Моќта на законот за Ват (апликации - вежби)
Наплата на електрична услуга зависи од потрошувачката на електрична струјаЗатоа, многу е корисно да се разбере што е тоа, како се мери и како да се намали потрошувачката со примена на законот на Ват. Покрај тоа, таа е основна променлива за проучување на електрични мрежи и за дизајнирање на електрични уреди.
Научникот Ват воспостави закон, именуван по него, што ни овозможува да ја пресметаме оваа важна варијабла. Следно, проучување на овој закон и неговите примени.
ОСНОВНИ ПОИМИ:
- Електрично коло: Интерконекција на електрични елементи преку кои може да тече електрична струја.
- Електрична струја: Проток на електричен полнеж по единица време низ проводен материјал. Се мери во засилувачи (А).
- Електрична затегнатост: Исто така познат како електричен напон или потенцијална разлика. Тоа е енергијата потребна за движење на електричен полнеж низ елемент. Се мери во волти (V).
- Енергија: Способност за работа. Се мери во џул (J) или во вати-часови (Wh).
- Електрична струја: количина на енергија што еден елемент ја испорачува или апсорбира во дадено време. Електричната моќност се мери во вати или вати, таа е симболизирана со буквата В.
Можеби ве интересира: Ом-овиот закон и неговите тајни, вежби и што утврдува
Закон на Ват
Законот на Ват вели дека "Електричната енергија што уредот ја троши или испорачува се одредува според напонот и струјата што минуваат низ уредот."
Електричната моќност на уредот, според законот на Ват, е дадена со изразот:
P = V x I
Електричната моќност се мери во вати (Ш). „Триаголникот на моќноста“ на Слика 1 често се користи за одредување на напојувањето, напонот или електричната струја.
На слика 2 се прикажани формулите содржани во моќниот триаголник.
Jamesејмс Ват (Гринок, Шкотска, 1736-1819)
Тој бил машински инженер, пронаоѓач и хемичар. Во 1775 година тој произведува парни мотори, благодарение на неговиот придонес во развојот на овие машини, започнува индустрискиот развој. Тој е творец на ротирачкиот мотор, моторот со двоен ефект, инструментот со индикатор за притисок на пареа, меѓу другите.
Во меѓународниот систем на единици, единицата за напојување е „вати“ (Watt, W) во чест на овој пионер.
Пресметка на потрошувачката на енергија и наплатата на електрични услуги со употреба на законот на Ват
Тргнувајќи од фактот дека електричната енергија е количина на енергија што еден елемент ја испорачува или апсорбира во дадено време, енергијата е дадена со формулата на слика 3.
Електричната енергија обично се мери во единицата Wh, иако може да се мери и во џул (1 J = 1 Ws), или во коњски сили (hp). За да направите различни мерења, препорачуваме да ја прочитате нашата статија електрични инструменти за мерење.
Вежба 1 примена на законот на Ват
За елементот на слика 4, пресметајте:
- Апсорбирана моќност
- Апсорбирана енергија 60 секунди
Вежба за решение 1
А.- Електричната моќ апсорбирана од елементот се одредува според слика 5.
Б.- Апсорбирана енергија
резултатот е:
p = 10 W; Енергија = 600 Ј
Потрошувачка на електрична енергија:
Давателите на електрична енергија воспоставуваат стапки според потрошувачката на електрична енергија- Потрошувачката на електрична енергија зависи од потрошената енергија на час. Се мери во киловат-часови (kWh), или коњски сили (КС).
Потрошувачка на електрична енергија = Енергија = pt
Вежба 2 примена на законот на Ват
За часовник на слика 8, купена е литиумска батерија од 3 V. Батеријата има зачувана енергија од 6.000 џули од фабриката. Знаејќи дека часовникот троши електрична струја од 0.0001 А, за колку дена ќе треба да се замени батеријата?
