikā. Elektrisko jaudu mēra vatos vai vatos, to simbolizē burts W.
Varbūt jūs varētu interesēt: Ohma likums un tā noslēpumi, vingrinājumi un tas, ko tas nosaka
Vata likums
Vata likums to nosaka "Elektrisko jaudu, ko ierīce patērē vai piegādā, nosaka spriegums un strāva, kas plūst caur ierīci."
Ierīces elektrisko jaudu saskaņā ar Vata likumu izsaka izteiciens:
P = V x I
Elektrisko jaudu mēra vatos (W). 1. jaudas trijstūri XNUMX. attēlā bieži izmanto, lai noteiktu jaudu, spriegumu vai elektrisko strāvu.
2. attēlā ir parādītas jaudas trijstūrī ietvertās formulas.
Džeimss Vats (Greenok, Skotija, 1736-1819)
Viņš bija mehāniķis, izgudrotājs un ķīmiķis. 1775. gadā viņš ražoja tvaika dzinējus, pateicoties viņa ieguldījumam šo mašīnu attīstībā, sākās rūpniecības attīstība. Viņš ir rotējošā dzinēja, dubult efekta motora, tvaika spiediena indikatora instrumenta radītājs.
Starptautiskajā mērvienību sistēmā enerģijas vienība ir “vats” (Watt, W) par godu šim pionierim.
Enerģijas patēriņa un rēķinu par elektrisko pakalpojumu aprēķināšana, izmantojot Vata likumu
Sākot ar faktu, ka elektriskā jauda ir enerģijas daudzums, ko elements piegādā vai absorbē noteiktā laikā, enerģiju izsaka pēc 3. attēlā norādītās formulas.
Elektrisko enerģiju parasti mēra Wh mērvienībā, lai gan to var izmērīt arī džoulos (1 J = 1 Ws) vai zirgspēkos (zs). Lai veiktu dažādus mērījumus, iesakām izlasīt mūsu rakstu elektriski mērinstrumenti.
vingrinājums 1 piemērojot Vata likumu
4. elementa elementam aprēķiniet:
- Absorbētā jauda
- Enerģija absorbēta 60 sekundes
Risinājums 1. uzdevums
A. - Elementa absorbēto elektrisko jaudu nosaka saskaņā ar 5. attēlu.
B.- Absorbētā enerģija
Rezultāts:
p = 10 W; Enerģija = 600 J
Elektriskās enerģijas patēriņš:
Elektrisko pakalpojumu sniedzēji nosaka likmes atbilstoši elektroenerģijas patēriņam.Elektriskās enerģijas patēriņš ir atkarīgs no stundas laikā patērētās enerģijas. To mēra kilovatstundās (kWh) vai zirgspēkos (Zs).
Elektroenerģijas patēriņš = Enerģija = pt
vingrinājums 2 piemērojot Vata likumu
Pulkstenim, kas parādīts 8. attēlā, tiek iegādāta 3 V litija baterija, kurai no rūpnīcas uzkrātā enerģija ir 6.000 džaulu. Zinot, ka pulkstenis patērē 0.0001 A elektrisko strāvu, pēc cik dienām būs nepieciešams nomainīt akumulatoru?
Risinājums 2. uzdevums
Kalkulatora patērēto elektrisko jaudu nosaka, izmantojot Vata likumu:
Ja kalkulatora patērēto enerģiju izsaka sakarība Enerģija = pt, atrisinot laiku "t" un aizstājot enerģijas un elektriskās jaudas vērtības, tiek iegūts akumulatora darbības laiks. Skatīt 6. attēlu
Akumulators spēj saglabāt kalkulatoru ieslēgtu 20.000.000 7,7 XNUMX sekundes, kas ir ekvivalents XNUMX mēnešiem.
