Nguvu ya Sheria ya Watt (Matumizi - Mazoezi)
Ulipaji wa huduma ya umeme inategemea matumizi ya nguvu za umemeKwa hivyo, ni muhimu sana kuelewa ni nini, jinsi inapimwa na jinsi ya kupunguza matumizi kwa kutumia sheria ya Watt. Kwa kuongezea, ni tofauti ya kimsingi kwa utafiti wa mitandao ya umeme, na katika muundo wa vifaa vya umeme.
Mwanasayansi Watt alianzisha sheria, iliyopewa jina lake, ambayo inatuwezesha kuhesabu tofauti hii muhimu. Ifuatayo, utafiti wa sheria hii na matumizi yake.
DHANA ZA MSINGI:
- Mzunguko wa umeme: Kuunganishwa kwa vitu vya umeme ambavyo kwa sasa umeme unaweza kutiririka.
- Umeme wa sasa: Mtiririko wa malipo ya umeme kwa wakati wa kitengo kupitia nyenzo zinazoendesha. Inapimwa kwa amps (A).
- Mvutano wa umeme: Pia inajulikana kama umeme wa umeme au tofauti inayowezekana. Ni nguvu inayohitajika kusonga chaji ya umeme kupitia kitu. Inapimwa kwa volts (V).
- Nishati: Uwezo wa kufanya kazi. Inapimwa kwa joule (J), au kwa masaa ya watt (Wh).
- Nguvu za umeme: kiasi cha nguvu ambacho kipengee kinatoa au kunyonya kwa wakati fulani. Nguvu ya umeme hupimwa kwa watts au watts, inaonyeshwa na herufi W.
Labda unaweza kupendezwa na: Sheria ya Ohm na siri zake, mazoezi na kile inachoanzisha
Sheria ya Watt
Sheria ya Watt inasema kuwa "Nguvu ya umeme ambayo kifaa hutumia au kutoa hutambuliwa na voltage na sasa inapita kwenye kifaa."
Nguvu ya umeme ya kifaa, kulingana na Sheria ya Watt, hutolewa na usemi:
P = V x mimi
Nguvu ya umeme hupimwa kwa watts (W). "Pembetatu ya nguvu" kwenye Mchoro 1 mara nyingi hutumiwa kuamua nguvu, voltage, au umeme wa sasa.
Katika sura ya 2 fomula zilizo kwenye pembetatu ya nguvu zinaonyeshwa.
James Watt (Greenok, Uskochi, 1736-1819)
Alikuwa mhandisi wa mitambo, mvumbuzi, na kemia. Mnamo 1775 alitengeneza injini za mvuke, shukrani kwa mchango wake katika ukuzaji wa mashine hizi, maendeleo ya viwanda yalianza. Yeye ndiye muundaji wa injini ya kuzunguka, injini ya athari mbili, chombo cha kiashiria cha shinikizo la mvuke, kati ya zingine.
Katika mfumo wa kimataifa wa vitengo, kitengo cha nguvu ni "watt" (Watt, W) kwa heshima ya painia huyu.
Hesabu ya matumizi ya nishati na malipo ya huduma ya umeme kwa kutumia sheria ya Watt
Kuanzia ukweli kwamba nguvu ya umeme ni kiwango cha nguvu ambacho kipengee kinatoa au kunyonya kwa wakati uliopewa, nguvu hiyo hutolewa na fomula katika sura ya 3.
Nishati ya umeme kawaida hupimwa katika kitengo WH, ingawa inaweza kupimwa kwa joule (1 J = 1 Ws), au kwa nguvu ya farasi (hp). Ili kufanya vipimo tofauti tunapendekeza usome nakala yetu vyombo vya kupimia umeme.
Zoezi la 1 kutumia sheria ya Watt
Kwa kipengee kwenye Kielelezo 4, hesabu:
- Nguvu iliyoingizwa
- Nishati kufyonzwa kwa sekunde 60
Zoezi la suluhisho 1
A. - Nguvu ya umeme iliyoingizwa na kipengee imedhamiriwa kulingana na takwimu 5.
B. - Nishati iliyoingizwa
Matokeo:
p = 10 W; Nishati = 600 J
Matumizi ya nishati ya umeme:
Watoa huduma za umeme huweka viwango kulingana na matumizi ya umeme- Matumizi ya umeme hutegemea nguvu inayotumiwa kwa saa. Inapimwa kwa kilowatt-masaa (kWh), au nguvu ya farasi (hp).
Matumizi ya umeme = Nishati = pt
Zoezi la 2 kutumia sheria ya Watt
Kwa saa katika Mchoro 8, betri ya lithiamu 3 V inunuliwa.Betri ina nishati iliyohifadhiwa ya joule 6.000 kutoka kiwandani. Kujua kuwa saa hutumia mkondo wa umeme wa 0.0001 A, itachukua siku ngapi kuchukua nafasi ya betri?
