Il-Qawwa tal-Liġi ta 'Watt (Applikazzjonijiet - Eżerċizzji)
Kontijiet ta 'servizz elettriku jiddependi fuq il - konsum tal - enerġija elettrikaGħalhekk, huwa utli ħafna li tifhem x'inhu, kif jitkejjel u kif tnaqqas il-konsum billi tapplika l-liġi ta 'Watt. Barra minn hekk, hija varjabbli bażika għall-istudju ta 'netwerks elettriċi, u fid-disinn ta' apparat elettriku.
Ix-xjenzat Watt stabbilixxa liġi, imsemmija għalih, li tippermettilna nikkalkulaw din il-varjabbli importanti. Sussegwentement, l-istudju ta 'din il-liġi u l-applikazzjonijiet tagħha.
KUNĊETTI BAŻIĊI:
- Ċirkwit elettriku: Interkonnessjoni ta 'elementi elettriċi li minnhom jista' jgħaddi kurrent elettriku.
- Kurrent elettriku: Fluss ta 'ċarġ elettriku għal kull unità ta' ħin minn materjal konduttiv. Huwa mkejjel f'amps (A).
- Tensjoni elettrika: Magħruf ukoll bħala vultaġġ elettriku jew differenza potenzjali. Hija l-enerġija meħtieġa biex iċċaqlaq ċarġ elettriku minn element. Huwa mkejjel f'volts (V).
- Enerġija: Kapaċità li tagħmel xogħol. Huwa mkejjel f'joule (J), jew f'watt-hours (Wh).
- Enerġija elettrika: ammont ta 'enerġija li element jagħti jew jassorbi fi żmien partikolari. L-enerġija elettrika titkejjel f'watts jew watts, hija simbolizzata bl-ittra W.
Forsi tista 'tkun interessat fi: Il-Liġi ta 'Ohm u s-sigrieti tagħha, eżerċizzji u dak li tistabbilixxi
Liġi ta 'Watt
Il-Liġi ta 'Watt tgħid li "L-enerġija elettrika li apparat jikkonsma jew jagħti hija determinata mill-vultaġġ u l-kurrent li jgħaddi mill-apparat."
Il-qawwa elettrika ta 'apparat, skond il-Liġi ta' Watt, hija mogħtija mill-espressjoni:
P = V x I
L-enerġija elettrika titkejjel f'watts (W). It- "trijangolu tal-qawwa" fil-Figura 1 spiss jintuża biex jiddetermina l-enerġija, il-vultaġġ, jew il-kurrent elettriku.
Fil-figura 2 jidhru l-formuli li jinsabu fit-trijangolu tal-qawwa.
James Watt (Greenok, l-Iskozja, 1736-1819)
Huwa kien inġinier mekkaniku, inventur, u spiżjar. Fl-1775 huwa manifattura magni tal-fwar, grazzi għall-kontribuzzjoni tiegħu għall-iżvilupp ta 'dawn il-magni, beda l-iżvilupp industrijali. Huwa l-kreatur tal-magna li ddur, magna b'effett doppju, strument li jindika l-pressjoni tal-fwar, fost oħrajn.
Fis-sistema Internazzjonali ta 'unitajiet, l-unità għall-enerġija hija l- "watt" (Watt, W) f'ġieħ dan il-pijunier.
Kalkolu tal-konsum tal-enerġija u l-kontijiet tas-servizz elettriku bl-użu tal-liġi ta 'Watt
Tibda mill-fatt li l-enerġija elettrika hija l-ammont ta 'enerġija li element jagħti jew jassorbi fi żmien partikolari, l-enerġija hija mogħtija bil-formula fil-figura 3.
L-enerġija elettrika ġeneralment titkejjel fl-unità Wh, għalkemm tista 'titkejjel ukoll f'joule (1 J = 1 Ws), jew f'power (hp). Biex tagħmel il-kejl differenti nirrakkomandawlek taqra l-artiklu tagħna fuq strumenti tal-kejl elettriċi.
Eżerċizzju 1 tapplika l-liġi ta ’Watt
Għall-element fil-Figura 4, ikkalkula:
- Qawwa assorbita
- Enerġija assorbita għal 60 sekonda
Soluzzjoni Eżerċizzju 1
A.- Il-qawwa elettrika assorbita mill-element hija determinata skond il-figura 5.
B.- Enerġija assorbita
Riżultat:
p = 10 W; Enerġija = 600 J
Konsum ta 'enerġija elettrika:
Il-fornituri tas-servizzi tal-elettriku jistabbilixxu rati skont il-konsum tal-elettriku Il-konsum tal-enerġija elettrika jiddependi fuq l-enerġija kkunsmata fis-siegħa. Huwa mkejjel f'kilowatt-siegħa (kWh), jew horsepower (hp).
Konsum tal-elettriku = Enerġija = pt
Eżerċizzju 2 tapplika l-liġi ta ’Watt
Għal arloġġ fil-Figura 8, tinxtara batterija tal-litju ta '3 V. Il-batterija għandha enerġija maħżuna ta' 6.000 joule mill-fabbrika. Meta tkun taf li l-arloġġ jikkonsma kurrent elettriku ta '0.0001 A, f'kemm jiem se jieħu biex tissostitwixxi l-batterija?
