Основна електрична енергијатехнологија

Моћ Ватовог закона (пријаве - вежбе)

Наплата електричне услуге зависи од потрошње електрична енергијаЗбог тога је веома корисно разумети шта је то, како се мери и како смањити потрошњу применом Ватовог закона. Поред тога, то је основна променљива за проучавање електричних мрежа и у дизајну електричних уређаја.

Научник Ватт успоставио је закон, назван по њему, који нам омогућава да израчунамо ову важну променљиву. Следи проучавање овог закона и његових примена.

ОСНОВНИ ПОЈМОВИ:

  • Електрични круг: Међуповезивање електричних елемената кроз које може проћи електрична струја.
  • Електрична струја: Проток електричног наелектрисања у јединици времена кроз проводни материјал. Мерено је у појачалима (А).
  • Електрична напетост: Такође познат као електрични напон или разлика потенцијала. То је енергија потребна за покретање електричног набоја кроз елемент. Мери се у волтима (В).
  • Енергија: Способност обављања посла. Мери се у џулима (Ј) или у ват-сатима (Вх).
  • Електрична енергија: количина енергије коју елемент испоручује или апсорбује у одређеном времену. Електрична снага се мери у ватима или ватима, симболизује је слово В.

Можда би вас могло занимати: Охмов закон и његове тајне, вежбе и шта он успоставља

Омов закон и његове тајне покривају чланак
цитеиа.цом

Ватт-ов закон

Ватов закон каже да „Електрична снага коју уређај троши или испоручује одређена је напоном и струјом која пролази кроз уређај.“

Електрична снага уређаја, према Ватовом закону, дата је изразом:

П = В к И

Електрична снага се мери у ватима (В). „Трокут снаге“ на слици 1 често се користи за одређивање снаге, напона или електричне струје.

Ватт-ов закон о троуглу електричне енергије
Слика 1. Електрични троугао (хттпс://цитеиа.цом)

На слици 2 приказане су формуле садржане у троуглу снаге.

Формуле - Ватов закон троугла електричне снаге
Слика 2. Формуле - троугао електричне енергије (хттпс://цитеиа.цом)

Јамес Ватт (Греенок, Шкотска, 1736-1819)

Био је машински инжењер, проналазач и хемичар. 1775. године произвео је парне машине, захваљујући његовом доприносу развоју ових машина, започео је индустријски развој. Творац је ротационог мотора, мотора са двоструким ефектом, инструмента за индикацију притиска паре, између осталих.

У међународном систему јединица, јединица снаге је „ват“ (вати, В) у част овог пионира.

Прорачун потрошње енергије и обрачуна електричне енергије користећи Ватт-ов закон

Полазећи од чињенице да је електрична снага количина енергије коју елемент испоручује или апсорбује у одређеном времену, енергија је дата формулом на слици 3.

Формуле - Прорачун енергије
Слика 3. Формуле - Прорачун енергије (хттпс://цитеиа.цом)

Електрична енергија се обично мери у јединици Вх, мада се може мерити и у џулима (1 Ј = 1 Вс) или у коњским снагама (КС). Да бисте направили различита мерења, препоручујемо вам да прочитате наш чланак о електрични мерни инструменти.

Вежба 1 примењујући Ватов закон 

За елемент на слици 4 израчунајте:

  1. Апсорбована снага
  2. Енергија апсорбована 60 секунди
Ваттова вежба закона
Слика 4. Вежба 1 (хттпс://цитеиа.цом)

Решење Вежба 1

А. - Електрична снага коју апсорбује елемент одређује се према слици 5.

Прорачун електричне снаге
Слика 5. Прорачун електричне снаге (хттпс://цитеиа.цом)

Б.- Апсорбована енергија

Апсорбована енергија
Формула апсорбује енергију

Резултат:

п = 10 В; Енергија = 600 Ј

Потрошња електричне енергије:

Пружаоци електричне енергије утврђују тарифе према потрошњи електричне енергије, а потрошња електричне енергије зависи од потрошене енергије на сат. Мери се у киловат-сатима (кВх), односно коњским снагама (КС).


Потрошња електричне енергије = Енергија = пт

Вежба 2 примењујући Ватов закон

За сат на слици 8 купује се литијумска батерија од 3 В. Батерија има фабрички ускладиштену енергију од 6.000 0.0001 џула. Знајући да сат троши електричну струју од XNUMX А, за колико дана ће требати замена батерије?

Решење Вежба 2

Електрична снага коју калкулатор троши одређује се помоћу Ватовог закона:

електрична енергија
Формула електричне снаге

Ако се енергија коју калкулатор троши даје релацијом Енергија = пт, решавајући време „т“ и замењујући вредности енергије и електричне снаге, добија се време трајања батерије. Погледајте слику 6

Прорачун времена трајања батерије
Слика 6. Прорачун времена трајања батерије (хттпс://цитеиа.цом)

Батерија има капацитет да држи калкулатор укљученим 20.000.000 секунди, што је еквивалентно 7,7 месеци.

