В чем измеряется мощность в механике: Формула мощности в физике — БилдоМан

Содержание

Формула мощности в физике

Содержание:

Определение и формулы мощности

Определение

Мощностью некоторой силы является скалярная физическая величина, которая характеризует скорость произведения работы данной силой. Мощность часто обозначают буквами: N, P.

$$P=\frac{\Delta A}{\Delta t}(1)$$

В том случае, если за равные малые промежутки времени выполняется разная работа, то мощность является переменной во времени. Тогда вводят мгновенное значение мощности:

$$P=\lim _{\Delta t \rightarrow 0} \frac{\delta A}{\Delta t}=\frac{d A}{d t}$$

где $\delta A$ – элементарная работа, которую выполняет сила, $\Delta t$ – отрезок времени в течение, которого данная работа была выполнена. Если мгновенная мощность не является постоянной величиной, то выражение (1) определяет среднюю мощностьза время $\Delta t$.

Мощность силы можно определить как скалярное произведение силы на скорость, с которой движется точка приложения рассматриваемой силы:

$$P=\bar{F} \bar{v}=F_{\tau} v$$

где $F_{\tau}$ – проекция силы $\bar{F}$ на направление вектора скорости ( $\bar{v}$).

{k} \bar{F}_{i} \cdot \bar{v}_{i}(5)$$

где $\bar{v}_{i}$ – скорость перемещения точки, к которой приложена сила $\bar{F}_{i}$.

В случае поступательного движения твердого тела со скоростью $\bar{v}$ мощность можно определить при помощи формулы:

$$P=\overline{F v}(6)$$

где $\bar{F}$ – главный вектор внешних сил.

Если твердое тело совершает вращение вокруг точки О или вокруг неподвижной оси, которая проходит через точку О, то формулой для счет мощности можно считать выражение:

$$P=\bar{M} \bar{\omega}(7)$$

где $\bar{M}$ – главный момент внешних сил по отношению к точке О, $\bar{omega}$ – мгновенная угловая скорость вращения тела.

Единицы измерения мощности

Основной единицей измерения мощности силы в системе СИ является: [P]=вт (ватт)

В СГС: [P]=эрг/с.

1 вт=10⁷ эрг/( с).

Примеры решения задач

Пример

Задание. Какова мощность (P(t)), развиваемая силой, если она действует на тело, которое имеет массу m и под воздействием приложенной силы движется поступательно. {5}\right)$

Слишком сложно?

Формула мощности не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!

Пример

Задание. Какова мгновенная мощность силы тяжести на высоте h/2. если камень массы m падает с высоты h. Сопротивление воздуха не учитывать.

Решение. Сделаем рисунок.

В качестве основы для решения задачи используем формулу для мгновенной мощности вида:

$$P=\bar{F} \cdot \bar{v}(2.1)$$

Сила, действующая на тело – сила тяжести. Она направлена по оси Y, выражение для ее проекции на ось Y запишем как:

$$F=m g(2.2)$$

В начальный момент времени тело имело скорость равную нулю, тогда скорость тела в проекции на ось Y можно вычислить, используя выражение:

$$v=v_{0}+g t=g t(2.3)$$

где v₀=0.

Найдем момент времени, в который тело окажется на половине высоты (y=h/2), применим уравнение, которое описывает равноускоренное движение (из начальных условий y₀=0, v₀=0):

$$y=y_{0}+v_{0} t+\frac{g t^{2}}{2}=\frac{g t^{2}}{2}=\frac{h}{2} \rightarrow t=\sqrt{\frac{h}{g}}(2.

{3} h}$

Читать дальше: Формула плотности вещества.

Мгновенная мощность формула механика. Мощность: определение и формула

Для того, чтобы перетащить 10 мешков картошки с огорода, расположенного в паре километров от дома, вам потребуется целый день носиться с ведром туда-обратно. Если вы возьмете тележку, рассчитанную на один мешок, то справитесь за два-три часа.

Ну а если закинуть все мешки в телегу, запряженную лошадью, то через полчаса ваш урожай благополучно перекочует в ваш погреб. В чем разница? Разница в быстроте выполнения работы. Быстроту совершения механической работы характеризуют физической величиной, изучаемой в курсе физики седьмого класса. Называется эта величина мощностью. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. То есть, чтобы найти мощность, надо совершенную работу разделить на затраченное время.

Формула расчета мощности

И в таком случае, формула расчета мощности принимает следующий вид: мощность= работа/время, или

N=A/t,

где N — мощность,
A — работа,
t — время.

Единицей мощности является ватт (1 Вт). 1 Вт — это такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 джоуль. Единица эта названа в честь английского изобретателя Дж. Уатта, который построил первую паровую машину. Любопытно, что сам Уатт пользовался другой единицей мощности — лошадиная сила, и формулу мощности в физике в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, ввели позже. Измерение мощности в лошадиных силах используют и сегодня, например, когда говорят о мощности легкового автомобиля или грузовика. Одна лошадиная сила равна примерно 735,5 Вт.

Применение мощности в физике

Мощность является важнейшей характеристикой любого двигателя. Различные двигатели развивают совершенно разную мощность. Это могут быть как сотые доли киловатта, например, двигатель электробритвы, так и миллионы киловатт, например, двигатель ракеты-носителя космического корабля. При различной нагрузке двигатель автомобиля вырабатывает разную мощность , чтобы продолжать движение с одинаковой скоростью. Например, при увеличении массы груза, вес машины увеличивается, соответственно, возрастает сила трения о поверхность дороги, и для поддержания такой же скорости, как и без груза, двигатель должен будет совершать большую работу. Соответственно, возрастет вырабатываемая двигателем мощность. Двигатель будет потреблять больше топлива. Это хорошо известно всем шоферам. Однако, на большой скорости свою немалую роль играет и инерция движущегося транспортного средства, которая тем больше, чем больше его масса. Опытные водители грузовиков находят оптимальное сочетание скорости с потребляемым бензином, чтобы машина сжигала меньше топлива.

Выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Эффективная мощность , мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине непосредственно или через силовую передачу. Различают полезную, полную и номинальную Э. м. двигателя. Полезной называют Э. м. двигателя за вычетом затрат мощности на приведение в действие вспомогательных агрегатов или механизмов, необходимых для его работы, но имеющих отдельный привод (не от двигателя непосредственно). Полная Э. м. — мощность двигателя без вычета указанных затрат. Номинальная Э. м., или просто номинальная мощность, — Э. м., гарантированная заводом-изготовителем для определённых условий работы. В зависимости от типа и назначения двигателя устанавливаются Э. м., регламентируемые стандартами или техническими условиями (например, наибольшая мощность судового реверсивного двигателя при определённой частоте вращения коленчатого вала в случае заднего хода судна — так называемая мощность заднего хода, наибольшая мощность авиационного двигателя при минимальном удельном расходе топлива — так называемая крейсерская мощность и т. п.). Э. м. зависит от форсирования (интенсификации) рабочего процесса, размеров и механического кпд двигателя.

Единицы измерения

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила .

Соотношения между единицами мощности

Единицы	Вт	кВт	МВт	кгс·м/с	эрг/с	л. с.
1 ватт	1	10 -3	10 -6	0,102	10 7	1,36·10 -3
1 киловатт	10 3	1	10 -3	102	10 10	1,36
1 мегаватт	10 6	10 3	1	102·10 3	10 13	1,36·10 3
1 килограмм-сила-метр в секунду	9,81	9,81·10 -3	9,81·10 -6	1	9,81·10 7	1,33·10 -2
1 эрг в секунду	10 -7	10 -10	10 -13	1,02·10 -8	1	1,36·10 -10
1 лошадиная сила	735,5	735,5·10 -3	735,5·10 -6	75	7,355·10 9	1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила , то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

M — момент, — угловая скорость, — число пи , n — частота вращения (об/мин).

Электрическая мощность

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

S — Полная мощность, ВА

P — Активная мощность, Вт

Q — Реактивная мощность, ВАр

Приборы для измерения мощности

Примечания

См. также

Ссылки

Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Мощность (физика)» в других словарях:

Наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, св ва и строение материи и законы её движения. Понятия Ф. и её законы лежат в основе всего естествознания. Ф. относится к точным наукам и изучает количеств … Физическая энциклопедия

Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия

Физика высоких плотностей энергий (англ. High Energy Density Physics, HED Physics) раздел физики на стыке физики конденсированного состояния и физики плазмы, занимающийся изучением систем, имеющих высокую плотность энергии. Под высокой … Википедия

Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность … Википедия

Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

У этого термина существуют и другие значения, см. Интенсивность. Интенсивность Размерность MT−3 Единицы измерения СИ Вт/м² … Википедия

Ваттметр (ватт + гр. μετρεω измеряю) измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Ваттметры низкой частоты и постоянного тока … Википедия

Книги

Физика. 7 класс. Дидактические материалы к учебнику А. В. Перышкина. Вертикаль. ФГОС , Марон Абрам Евсеевич, Марон Евгений Абрамович. Данное пособие включает тренировочные задания, тесты для самоконтроля, самостоятельные работы, контрольные работы и примеры решения типовых задач. Всего в предлагаемом комплекте дидактических…

Каждое тело, совершающее движение, можно охарактеризовать работой. Иными словами, она характеризует действие сил.

Работа определяется как:
Произведение модуля силы и пути пройденного телом, умноженное на косинус угла между направлением силы и движения.

Работа измеряется в Джоулях:
1 [Дж] = = [кг* м2/c2]

К примеру, тело A под действием силы в 5 Н, прошло 10 м. Определить работу совершенную телом.

Так как направление движения и действия силы совпадают, то угол между вектором силы и вектором перемещения будет равен 0°. Формула упроститься, потому что косинус угла в 0° равен 1.

Подставляя исходные параметры в формулу, находим:
A= 15 Дж.

Рассмотрим другой пример, тело массой 2 кг, двигаясь с ускорением 6 м/ с2, прошло 10 м. Определить работу проделанную телом, если оно двигалось по наклоненной плоскости вверх под углом 60°.

Для начала, вычислим какую силу нужно приложить, что бы сообщить телу ускорение 6 м/ с2.

F = 2 кг * 6 м/ с2 = 12 H.
Под действием силы 12H, тело прошло 10 м. Работу можно вычислить по уже известной формуле:

Где, а равно 30°. Подставляя исходные данные в формулу получаем:
A= 103, 2 Дж.

Мощность

Множество машин механизмов выполняют одну и ту же работу за различный промежуток времени. Для их сравнения вводится понятие мощности.
Мощность – это величина, показывающая объем работы выполненный за единицу времени.

Мощность измеряется в Ватт, в честь Шотландского инженера Джеймса Ватта.
1 [Ватт] = 1 [Дж/c].

К примеру, большой кран поднял груз весом 10 т на высоту 30 м за 1 мин. Маленький кран на эту же высоту за 1 мин поднял 2 т кирпича. Сравнить мощности кранов.
Определим работу выполняемую кранами. Груз поднимается на 30м, при этом преодолевая силу тяжести, поэтому сила, затрачиваемая на поднятие груза, будет равна силе взаимодействия Земли и груза(F = m * g). А работа – произведению сил на расстояние пройденное грузами, то есть на высоту.

Для большого крана A1 = 10 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 3 000 000 Дж, а для маленького A2 = 2 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 600 000 Дж.
Мощность можно вычислить, разделив работу на время. Оба крана подняли груз за 1 мин (60 сек).

