Fuqia e Ligjit të Watt (Zbatime - Ushtrime)
Faturimi i shërbimit elektrik varet nga konsumi i energji elektrikePrandaj, është shumë e dobishme të kuptohet se çfarë është, si matet dhe si të zvogëlohet konsumi duke zbatuar ligjin e Watt. Përveç kësaj, ajo është një variabël bazë për studimin e rrjeteve elektrike, dhe në hartimin e pajisjeve elektrike.
Shkencëtari Watt vendosi një ligj, të quajtur pas tij, që na lejon të llogarisim këtë ndryshore të rëndësishme. Tjetra, studimi i këtij ligji dhe zbatimet e tij.
KONCEPTET THEMELORE:
- Qarku elektrik: Ndërlidhja e elementeve elektrike përmes të cilave mund të rrjedhë një rrymë elektrike.
- Rryme elektrike: Rrjedhja e ngarkesës elektrike për njësi të kohës përmes një materiali përcjellës. Matet në amp (A).
- Tensioni elektrik: Njihet gjithashtu si tension elektrik ose ndryshim potencial. Shtë energjia e nevojshme për të lëvizur një ngarkesë elektrike përmes një elementi. Matet në volt (V).
- Energia: Aftësia për të bërë punë. Matet në xhaul (J), ose në vat-orë (Wh).
- Energji elektrike: sasia e energjisë që një element jep ose thith në një kohë të caktuar. Fuqia elektrike matet në vat ose vat, simbolizohet nga shkronja W.
Ndoshta mund të të interesojnë: Ligji i Ohmit dhe sekretet e tij, ushtrimet dhe ato që përcakton
Ligji i Watt
Ligji i Watt thotë se "Fuqia elektrike që konsumon ose jep një pajisje përcaktohet nga voltazhi dhe rryma që rrjedh përmes pajisjes."
Fuqia elektrike e një pajisjeje, sipas Ligjit të Watt, jepet nga shprehja:
P = V x I
Fuqia elektrike matet në vat (W). "Trekëndëshi i energjisë" në Figurën 1 përdoret shpesh për të përcaktuar fuqinë, tensionin ose rrymën elektrike.
Në figurën 2 tregohen formulat që përmbahen në trekëndëshin e fuqisë.
James Watt (Greenok, Skoci, 1736-1819)
Ai ishte një inxhinier mekanik, shpikës dhe kimist. Në 1775 ai prodhoi motorë me avull, falë kontributit të tij në zhvillimin e këtyre makinave, filloi zhvillimi industrial. Ai është krijuesi i motorit rrotullues, motorit me efekt të dyfishtë, instrumentit të treguesit të presionit të avullit, ndër të tjera.
Në sistemin ndërkombëtar të njësive, njësia për energji është "vat" (Watt, W) për nder të këtij pioneri.
Llogaritja e konsumit të energjisë dhe faturimit të shërbimit elektrik duke përdorur ligjin e Watt
Duke u nisur nga fakti që fuqia elektrike është sasia e energjisë që një element shpërndan ose thith në një kohë të caktuar, energjia jepet nga formula në figurën 3.
Energjia elektrike zakonisht matet në njësinë Wh, megjithëse mund të matet edhe në xhaul (1 J = 1 Ws), ose në kuaj fuqi (hp). Për të bërë matje të ndryshme, ju rekomandojmë të lexoni artikullin tonë instrumente matës elektrik.
Ushtrim 1 duke zbatuar ligjin e Watt
Për elementin në Figurën 4, llogaritni:
- Fuqia e thithur
- Energjia thithet për 60 sekonda
Zgjidhja Ushtrimi 1
A.- Fuqia elektrike e thithur nga elementi përcaktohet sipas figurës 5.
B.- Energjia e thithur
Rezultati:
p = 10 W; Energjia = 600 J
Konsumi i energjisë elektrike:
Ofruesit e shërbimeve elektrike përcaktojnë normat sipas konsumit të energjisë elektrike. Konsumi i energjisë elektrike varet nga fuqia e konsumuar në orë. Matet në kilovat orë (kWh), ose kuaj fuqi (kf).
Konsumi i energjisë elektrike = Energjia = pt
Ushtrim 2 duke zbatuar ligjin e Watt
Për një orë në Figurën 8, blihet një bateri litiumi 3 V. Bateria ka një energji të ruajtur prej 6.000 joule nga fabrika. Duke ditur që ora konsumon një rrymë elektrike prej 0.0001 A, në sa ditë do të duhet për të zëvendësuar baterinë?