Вежба за решение 2
Електричната енергија потрошена од калкулаторот се одредува со употреба на законот на Ват:
Ако енергијата што ја троши калкулаторот е дадена со релацијата Енергија = pt, решавање на времето „t“ и замена на вредностите на енергијата и електричната енергија, се добива времетраењето на батеријата. Погледнете ја сликата 6
Батеријата има капацитет да го одржи калкулаторот вклучен 20.000.000 7,7 XNUMX секунди, што е еквивалентно на XNUMX месеци.
резултатот е:
Часовната батерија треба да се замени по 7 месеци.
Вежба 3 примена на законот на Ват
Потребно е да се знае проценката на месечните трошоци во услугата електрична енергија за еден локален жител, знаејќи дека стапката на потрошувачка на електрична енергија е 0,5 $ / kWh. На слика 7 се прикажани уредите кои трошат електрична енергија во просториите:
- 30 W полнач за телефон, работи 4 часа на ден
- Десктоп компјутер, 120 W, работи 8 часа на ден
- Ламба со блескавост, 60 W, работи 8 часа на ден
- Работна ламба, 30 W, работи 2 часа на ден
- Лаптоп компјутер, 60 W, работи 2 часа на ден
- ТВ, 20 W, работи 8 часа на ден
Решение:
За да се одреди потрошувачката на електрична енергија, се користи односот Потрошувачка на енергија = pt. 30 W и се користи 4 часа на ден, ќе троши 120 Wh или 0.120Kwh на ден, како што е прикажано на слика 8.
Табелата 1 ја прикажува пресметката на електричната потрошувачка на локалните уреди. 1.900 Wh или 1.9kWh се консумираат дневно.
Со стапка од 0,5 $ / kWh, електричната услуга ќе чини:
резултатот е:
Цената на електричната услуга во просториите е 28,5 УСД месечно, за потрошувачка од 57 kWh месечно.
Конвенција за пасивен знак:
Елемент може да апсорбира или снабдува енергија. Кога електричната моќност на елементот има позитивен знак, елементот апсорбира енергија. Ако електричната енергија е негативна, елементот снабдува електрична енергија. Погледнете ја сликата 9
Воспоставено е како „конвенција за пасивен знак“ дека електричната енергија:
- Позитивно е ако струјата влезе преку позитивниот приклучок на напонот во елементот.
- Негативно е ако струјата влезе низ негативниот терминал. Погледнете ја сликата 10
Вежба 4 со примена на законот на Ват
За елементите прикажани на слика 11, пресметајте ја електричната моќност користејќи ја конвенцијата за позитивен знак и означете дали елементот снабдува или апсорбира енергија:
Решение:
На слика 12 е прикажана пресметката на електричната моќност во секој уред.
Резултира
ДО. (Добивка година А.) Кога струјата влегува преку позитивниот терминал, моќноста е позитивна:
p = 20W, елементот апсорбира енергија.
Б. (Добивка за вежба Б.) Кога струјата влегува преку позитивниот терминал, моќноста е позитивна:
p = - 6 W, елементот напојува.
Заклучоци за законот на Ват:
Електричната моќност, измерена во вати (W), покажува колку брзо може да се трансформира електричната енергија.
Ват-овиот закон ја обезбедува равенката за пресметување на електричната моќност во електричните системи, воспоставувајќи директна врска помеѓу моќноста, напонот и електричната струја: p = vi
Студијата за електрична енергија е корисна за да се утврдат перформансите на опремата, во дизајнот на истата за да се намали потрошувачката на електрична енергија, за собирање на електрична услуга, меѓу другите апликации.
Кога уредот троши енергија, електричната енергија е позитивна, доколку снабдува енергија, енергијата е негативна. За анализа на моќноста во електричните кола, обично се користи конвенцијата за позитивен знак, што укажува на тоа дека моќноста на елементот е позитивна ако електричната струја влезе преку позитивниот приклучок.
Исто така на нашата веб-страница можете да најдете: Закон на Кирхоф, што утврдува и како да се примени