Отсюда:
N1 = 3 000 000 Дж/60 c = 50 000 Вт = 50 кВт.
N2 = 600 000 Дж/ 60 c = 10 000 Вт = 10 к Вт.
Из выше приведенных данных наглядно видно, что первый кран в 5 раз мощнее второго.

Здравствуйте! Для вычисления физической величины, называемой мощностью, пользуются формулой, где физическую величину — работу делят на время, за которое эта работа производилась.

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

Чаще всего мощность применяется, в таких разделах физики и науки, как механика, электродинамика и электротехника. В каждом случае, мощность имеет свою формулу для вычисления. Для переменного и постоянного тока она тоже различна. Для измерения мощности используют ваттметры.

Теперь вы знаете, что мощность измеряется в ваттах. По-английски ватт — watt, международное обозначение — W, русское сокращение — Вт. Это важно запомнить, потому что во всех бытовых приборах есть такой параметр.

Мощность — скалярная величина, она не вектор, в отличие от силы, которая может иметь направление. В механике, общий вид формулы мощности можно записать так:

P=F*s/t, где F=А*s,

Из формул видно, как мы вместо А подставляем силу F умноженную на путь s. В итоге мощность в механике, можно записать, как силу умноженную на скорость. К примеру, автомобиль имея определенную мощность, вынужден снижать скорость при движении в гору, так как это требует большей силы.

Средняя мощность человека принята за 70-80 Вт. Мощность автомобилей, самолетов, кораблей, ракет и промышленных установок, часто, измеряют в лошадиных сил ах. Лошадиные силы применяли еще задолго до внедрения ватт. Одна лошадиная сила равна 745,7Вт. Причем в России принято что л. с. равна 735,5 Вт.

Если вас вдруг случайно спросят через 20 лет в интервью среди прохожих о мощности, а вы запомнили, что мощность — это отношение работы А, совершенной в единицу времени t. Если сможете так сказать, приятно удивите толпу. Ведь в этом определении, главное запомнить, что делитель здесь работа А, а делимое время t. В итоге, имея работу и время, и разделив первое на второе, мы получим долгожданную мощность.

При выборе в магазинах, важно обращать внимание на мощность прибора. Чем мощнее чайник, тем быстрее он погреет воду. Мощность кондиционера определяет, какой величины пространство он сможет охлаждать без экстремальной нагрузки на двигатель. Чем больше мощность электроприбора, тем больше тока он потребляет, тем больше электроэнергии потратит, тем больше будет плата за электричество.

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Иногда даже ее так и измеряют в вольт-амперах, записывая, как В*А. В вольт-амперах меряют полную мощность, а чтобы вычислить активную мощность нужно полную мощность умножить на коэффициент полезного действия(КПД) прибора, тогда получим активную мощность в ваттах.

Часто такие приборы, как кондиционер, холодильник, утюг работают циклически, включаясь и отключаясь от термостата, и их средняя мощность за общее время работы может быть небольшой.

В цепях переменного тока , помимо понятия мгновенной мощности, совпадающей с общефизической, существуют активная, реактивная и полная мощности. Полная мощность равна сумме активной и реактивной мощностей.

Для измерения мощности используют электронные приборы — Ваттметры. Единица измерения Ватт, получила свое название в честь изобретателя усовершенствованной паровой машины, которая произвела революцию среди энергетических установок того времени. Благодаря этому изобретению развитие индустриального общества ускорилось, появились поезда, пароходы, заводы, использующие силу паровой машины для передвижения и производства изделий.

Все мы много раз сталкивались с понятием мощности. Например, разные автомобили характеризуются разной мощностью двигателя. Также, электроприборы могут иметь различную мощность , даже если они имеют одинаковое предназначение.

Мощность — это физическая величина , характеризующая скорость работы.

Соответственно, механическая мощность — это физическая величина, характеризующая скорость механической работы:

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Давайте вернемся к формуле для мощности: Формула, по которой вычисляется работа, нам известна: Поэтому мы можем преобразовать выражение для мощности:

Тогда в формуле у нас образуется отношение модуля перемещения к промежутку времени. Это, как вы знаете, скорость:

Только обратите внимание, что в получившейся формуле мы используем модуль скорости, поскольку на время мы поделили не само перемещение, а его модуль. Итак, мощность равна произведению модуля силы, модуля скорости и косинуса угла между их направлениями.

Это вполне логично: скажем, мощность поршня можно повысить за счет увеличения силы его действия. Прикладывая бо́льшую силу, он будет совершать больше работы за то же время, то есть увеличит мощность. Но даже если оставить силу постоянной, и заставить поршень двигаться быстрее, он, несомненно, увеличит работу, совершаемую в единицу времени. Следовательно, увеличится мощность.

Примеры решения задач.

Задача 1. Мощность мотоцикла равна 80 л.с. Двигаясь по горизонтальному участку, мотоциклист развивает скорость равную 150 км\ч. При этом, двигатель работает на 75% от своей максимальной мощности. Определите силу трения, действующую на мотоцикл.

Задача 2. Истребитель, под действием постоянной силы тяги, направленной под углом 45° к горизонту, разгоняется от 150 м/с до 570 м/с. При этом, вертикальная и горизонтальная скорость истребителя увеличиваются на одинаковое значение в каждый момент времени. Масса истребителя равна 20 т. Если истребитель разгонялся в течение одной минуты, то какова мощность его двигателя?

Если вам нужно единицы измерения мощности привести в одну систему, вам пригодится наш перевод мощности – конвертер онлайн. А ниже вы сможете почитать, в чем измеряется мощность.

В чем измеряется механическая мощность:

Мощностью называется физическая величина, которая показывает, насколько движется энергия внутри электрической цепи конкретного оборудования. Что она собой представляет, в каких единицах выражается, в чем измеряется мощность, какие есть для этого приборы? Об этом и другом далее.

Что это такое

Мощностью называется скалярный вид физической величины, который равен скорости изменения с преобразованием, передачей или потреблением системной энергии. Согласно более узкому понятию, это показатель, который равен отношению затраченного времени на работы к самому периоду, который тратится на работу. Обозначается в механике символом N. В электротехнической науке используется буква P. Нередко можно увидеть также символ W, от слова ватт.

Мощность

Различается полезная, полная и номинальная в машинном двигателе. Полезная это сила двигателя, за исключением затрат, которые потрачены на работу всех остальных систем. Полная — указанная сила без вычетов, а номинальная — указанная и гарантированная заводом.

Дополнительная информация! Стоит отметить, что также есть мощность звука и взрывного звука. В первом случае это скалярная величина, связанная со звуковыми волнами и звуковой энергией, которая также измеряется в ваттах, а вторая связана с энерговыделением тротиловых разложений.

Основное понятие в учебном пособии

В чем измеряется

Устаревшей измерительной единицей считается лошадиная сила. Отвечая четко на вопрос, в чем измеряется механическая мощность, стоит отметить, что согласно современным международным показателям, единица мощности это ватт. Стоит отметить, что ватт — производная единица, которая связана с другими. Она равна Джоулю в секунду или килограмму, умноженному на метр в квадрате, поделенный на секунду. Также ватт это вольт, умноженный на ампер.

Важно отметить, что ватт делиться на мега, кило и вольт ампер.

Формулы для измерения

Мощность — величина, которая непосредственным образом связана с другими показателями. Так, она прямым образом связана со временем, силой, скоростью, вектором силы и скоростью, модулем силы и скорости, моментом силы и частотой вращения. Нередко в формулах при вычислении электрической мощностной разновидности задействуется также число Пи, показатель сопротивления, мгновенный ток с напряжением на конкретном участке электрической сети, активная, полная и реактивная сила. Непосредственным участником в вычислении является амплитуда с угловой скоростью и начальной силой тока с напряжением.

В расчетах гидравлической мощностной разновидности, принимает участие давление и расход жидкости. Нередко берется в расчеты показатель количества оборотов двигателя за конкретный промежуток времени.

Дополнительная информация! Чтобы рассчитать тягу, коэффициент полезного действия с другими рабочими параметрами устройства, изучается температура, сила трения и проводниковое сопротивление с реактивными нагрузками.

Основные формулы для измерения

Приборы для измерения

Чтобы измерить мощность, используется ваттметр, вольтметр, варметр и мультиметр с тестером. Они широко используются в различных сферах энергетики с промышленностью, связью, транспортом, наукой, медициной и бытом. В быту их используют, чтобы подсчитать потребляемую электрическую энергию и вычислить возможные повреждения диодов. Стоит отметить, что все существующие приборы для измерения делятся на щитовые с переносными и стационарными, показывающие с регистрирующими, оценивающие и сравнивающие.

Перечисленные приборы подключаются параллельным образом к нагрузке либо источнику электричества. Ваттметры с варметрами отличаются от других тем, что могут определять показатель в электромагнитно сигнале. Делятся на те, что созданы для измерений низких и высоких частот. Что касается вольтметров, они бывают аналоговыми, цифровыми, жиодно-компенсационными, импульсными, фазочувствительными и селективными.

Мультиметры являются комбинированными устройствами. Они, как и вольтметры, делятся на цифровые и аналоговые. Служат как для вычисления напряжения, так и электрической емкости с индуктивностью, температурой, силой тока и сопротивления.

Ваттметр как основной измерительный прибор для электрических приборов

Как измеряют мощность разных видов

Измерение разных мощностных видов происходит по формулам, выведенным с конца прошлого и позапрошлого столетия. Для каждой разновидности есть свое точное алгебраическое правило. Так, измерить механическую можно по первой формуле, а электрическую по второй. Что касается гидравлической, ее можно вычислить по третьему алгебраическому правилу.

Измерение по формулам

Механическая

Механической мощностью является скалярный вид произведения силового вектора на скоростной вектор, при котором движется какой-то объект. Исходя из формулы для вычисления этого показателя, чтобы отыскать его, необходимо знать показатель вектора силы со скоростным вектором, а последний из них равен модулю силы, перемноженному на модуль скорости и векторный угол скорости с силой.

Что касается вычисления тела, которое совершает вращательные движения, можно отметить, что нужно иметь представление о показателе момента силы с угловой скоростью.

Дополнительная информация! Если в задаче эти данные неизвестны, можно двукратное число Пи перемножить на частоту вращения в минуту на момент силы, а затем полученные сведения поделить на 60. Таким образом совершаются вычисления в механике, если нужно понять, какую силу имеет двигатель или прочий силовой агрегат.

Электрическая

Электрической мощностью называется величина, которая показывает, с какой скоростью или преобразованием двигается электрическая энергия. Для изучения мгновенной электрической мощностной характеристики на определенном участке цепи, необходимо знать значение тока и напряжения мгновенного тока и перемножить данные значения.

Чтобы понять, сколько составляет активный, полный, реактивный или мгновенный реактивный мощностный показатель, нужно знать точные цифры амплитуды тока, амплитуды напряжения, угла тока с напряжением, а также угловую скорость и время, поскольку все существующие физические формулы сводятся к этим параметрам. Также в формулах задействуется синус, косинус угла и значение 1/2.

Понятие электрической мощности

Гидравлическая

Гидравлическим мощностным показателем в гидромашине или гидроцилиндре называется произведение машинного перепада давления на жидкостный расход. Как правило, это основная формулировка, взятая из единственной существующей формулы для вычисления.

