Ang Kapangyarihan ng Batas ni Watt (Mga Aplikasyon - Ehersisyo)

Pagsingil sa serbisyo ng elektrisidad nakasalalay sa pagkonsumo ng kuryenteSamakatuwid, napaka kapaki-pakinabang upang maunawaan kung ano ito, kung paano ito sinusukat at kung paano mabawasan ang pagkonsumo sa pamamagitan ng paglalapat ng batas ni Watt. Bilang karagdagan, ito ay isang pangunahing variable para sa pag-aaral ng mga de-koryenteng network, at sa disenyo ng mga de-koryenteng aparato.

Ang siyentista na si Watt ay nagtatag ng isang batas, na pinangalanan pagkatapos ng kanya, na nagbibigay-daan sa amin upang makalkula ang mahalagang variable na ito. Susunod, ang pag-aaral ng batas na ito at ang mga aplikasyon nito.

PANGUNAHING KONSEPTO:

• Elektrikong circuit: Pakikipag-ugnay ng mga elemento ng kuryente kung saan maaaring dumaloy ang isang kasalukuyang kuryente.

• Kasalukuyang kuryente: Ang daloy ng singil ng kuryente bawat oras ng yunit sa pamamagitan ng isang kondaktibong materyal. Sinusukat ito sa mga amp (A).

• Elektronikong pag-igting: Kilala rin bilang electrical boltahe o potensyal na pagkakaiba. Ito ang lakas na kinakailangan upang ilipat ang isang singil sa kuryente sa pamamagitan ng isang elemento. Sinusukat ito sa volts (V).

• Energia: Kakayahang gumawa ng trabaho. Sinusukat ito sa joule (J), o sa watt-hour (Wh).

• Kuryente: dami ng enerhiya na naghahatid o sumisipsip ng isang sangkap sa isang naibigay na oras. Ang lakas ng kuryente ay sinusukat sa watts o watts, ito ay sinisimbolo ng titik W.

Marahil ay maaaring interesado ka sa: Ang Batas ng Ohm at ang mga lihim nito, ehersisyo at kung ano ang itinatag nito

Batas ni Watt

Nakasaad sa Batas ni Watt na "Ang kuryenteng kuryente na natupok o naihatid ng isang aparato ay natutukoy ng boltahe at kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng aparato."

Ang lakas ng kuryente ng isang aparato, ayon sa Batas ni Watt, ay ibinibigay ng ekspresyon:

P = V x I

Ang lakas ng kuryente ay sinusukat sa watts (W). Ang "power triangle" sa Larawan 1 ay madalas na ginagamit upang matukoy ang lakas, boltahe, o kasalukuyang elektrikal.

Sa figure 2 ang mga formula na nilalaman sa power triangle ay ipinapakita.

James Watt (Greenok, Scotland, 1736-1819)

Siya ay isang mechanical engineer, imbentor, at chemist. Noong 1775 ay gumawa siya ng mga makina ng singaw, salamat sa kanyang ambag sa pagpapaunlad ng mga makina na ito, nagsimula ang pagpapaunlad ng industriya. Siya ang tagalikha ng rotary engine, dobleng epekto ng makina, instrumento ng tagapagpahiwatig ng presyon ng singaw, bukod sa iba pa.

Sa sistemang Internasyonal ng mga yunit, ang yunit para sa lakas ay ang "watt" (Watt, W) bilang paggalang sa payunir na ito.

Pagkalkula ng pagkonsumo ng enerhiya at pagsingil sa serbisyo ng elektrisidad gamit ang batas ni Watt

Simula mula sa katotohanang ang lakas ng kuryente ay ang dami ng enerhiya na naihahatid o hinihigop ng isang elemento sa isang naibigay na oras, ang enerhiya ay ibinibigay ng pormula sa pigura 3.

Karaniwang sinusukat ang enerhiya ng kuryente sa yunit Wh, bagaman maaari din itong sukatin sa joule (1 J = 1 Ws), o sa horsepower (hp). Upang makagawa ng iba't ibang mga sukat inirerekumenda namin sa iyo na basahin ang aming artikulo mga instrumento sa pagsukat ng elektrisidad.

Ehersisyo ng 1 paglalapat ng batas ni Watt 

Para sa elemento sa Larawan 4, kalkulahin:

1. Nasisipsip ng lakas
2. Ang enerhiya ay hinihigop ng 60 segundo

Solusyon Pagsasanay 1

A.- Ang kuryenteng hinihigop ng elemento ay natutukoy ayon sa pigura 5.

B.- Sinisipsip ng enerhiya

Resulta:

p = 10 W; Enerhiya = 600 J

Pagkonsumo ng elektrisidad na enerhiya:

Ang mga tagapagbigay ng serbisyo sa elektrisidad ay nagtataguyod ng mga rate ayon sa pagkonsumo ng kuryente- Ang pagkonsumo ng kuryente ay nakasalalay sa kuryente na natupok bawat oras Sinusukat ito sa mga oras na kilowatt (kWh), o horsepower (hp).

Pagkonsumo ng kuryente = Enerhiya = pt

Ehersisyo ng 2 paglalapat ng batas ni Watt

Para sa isang orasan sa Larawan 8, binili ang isang 3-V lithium na baterya. Ang baterya ay may nakaimbak na enerhiya na 6.000 joule mula sa pabrika. Alam na ang oras ay kumakain ng isang kasalukuyang elektrikal na 0.0001 A, sa ilang araw aabutin upang mapalitan ang baterya?