Zoezi la suluhisho 2
Nguvu ya umeme inayotumiwa na kikokotoo imedhamiriwa kwa kutumia Sheria ya Watt:
Ikiwa nishati inayotumiwa na kikokotoo imepewa na uhusiano Nishati = pt, kutatua wakati "t", na kubadilisha maadili ya nguvu na nguvu ya umeme, wakati wa maisha ya betri unapatikana. Tazama sura ya 6
Betri ina uwezo wa kuweka kikokotoo kwa sekunde 20.000.000, ambayo ni sawa na miezi 7,7.
Matokeo:
Betri ya saa inapaswa kubadilishwa baada ya miezi 7.
Zoezi la 3 kutumia sheria ya Watt
Inahitajika kujua makadirio ya gharama za kila mwezi katika huduma ya umeme kwa mtaa, tukijua kuwa kiwango cha matumizi ya umeme ni 0,5 $ / kWh. Kielelezo 7 kinaonyesha vifaa vinavyotumia umeme ndani ya majengo:
- Chaja ya simu ya 30 W, inayofanya kazi masaa 4 kwa siku
- Kompyuta ya mezani, 120 W, inafanya kazi masaa 8 kwa siku
- Balbu ya incandescent, 60 W, inafanya kazi masaa 8 kwa siku
- Taa ya dawati, 30 W, inafanya kazi masaa 2 kwa siku
- Kompyuta ya Laptop, 60 W, inayofanya kazi masaa 2 kwa siku
- TV, 20 W, inafanya kazi masaa 8 kwa siku
Ufumbuzi:
Kuamua matumizi ya umeme, uhusiano Matumizi ya Nishati = pt hutumiwa. 30 W na hutumiwa masaa 4 kwa siku, itatumia 120 Wh au 0.120Kwh kwa siku, kama inavyoonyeshwa kwenye sura ya 8.
Jedwali 1 linaonyesha hesabu ya matumizi ya umeme ya vifaa vya ndani. 1.900 Wh au 1.9kWh hutumiwa kila siku.
Kwa kiwango cha 0,5 $ / kWh, huduma ya umeme itagharimu:
Matokeo:
Gharama ya huduma ya umeme katika majengo ni $ 28,5 kwa mwezi, kwa matumizi ya 57 kWh kwa mwezi.
Mkutano wa ishara:
Kipengele kinaweza kunyonya au kusambaza nishati. Wakati nguvu ya umeme ya kitu ina ishara nzuri, kipengee kinachukua nguvu. Ikiwa nguvu ya umeme ni hasi, kipengee kinasambaza nishati ya umeme. Angalia kielelezo 9
Ilianzishwa kama "mkataba wa ishara" kwamba nguvu ya umeme:
- Ni nzuri ikiwa sasa inaingia kupitia terminal nzuri ya voltage kwenye kipengee.
- Ni hasi ikiwa sasa inaingia kupitia terminal hasi. Angalia kielelezo 10
Zoezi la 4 kutumia sheria ya Watt
Kwa vitu vilivyoonyeshwa kwenye Kielelezo 11, hesabu nguvu ya umeme ukitumia mkusanyiko mzuri wa ishara na uonyeshe ikiwa kipengee kinatoa au kinachukua nishati:
Ufumbuzi:
Kielelezo 12 kinaonyesha hesabu ya nguvu ya umeme katika kila kifaa.
Kusababisha
KWA. (Mwaka wa faida AWakati sasa inapoingia kupitia terminal nzuri, nguvu ni chanya:
p = 20W, kipengee kinachukua nguvu.
B. (Faida ya mazoezi BWakati sasa inapoingia kupitia terminal nzuri, nguvu ni chanya:
p = - 6 W, kipengee kinasambaza nguvu.
Hitimisho kwa Sheria ya Watt:
Nguvu ya umeme, iliyopimwa kwa watts (W), inaonyesha jinsi nishati ya umeme inaweza kubadilishwa haraka.
Sheria ya Watt hutoa equation kwa hesabu ya nguvu ya umeme katika mifumo ya umeme, na kuanzisha uhusiano wa moja kwa moja kati ya umeme, voltage na umeme wa sasa: p = vi
Utafiti wa nguvu ya umeme ni muhimu kuamua utendaji wa vifaa, katika muundo wa sawa kupunguza matumizi ya umeme, kwa ukusanyaji wa huduma ya umeme, kati ya matumizi mengine.
Wakati kifaa kinatumia nishati nguvu ya umeme ni chanya, ikiwa inatoa nishati nguvu ni hasi. Kwa uchambuzi wa nguvu kwenye nyaya za umeme, kawaida ishara sahihi hutumiwa, ambayo inaonyesha kuwa nguvu katika kipengee ni nzuri ikiwa mkondo wa umeme unaingia kupitia terminal nzuri.
Pia kwenye wavuti yetu unaweza kupata: Sheria ya Kirchhoff, inaanzisha nini na jinsi ya kuitumia