Обратите внимание! Больше алгебраических и инженерных правил можно найти в прикладной науке о движениях жидкостей и газов, а именно в гидравлике.

Постоянного и переменного тока

Что касается мощности постоянного с переменным током, то чаще всего их причисляют к электрической разновидности. Конкретного понятия для двух разновидностей нет, однако их можно вычислить, исходя из имеющихся алгебраических установок. Так, мощностью постоянного тока является произведение силы тока и постоянного напряжения или же удвоенное значение силы тока на электрическое сопротивление, которое, в свою очередь, вычисляется делением двойного напряжения на обычное сопротивление.

Что касается переменного тока, это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.

Чтобы измерить эти показатели, можно воспользоваться как указанными выше приборами, так и фазометром. Этот прибор служит, чтобы вычислить реактивную разновидность по государственному эталону.

Понятие переменной мощности тока

В целом, мощность — это величина, основное предназначение которой показывать силу работы конкретного прибора и во многих случаях скорость деятельности, взаимодействуя с ним. Она бывает механической, электрической, гидравлической и для постоянного с переменным током. Измеряется по международной системе в ваттах и киловаттах. Приборами для ее вычисления выступает вольтметр, ваттметр. Основные формулы для самостоятельного расчета перечислены выше.

Мощность и коэффициент полезного действия — урок. Физика, 8 класс.

Мощность по своей сути является скоростью выполнения работы. Чем больше мощность совершаемой работы, тем больше работы выполняется за единицу времени.

Среднее значение мощности — это работа, выполненная за единицу времени.

Величина мощности прямо пропорциональна величине совершённой работы $A$ и обратно пропорциональна времени $t$, за которое работа была совершена.

Мощность $N$ определяют по формуле:

N=At.

Единицей измерения мощности в системе $СИ$ является $Ватт$ (русское обозначение — $Вт$, международное — $W$).

Для определения мощности двигателя автомобилей и других транспортных средств используют исторически более древнюю единицу измерения — лошадиная сила (л.с.), 1 л.с. = 736 Вт.

Пример:

Мощность двигателя автомобиля равна примерно $90 л.с. = 66240 Вт$.

Мощность автомобиля или другого транспортного средства можно рассчитать, если известна сила тяги автомобиля $F$ и скорость его движения (v).

N=F⋅v

Эту формулу получают, преобразуя основную формулу определения мощности.

Ни одно устройство не способно использовать $100$ % от начально подведённой к нему энергии на совершение полезной работы. Поэтому важной характеристикой любого устройства является не только мощность, но и коэффициент полезного действия, который показывает, насколько эффективно используется энергия, подведённая к устройству.

Пример:

Для того чтобы автомобиль двигался, должны вращаться колёса. А для того чтобы вращались колёса, двигатель должен приводить в движение кривошипно-шатунный механизм (механизм, который возвратно-поступательное движение поршня двигателя преобразует во вращательное движение колёс). При этом приводятся во вращение шестерни и большая часть энергии выделяется в виде тепла в окружающее пространство, в результате чего происходит потеря подводимой энергии. Коэффициент полезного действия двигателя автомобиля находится в пределах $40 — 45$ %. Таким образом, получается, что только около $40$ % от всего бензина, которым заправляют автомобиль, идёт на совершение необходимой нам полезной работы — перемещение автомобиля.

Если мы заправим в бак автомобиля $20$ литров бензина, тогда только $8$ литров будут расходоваться на перемещение автомобиля, а $12$ литров сгорят без совершения полезной работы.

Коэффициент полезного действия обозначается буквой греческого алфавита $«эта»$ η, он является отношением полезной мощности $N$ к полной или общей мощности Nполная.

Для его определения используют формулу: η=NNполная. Поскольку по определению коэффициент полезного действия является отношением мощностей, единицы измерения он не имеет.

Часто его выражают в процентах. Если коэффициент полезного действия выражают в процентах, тогда используют формулу: η=NNполная⋅100%.

Так как мощность является работой, проделанной за единицу времени, тогда коэффициент полезного действия можно выразить как отношение полезной проделанной работы $A$ к общей или полной проделанной работе Aполная. В этом случае формула для определения коэффициента полезного действия будет выглядеть так:

η=AAполная⋅100%.

Коэффициент полезного действия всегда меньше $1$, или $100$ % (η < 1, или η < $100$ %).

Измерение мощности. Определение единицы измерения мощности тока В чем заключается мощность на

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

P=F*s/t, где F=А*s,

Средняя мощность человека принята за 70-80 Вт. Мощность автомобилей, самолетов, кораблей, ракет и промышленных установок , часто, измеряют в лошадиных сил ах. Лошадиные силы применяли еще задолго до внедрения ватт. Одна лошадиная сила равна 745,7Вт. Причем в России принято что л. с. равна 735,5 Вт.

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Мощность — это физическая величина , характеризующая скорость работы.

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Примеры решения задач.

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается. И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д. ), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная “полезная” мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в (Вт ).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с , однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная “вредная” мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах (Вт ), а в вольт-амперах реактивных (Вар ).

Рассчитывается по формуле:

Q = U⋅I⋅sinφ ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной (емкостной и индуктивной ) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле (в течение половины полупериода ), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток. Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ (читается косинус фи )– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 (если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100% ). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

S = U⋅I

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА ).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.

Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром . Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Мощность

Основное понятие в учебном пособии

В чем измеряется

Важно отметить, что ватт делиться на мега, кило и вольт ампер.

Формулы для измерения

Электрическая

Понятие электрической мощности

Гидравлическая

Постоянного и переменного тока

Понятие переменной мощности тока

Мощность является физическим показателем. Она определяет работу, производимую во временном отрезке и помогающую измерять энергетическое изменение. Благодаря единице измерения мощности тока легко определяется скоростное энергетическое течение энергии в любом пространственном промежутке.

Расчет и виды

Из-за прямой зависимости мощности от напряжения в сети и токовой нагрузки следует, что эта величина может появляться как от взаимодействия большого тока с малым напряжением, так и в результате возникновения значительного напряжения с малым током. Такой принцип применим для превращения в трансформаторах и при передаче электроэнергии на огромные расстояния.

Существует формула для расчета этого показателя. Она имеет вид P = A / t = I * U, где:

Р является показателем токовой мощности, измеряется в ваттах;
А — токовая работа на цепном участке, исчисляется джоулями;
t выступает временным промежутком, на протяжении которого совершалась токовая работа, определяется в секундах;
U является электронапряжением участка цепи, исчисляется Вольтами;
I — токовая сила, исчисляется в амперах.

Электрическая мощность может иметь активные и реактивные показатели. В первом случае происходит преобразование мощностной силы в иную энергию. Ее измеряют в ваттах, так как она способствует преобразованию вольта и ампера.

Реактивный показатель мощности способствует возникновению самоиндукционного явления. Такое преобразование частично возвращает энергетические потоки обратно в сеть, из-за чего происходит смещение токовых значений и напряжения с отрицательным воздействием на электросеть.

Определение активного и реактивного показателя

Активная мощностная сила вычисляется путем определения общего значения однофазной цепи в синусоидальном токе за нужный временной промежуток. Формула расчета представлена в виде выражения Р = U * I * cos φ, где:

U и I выступают в качестве среднеквадратичного токового значения и напряжения;
cos φ является углом межфазного сдвига между этими двумя величинами.

Благодаря мощностной активности электроэнергия превращается в другие энергетические виды: тепловую и электромагнитную энергии. Любая электросеть с током синусоидального или несинусоидального направления определяет активность цепного участка суммированием мощностей каждого отдельного цепного промежутка. Электромощность трехфазного цепного участка определяется суммой каждой фазной мощности.

Аналогичным показателем активной мощностной силы считается величина мощности прохождения, которая рассчитывается путем разницы между ее падением и отражением.

Реактивный показатель измеряется в вольт-амперах. Он является величиной, применяемой для определения электротехнических нагрузок, создаваемых электромагнитными полями внутри цепи переменного тока. Единица измерения мощности электрического тока вычисляется умножением среднеквадратичного значения напряжения в сети U на переменный ток I и угол фазного синуса между этими величинами. Формула расчета выглядит следующим образом: Q = U * I * sin.

Если токовая нагрузка меньше напряжения, тогда фазное смещение носит положительное значение, если наоборот — отрицательное.

Величина измерения

Основной электротехнической единицей является мощность. Для того чтобы определить, в чем измеряется мощность электрического тока, нужно изучить основные характеристики этой величины. По законам физики ее измеряют в ваттах. В условиях производства и в быту величина переводится в киловатты. Вычисления крупных мощностных масштабов требуют перевода в мегаватты. Такой подход практикуется на электростанциях для получения электрической энергии. Работа исчисляется в джоулях. Величина определяется следующими соотношениями:

Потребительская мощностная сила обозначается на самом электроприборе или в паспорте к нему. Определив этот параметр, можно получить значения таких показателей, как напряжение и электрический ток. Используемые показатели указывают, в чем измеряется электрическая мощность, они могут выступать в виде ваттметров и варметров. Реактивная сила показателя мощности определяется фазометром, вольтметром и амперметром. Государственным эталоном того, в чем измеряется мощность тока, считается частотный диапазон от 40 до 2500 Гц.

Примеры вычислений

Для расчета тока чайника при электромощности 2 КВт используется формула I = P / U = (2 * 1000) / 220 = 9 А. Для запитывания прибора в электросеть не используется длина разъема в 6 А. Приведенный пример применим только тогда, когда полностью совпадает фазное и токовое напряжение. По такой формуле рассчитывается показатель всех бытовых приборов.

Если цепь является индуктивной или имеет большую емкость, то рассчитывать мощностную единицу тока необходимо, используя другие подходы. К примеру, мощность в двигателе с переменным током определяется с помощью формулы Р = I * U * cos.

При подключении прибора к трехфазной сети, где напряжение будет составлять 380 В, для определения показателя суммируются мощности каждой фазы в отдельности.

В качестве примера можно рассмотреть котел из трех фаз мощностной вместимостью 3 кВт, каждая из которых потребляет 1 кВт. Ток на фазе рассчитывается по формуле I = P / U * cos φ = (1 * 1000) / 220 = 4,5 А.

На любом приборе обозначается показатель электромощности. Передача большого мощностного объема, применяемая в производстве, осуществляется по линиям с высоким напряжением. Энергия преобразовывается с помощью подстанций в электроток и подается для использования в электросети.

Благодаря несложным расчетам определяется мощностная величина. Зная ее значение, можно сделать правильный подбор напряжения для полноценной работы приборов бытового и промышленного предназначения. Такой подход поможет избежать перегорания электроприборов и обезопасить электросети от перепадов напряжения.

Из письма клиента:
Подскажите, ради Бога, почему мощность ИБП указывается в Вольт-Амперах, а не в привычных для всех киловаттах. Это сильно напрягает. Ведь все уже давно привыкли к киловаттам. Да и мощность всех приборов в основном указана в кВт.
Алексей. 21 июнь 2007

В технических характеристиках любого ИБП указаны полная мощность [кВА] и активная мощность [кВт] – они характеризуют нагрузочную способность ИБП. Пример, см. фотографии ниже:

Мощность не всех приборов указана в Вт, например:

Мощность трансформаторов указывается в ВА:
http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (трансформаторы ТП: см приложение)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ: см приложение)
Мощность конденсаторов указывается в Варах:
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39: см приложение)
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК: см приложение)
Примеры других нагрузок — см. приложения ниже.

