Kekuatan Hukum Watt (Aplikasi - Latihan)
Pengebilan perkhidmatan elektrik bergantung kepada penggunaan kuasa elektrikOleh itu, sangat berguna untuk memahami apa itu, bagaimana ia diukur dan bagaimana mengurangkan penggunaan dengan menerapkan hukum Watt. Sebagai tambahan, ini adalah pemboleh ubah asas untuk kajian rangkaian elektrik, dan dalam reka bentuk peranti elektrik.
Saintis Watt menetapkan undang-undang, yang dinamai sempena, yang membolehkan kita mengira pemboleh ubah penting ini. Seterusnya, kajian undang-undang ini dan aplikasinya.
KONSEP ASAS:
- Litar elektrik: Sambungan unsur elektrik di mana arus elektrik dapat mengalir.
- Arus elektrik: Aliran cas elektrik per unit masa melalui bahan konduktif. Ia diukur dalam amp (A).
- Ketegangan elektrik: Juga dikenali sebagai voltan elektrik atau perbezaan potensi. Ini adalah tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan cas elektrik melalui elemen. Ia diukur dalam volt (V).
- Tenaga: Berkebolehan melakukan kerja. Ia diukur dalam joule (J), atau dalam watt-jam (Wh).
- Kuasa elektrik: jumlah tenaga yang disebarkan atau diserap oleh unsur dalam masa tertentu. Kuasa elektrik diukur dalam watt atau watt, ia dilambangkan dengan huruf W.
Mungkin anda mungkin berminat: Hukum Ohm dan rahsia, latihan dan apa yang dibentuknya
Undang-undang Watt
Undang-undang Watt menyatakan bahawa "Kuasa elektrik yang digunakan atau dikeluarkan oleh peranti ditentukan oleh voltan dan arus yang mengalir melalui peranti."
Kekuatan elektrik peranti, menurut Hukum Watt, diberikan oleh ungkapan:
P = V x I
Kuasa elektrik diukur dalam watt (W). "Segitiga daya" dalam Gambar 1 sering digunakan untuk menentukan daya, voltan, atau arus elektrik.
Dalam rajah 2 formula yang terdapat dalam segitiga daya ditunjukkan.
James Watt (Greenok, Scotland, 1736-1819)
Dia adalah jurutera mekanikal, penemu, dan ahli kimia. Pada tahun 1775 dia mengeluarkan mesin wap, berkat sumbangannya dalam pengembangan mesin ini, pembangunan industri bermula. Dia adalah pencipta mesin putar, enjin kesan berganda, instrumen penunjuk tekanan wap, antara lain.
Dalam sistem unit antarabangsa, unit kuasa adalah "watt" (Watt, W) untuk menghormati perintis ini.
Pengiraan penggunaan tenaga dan penagihan perkhidmatan elektrik menggunakan undang-undang Watt
Bermula dari fakta bahawa kuasa elektrik adalah jumlah tenaga yang disebarkan atau diserap oleh unsur dalam masa tertentu, tenaga diberikan oleh formula dalam rajah 3.
Tenaga elektrik biasanya diukur dalam unit Wh, walaupun dapat juga diukur dalam joule (1 J = 1 Ws), atau dalam tenaga kuda (hp). Untuk membuat pengukuran yang berbeza, kami mengesyorkan anda membaca artikel kami alat pengukur elektrik.
Senaman 1 mengguna pakai undang-undang Watt
Untuk elemen dalam Rajah 4, hitung:
- Kekuatan yang diserap
- Tenaga diserap selama 60 saat
Latihan Penyelesaian 1
A.- Kuasa elektrik yang diserap oleh elemen ditentukan mengikut rajah 5.
B.- Tenaga yang diserap
Keputusan:
p = 10 W; Tenaga = 600 J
Penggunaan tenaga elektrik:
Penyedia perkhidmatan elektrik menetapkan kadar mengikut penggunaan elektrik.Penggunaan tenaga elektrik bergantung pada kuasa yang digunakan setiap jam. Ia diukur dalam kilowatt-jam (kWh), atau kuasa kuda (hp).
Penggunaan elektrik = Tenaga = pt
Senaman 2 mengguna pakai undang-undang Watt
Untuk jam dalam Rajah 8, bateri lithium 3 V. dibeli. Bateri mempunyai tenaga tersimpan 6.000 joule dari kilang. Mengetahui bahawa jam menggunakan arus elektrik 0.0001 A, berapa hari yang diperlukan untuk mengganti bateri?
