Jednotka měření elektrického výkonu

Elektrický proud v jakékoli části obvodu funguje ($A$). Uvažujme libovolnou část obvodu, na jejíž konce je přivedeno napětí $U$. Pokud je aktuální síla v našem úseku rovna $I$, pak během časového období $Delta t$ projde touto sekcí náboj o velikosti $Delta q=IDelta t$. V důsledku toho bude práce vykonaná elektrickým proudem v uvažované oblasti rovna:

Vzorec (1) je splněn pro libovolnou část obvodu obsahující libovolnou zátěž, pokud je síla proudu konstantní. Podle definice je jakýkoli výkon ($P$) veličina, která charakterizuje rychlost přeměny energie nebo rychlost vykonané práce:

Pokud použijeme konkrétní definici práce elektrického pole (1), dostaneme definici elektrické energie:

Watt je jednotka měření elektrického výkonu v Mezinárodní soustavě jednotek (SI)

Na základě obecné definice výkonu (1), protože práce se měří v joulech, čas v sekundách, dostaneme $left(fracright)$ – jednotku měření elektrického výkonu, jako každý jiný výkon:

Jednotka měření výkonu má svůj vlastní název: watt je také jednotkou měření elektrického výkonu. Watt je označen jako W. Výkon elektrického proudu je 1 W, pokud za jednu sekundu vykoná práci rovnou jednomu joulu. Watt je jednotka měření elektrického výkonu v Mezinárodní soustavě jednotek (SI). Watt není základní měrnou jednotkou SI. Watt získal své jméno na počest vynálezce J. Watta. Watt lze vyjádřit kombinací základních jednotek SI přímo z definice výkonu (2):

Ze vzorce (3) vyplývá, že watt může být reprezentován následovně:

kde $A$ je ampér; $V$ – volty. Všimněte si, že vzorec (3) dává definici voltu.

Pro označení desetinných dílčích násobků a násobků jednotek elektrické energie v soustavě SI se používají standardní předpony. Například kW (kilowatt): 1kW=1000 W; MW (megawatt) 1 MW$=^6W$ atd.

Jednotky elektrické energie v jiných jednotkových systémech

V systému GHS (systém, ve kterém jsou hlavními jednotkami: centimetr, gram a sekunda) nemá jednotka měření výkonu zvláštní název. V tomto systému:

kde $erg$ je jednotka měření energie (práce) v ČGS.

Příklady problémů s řešením

Cvičení. Elektrický výkon ve stejnosměrném obvodu lze vypočítat pomocí vzorce: $P=I^2R,$ kde $R$ je odpor části obvodu, kterou prochází proud $I$. Získejte jednotky elektrického výkonu z tohoto vzorce.

Řešení. Podle podmínek problému vezmeme jako základ pro určení jednotek měření elektrického výkonu následující výraz:

Proud se měří v ampérech (A), jedné ze sedmi základních jednotek SI. Odpor se měří v ohmech (ohmech). Om je odvozená jednotka SI. Vyjadřuje se základními jednotkami jako:

Pomocí zadaného vzorce (1.1) máme:

Odpovědět. Při určování elektrického výkonu pomocí výrazu $P=I^2R$ zjistíme, že výkon v soustavě SI má jednotku watt.

Cvičení. Dvě žárovky mají výkony: $P_1=40$W a $P_2=100$W a jmenovité napětí $U_1=U_2=110V$. Jsou zapojeny do série (obr. 1) a připojeny ke zdroji konstantního napětí, jehož hodnota je $U=220 V$.

Kolik energie spotřebuje každá žárovka při tomto zapojení? Svou odpověď napište v dekawattech (daW).

Řešení. Na základě obr. 1 vidíme, že žárovky jsou zapojeny do série, to znamená, že proud v každé z nich je stejný, úbytek napětí závisí na odporu. Energii spotřebovanou žárovkami zjistíme pomocí vzorce:

Pro každou žárovku napíšeme rovnici (2.1):

Odpor vláken žárovky určíme ze jmenovitých parametrů:

Sílu proudu určujeme pomocí Ohmova zákona pro část obvodu, přičemž bereme v úvahu, že lampy jsou zapojeny do série:

Řešením rovnic (2.1)-(2.3) získáme:

Provedeme výpočty a získáme:

Vzhledem ke vztahu mezi dW a W:

výstraha: file_put_contents(./students_count.txt): nepodařilo se otevřít stream: Povolení odepřeno v /var/www/webmath-q2ws/data/www/webmath.ru/poleznoe/guide_content_banner.php on-line 20

ověření autoři jsou připraveni pomoci při psaní práce jakékoli složitosti

Pomohli jsme již 4 472 žákům a studentům úspěšně zvládnout úkoly od řešení problémů až po diplomové práce! Zjistěte cenu své práce za 15 minut!