電費賬單 取決於消耗 電力因此,了解其含義,如何進行測量以及如何通過應用瓦特定律來減少能耗非常有用。 另外,它是研究電氣網絡和電氣設備設計中的基本變量。
瓦特科學家建立了一條以他命名的法律,該法律使我們能夠計算出這一重要變量。 接下來,對該法及其應用進行研究。
基本概念:
- 電路: 電流可以流過的電子元件的互連。
- 電流: 單位時間內電荷流過導電材料。 單位為安培(A)。
- 電氣張力: 也稱為電壓或電位差。 它是使電荷移動通過一個元素所需的能量。 單位為伏特(V)。
- 能源: 有工作能力。 它以焦耳(J)或瓦特小時(Wh)為單位。
- 電力: 元素在給定時間內傳遞或吸收的能量數量。 電能以瓦特或瓦特為單位,用字母W表示。
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瓦特定律
瓦特定律指出 “設備消耗或傳送的電能取決於流過設備的電壓和電流。”
根據瓦特定律,設備的電功率由以下表達式給出:
P = V x I
電功率以瓦特(W)為單位。 圖1中的“功率三角形”通常用於確定功率,電壓或電流。
在圖2中,顯示了冪三角中包含的公式。
詹姆斯·瓦特(James Watt)(蘇格蘭Greenok,1736-1819)
他是機械工程師,發明家和化學家。 1775年,他製造了蒸汽機,這得益於他對這些機器的開發的貢獻,工業發展開始了。 他是旋轉發動機,雙效發動機,蒸汽壓力指示儀等的創造者。
在國際單位制中,功率單位是“瓦特”(瓦特,W),以表彰該先驅者.
使用瓦特定律計算能耗和電費賬單
從以下事實開始:電能是元素在給定時間內傳遞或吸收的能量,該能量由圖3中的公式給出。
電能通常以Wh單位測量,儘管也可以以焦耳(1 J = 1 Ws)或馬力(hp)進行測量。 為了進行不同的測量,我們建議您閱讀以下文章: 電氣測量儀器.
1練習 運用瓦特定律
對於圖4中的元素,計算:
- 吸收功率
- 吸收能量60秒
解決方案練習1
A.-由元件吸收的電功率根據圖5確定。
B.吸收能量
結果:
p = 10瓦; 能量= 600 J
電能消耗:
電力服務提供商根據用電量確定費率,用電量取決於每小時消耗的電量。 單位為千瓦時(kWh)或馬力(hp)。
電力消耗=能源= pt
2練習 運用瓦特定律
對於圖8中的時鐘,需要購買3 V鋰電池,該電池出廠時的儲能為6.000焦耳。 知道時鐘消耗了0.0001 A的電流,那麼更換電池需要多少天?
解決方案練習2
計算器消耗的電能是根據瓦特定律確定的:
如果計算器消耗的能量由能量= pt關係式給出,求解時間為``t'',然後代入能量和電能的值,則可得出電池壽命時間。 見圖6
電池有能力使計算器開機20.000.000秒,相當於7,7個月。
結果:
時鐘電池應在7個月後更換.
3練習 運用瓦特定律
知道用電費率為0,5 $ / kWh時,需要知道當地電力服務每月支出的估算。 圖7顯示了房屋內消耗電能的設備:
- 30 W手機充電器,每天工作4個小時
- 台式計算機,120 W,每天工作8個小時
- 白熾燈泡,60 W,每天工作8小時
- 30 W檯燈每天工作2小時
- 60 W筆記本電腦,每天工作2個小時
- 20 W電視,每天工作8個小時
解:
為了確定耗電量,使用了“能量消耗= pt”的關係,因此,對於手機充電器而言,耗電量 30 W,每天使用4個小時,每天將消耗120 Wh或0.120Kwh,如圖8所示。
表1列出了本地設備的耗電量計算。 每天消耗1.900 Wh或1.9kWh。
以0,5美元/ kWh的費率計算,電力服務的成本為:
結果:
該處所的電費為每月28,5美元,每月消耗57千瓦時。
被動符號約定:
元素可以吸收或提供能量。 當元件的電功率具有正號時,該元件正在吸收能量。 如果電功率為負,則說明該元件正在提供電能。 見圖9
電力被確定為“被動標誌慣例”:
- 如果電流通過元件中電壓的正極端進入,則為正。
- 如果電流通過負極端子進入,則為負極。 見圖10
練習4應用瓦特定律
對於圖11中所示的元素,請使用正號約定來計算電功率,並指示該元素是否提供能量或吸收能量:
解:
圖12顯示了每個設備中電功率的計算。
導致
至。 (利潤年度A)當電流通過正極端子進入時,電源為正極:
p = 20W,元素吸收能量.
B.(練習B的利潤)當電流通過正極端子進入時,電源為正極:
p =-6 W,元件供電.
瓦特定律的結論:
以瓦特(W)為單位的電能表示可以轉換多快的電能。
瓦特定律提供了用於計算電氣系統中電功率的方程式,建立了功率,電壓和電流之間的直接關係:p = vi
在其他設計中,對電力的研究對於確定設備的性能非常有用,在設備的設計中可以減少電力消耗,收集電力。
當設備消耗能量時,電功率為正,如果設備提供能量,則功率為負。 為了分析電路中的功率,通常使用正號約定,這表示如果電流通過正端子進入,則元件中的功率為正。
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