Solusyon Pagsasanay 2

Ang kuryenteng elektrikal na natupok ng calculator ay natutukoy gamit ang Batas ng Watt:

Kung ang enerhiya na natupok ng calculator ay ibinibigay ng kaugnay na Energy = pt, paglutas ng oras na "t", at pagpapalit ng mga halaga ng enerhiya at lakas na elektrisidad, nakuha ang oras ng buhay ng baterya. Tingnan ang larawan 6

Ang baterya ay may kakayahang panatilihin ang calculator sa loob ng 20.000.000 segundo, na katumbas ng 7,7 buwan.

Resulta:

Ang baterya ng orasan ay dapat mapalitan pagkatapos ng 7 buwan.

Ehersisyo ng 3 paglalapat ng batas ni Watt

Kinakailangan na malaman ang pagtantya ng buwanang gastos sa serbisyo sa elektrisidad para sa isang lokal, alam na ang rate para sa pagkonsumo ng kuryente ay 0,5 $ / kWh. Ipinapakita ng Larawan 7 ang mga aparato na kumonsumo ng kuryente sa loob ng mga lugar:

• 30 W charger ng telepono, nagpapatakbo ng 4 na oras sa isang araw
• Desktop computer, 120 W, operating 8 oras sa isang araw
• Ang bombilya ng maliwanag na ilaw, 60 W, na tumatakbo ng 8 oras sa isang araw
• Ang desk lamp, 30 W, ay nagpapatakbo ng 2 oras sa isang araw
• Laptop computer, 60 W, operating 2 oras sa isang araw
• TV, 20 W, na tumatakbo 8 oras sa isang araw

Solusyon:

Upang matukoy ang pagkonsumo ng kuryente, ginagamit ang ugnayan sa Pagkonsumo ng Enerhiya = pt. 30 W at ginagamit ng 4 na oras sa isang araw, kukonsumo nito ng 120 Wh o 0.120Kwh bawat araw, tulad ng ipinakita sa pigura 8.

Ipinapakita ng Talahanayan 1 ang pagkalkula ng pagkonsumo ng kuryente ng mga lokal na aparato.  1.900 Wh o 1.9kWh ay natupok araw-araw.

Sa rate na 0,5 $ / kWh, nagkakahalaga ang serbisyo sa elektrisidad:

Resulta:

Ang halaga ng serbisyong elektrisidad sa mga lugar ay $ 28,5 bawat buwan, para sa pagkonsumo ng 57 kWh bawat buwan.

Passive sign Convention:

Ang isang elemento ay maaaring tumanggap o magbigay ng enerhiya. Kapag ang lakas ng kuryente ng isang elemento ay may positibong tanda, ang elemento ay sumisipsip ng enerhiya. Kung ang lakas ng kuryente ay negatibo, ang elemento ay nagbibigay ng elektrikal na enerhiya. Tingnan ang pigura 9

Ito ay itinatag bilang isang "passive sign Convention" na kapangyarihan sa kuryente:

• Positive ito kung ang kasalukuyang pumapasok sa pamamagitan ng positibong terminal ng boltahe sa elemento.
• Negatibo kung ang kasalukuyang pumapasok sa pamamagitan ng negatibong terminal. Tingnan ang larawan 10

Ehersisyo 4 na paglalapat ng batas ni Watt

Para sa mga elementong ipinakita sa Larawan 11, kalkulahin ang lakas na elektrikal gamit ang positibong sign Convention at ipahiwatig kung ang elemento ay naghahatid o sumisipsip ng enerhiya:

Solusyon:

Ipinapakita ng Larawan 12 ang pagkalkula ng kuryenteng elektrikal sa bawat aparato.

Magbunga

SA. (Taon ng kita A) Kapag ang kasalukuyang pumapasok sa pamamagitan ng positibong terminal, positibo ang kapangyarihan:

p = 20W, ang elemento ay sumisipsip ng enerhiya.

B. (Kita para sa pag-eehersisyo B) Kapag ang kasalukuyang pumapasok sa pamamagitan ng positibong terminal, positibo ang kapangyarihan:

p = - 6 W, ang elemento ay nagbibigay ng lakas.

Mga Konklusyon para sa Batas ni Watt:

Ang lakas ng kuryente, na sinusukat sa watts (W), ay nagpapahiwatig kung gaano kabilis maaaring mabago ang enerhiya ng elektrisidad.

Ang Batas ng Watt ay nagbibigay ng equation para sa pagkalkula ng kuryenteng elektrikal sa mga electrical system, na nagtataguyod ng direktang ugnayan sa pagitan ng lakas, boltahe at kasalukuyang elektrisidad:

Ang pag-aaral ng kuryenteng elektrikal ay kapaki-pakinabang upang matukoy ang pagganap ng kagamitan, sa disenyo ng pareho upang mabawasan ang pagkonsumo ng elektrisidad, para sa koleksyon ng serbisyong elektrikal, bukod sa iba pang mga application.

Kapag ang isang aparato ay kumonsumo ng enerhiya positibo ang kuryente, kung nagbibigay ito ng enerhiya negatibo ang kuryente. Para sa pagtatasa ng lakas sa mga de-koryenteng circuit, ang positibong sign Convention ay karaniwang ginagamit, na nagpapahiwatig na ang lakas sa isang elemento ay positibo kung ang kasalukuyang kuryente ay pumapasok sa positibong terminal.

Sa aming website maaari mo ring makita: Batas ni Kirchhoff, kung ano ang itinatag nito at kung paano ito ilapat