Zgjidhja Ushtrimi 2
Fuqia elektrike e konsumuar nga llogaritësi përcaktohet duke përdorur Ligjin e Watt:
Nëse energjia e konsumuar nga llogaritësi jepet nga relacioni Energji = pt, duke zgjidhur kohën "t" dhe duke zëvendësuar vlerat e energjisë dhe energjisë elektrike, merret koha e jetës së baterisë. Shikoni figurën 6
Bateria ka kapacitetin për ta mbajtur kalkulatorin të ndezur për 20.000.000 sekonda, që është ekuivalente me 7,7 muaj.
Rezultati:
Bateria e orës duhet të zëvendësohet pas 7 muajsh.
Ushtrim 3 duke zbatuar ligjin e Watt
Kërkohet të dihet vlerësimi i shpenzimeve mujore në shërbimin e energjisë elektrike për një lokal, duke ditur që norma e konsumit të energjisë elektrike është 0,5 $ / kWh. Figura 7 tregon pajisjet që konsumojnë energji elektrike brenda ambienteve:
- Mbushës telefoni 30 W, duke funksionuar 4 orë në ditë
- Kompjuter desktop, 120 W, duke punuar 8 orë në ditë
- Llambë inkandeshente, 60 W, duke funksionuar 8 orë në ditë
- Llambë tryeze, 30 W, funksionon 2 orë në ditë
- Kompjuter laptop, 60 W, duke funksionuar 2 orë në ditë
- TV, 20 W, duke punuar 8 orë në ditë
Zgjidhje:
Për të përcaktuar konsumin e energjisë elektrike, përdoret relacioni Konsumi i energjisë = pt. 30 W dhe përdoret 4 orë në ditë, do të konsumojë 120 Wh ose 0.120Kwh në ditë, siç tregohet në figurën 8.
Tabela 1 tregon llogaritjen e konsumit elektrik të pajisjeve lokale. 1.900 Wh ose 1.9kWh konsumohen çdo ditë.
Me një normë prej 0,5 $ / kWh, shërbimi elektrik do të kushtojë:
Rezultati:
Kostoja e shërbimit elektrik në ambiente është 28,5 $ në muaj, për një konsum prej 57 kWh në muaj.
Konventa e shenjës pasive:
Një element mund të thithë ose furnizojë energji. Kur fuqia elektrike e një elementi ka një shenjë pozitive, elementi po thith energji. Nëse fuqia elektrike është negative, elementi furnizon energji elektrike. Shikoni figurën 9
Wasshtë themeluar si një "konventë e shenjës pasive" që fuqia elektrike:
- Positiveshtë pozitive nëse rryma hyn përmes terminalit pozitiv të tensionit në element.
- Negativeshtë negative nëse rryma hyn përmes terminalit negativ. Shikoni figurën 10
Ushtrimi 4 duke zbatuar ligjin e Watt
Për elementët e treguar në Figurën 11, llogaritni fuqinë elektrike duke përdorur konventën e shenjës pozitive dhe tregoni nëse elementi furnizon ose thith energji:
Zgjidhje:
Figura 12 tregon llogaritjen e energjisë elektrike në secilën pajisje.
Pasojë
TE. (Viti i fitimit A) Kur rryma hyn përmes terminalit pozitiv, fuqia është pozitive:
p = 20W, elementi thith energji.
B. (Fitimi për ushtrimin B) Kur rryma hyn përmes terminalit pozitiv, fuqia është pozitive:
p = - 6 W, elementi furnizon energjinë.
Konkluzione për Ligjin e Watt:
Fuqia elektrike, e matur në vat (W), tregon se sa shpejt mund të transformohet energjia elektrike.
Ligji i Watt siguron ekuacionin për llogaritjen e energjisë elektrike në sistemet elektrike, duke vendosur lidhjen e drejtpërdrejtë midis energjisë, tensionit dhe rrymës elektrike: p = vi
Studimi i energjisë elektrike është i dobishëm për të përcaktuar performancën e pajisjeve, në hartimin e të njëjtave për të zvogëluar konsumin elektrik, për mbledhjen e shërbimit elektrik, ndër aplikimet e tjera.
Kur një pajisje konsumon energji, fuqia elektrike është pozitive, nëse furnizon energji, fuqia është negative. Për analizën e fuqisë në qarqet elektrike, zakonisht përdoret konventa e shenjës pozitive, e cila tregon se fuqia në një element është pozitive nëse rryma elektrike hyn përmes terminalit pozitiv.
Gjithashtu në faqen tonë të internetit mund të gjeni: Ligji i Kirchhoff, çfarë përcakton dhe si ta zbatojmë atë