Latihan Penyelesaian 2
Kuasa elektrik yang digunakan oleh kalkulator ditentukan menggunakan Hukum Watt:
Sekiranya tenaga yang digunakan oleh kalkulator diberikan oleh hubungan Tenaga = pt, menyelesaikan masa "t", dan menggantikan nilai tenaga dan kuasa elektrik, masa hayat bateri diperoleh. Lihat gambar 6
Bateri mempunyai keupayaan untuk menjaga kalkulator selama 20.000.000 saat, bersamaan dengan 7,7 bulan.
Keputusan:
Bateri jam harus diganti selepas 7 bulan.
Senaman 3 mengguna pakai undang-undang Watt
Wajib mengetahui anggaran perbelanjaan bulanan dalam perkhidmatan elektrik bagi penduduk setempat, mengetahui bahawa kadar penggunaan elektrik adalah 0,5 $ / kWh. Gambar 7 menunjukkan peranti yang menggunakan elektrik di dalam premis:
- Pengecas telefon 30 W, beroperasi 4 jam sehari
- Komputer desktop, 120 W, beroperasi 8 jam sehari
- Mentol pijar, 60 W, beroperasi 8 jam sehari
- Lampu meja, 30 W, beroperasi 2 jam sehari
- Komputer riba, 60 W, beroperasi 2 jam sehari
- TV, 20 W, beroperasi 8 jam sehari
Penyelesaian:
Untuk menentukan penggunaan elektrik, hubungan Penggunaan Tenaga = pt digunakan. Oleh itu, untuk pengecas telefon, yang menggunakan 30 W dan digunakan 4 jam sehari, ia akan memakan 120 Wh atau 0.120Kwh sehari, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 8.
Jadual 1 menunjukkan pengiraan penggunaan elektrik peranti tempatan. 1.900 Wh atau 1.9kWh dimakan setiap hari.
Dengan kadar 0,5 $ / kWj, kos elektrik akan dikenakan:
Keputusan:
Kos perkhidmatan elektrik di premis adalah $ 28,5 sebulan, untuk penggunaan 57 kWh sebulan.
Konvensyen tanda pasif:
Unsur dapat menyerap atau membekalkan tenaga. Apabila daya elektrik unsur mempunyai tanda positif, elemen tersebut menyerap tenaga. Sekiranya kuasa elektrik negatif, elemen tersebut membekalkan tenaga elektrik. Lihat gambar 9
Ia ditubuhkan sebagai "konvensyen tanda pasif" bahawa kuasa elektrik:
- Adalah positif jika arus masuk melalui terminal positif voltan dalam elemen.
- Ia negatif jika arus masuk melalui terminal negatif. Lihat gambar 10
Latihan 4 menerapkan undang-undang Watt
Untuk elemen yang ditunjukkan dalam Rajah 11, hitung kuasa elektrik menggunakan konvensyen tanda positif dan nyatakan sama ada elemen membekalkan atau menyerap tenaga:
Penyelesaian:
Rajah 12 menunjukkan pengiraan kuasa elektrik di setiap peranti.
Keputusan
KE. (Keuntungan tahun A) Semasa arus masuk melalui terminal positif, daya positif:
p = 20W, elemen menyerap tenaga.
B. (Keuntungan untuk latihan B) Semasa arus masuk melalui terminal positif, daya positif:
p = - 6 W, elemen membekalkan kuasa.
Kesimpulan untuk Undang-undang Watt:
Tenaga elektrik, diukur dalam watt (W), menunjukkan seberapa pantas tenaga elektrik dapat diubah.
Watt's Law memberikan persamaan untuk pengiraan daya elektrik dalam sistem elektrik, mewujudkan hubungan langsung antara daya, voltan dan arus elektrik: p = vi
Kajian daya elektrik berguna untuk menentukan prestasi peralatan, dalam reka bentuk yang sama untuk mengurangkan penggunaan elektrik, untuk pengumpulan perkhidmatan elektrik, antara aplikasi lain.
Apabila peranti menggunakan tenaga, kuasa elektriknya positif, jika ia membekalkan tenaga, daya itu negatif. Untuk analisis daya dalam litar elektrik, konvensi tanda positif biasanya digunakan, yang menunjukkan bahawa daya dalam suatu elemen adalah positif jika arus elektrik masuk melalui terminal positif.
Di laman web kami juga anda dapati: Hukum Kirchhoff, apa yang dibentuk dan bagaimana menerapkannya