Мощностные характеристики нагрузки можно точно задать одним единственным параметром (активная мощность в Вт) только для случая постоянного тока, так как в цепи постоянного тока существует единственный тип сопротивления – активное сопротивление.

Мощностные характеристики нагрузки для случая переменного тока невозможно точно задать одним единственным параметром, так как в цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому только два параметра: активная мощность и реактивная мощность точно характеризуют нагрузку.

Принцип действия активного и реактивного сопротивлений совершенно различный. Активное сопротивление – необратимо преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, световую и т.д.) – примеры: лампа накаливания, электронагреватель (параграф 39, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Реактивное сопротивление – попеременно накапливает энергию затем выдаёт её обратно в сеть – примеры: конденсатор, катушка индуктивности (параграф 40,41, Физика 11 класс В.А. Касьянов М.: Дрофа, 2007).

Дальше в любом учебнике по электротехнике Вы можете прочитать, что активная мощность (рассеиваемая на активном сопротивлении) измеряется в ваттах, а реактивная мощность (циркулирующая через реактивное сопротивление) измеряется в варах; так же для характеристики мощности нагрузки используют ещё два параметра: полную мощность и коэффициент мощности. Все эти 4 параметра:

Активная мощность: обозначение P , единица измерения: Ватт
Реактивная мощность: обозначение Q , единица измерения: ВАр (Вольт Ампер реактивный)
Полная мощность: обозначение S , единица измерения: ВА (Вольт Ампер)
Коэффициент мощности: обозначение k или cosФ , единица измерения: безразмерная величина

Эти параметры связаны соотношениями: S*S=P*P+Q*Q, cosФ=k=P/S

Также cosФ называется коэффициентом мощности (Power Factor – PF )

Поэтому в электротехнике для характеристики мощности задаются любые два из этих параметров так как остальные могут быть найдены из этих двух.

Например, электромоторы, лампы (разрядные) — в тех. данных указаны P[кВт] и cosФ:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (двигатели АИР: см. приложение)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (лампы ДРЛ: см. приложение)
(примеры технических данных разных нагрузок см. приложение ниже)

То же самое и с источниками питания. Их мощность (нагрузочная способность) характеризуется одним параметром для источников питания постоянного тока – активная мощность (Вт), и двумя параметрами для ист. питания переменного тока. Обычно этими двумя параметрами являются полная мощность (ВА) и активная (Вт). См. например параметры ДГУ и ИБП.

Большинство офисной и бытовой техники, активные (реактивное сопротивление отсутствует или мало), поэтому их мощность указывается в Ваттах. В этом случае при расчёте нагрузки используется значение мощности ИБП в Ваттах. Если нагрузкой являются компьютеры с блоками питания (БП) без коррекции входного коэффициента мощности (APFC), лазерный принтер, холодильник, кондиционер, электромотор (например погружной насос или мотор в составе станка), люминисцентные балластные лампы и др. – при расчёте используются все вых. данные ибп: кВА, кВт, перегрузочные характеристики и др.

См. учебники по электротехнике, например:

1. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

2. Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

3. Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

Так же см. AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance http://en.wikipedia.org
(перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Приложение

Пример 1: мощность трансформаторов и автотрансформаторов указывается в ВА (Вольт·Амперах)

http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (трансформаторы ТСГЛ)


		АОСН-2-220-82
	Латр 1.25	АОСН-4-220-82
	Латр 2.5	АОСН-8-220-82


		АОСН-20-220

		АОМН-40-220

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (ЛАТР / лабораторные автотрансформаторы TDGC2)

Пример 2: мощность конденсаторов указывается в Варах (Вольт·Амперах реактивных)

http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (конденсаторы K78-39)

http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (конденсаторы УК)

Пример 3: технические данные электромоторов содержат активную мощность (кВт) и cosФ

Для таких нагрузок как электромоторы, лампы (разрядные), компьютерные блоки питания, комбинированные нагрузки и др. — в технических данных указаны P [кВт] и cosФ (активная мощность и коэффициент мощности) или S [кВА] и cosФ (полная мощность и коэффициент мощности) .

http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(комбинированная нагрузка – станок плазменной резки стали / Inverter Plasma cutter LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (блок питания ПК)

Дополнение 1

Если нагрузка имеет высокий коэффициент мощности (0.8 … 1.0), то её свойства приближаются к активной нагрузке. Такая нагрузка является идеальной как для сетевой линии, так и для источников электроэнергии, т.к. не порождает реактивных токов и мощностей в системе.

Поэтому во многих странах приняты стандарты нормирующие коэффициент мощности оборудования.

Дополнение 2

Оборудование однонагрузочное (например, БП ПК) и многосоставное комбинированное (например, фрезерный промышленный станок, имеющий в составе несколько моторов, ПК, освещение и др.) имеют низкие коэффициенты мощности (менее 0.8) внутренних агрегатов (например, выпрямитель БП ПК или электромотор имеют коэффициент мощности 0.6 .. 0.8). Поэтому в настоящее время большинство оборудования имеет входной блок корректора коэффициента мощности. В этом случае входной коэффициент мощности равен 0.9 … 1.0, что соответствует нормативным стандартам.

Дополнение 3. Важное замечание относительно коэффициента мощности ИБП и стабилизаторов напряжения

Нагрузочная способность ИБП и ДГУ нормирована на стандартную промышленную нагрузку (коэффициент мощности 0.8 с индуктивным характером). Например, ИБП 100 кВА / 80 кВт. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 80 кВт, или смешанную (активно-реактивную) нагрузку максимальной мощности 100 кВА с индуктивным коэффициентом мощности 0.8.

В стабилизаторах напряжения дело обстоит иначе. Для стабилизатора коэффициент мощности нагрузки безразличен. Например, стабилизатор напряжения 100 кВА. Это означает, что устройство может питать активную нагрузку максимальной мощности 100 кВт, или любую другую (чисто активную, чисто реактивную, смешанную) мощностью 100 кВА или 100 кВАр с любым коэффициентом мощности емкостного или индуктивного характера. Обратите внимание, что это справедливо для линейной нагрузки (без высших гармоник тока). При больших гармонических искажениях тока нагрузки (высокий КНИ) выходная мощность стабилизатора снижается.

Дополнение 4

Наглядные примеры чистой активной и чистой реактивных нагрузок:

К сети переменного тока 220 VAC подключена лампа накаливания 100 Вт – везде в цепи есть ток проводимости (через проводники проводов и вольфрамовый волосок лампы). Характеристики нагрузки (лампы): мощность S=P~=100 ВА=100 Вт, PF=1 => вся электрическая мощность активная, а значит она целиком поглащается в лампе и превращается в мощность тепла и света.
К сети переменного тока 220 VAC подключен неполярный конденсатор 7 мкФ – в цепи проводов есть ток проводимости, внутри конденсатора идёт ток смещения (через диэлектрик). Характеристики нагрузки (конденсатора): мощность S=Q~=100 ВА=100 ВАр, PF=0 => вся электрическая мощность реактивная, а значит она постоянно циркулирует от источника к нагрузке и обратно, опять к нагрузке и т.д.

Дополнение 5

Для обозначения преобладающего реактивного сопротивления (индуктивного либо ёмкостного) коэффициенту мощности приписывается знак:

+ (плюс) – если суммарное реактивное сопротивление является индуктивным (пример: PF=+0.5). Фаза тока отстаёт от фазы напряжения на угол Ф.

— (минус) – если суммарное реактивное сопротивление является ёмкостным (пример: PF=-0,5). Фаза тока опережает фазу напряжения на угол Ф.

Дополнение 6

Дополнительные вопросы

Вопрос 1:
Почему во всех учебниках электротехники при расчете цепей переменного тока используют мнимые числа / величины (например, реактивная мощность, реактивное сопротивление и др.), которые не существуют в реальности?

Ответ:
Да, все отдельные величины в окружающем мире – действительные. В том числе температура, реактивное сопротивление, и т.д. Использование мнимых (комплексных) чисел – это только математический приём, облегчающий вычисления. В результате вычисления получается обязательно действительное число. Пример: реактивная мощность нагрузки (конденсатора) 20кВАр – это реальный поток энергии, то есть реальные Ватты, циркулирующие в цепи источник–нагрузка. Но что бы отличить эти Ватты от Ваттов, безвозвратно поглащаемых нагрузкой, эти «циркулирующие Ватты» решили называть Вольт·Амперами реактивными .

Замечание:
Раньше в физике использовались только одиночные величины и при расчете все математические величины соответствовали реальным величинам окружающего мира. Например, расстояние равно скорость умножить на время (S=v*t). Затем с развитием физики, то есть по мере изучения более сложных объектов (свет, волны, переменный электрический ток, атом, космос и др.) появилось такое большое количество физических величин, что рассчитывать каждую в отдельности стало невозможно. Это проблема не только ручного вычисления, но и проблема составления программ для ЭВМ. Для решения данное задачи близкие одиночные величины стали объединять в более сложные (включающие 2 и более одиночных величин), подчиняющиеся известным в математике законам преобразования. Так появились скалярные (одиночные) величины (температура и др.), векторные и комплексные сдвоенные (импеданс и др.), векторные строенные (вектор магнитного поля и др.), и более сложные величины – матрицы и тензоры (тензор диэлектрической проницаемости, тензор Риччи и др.). Для упрощения рассчетов в электротехнике используются следующие мнимые (комплексные) сдвоенные величины:

Полное сопротивление (импеданс) Z=R+iX
Полная мощность S=P+iQ
Диэлектрическая проницаемость e=e»+ie»
Магнитная проницаемость m=m»+im»
и др.

Вопрос 2:

На странице http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power показаны S P Q Ф на комплексной, то есть мнимой / несуществующей плоскости. Какое отношение это все имеет к реальности?

Ответ:
Проводить расчеты с реальными синусоидами сложно, поэтому для упрощения вычислений используют векторное (комплексное) представление как на рис. выше. Но это не значит, что показанные на рисунке S P Q не имеют отношения к реальности. Реальные величины S P Q могут быть представлены в обычном виде, на основе измерений синусоидальных сигналов осциллографом. Величины S P Q Ф I U в цепи переменного тока «источник-нагрузка» зависят от нагрузки. Ниже показан пример реальных синусоидальных сигналов S P Q и Ф для случая нагрузки состоящей из последовательно соединённых активного и реактивного (индуктивного) сопротивлений.

Вопрос 3:
Обычными токовыми клещами и мультиметром измерен ток нагрузки 10 A, и напряжение на нагрузке 225 В. Перемножаем и получаем мощность нагрузки в Вт: 10 A · 225В = 2250 Вт.

Ответ:
Вы получили (рассчитали) полную мощность нагрузки 2250 ВА. Поэтому ваш ответ будет справедлив только, если ваша нагрузка чисто активная, тогда действительно Вольт·Ампер равен Ватту. Для всех других типов нагрузок (например электромотор) – нет. Для измерения всех характеристик любой произвольной нагрузки необходимо использовать анализатор сети, например APPA137:

См. дополнительную литературу, например:

Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. — М.: Издательский центр «Академия», 2004.

Немцов М. В. Электротехника и электроника. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.