Резултат:

Батерију сата треба заменити након 7 месеци.

Вежба 3 примењујући Ватов закон

Потребно је знати процену месечних трошкова у електроенергетској служби за локално становништво, знајући да је стопа потрошње електричне енергије 0,5 $ / кВх. Слика 7 приказује уређаје који троше електричну енергију у просторијама:

  • Телефонски пуњач од 30 В, који ради 4 сата дневно
  • Стони рачунар, 120 В, ради 8 сати дневно
  • Жаруља са жарном нити, 60 В, ради 8 сати дневно
  • Стона лампа, 30 В, ради 2 сата дневно
  • Преносни рачунар, 60 В, ради 2 сата дневно
  • ТВ, 20 В, ради 8 сати дневно
Потрошња струје
Слика 7 Вежба 3 (хттпс://цитеиа.цом)

Решење:

За одређивање потрошње електричне енергије користи се однос Потрошња енергије = пт. 30 В и користи се 4 сата дневно, трошиће 120 Вх или 0.120 кВх дневно, као што је приказано на слици 8.

Прорачун потрошње електричне енергије телефонског пуњача (пример)
Слика 8. Прорачун потрошње електричне енергије телефонског пуњача (хттпс://цитеиа.цом)

Табела 1 приказује прорачун потрошње електричне енергије локалних уређаја.  Дневно се потроши 1.900 Вх или 1.9кВх.

Прорачун потрошње електричне енергије Вежба 3 Ватт-ов закон
Табела 1 Прорачун потрошње електричне енергије Вежба 3 (хттпс://цитеиа.цом)
Формула Месечна потрошња енергије
Формула Месечна потрошња енергије

Са брзином од 0,5 УСД / кВх, електрична услуга коштаће:

Месечна формула за електричне трошкове
Месечна формула за електричне трошкове

Резултат:

Цена електричне услуге у просторијама износи 28,5 долара месечно, за потрошњу од 57 кВх месечно.

Конвенција о пасивном знаку:

Елемент може апсорбовати или опскрбити енергијом. Када електрична снага елемента има позитиван предзнак, елемент апсорбује енергију. Ако је електрична снага негативна, елемент даје електричну енергију. Погледајте слику 9

Знак закона о електричној снази
Слика 9 Знак за електричну енергију (хттпс://цитеиа.цом)

Утврђено је као „пасивна конвенција о знаковима“ да електрична снага:

  • Позитивно је ако струја улази кроз позитивну стезаљку напона у елементу.
  • Негативно је ако струја улази кроз негативни прикључак. Погледајте слику 10
Пасивна конвенција о знаковима Ватов закон
Слика 10. Конвенција о пасивном знаку (хттпс://цитеиа.цом)

Вежба 4 применом Ватовог закона

За елементе приказане на слици 11 израчунајте електричну снагу користећи конвенцију позитивних предзнака и назначите да ли елемент даје или апсорбује енергију:

електрична снага Ватов закон
Слика 11. Вежба 4 (хттпс://цитеиа.цом)

Решење:

На слици 12 приказан је прорачун електричне снаге у сваком уређају.

Прорачун електричне снаге по ватовом закону
Слика 12. Прорачун електричне енергије - вежба 4 (хттпс://цитеиа.цом)

Резултирати

ДО. (Добит година А.) Када струја улази кроз позитивни прикључак, снага је позитивна:

п = 20В, елемент упија енергију.

Б. (Добит за вежбање Б.) Када струја улази кроз позитивни прикључак, снага је позитивна:

п = - 6 В, елемент даје напајање.

Закључци за Ватов закон:

Електрична снага, мерена у ватима (В), показује колико брзо се електрична енергија може трансформисати.

Ватт-ов закон даје једначину за израчунавање електричне снаге у електричним системима, успостављајући директни однос између снаге, напона и електричне струје: п = ви

Проучавање електричне енергије корисно је за утврђивање перформанси опреме, у дизајну исте за смањење потрошње електричне енергије, за прикупљање електричне услуге, између осталих примена.

Када уређај троши енергију, електрична снага је позитивна, а ако напаја енергију, она је негативна. За анализу снаге у електричним круговима обично се користи конвенција позитивног предзнака, која указује да је снага у елементу позитивна ако електрична струја улази кроз позитивни терминал.

Такође на нашој веб страници можете пронаћи: Кирцххофф-ов закон, шта он успоставља и како га применити

Насловница чланка Кирцххофф'с Лавс
цитеиа.цом

Оставите одговор

Ваша емаил адреса неће бити објављена. Обавезна поља су означена са *

Ова страница користи Акисмет како би смањила нежељену пошту. Сазнајте како се подаци вашег коментара обрађују.