Soluzzjoni Eżerċizzju 2
L-enerġija elettrika kkunsmata mill-kalkulatur hija ddeterminata bl-użu tal-Liġi ta 'Watt:
Jekk l-enerġija kkunsmata mill-kalkulatur tingħata mir-relazzjoni Enerġija = pt, issolvi l-ħin "t", u tissostitwixxi l-valuri ta 'enerġija u enerġija elettrika, jinkiseb il-ħin tal-ħajja tal-batterija. Ara l-figura 6
Il-batterija għandha l-kapaċità li żżomm il-kalkulatur mixgħul għal 20.000.000 sekonda, li hija ekwivalenti għal 7,7 xhur.
Riżultat:
Il-batterija tal-arloġġ għandha tinbidel wara 7 xhur.
Eżerċizzju 3 tapplika l-liġi ta ’Watt
Huwa meħtieġ li tkun taf l-istima ta 'spejjeż ta' kull xahar fis-servizz tal-elettriku għal lokali, billi tkun taf li r-rata għall-konsum tal-elettriku hija ta '0,5 $ / kWh. Il-Figura 7 turi l-apparati li jikkunsmaw l-elettriku fil-post:
- Ċarġer tat-telefon ta '30 W, li jopera 4 sigħat kuljum
- Kompjuter desktop, 120 W, li jopera 8 sigħat kuljum
- Bozza inkandexxenti, 60 W, li topera 8 sigħat kuljum
- Lampa tal-iskrivanija, 30 W, taħdem sagħtejn kuljum
- Kompjuter laptop, 60 W, li jopera sagħtejn kuljum
- TV, 20 W, li jopera 8 sigħat kuljum
Soluzzjoni:
Biex jiġi ddeterminat il-konsum tal-elettriku, tintuża r-relazzjoni Konsum tal-Enerġija = pt. 30 W u jintuża 4 sigħat kuljum, jikkonsma 120 Wh jew 0.120Kwh kuljum, kif muri fil-figura 8.
It-Tabella 1 turi l-kalkolu tal-konsum elettriku tat-tagħmir lokali. 1.900 Wh jew 1.9kWh huma kkunsmati kuljum.
B'rata ta '0,5 $ / kWh, is-servizz elettriku jiswa:
Riżultat:
L-ispiża tas-servizz elettriku fil-post hija ta '$ 28,5 fix-xahar, għal konsum ta' 57 kWh fix-xahar.
Konvenzjoni ta 'sinjal passiv:
Element jista 'jassorbi jew iforni l-enerġija. Meta l-qawwa elettrika ta 'element għandha sinjal pożittiv, l-element ikun qed jassorbi l-enerġija. Jekk l-enerġija elettrika hija negattiva, l-element qed iforni enerġija elettrika. Ara l-figura 9
Ġie stabbilit bħala "konvenzjoni ta 'sinjal passiv" li l-enerġija elettrika:
- Huwa pożittiv jekk il-kurrent jidħol mit-terminal pożittiv tal-vultaġġ fl-element.
- Huwa negattiv jekk il-kurrent jidħol mit-terminal negattiv. Ara l-figura 10
Eżerċizzju 4 li tapplika l-liġi ta 'Watt
Għall-elementi murija fil-Figura 11, ikkalkula l-enerġija elettrika billi tuża l-konvenzjoni tas-sinjal pożittiv u indika jekk l-element jipprovdix jew jassorbix l-enerġija:
Soluzzjoni:
Il-Figura 12 turi l-kalkolu tal-qawwa elettrika f'kull apparat.
Riżultat
LE. (Profitt sena A) Meta l-kurrent jidħol mit-terminal pożittiv, il-qawwa hija pożittiva:
p = 20W, l-element jassorbi l-enerġija.
B. (Profitt għall-eżerċizzju B) Meta l-kurrent jidħol mit-terminal pożittiv, il-qawwa hija pożittiva:
p = - 6 W, l-element jipprovdi l-enerġija.
Konklużjonijiet għal-Liġi ta 'Watt:
L-enerġija elettrika, imkejla f'watts (W), tindika kemm l-enerġija elettrika mgħaġġla tista 'tiġi ttrasformata.
Il-Liġi ta 'Watt tipprovdi l-ekwazzjoni għall-kalkolu tal-qawwa elettrika f'sistemi elettriċi, u tistabbilixxi r-relazzjoni diretta bejn il-qawwa, il-vultaġġ u l-kurrent elettriku: p = vi
L-istudju tal-qawwa elettrika huwa utli biex tiddetermina l-prestazzjoni tat-tagħmir, fid-disinn tal-istess biex tnaqqas il-konsum elettriku, għall-ġbir tas-servizz elettriku, fost applikazzjonijiet oħra.
Meta apparat jikkonsma l-enerġija l-enerġija elettrika hija pożittiva, jekk tforni l-enerġija l-enerġija hija negattiva. Għall-analiżi tal-qawwa f'ċirkwiti elettriċi, normalment tintuża l-konvenzjoni tas-sinjal pożittiv, li tindika li l-qawwa f'element hija pożittiva jekk il-kurrent elettriku jidħol mit-terminal pożittiv.
Ukoll fuq il-websajt tagħna tista 'ssib: Il-liġi ta 'Kirchhoff, x'jistabbilixxi u kif tapplikaha