Частоедов Л. А. Электротехника. — М.: Высшая школа, 1989.

AC power, Power factor, Electrical resistance, Reactance
http://en.wikipedia.org (перевод: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Теория и расчёт трансформаторов малой мощности Ю.Н.Стародубцев / РадиоСофт Москва 2005 г. / rev d25d5r4feb2013

Мощность силы в теоретической механике

Мощность силы

Мощностью силы называется изменение ее работы за единицу времени

Мощность силы в момент равна отношению элементарной работы силы за бесконечно малый промежуток времени , начинающийся в момент к величине этого промежутка времени. Подставляя в формулу (197) значение элементарной работы, получим:

Мощность силы в данный момент равна произведению модуля касательной составляющей силы на модуль скорости ее точки приложения.

Если в данный момент времени направление силы совпадает с направлением скорости ее точки приложения, то

Размерность мощности определяется равенством

Так как в технической системе единиц работа измеряется в килограммометрах, а время — в секундах, то мощность в технической системе измеряется в килограммометрах в секунду (кГм/сек).

Вследствие малости данной единицы, в технической практике часто еще пользуются более крупной единицей мощности, называемой лошадиной силой (л. с.):

В системе СИ работа измеряется в джоулях и время в секундах, поэтому мощность в этой системе измеряется в джоулях а секунду (дж/сек).

Мощность, равная и джоулю в 1 секунду, называется ваттом (вт.)

Найдем соотношение между лошадиной силой и ваттом. Ранее (стр. 339) было установлено, что 1 кГм— — 9,81 дж. Следовательно,

Пример задачи:

Для использования работы водопада поставлена турбина, коэффициент полезною действия (к. п. д.) которой

Определить о киловаттах полезную мощность турбины, если водопад дает в точение каждой минуты 600 м воды, падающей с высоты 6 м.

Решение:

Масса I куб. метра воды равна 1000 кг. Вес воды, падающей в течение одной минуты.

По формуле (199) потребляемая турбиной мощность будет равна

Следовательно, полезная мощность турбины

Пример задачи:

Каким должен быть диаметр поршня одноцилиндровой паровой машины при среднем давлении пара на поршень

средней скорости поршня

полезной мощности машины

и ее механическом к. п. д.

Решение:

Потребляемая машиной мощность пара

Так как направление давления пара на поршень совпадает с направлением его движения, то по формуле (199) мощность, выраженная в лошадиных силах, будет

Отсюда сила, с которой пар давит на поршень,

С другой стороны, эта сила равна удельному давлению пара умноженному на площадь поршня

Следовательно, диаметр поршня должен быть равным:

Эта теория взята с полного курса лекций на странице решения задач с подробными примерами по предмету теоретическая механика:

Теоретическая механика — задачи с решением и примерами

Возможно вам будут полезны эти дополнительные темы:

Что такое электрическая мощность. Мощность: определение и формула

Выглядит она так:

P, W, N=A/t, (Вт=Дж/с).

В зависимости от учебников и разделов физики, мощность в формуле может обозначаться буквами P, W или N.

P=F*s/t, где F=А*s,

В общем случае электрическая мощность определяется формулой:

где I — сила тока, U-напряжение

Мощность — это физическая величина , характеризующая скорость работы.

Т. е. мощность — это работа в единицу времени.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах: [N ] = [Вт].

1 Вт — это работа в 1 Дж, совершенная за 1 с.

Существуют и другие единицы измерения мощности, например, такие, как лошадиная сила:

Именно в лошадиных силах чаще всего измеряется мощность двигателя автомобилей.

Примеры решения задач.

Основные теоретические сведения

Механическая работа

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы . Работой, совершаемой постоянной силой F , называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S :

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон на перемещении 1 метр в направлении действия силы.

Если же сила изменяется с течением времени, то для нахождения работы строят график зависимости силы от перемещения и находят площадь фигуры под графиком – это и есть работа:

Примером силы, модуль которой зависит от координаты (перемещения), может служить сила упругости пружины, подчиняющаяся закону Гука (F упр = kx ).

Мощность

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью . Мощность P (иногда обозначают буквой N ) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t , в течение которого совершена эта работа:

По этой формуле рассчитывается средняя мощность , т.е. мощность обобщенно характеризующая процесс. Итак, работу можно выражать и через мощность: A = Pt (если конечно известна мощность и время совершения работы). Единица мощности называется ватт (Вт) или 1 джоуль за 1 секунду. Если движение равномерное, то:

По этой формуле мы можем рассчитать мгновенную мощность (мощность в данный момент времени), если вместо скорости подставим в формулу значение мгновенной скорости. Как узнать, какую мощность считать? Если в задаче спрашивают мощность в момент времени или в какой-то точке пространства, то считается мгновенная. Если спрашивают про мощность за какой-то промежуток времени или участок пути, то ищите среднюю мощность.

КПД – коэффициент полезного действия , равен отношению полезной работы к затраченной, либо же полезной мощности к затраченной:

Какая работа полезная, а какая затраченная определяется из условия конкретной задачи путем логического рассуждения. К примеру, если подъемный кран совершает работу по подъему груза на некоторую высоту, то полезной будет работа по поднятию груза (так как именно ради нее создан кран), а затраченной – работа, совершенная электродвигателем крана.

Итак, полезная и затраченная мощность не имеют строгого определения, и находятся логическим рассуждением. В каждой задаче мы сами должны определить, что в этой задаче было целью совершения работы (полезная работа или мощность), а что было механизмом или способом совершения всей работы (затраченная мощность или работа).

В общем случае КПД показывает, как эффективно механизм преобразует один вид энергии в другой. Если мощность со временем изменяется, то работу находят как площадь фигуры под графиком зависимости мощности от времени:

Кинетическая энергия

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела (энергией движения) :

То есть если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, то он обладает кинетической энергией равной Е к = 100 кДж и способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может превратиться в тепловую (при торможении автомобиля нагревается резина колес, дорога и тормозные диски) или может быть потрачена на деформацию автомобиля и тела, с которым автомобиль столкнулся (при аварии). При вычислении кинетической энергии не имеет значения куда движется автомобиль, так как энергия, как и работа, величина скалярная.

Тело обладает энергией, если способно совершить работу. Например, движущееся тело обладает кинетической энергией, т.е. энергией движения, и способно совершать работу по деформации тел или придания ускорения телам, с которыми произойдёт столкновение.

Физический смысл кинетической энергии: для того чтобы покоящееся тело массой m стало двигаться со скоростью v необходимо совершить работу равную полученному значению кинетической энергии. Если тело массой m движется со скоростью v , то для его остановки необходимо совершить работу равную его первоначальной кинетической энергии. При торможении кинетическая энергия в основном (кроме случаев соударения, когда энергия идет на деформации) «забирается» силой трения.

Теорема о кинетической энергии: работа равнодействующей силы равна изменению кинетической энергии тела:

Теорема о кинетической энергии справедлива и в общем случае, когда тело движется под действием изменяющейся силы, направление которой не совпадает с направлением перемещения. Применять данную теорему удобно в задачах на разгон и торможение тела.

Потенциальная энергия

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятие потенциальной энергии или энергии взаимодействия тел .

Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли). Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями (так называемые консервативные силы ). Работа таких сил на замкнутой траектории равна нулю. Таким свойством обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести Земли рассчитывается по формуле:

Физический смысл потенциальной энергии тела: потенциальная энергия равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень (h – расстояние от центра тяжести тела до нулевого уровня). Если тело обладает потенциальной энергией, значит оно способно совершить работу при падении этого тела с высоты h до нулевого уровня. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела, взятому с противоположным знаком:

Часто в задачах на энергию приходится находить работу по поднятию (переворачиванию, доставанию из ямы) тела. Во всех этих случаях нужно рассматривать перемещение не самого тела, а только его центра тяжести.

Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, то есть от выбора начала координат оси OY. В каждой задаче нулевой уровень выбирается из соображения удобства. Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а ее изменение при перемещении тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.

Потенциальная энергия растянутой пружины рассчитывается по формуле:

где: k – жесткость пружины. Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Растяжение или сжатие х надо рассчитывать от недеформированного состояния тела.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией. Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x 1 , тогда при переходе в новое состояние с удлинением x 2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком (так как сила упругости всегда направлена против деформации тела):

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Работа силы трения зависит от пройденного пути (такой вид сил, чья работа зависит от траектории и пройденного пути называется: диссипативные силы ). Понятие потенциальной энергии для силы трения вводить нельзя.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Он определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой (формула уже приведена выше).

КПД можно рассчитывать как через работу, так и через мощность. Полезная и затраченная работа (мощность) всегда определяются путем простых логических рассуждений.

В электрических двигателях КПД – отношение совершаемой (полезной) механической работы к электрической энергии, получаемой от источника. В тепловых двигателях – отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты. В электрических трансформаторах – отношение электромагнитной энергии, получаемой во вторичной обмотке, к энергии, потребляемой первичной обмоткой.

В силу своей общности понятие КПД позволяет сравнивать и оценивать с единой точки зрения такие различные системы, как атомные реакторы, электрические генераторы и двигатели, теплоэнергетические установки, полупроводниковые приборы, биологические объекты и т.д.

Из–за неизбежных потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т.п. КПД всегда меньше единицы. Соответственно этому КПД выражается в долях затрачиваемой энергии, то есть в виде правильной дроби или в процентах, и является безразмерной величиной. КПД характеризует как эффективно работает машина или механизм. КПД тепловых электростанций достигает 35–40%, двигателей внутреннего сгорания с наддувом и предварительным охлаждением – 40–50%, динамомашин и генераторов большой мощности – 95%, трансформаторов – 98%.

Задачу, в которой нужно найти КПД или он известен, надо начать с логического рассуждения – какая работа является полезной, а какая затраченной.

Закон сохранения механической энергии

Полной механической энергией называется сумма кинетической энергии (т.е. энергии движения) и потенциальной (т.е. энергии взаимодействия тел силами тяготения и упругости):

Если механическая энергия не переходит в другие формы, например, во внутреннюю (тепловую) энергию, то сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся неизменной. Если же механическая энергия переходит в тепловую, то изменение механической энергии равно работе силы трения или потерям энергии, или количеству выделившегося тепла и так далее, другими словами изменение полной механической энергии равно работе внешних сил:

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему (т.е. такую в которой не действует внешних сил, и их работа соответственно равна нолю) и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной:

Это утверждение выражает закон сохранения энергии (ЗСЭ) в механических процессах . Он является следствием законов Ньютона. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой силами упругости и тяготения. Во всех задачах на закон сохранения энергии всегда будет как минимум два состояния системы тел. Закон гласит, что суммарная энергия первого состояния будет равна суммарной энергии второго состояния.

Алгоритм решения задач на закон сохранения энергии:

Найти точки начального и конечного положения тела.
Записать какой или какими энергиями обладает тело в данных точках.
Приравнять начальную и конечную энергию тела.
Добавить другие необходимые уравнения из предыдущих тем по физике.
Решить полученное уравнение или систему уравнений математическими методами.

Важно отметить, что закон сохранения механической энергии позволил получить связь между координатами и скоростями тела в двух разных точках траектории без анализа закона движения тела во всех промежуточных точках. Применение закона сохранения механической энергии может в значительной степени упростить решение многих задач.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими силами действуют силы трения или силы сопротивления среды. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание). Таким образом энергия в целом (т.е. не только механическая) в любом случае сохраняется.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую. Этот экспериментально установленный факт выражает фундаментальный закон природы – закон сохранения и превращения энергии .