Rezultāts:
Pulksteņa akumulators jānomaina pēc 7 mēnešiem.
vingrinājums 3 piemērojot Vata likumu
Ir jāzina ikmēneša izdevumu tāme elektroenerģijas pakalpojumā vietējam, zinot, ka elektroenerģijas patēriņa likme ir 0,5 USD / kWh. 7. attēlā redzamas ierīces, kas telpās patērē elektrību:
- 30 W tālruņa lādētājs, kas darbojas 4 stundas dienā
- Galda dators, 120 W, darbojas 8 stundas dienā
- Kvēlspuldze, 60 W, darbojas 8 stundas dienā
- Galda lampa, 30 W, darbojas 2 stundas dienā
- Klēpjdators, 60 W, darbojas 2 stundas dienā
- 20 W televizors, kas darbojas 8 stundas dienā
Šķīdums:
Elektroenerģijas patēriņa noteikšanai izmanto attiecību Enerģijas patēriņš = pt. Tādējādi tālruņa lādētājam, kas patērē 30 W un tiek izmantots 4 stundas dienā, tas patērēs 120 Wh vai 0.120Kwh dienā, kā parādīts 8. attēlā.
1. tabulā parādīts vietējo ierīču elektriskā patēriņa aprēķins. Katru dienu patērē 1.900 Wh vai 1.9 kWh.
Ar ātrumu 0,5 USD / kWh elektriskais pakalpojums maksās:
Rezultāts:
Elektriskās apkalpošanas izmaksas telpās ir 28,5 USD mēnesī par patēriņu 57 kWh mēnesī.
Pasīvo zīmju konvencija:
Elements var absorbēt vai piegādāt enerģiju. Kad elementa elektriskajai jaudai ir pozitīva zīme, elements absorbē enerģiju. Ja elektriskā jauda ir negatīva, elements piegādā elektrisko enerģiju. Skatīt 9. attēlu
Kā "pasīvo zīmju konvencija" tika noteikts, ka elektriskā jauda:
- Tas ir pozitīvs, ja strāva iekļūst caur elementa sprieguma pozitīvo spaili.
- Tas ir negatīvs, ja strāva nonāk caur negatīvo spaili. Skatīt 10. attēlu
4. vingrinājums, piemērojot Vata likumu
11. elementā parādītajiem elementiem aprēķiniet elektrisko jaudu, izmantojot pozitīvo zīmju principu, un norādiet, vai elements nodrošina vai absorbē enerģiju:
Šķīdums:
12. attēlā parādīts katras ierīces elektriskās jaudas aprēķins.
Rezultāts
TO. (Peļņas gads A) Kad strāva nonāk caur pozitīvo spaili, jauda ir pozitīva:
p = 20W, elements absorbē enerģiju.
B. (Peļņa no B vingrinājuma) Kad strāva nonāk caur pozitīvo spaili, jauda ir pozitīva:
p = - 6 W, elements piegādā enerģiju.
Secinājumi Vata likumam:
Elektriskā jauda, mērot vatos (W), norāda, cik ātri elektrisko enerģiju var pārveidot.
Vata likums nodrošina vienādojumu elektriskās jaudas aprēķināšanai elektriskajās sistēmās, nosakot tiešu saistību starp jaudu, spriegumu un elektrisko strāvu: p = vi
Elektroenerģijas izpēte ir noderīga, lai noteiktu iekārtu veiktspēju, izstrādājot to pašu, lai samazinātu elektroenerģijas patēriņu, elektroenerģijas pakalpojumu savākšanai, cita starpā.
Kad ierīce patērē enerģiju, elektriskā jauda ir pozitīva, ja tā piegādā enerģiju, jauda ir negatīva. Elektrisko ķēžu jaudas analīzei parasti tiek izmantota pozitīvo zīmju vienošanās, kas norāda, ka jauda elementā ir pozitīva, ja elektriskā strāva nonāk caur pozitīvo spaili.
Arī mūsu vietnē jūs varat atrast: Kirhofa likums, ko tas nosaka un kā to piemērot
