อำนาจของกฎของวัตต์ (การใช้งาน - แบบฝึกหัด)

การเรียกเก็บเงินค่าบริการไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับการบริโภคของ พลังงานไฟฟ้าดังนั้นจึงมีประโยชน์มากที่จะทำความเข้าใจว่ามันคืออะไรวัดอย่างไรและจะลดการบริโภคโดยใช้กฎของวัตต์ได้อย่างไร นอกจากนี้ยังเป็นตัวแปรพื้นฐานสำหรับการศึกษาเครือข่ายไฟฟ้าและในการออกแบบอุปกรณ์ไฟฟ้า

วัตต์นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งกฎหมายซึ่งตั้งชื่อตามเขาซึ่งช่วยให้เราสามารถคำนวณตัวแปรที่สำคัญนี้ได้ ต่อไปการศึกษากฎหมายนี้และการใช้งาน

แนวคิดพื้นฐาน:

• วงจรไฟฟ้า: การเชื่อมต่อขององค์ประกอบทางไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้

• กระแสไฟฟ้า: การไหลของประจุไฟฟ้าต่อหน่วยเวลาผ่านวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า วัดเป็นแอมป์ (A)

• ความตึงเครียดไฟฟ้า: หรือที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ เป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้าผ่านองค์ประกอบ วัดเป็นโวลต์ (V)

• Energ?: ความสามารถในการทำงาน มีหน่วยวัดเป็นจูล (J) หรือในหน่วยวัตต์ - ชั่วโมง (Wh)

• พลังงานไฟฟ้า: ปริมาณพลังงานที่องค์ประกอบส่งมอบหรือดูดซับในช่วงเวลาที่กำหนด กำลังไฟฟ้าวัดเป็นวัตต์หรือวัตต์โดยมีสัญลักษณ์เป็นตัวอักษร W

บางทีคุณอาจสนใจ: กฎของโอห์มและความลับแบบฝึกหัดและสิ่งที่กำหนด

กฎของวัตต์

กฎของวัตต์ระบุว่า "พลังงานไฟฟ้าที่อุปกรณ์ใช้หรือส่งมอบจะถูกกำหนดโดยแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์"

กำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ตามกฎของวัตต์ได้รับจากนิพจน์:

P = V x I

กำลังไฟฟ้าวัดเป็นวัตต์ (W) “ สามเหลี่ยมกำลัง” ในรูปที่ 1 มักใช้เพื่อกำหนดกำลังไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า

ในรูปที่ 2 จะแสดงสูตรที่อยู่ในสามเหลี่ยมกำลัง

เจมส์วัตต์ (Greenok, Scotland, 1736-1819)

เขาเป็นวิศวกรเครื่องกลนักประดิษฐ์และนักเคมี ในปี 1775 เขาได้ผลิตเครื่องจักรไอน้ำด้วยการมีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่องจักรเหล่านี้การพัฒนาอุตสาหกรรมจึงเริ่มขึ้น เขาเป็นผู้สร้างเครื่องยนต์โรตารี่, เครื่องยนต์ดับเบิ้ลเอฟเฟกต์, เครื่องมือบ่งชี้แรงดันไอน้ำและอื่น ๆ

ในระบบหน่วยสากลหน่วยสำหรับกำลังไฟฟ้าคือ "วัตต์" (วัตต์, W) เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้บุกเบิกรายนี้.

การคำนวณการใช้พลังงานและการเรียกเก็บเงินค่าบริการไฟฟ้าโดยใช้กฎหมายของวัตต์

เริ่มต้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานไฟฟ้าคือปริมาณพลังงานที่องค์ประกอบส่งมอบหรือดูดซับในช่วงเวลาที่กำหนดพลังงานจะได้รับจากสูตรในรูปที่ 3

โดยปกติแล้วพลังงานไฟฟ้าจะวัดเป็นหน่วย Wh แม้ว่าจะสามารถวัดเป็นจูล (1 J = 1 Ws) หรือเป็นแรงม้า (แรงม้า) หากต้องการทำการวัดที่แตกต่างกันเราขอแนะนำให้คุณอ่านบทความของเรา เครื่องมือวัดไฟฟ้า.

1 แบบฝึกหัด ใช้กฎของวัตต์ 

สำหรับองค์ประกอบในรูปที่ 4 ให้คำนวณ:

1. ดูดซับพลัง
2. ดูดซับพลังงานเป็นเวลา 60 วินาที

เฉลยแบบฝึกหัด 1

ก. - พลังงานไฟฟ้าที่ดูดซับโดยองค์ประกอบจะถูกกำหนดตามรูปที่ 5

B.- ดูดซับพลังงาน

ผล:

p = 10 วัตต์; พลังงาน = 600 J

การใช้พลังงานไฟฟ้า:

ผู้ให้บริการไฟฟ้ากำหนดอัตราตามปริมาณการใช้ไฟฟ้า - การใช้พลังงานไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าที่ใช้ต่อชั่วโมง มีหน่วยวัดเป็นกิโลวัตต์ - ชั่วโมง (กิโลวัตต์ชั่วโมง) หรือแรงม้า (แรงม้า)

การใช้ไฟฟ้า = พลังงาน = pt

2 แบบฝึกหัด ใช้กฎของวัตต์

สำหรับนาฬิกาในรูปที่ 8 จะซื้อแบตเตอรี่ลิเธียม 3 โวลต์แบตเตอรี่มีพลังงานเก็บไว้ 6.000 จูลจากโรงงาน เมื่อทราบว่านาฬิกาใช้กระแสไฟฟ้า 0.0001 A จะใช้เวลากี่วันในการเปลี่ยนแบตเตอรี่?