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии.

Разные задачи на работу

Если в задаче требуется найти механическую работу, то сначала выберите способ её нахождения:

Работу можно найти по формуле: A = FS ∙cosα . Найдите силу, совершающую работу, и величину перемещения тела под действием этой силы в выбранной системе отсчёта. Обратите внимание, что угол должен быть выбран между векторами силы и перемещения.
Работу внешней силы можно найти, как разность механической энергии в конечной и начальной ситуациях. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий тела.
Работу по подъёму тела с постоянной скоростью можно найти по формуле: A = mgh , где h – высота, на которую поднимается центр тяжести тела .
Работу можно найти как произведение мощности на время, т.е. по формуле: A = Pt .
Работу можно найти, как площадь фигуры под графиком зависимости силы от перемещения или мощности от времени.

Закон сохранения энергии и динамика вращательного движения

Задачи этой темы являются достаточно сложными математически, но при знании подхода решаются по совершенно стандартному алгоритму. Во всех задачах Вам придется рассматривать вращение тела в вертикальной плоскости. Решение будет сводиться к следующей последовательности действий:

Надо определить интересующую Вас точку (ту точку, в которой необходимо определить скорость тела, силу натяжения нити, вес и так далее).
Записать в этой точке второй закон Ньютона, учитывая, что тело вращается, то есть у него есть центростремительное ускорение.
Записать закон сохранения механической энергии так, чтобы в нем присутствовала скорость тела в той самой интересной точке, а также характеристики состояния тела в каком-нибудь состоянии про которое что-то известно.
В зависимости от условия выразить скорость в квадрате из одного уравнения и подставить в другое.
Провести остальные необходимые математические операции для получения окончательного результата.

При решении задач надо помнить, что:

Условие прохождения верхней точки при вращении на нити с минимальной скоростью – сила реакции опоры N в верхней точке равна 0. Такое же условие выполняется при прохождении верхней точки мертвой петли.
При вращении на стержне условие прохождения всей окружности: минимальная скорость в верхней точке равна 0.
Условие отрыва тела от поверхности сферы – сила реакции опоры в точке отрыва равна нулю.

Неупругие соударения

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач в тех случаях, когда неизвестны действующие силы. Примером такого рода задач является ударное взаимодействие тел.

Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения. Во время столкновения тел между ними действуют кратковременные ударные силы, величина которых, как правило, неизвестна. Поэтому нельзя рассматривать ударное взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.

С ударным взаимодействием тел нередко приходится иметь дело в обыденной жизни, в технике и в физике (особенно в физике атома и элементарных частиц). В механике часто используются две модели ударного взаимодействия – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары .

Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью переходит во внутреннюю энергию тел (нагревание). Для описания любых ударов Вам нужно записать и закон сохранения импульса, и закон сохранения механической энергии с учетом выделяющейся теплоты (предварительно крайне желательно сделать рисунок).

Абсолютно упругий удар

Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел. Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам абсолютно упругого удара. При абсолютно упругом ударе наряду с законом сохранения импульса выполняется закон сохранения механической энергии. Простым примером абсолютно упругого столкновения может быть центральный удар двух бильярдных шаров, один из которых до столкновения находился в состоянии покоя.

Центральным ударом шаров называют соударение, при котором скорости шаров до и после удара направлены по линии центров. Таким образом, пользуясь законами сохранения механической энергии и импульса, можно определить скорости шаров после столкновения, если известны их скорости до столкновения. Центральный удар очень редко реализуется на практике, особенно если речь идет о столкновениях атомов или молекул. При нецентральном упругом соударении скорости частиц (шаров) до и после столкновения не направлены по одной прямой.

Частным случаем нецентрального упругого удара может служить соударения двух бильярдных шаров одинаковой массы, один из которых до соударения был неподвижен, а скорость второго была направлена не по линии центров шаров. В этом случае векторы скоростей шаров после упругого соударения всегда направлены перпендикулярно друг к другу.

Законы сохранения. Сложные задачи

Несколько тел

В некоторых задачах на закон сохранения энергии тросы с помощью которых перемещаются некие объекты могут иметь массу (т.е. не быть невесомыми, как Вы могли уже привыкнуть). В этом случае работу по перемещению таких тросов (а именно их центров тяжести) также нужно учитывать.

Если два тела, соединённые невесомым стержнем, вращаются в вертикальной плоскости, то:

выбирают нулевой уровень для расчёта потенциальной энергии, например на уровне оси вращения или на уровне самой нижней точки нахождения одного из грузов и обязательно делают чертёж;
записывают закон сохранения механической энергии, в котором в левой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в начальной ситуации, а в правой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в конечной ситуации;
учитывают, что угловые скорости тел одинаковы, тогда линейные скорости тел пропорциональны радиусам вращения;
при необходимости записывают второй закон Ньютона для каждого из тел в отдельности.

Разрыв снаряда

В случае разрыва снаряда выделяется энергия взрывчатых веществ. Чтобы найти эту энергию надо от суммы механических энергий осколков после взрыва отнять механическую энергию снаряда до взрыва. Также будем использовать закон сохранения импульса, записанный, в виде теоремы косинусов (векторный метод) или в виде проекций на выбранные оси.

Столкновения с тяжёлой плитой

Пусть навстречу тяжёлой плите, которая движется со скоростью v , движется лёгкий шарик массой m со скоростью u н. Так как импульс шарика много меньше импульса плиты, то после удара скорость плиты не изменится, и она будет продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении. В результате упругого удара, шарик отлетит от плиты. Здесь важно понять, что не поменяется скорость шарика относительно плиты . В таком случае, для конечной скорости шарика получим:

Таким образом, скорость шарика после удара увеличивается на удвоенную скорость стены. Аналогичное рассуждение для случая, когда до удара шарик и плита двигались в одном направлении, приводит к результату согласно которому скорость шарика уменьшается на удвоенную скорость стены:

По физике и математике, среди прочего, необходимо выполнить три важнейших условия:

Изучить все темы и выполнить все тесты и задания приведенные в учебных материалах на этом сайте. Для этого нужно всего ничего, а именно: посвящать подготовке к ЦТ по физике и математике, изучению теории и решению задач по три-четыре часа каждый день. Дело в том, что ЦТ это экзамен где мало просто знать физику или математику, нужно еще уметь быстро и без сбоев решать большое количество задач по разным темам и различной сложности. Последнему научиться можно только решив тысячи задач.
Выучить все формулы и законы в физике, и формулы и методы в математике . На самом деле, выполнить это тоже очень просто, необходимых формул по физике всего около 200 штук, а по математике даже чуть меньше. В каждом из этих предметов есть около десятка стандартных методов решения задач базового уровня сложности, которые тоже вполне можно выучить, и таким образом, совершенно на автомате и без затруднений решить в нужный момент большую часть ЦТ. После этого Вам останется подумать только над самыми сложными задачами.
Посетить все три этапа репетиционного тестирования по физике и математике. Каждый РТ можно посещать по два раза, чтобы прорешать оба варианта. Опять же на ЦТ, кроме умения быстро и качественно решать задачи, и знания формул и методов необходимо также уметь правильно спланировать время, распределить силы, а главное правильно заполнить бланк ответов, не перепутав ни номера ответов и задач, ни собственную фамилию. Также в ходе РТ важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в задачах, который на ЦТ может показаться неподготовленному человеку очень непривычным.

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов позволит Вам показать на ЦТ отличный результат, максимальный из того на что Вы способны.

Нашли ошибку?

Если Вы, как Вам кажется, нашли ошибку в учебных материалах, то напишите, пожалуйста, о ней на почту. Написать об ошибке можно также в социальной сети (). В письме укажите предмет (физика или математика), название либо номер темы или теста, номер задачи, или место в тексте (страницу) где по Вашему мнению есть ошибка. Также опишите в чем заключается предположительная ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, ошибка либо будет исправлена, либо Вам разъяснят почему это не ошибка.

Одно из важнейших понятий механики – работа силы .

Работа силы

Все физические тела в окружающем нас мире приводятся в движение с помощью силы. Если на движущееся тело в попутном или противоположном направлении действует сила или несколько сил со стороны одного или нескольких тел, то говорят, что совершается работа .

То есть, механическая работу совершает действующая на тело сила. Так, сила тяги электровоза приводит в движение весь поезд, тем самым совершая механическую работу. Велосипед приводится в движение мускульной силой ног велосипедиста. Следовательно, эта сила также совершает механическую работу.

В физике работой силы называют физическую величину, равную произведению модуля силы, модуля перемещения точки приложения силы и косинуса угла между векторами силы и перемещения.

A = F · s · cos (F, s) ,

где F модульсилы,

s – модуль перемещения.

Работа совершается всегда, если угол между ветрами силы и перемещения не равен нулю. Если сила действует в направлении, противоположном направлению движения, величина работы имеет отрицательное значение.

Работа не совершается, если на тело не действуют силы, или если угол между приложенной силой и направлением движения равен 90 о (cos 90 o = 0).

Если лошадь тянет телегу, то мускульная сила лошади, или сила тяги, направленная по ходу движения телеги, совершает работу. А сила тяжести, с которой извозчик давит на телегу, работы не совершает, так как она направлена вниз, перпендикулярно направлению перемещения.

Работа силы – величина скалярная.

Единица работы в системе измерений СИ — джоуль. 1 джоуль – это работа, которую совершает сила величиной в 1 ньютон на расстоянии 1 м, если направления силы и перемещения совпадают.

Если на тело или материальную точку действуют несколько сил, то говорят о работе, совершаемой их равнодействующей силой.

В случае, если приложенная сила непостоянна, то её работа вычисляется как интеграл:

Мощность

Сила, приводящая в движение тело, совершает механическую работу. Но как совершается эта работа, быстро или медленно, иногда очень важно знать на практике. Ведь одна и та же работа может быть совершена за разное время. Работу, которую выполняет большой электромотор, может выполнить и маленький моторчик. Но ему для этого понадобится гораздо больше времени.

В механике существует величина, характеризующая быстроту выполнения работы. Эта величина называется мощностью .

Мощность – это отношение работы, выполненной за определённый промежуток времени, к величине этого промежутка.

N = A /∆ t

По определению А = F · s · cos α , а s/∆ t = v , следовательно

N = F · v · cos α = F · v ,

где F – сила, v скорость, α – угол между направлением силы и направление скорости.

То есть мощность – это скалярное произведение вектора силы на вектор скорости движения тела .

В международной системе СИ мощность измеряется в ваттах (Вт).

Мощность в 1 ватт – это работа в 1 джоуль (Дж), совершаемая за 1 секунду (с).

Мощность можно увеличить, если увеличить силу, совершающую работу, или скорость, с которой эта работа совершается.

Цели урока:

Познакомиться с мощностью как новой физической величиной;
Развивать умения выводить формулы, пользуясь необходимыми знаниями прошлых уроков; развивать логическое мышление, умение анализировать, делать выводы;
Применять знания по физике в окружающем мире.

Ход урока

«И вечный бой! Покой нам только снится
Сквозь кровь и пыль…
Летит, летит степная кобылица
И мнет ковыль…
И нет конца! Мелькают вёрсты, кручи…
Останови! …Покоя нет! Степная кобылица несется вскачь!»

А.Блок «На поле Куликовом» (июнь 1908 г). (Слайд 1).

Урок сегодня я хочу начать с вопросов к вам. (Слайд 2).

1. Как вы думаете, имеет ли какое-то отношение лошадь к физике?

2. С какой физической величиной связана лошадь?

Мощность – правильно, это и есть тема нашего урока. Запишем ее в тетрадь.

Действительно, мощность двигателей автомобилей, транспортных средств до сих пор измеряют в лошадиных силах. Сегодня на уроке мы с вами узнаем всё о мощности с точки зрения физики. Давайте подумаем вместе и определим, что мы должны знать о мощности, как о физической величине.

Существует план изучения физических величин: (Слайд 3).

Определение;
Вектор или скаляр;
Буквенное обозначение;
Формула;
Прибор для измерения;
Единица величины.

Этот план и будут целью нашего урока.

Начнем с примера из жизни. Вам необходимо набрать бочку воды для полива растений. Вода находится в колодце. У вас есть выбор: набрать при помощи ведра или при помощи насоса. Напомню, что в обоих случаях механическая работа, совершенная при этом будет одинаковой. Конечно же, большинство из вас выберут, насос.

Вопрос: В чем разница при выполнении одной и той же работы?

Ответ: Насос выполнит эту работу быстрее, т.е. затратит меньшее время.

1) Физическая величина, характеризующая быстроту выполнения работы, называют мощностью. (Слайд 4) .

2) Скаляр, т.к. не имеет направления.

5) [N] = [ 1 Дж/с] =

Название этой единицы мощности дано в честь английского изобретателя паровой машины (1784г) Джеймса Уатта. (Слайд 5).

6) 1 Вт = мощности, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж. (Слайд 6).

Самолеты, автомобили, корабли и другие транспортные средства движутся часто с постоянной скоростью. Например, на трассах автомобиль достаточно долго может двигаться со скоростью 100 км/ч.(Слайд 7).

Вопрос: от чего зависит скорость движения таких тел?

Оказывается, она напрямую зависит от мощности двигателя автомобиля.

Зная, формулу мощности мы выведем еще одну, но для этого давайте вспомним основную формулу для механической работы.

Учащийся выходит к доске для вывода формулы. (Слайд 8).

Пусть сила совпадает по направлению со скоростью тела. Запишем формулу работы этой силы.

2.При постоянной скорости движения, тело проходит путь определяемой формулой

Подставляем в исходную формулу мощности: , получаем — мощность.

У нас получилась еще одна формула для расчета мощности, которую мы будем использовать при решении задач.

Мощность всегда указывают в паспорте технического устройства. И в современных технических паспортах автомобилей есть графа:

Мощность двигателя: кВт / л.с.

Следовательно, между этими единицами мощности существует связь.

Вопрос: А откуда взялась эта единица мощности? (Слайд 11).

Дж. Уатту принадлежит идея измерять механическую мощность в «лошадиных силах». Предложенная им единица мощности была весьма популярна, но в 1948　г. Генеральной конференцией мер и весов была введена новая единица мощности в международной системе единиц – ватт. (Слайд 12) .

1 л.с. = 735,5 Вт.

1 Вт = ,00013596 л.с.

Примеры мощностей современных автомобилей. (Слайд 13,14) .

Различные двигатели имеют разные мощности.

Учебник, страница 134, таблица 5.

Вопрос: А какова мощность человека?

Текс учебника , § 54. Мощность человека при нормальных условиях работы в среднем составляет 70-80 Вт. Совершая прыжки, взбегая по лестнице, человек может развивать мощность до 730 Вт, а в отдельных случаях и большую.

Вопрос: А чем «живые двигатели» отличаются от механических? (Слайд 15) .

Ответ: Тем, что «живые двигатели» могут изменять свою мощность в несколько раз.

Закрепление материала.

1.Расскажите все, что вы знаете о мощности. Ответ по плану изучения физической величины.

Ответ: N ≈ 2,9 кВт.

§ 54.
Записать формулы мощности в таблицу формул.
Упр. 29 (2,5) – 1 уровень.
Упр. 29 (1,3) – 2 уровень.
Упр. 29 (1,4) – 3 уровень.
Задание 18 – на дополнительную оценку (на листочках).

Литература:

А.В. Перышкин «Учебник физики для 7 класса», Дрофа, Москва, 2006.
А. Блок «На поле Куликовом».
1C: Школа Физика 7 класс

Содержание:

Прежде чем рассматривать электрическую мощность, следует определиться, что же представляет собой мощность вообще, как физическое понятие. Обычно, говоря об этой величине, подразумевается определенная внутренняя энергия или сила, которой обладает какой-либо объект. Это может быть мощность устройства, например, двигателя или действия (взрыв). Ее не следует путать с силой, поскольку это различные понятия, хотя и находящиеся в определенной зависимости между собой. Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с).

Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.

Что такое мощность электрического тока

Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.

Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.

Существует два основных вида электрической мощности — . В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения — ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения — киловатты и мегаватты.

К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар — вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.

Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами — ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.

Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.

Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.

По какой формуле вычисляется мощность электрического тока

Правильное и точное решение вопроса чему равна мощность электрического тока, играет решающую роль в деле обеспечения безопасной эксплуатации электропроводки, предупреждения возгораний из-за неправильно выбранного сечения проводов и кабелей. Мощность тока в активной цепи зависит от силы тока и напряжения. Для измерения силы тока существует прибор — амперметр. Однако не всегда возможно воспользоваться этим прибором, особенно когда проект здания еще только составляется, а электрической цепи просто не существует. Для таких случаев предусмотрена специальная методика проведения расчетов. Силу тока можно определить по формуле при наличии значений мощности, напряжения сети и характера нагрузки.

Существует формула мощности тока, применительно к постоянным значениям силы тока и напряжения: P = U x I. При наличии сдвига фаз между силой тока и напряжением, для расчетов используется уже другая формула: P = U x I х cos φ. Кроме того, мощность можно определить заранее путем суммирования мощности всех приборов, которые запланированы к вводу в эксплуатацию и подключению к сети. Эти данные имеются в технических паспортах и руководствах по эксплуатации устройств и оборудования.

Таким образом, формула определения мощности электрического тока позволяет вычислить силу тока для однофазной сети: I = P/(U x cos φ), где cos φ представляет собой коэффициент мощности. При наличии трехфазной электрической сети сила тока вычисляется по такой же формуле, только к ней добавляется фазный коэффициент 1,73: I = P/(1,73 х U x cos φ). Коэффициент мощности полностью зависит от характера планируемой нагрузки. Если предполагается использовать лишь лампы освещения или нагревательные приборы, то он будет составлять единицу.

При наличии реактивных составляющих в активных нагрузках, коэффициент мощности уже считается как 0,95. Данный фактор обязательно учитывается в зависимости от того, какой тип электропроводки используется. Если приборы и оборудование обладают достаточно высокой мощностью, то коэффициент составит 0,8. Это касается сварочных аппаратов, электродвигателей и других аналогичных устройств.

Для расчетов при наличии однофазного тока значение напряжения принимается 220 вольт. Если присутствует , расчетное напряжение составит 380 вольт. Однако с целью получения максимально точных результатов, необходимо использовать в расчетах фактическое значение напряжения, измеренное специальными приборами.

От чего зависит мощность тока

Мощность тока, различных приборов и оборудования зависит сразу от двух основных величин — и . Чем выше ток, тем больше значение мощности, соответственно, при повышении напряжения, мощность также возрастает. Если напряжение и сила тока увеличиваются одновременно, то мощность электрического тока будет возрастать как произведение той и другой величины: N = I x U.

Очень часто возникает вопрос, в чем измеряется мощность тока? Основной единицей измерения этой величины является (Вт). Таким образом, 1 ватт является мощностью устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.

Расчетное значение мощности позволяет точно определить расход электрической энергии. Для этого необходимо взять произведение мощности и времени. Сама формула выглядит так: W = IUt где W является расходом электроэнергии, произведение IU — мощностью, а t — количеством отработанного времени. Например, чем больше продолжается работа электрического двигателя, тем большая работа им совершается. Соответственно возрастает и потребление электроэнергии.

Работа, энергия и сила

Определения

Работа можно определить как передачу энергии. В физике мы говорим, что работа выполняется с объектом, когда вы передаете ему энергию. Если один объект передает (отдает) энергию второму объекту, то первый объект работает со вторым объектом.

Работа — это приложение силы на расстоянии. Поднять какой-нибудь груз с земли и положить его на полку — хороший пример работы.Сила равна весу объекта, а расстояние равно высоте полки (W = Fxd).

Принцип работы-энергии — Изменение кинетической энергии объекта равно чистой работе, проделанной над объектом.

Энергия можно определить как способность выполнять работу. Самый простой случай механической работы — это когда объект стоит на месте, и мы заставляем его двигаться. Энергия движущегося объекта называется кинетической энергией.2.

Виды энергии

Есть два типа энергии во многих формах:

Кинетическая энергия = Энергия движения

Потенциальная энергия = Накопленная энергия

Формы энергии

Солнечное излучение — инфракрасное тепло, радиоволны, гамма-лучи, микроволны, ультрафиолетовый свет

Атомная / ядерная энергия — энергия, выделяемая в ядерных реакциях.Когда нейтрон расщепляет ядро атома на более мелкие части, это называется делением. Когда два ядра соединяются под воздействием миллионов градусов тепла, это называется слиянием

Электрическая энергия — Производство или использование электроэнергии в течение периода времени, выраженное в киловатт-часах (кВтч), мегаватт-часах (NM) или гигаватт-часах (ГВтч).

Химическая энергия — Химическая энергия — это форма потенциальной энергии, связанная с разрывом и образованием химических связей. Он накапливается в продуктах питания, топливе и батареях и выделяется в виде других форм энергии во время химических реакций.

Механическая энергия — Энергия движущихся частей машины. Также относится к движениям людей

Тепловая энергия — форма энергии, которая передается за счет разницы температур

Что такое Power

Мощность — это работа, выполненная за единицу времени. Другими словами, мощность — это мера того, насколько быстро можно выполнить работу. Единица мощности — ватт = 1 джоуль / 1 секунда.

Одной из распространенных единиц энергии является киловатт-час (кВтч).Если мы используем один кВт мощности, одного кВтч энергии хватит на один час.

Расчет работы, энергии и мощности

РАБОТА = W = Fd

Поскольку энергия — это способность выполнять работу, мы измеряем энергию и работу в одних и тех же единицах (Н * м или джоули).

МОЩНОСТЬ (P) — скорость производства (или поглощения) энергии с течением времени: P = E / t

Единицей измерения СИ

Power является ватт, представляющий выработку или поглощение энергии со скоростью 1 Джоуль / сек.Единицей измерения мощности в английской системе является мощность в лошадиных силах, что эквивалентно 735,7 Вт.

См. Также: Работа, энергия и мощность — Как понять и рассчитать счет за энергию.

Попробуйте это упражнение!

1) Сила 20 ньютонов толкает объект на 5 метров в направлении силы. Сколько работы сделано?

Пожалуйста, введите свой ответ в отведенное для этого поле:

2) Если вы выполняете 100 джоулей работы за одну секунду (используя 100 джоулей энергии).Сколько энергии используется?