เฉลยแบบฝึกหัด 2

พลังงานไฟฟ้าที่ใช้โดยเครื่องคิดเลขจะพิจารณาจากกฎของวัตต์:

หากเครื่องคำนวณพลังงานที่ใช้โดยความสัมพันธ์ Energy = pt การแก้เวลา "t" และแทนที่ค่าของพลังงานและพลังงานไฟฟ้าจะได้เวลาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ดูรูปที่ 6

แบตเตอรี่มีความสามารถในการเปิดเครื่องคิดเลขเป็นเวลา 20.000.000 วินาทีซึ่งเทียบเท่ากับ 7,7 เดือน

ผล:

ควรเปลี่ยนแบตเตอรี่นาฬิกาหลังจาก 7 เดือน.

3 แบบฝึกหัด ใช้กฎของวัตต์

จำเป็นต้องทราบประมาณการค่าใช้จ่ายรายเดือนในการให้บริการไฟฟ้าสำหรับท้องถิ่นโดยทราบว่าอัตราการใช้ไฟฟ้าคือ 0,5 เหรียญ / กิโลวัตต์ชั่วโมง รูปที่ 7 แสดงอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าภายในสถานที่:

• เครื่องชาร์จโทรศัพท์ 30 W ใช้งานได้ 4 ชั่วโมงต่อวัน
• คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ 120 W ทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน
• หลอดไส้ 60 วัตต์ทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน
• โคมไฟตั้งโต๊ะ 30 W ทำงาน 2 ชั่วโมงต่อวัน
• คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป 60 W ทำงาน 2 ชั่วโมงต่อวัน
• ทีวี 20 วัตต์ใช้งาน 8 ชั่วโมงต่อวัน

ทางออก:

ในการกำหนดปริมาณการใช้ไฟฟ้าจะใช้ความสัมพันธ์ Energy Consumption = pt 30 W และใช้ 4 ชั่วโมงต่อวันจะใช้ 120 Wh หรือ 0.120Kwh ต่อวันดังแสดงในรูปที่ 8

ตารางที่ 1 แสดงการคำนวณการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ท้องถิ่น  บริโภค 1.900 Wh หรือ 1.9kWh ทุกวัน

ด้วยอัตรา 0,5 $ / kWh บริการไฟฟ้าจะมีค่าใช้จ่าย:

ผล:

ค่าบริการไฟฟ้าในสถานที่คือ 28,5 เหรียญต่อเดือนสำหรับการใช้งาน 57 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อเดือน

อนุสัญญาเซ็นแบบพาสซีฟ:

องค์ประกอบสามารถดูดซับหรือจ่ายพลังงานได้ เมื่อพลังงานไฟฟ้าขององค์ประกอบมีเครื่องหมายบวกแสดงว่าองค์ประกอบกำลังดูดซับพลังงาน ถ้าพลังงานไฟฟ้าเป็นลบแสดงว่าองค์ประกอบนั้นจ่ายพลังงานไฟฟ้า ดูรูปที่ 9

ได้รับการจัดตั้งขึ้นเป็น "อนุสัญญาสัญญาณแฝง" ที่พลังงานไฟฟ้า:

• เป็นบวกถ้ากระแสไฟฟ้าเข้าผ่านขั้วบวกของแรงดันไฟฟ้าในองค์ประกอบ
• เป็นลบหากกระแสไฟฟ้าเข้าผ่านขั้วลบ ดูรูปที่ 10

แบบฝึกหัดที่ 4 โดยใช้กฎของวัตต์

สำหรับองค์ประกอบที่แสดงในรูปที่ 11 ให้คำนวณกำลังไฟฟ้าโดยใช้รูปแบบเครื่องหมายบวกและระบุว่าองค์ประกอบจ่ายหรือดูดซับพลังงาน:

ทางออก:

รูปที่ 12 แสดงการคำนวณกำลังไฟฟ้าในแต่ละอุปกรณ์

ผล

ถึง. (กำไรปีก) เมื่อกระแสเข้าผ่านขั้วบวกพลังจะเป็นบวก:

p = 20W องค์ประกอบดูดซับพลังงาน.

บี (กำไรจากการออกกำลังกาย B) เมื่อกระแสเข้าผ่านขั้วบวกพลังจะเป็นบวก:

p = - 6 W องค์ประกอบให้พลังงาน.

ข้อสรุปสำหรับกฎของวัตต์:

กำลังไฟฟ้าที่วัดเป็นวัตต์ (W) แสดงว่าสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าได้เร็วเพียงใด

กฎของวัตต์ให้สมการสำหรับการคำนวณกำลังไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าโดยสร้างความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างกำลังไฟฟ้าแรงดันและกระแสไฟฟ้า: p = vi

การศึกษาพลังงานไฟฟ้ามีประโยชน์ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในการออกแบบให้เหมือนกันเพื่อลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับการรวบรวมบริการไฟฟ้าและการใช้งานอื่น ๆ

เมื่ออุปกรณ์ใช้พลังงานพลังงานไฟฟ้าจะเป็นบวกหากอุปกรณ์จ่ายพลังงานพลังงานจะเป็นลบ สำหรับการวิเคราะห์กำลังในวงจรไฟฟ้ามักใช้รูปแบบเครื่องหมายบวกซึ่งระบุว่ากำลังไฟฟ้าในองค์ประกอบเป็นบวกถ้ากระแสไฟฟ้าเข้าทางขั้วบวก

นอกจากนี้ในเว็บไซต์ของเราคุณสามารถค้นหา: กฎของ Kirchhoff สิ่งที่กำหนดและจะนำไปใช้อย่างไร