3) 1 лошадиная сила равна сколько ватт?

Механическая мощность — Energy Education

Рис. 1. Потребляемая мощность в тепловом двигателе измеряется в МВт, а выходная мощность, полученная в виде электричества, измеряется в МВт. ^[1] Отношение выходной мощности к входящей — это КПД. Рис. 2. Реактивная турбина может выполнять большой объем работы за короткий промежуток времени, поэтому имеет высокую механическую мощность. ^[2]

Механическая мощность означает скорость, с которой может выполняться работа.Это выходная мощность, а не входная мощность (см. Рисунок 1). Потребляемая мощность относится к тому, насколько быстро энергия топлива преобразуется в энергию для использования в автомобиле. Напротив, выходная мощность — это скорость, с которой двигатель может работать, получая энергию от топлива. Скорость, с которой двигатель использует топливо, — это тепловая мощность. Механическая мощность — это скорость, с которой механическая энергия может быть доставлена в систему. Напомним, что мощность — это передача энергии за определенный промежуток времени.

Механическая мощность часто измеряется в лошадиных силах, хотя иногда она измеряется в ваттах.Некоторые примеры:

Двигатель авто
Двигатель самолета (см. Рисунок 2)
Использование крана для подъема тяжелых предметов

Если механическая мощность исходит от теплового двигателя, такого как электростанция, она ограничена вторым законом термодинамики, а максимальное количество механической мощности определяется КПД Карно. ^[3] Механическая мощность ветряной турбины также ограничена, хотя и в совершенно другом аспекте, пределом Беца.^[4]

Простые машины идеализированы как без потерь. Это означает, что они не теряют энергии при манипулировании силами. Следовательно, механическая мощность сохраняется на протяжении всего срока ее вывода, и это позволяет легко анализировать их с точки зрения механического преимущества. ^[5]

Посетите Hyperphysics для получения дополнительной информации о работе и власти.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

↑ Сделано внутри команды энциклопедии
↑ Марк Хиллари, Flickr [Online], Доступно: https: // www.flickr.com/photos/markhillary/2427920269/in/photostream/
↑ Р. Д. Найт, «Пределы эффективности» в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд. Сан-Франциско, США: Pearson Addison-Wesley, 2008, глава 19, раздел 5, стр. 540-542
↑ WindPower Program, The Betz limit [Online], Доступно: http://www.wind-power-program.com/betz.htm
↑ Объясни это !, Tools and Simple Machines [Online], доступно: http: // www.exploainthatstuff.com/toolsmachines.html

Единица мощности — Как обсуждать

Единица мощности

Какие бывают единицы мощности?

Вольт (В)
Ампер (А)
Ом (Ом)
Вт (Вт)
Децибел милливатт (дБм)
децибел ватт (дБВт)
фарад (н)
Энрике (Х)
симен (S)
Кулон (C)

Какие единицы используются для измерения мощности?

Ватт (обозначение: Вт) — это единица измерения мощности.В Международной системе единиц (СИ) это определяется как единица, производная от 1 джоуля в секунду, и используется для количественной оценки скорости передачи энергии.

Что такое мощность и какова единица измерения мощности?

В физике мощность — это скорость работы или скорость передачи тепла или электричества. В системе СИ единицами измерения мощности являются ватты, но единицы измерения в граммах и сантиметрах — очень большие. В британской системе единицами измерения мощности являются фут-фунты в секунду или лошадиные силы.

Что такое стандартная единица мощности?

Стандартная единица мощности — ватты (сокращенно Вт), что равняется одному джоуля в секунду. Скорость работы равна потреблению энергии, поскольку сила a передает одну единицу энергии, когда она выполняет одну единицу работы.

Какие блоки питания подходят?

Вольт (В) Вольт — электрическая единица измерения напряжения.
Ампер (А) Ампер — это электрическая единица электрического тока.
Ом (Ом) Ом — единица измерения электрического сопротивления.
Ватт (Вт) Ватт — это электрическая единица электрической энергии.
Децибел милливатт (дБм) Децибел милливатт или дБм — это единица измерения электрической энергии, измеряемая по логарифмической шкале на основе 1 мВт.

В каких единицах измеряется мощность?

блоки питания. Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт) или джоули в секунду (Дж / с).Власть — это скаляр, у нее нет направления.

Какие единицы мощности в физике?

В физике мощность — это скорость работы или теплопередачи, количество энергии, переданной или преобразованной за единицу времени. Поскольку у него нет направления, это скаляр.

Что такое единицы мощности?

Размер силы — это энергия, разделенная на время. В системе СИ единица мощности — ватты (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрги в секунду (эрг / с), лошадиные силы (л.с.), метрические лошадиные силы (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-футы в минуту.

По какой формуле рассчитывается мощность?

Мощность часто обозначается как (Вт) и измеряется в ваттах. Общая формула для мощности: W = V x I или W = I 2 x R или W = V 2 / R. Другие основные формулы для мощности: I = W / V или I = (W / R) 2.

Какая основная единица вязкости?

Следовательно, единицей вязкости является ньютон-секунда на квадратный метр, которая обычно выражается как паскаль-секунда в единицах СИ. Вязкость жидкостей быстро уменьшается с повышением температуры, а вязкость газов увеличивается с повышением температуры.

Как измеряется вязкость в единицах?

Формула для измерения вязкости довольно проста: вязкость = напряжение сдвига / скорость сдвига. Результат обычно выражается в сантипуазах (сП), что составляет 1 мПа · с (миллипаскали секунды). Напряжение сдвига — это сила на единицу площади, необходимая для смещения одного слоя жидкости относительно другого.

Что такое единица вязкости CGS?

Наиболее часто используемой единицей измерения динамической вязкости является единица CGS, сантипуаз (сП), что эквивалентно пуазу (P).

Что такое CPS для вязкости?

Вязкость смеси является мерой гидравлического сопротивления технологической жидкости. Вязкость обычно указывается в сантипуазах (сП), но также может быть указана в других стандартных отраслевых измерениях.

Называются различные единицы мощности.

Пояснение: Ватты (Вт) — это единица измерения мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект.

Что такое все единицы СИ?

единица СИ.(Единицы) любая единица, принятая для международного использования в Международной системе единиц и используемая в настоящее время для всех научных и большинства технических целей. Существует семь основных единиц измерения: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль, а также две другие единицы: радианы и стерадианы.

Что такое единица СИ для мощности, равной джоулям в секунду?

В системе СИ единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрг в секунду (эрг / с), мощность (л.с.), метрическая мощность (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-фут в минуту.

В каких единицах измеряется мощность?

Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект. #v = расстояние / время = d / t #.

Какие требуются различные единицы мощности?

Некоторые из наиболее распространенных единиц мощности — это эрг в секунду (эрг / с), фунт-фут в минуту, дБм, количество пищевых калорий в час или килокалорий в час, мощность в лошадиных силах (PS), BTU в час (БТЕ / час).Единицы преобразования энергии.

Какие единицы электричества?

Единицы электроэнергии используются для измерения количества энергии, потребляемой домом. Единицы энергии измеряются в киловатт-часах (кВтч). Таким образом, одна единица электроэнергии соответствует одному киловатт-часу (кВтч) потребляемой электроэнергии.

Как рассчитать мегаватт?

Мегаватт (МВт) — единица мощности. Опишите скорость, с которой цикл потребляет или производит энергию в данный момент времени.Один мегаватт равен одному миллиону ватт. Формула для расчета мегаватт-часов: мегаватт-часы (МВтч) = мегаватты (МВт) x часы (ч).

Как рассчитать мощность?

Расчет производительности. Формула для расчета мощности: W (джоули в секунду) = V (джоули на кулон) x A (кулоны в секунду), где W — ватты, V — вольты, а A — ток. На практике энергия — это энергия, генерируемая или потребляемая за секунду.

Что такое преобразование мощности?

Во всех областях электротехники преобразование энергии — это процесс преобразования электрической энергии из одной формы в другую.Преобразователь мощности — это электрическое или электромеханическое устройство для преобразования электрической энергии.

Стандартные единицы физики мощности

В Международной системе единиц (СИ) единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоулю в секунду. Другими распространенными и традиционными измерениями являются лошадиные силы по сравнению с лошадиными силами, механическая мощность примерно эквивалентна ваттам.

Какова формула мощности в физике?

Уравнение мощности: P = Вт / т.P означает мощность (в ваттах), W означает выполненную работу (в джоулях) или потребленную энергию (в джоулях), t означает время (в секундах).

Какая формула силы?

Единица измерения электрической мощности — ватты. Он рассчитывается следующим образом: Мощность = Ток * Напряжение {\\ displaystyle {\ ext {Power}} = {\ ext {Current}} * {\ ext {Voltage}}} P = IE {\\ displaystyle P = IE} .

От чего зависит мощность от физики?

Мощность — это скалярная величина. Это зависит не только от общего объема проделанной работы, но и от того, сколько времени потребуется на ее выполнение.Чем меньше времени вы тратите на конкретную задачу, тем выше ваша производительность. Мощность — это скорость выполнения работы или передачи энергии за единицу времени.

Какова формула физики?

Пожалуй, самые известные физические уравнения относятся к энергии: E = mc 2. В этом уравнении E представляет энергию, m представляет массу, а c представляет скорость света в вакууме (около 186 000 миль / сек или 3×108. метров) .. / Second Это уравнение разработал ученый Альберт Эйнштейн.

Какие единицы измерения мощности используются:

Ватт (символ: Вт) — это единица измерения мощности. В Международной системе единиц (СИ) это определяется как единица, производная от 1 джоуля в секунду, и используется для количественной оценки скорости передачи энергии. В базовых единицах СИ ватт обозначается как кг⋅м 2 с -3. Глиняные скамейки названы в честь Джеймса Ватта, шотландского изобретателя 18 века.

Что означают вольт, ампер, ом и ватт?

Все эти единицы измерения связаны между собой электрическими отношениями, известными как закон Ома и закон Ватта.Закон Ома говорит им, что сопротивление равняется вольтам, разделенным на амперы, а закон Уоттса говорит им, что ватты равны вольтам x амперам. С помощью этих двух основных формул вы можете вычислить, чтобы найти 2 неизвестных значения, если вы знаете 2.

Какие единицы используются для измерения мощности в энергии?

Тепловая энергия объекта измеряется в джоулях. Эта единица является результатом других основных единиц, таких как масса, время и длина. Устройство названо в честь Прескотта Джоуля. Калорийность также является мерой тепла.

Какая метрическая единица измерения энергии?

Джоуль (Дж). Это основная единица энергии в метрической системе или позже в более полной форме Международной системы единиц (СИ). В основном это измеряется в метрах, килограммах и секундах.

В каких единицах измеряются работа и энергия?

Стандартной единицей измерения энергии и работы в физике является джоуль, который отмечен символом J. В механике 1 джоуль — это энергия, передаваемая, когда к объекту прикладывается сила в 1 Ньютон и проходит расстояние C .перемещается на 1 метр. Еще одна единица энергии, которую вы, возможно, нашли, — это калории.

Какие единицы используются для выражения энергии?

Единица работы энергии или количество тепла, выделяемого при приложении силы в один Ньютон на расстоянии одного метра. Один джоуль эквивалентен одному ватту мощности, передаваемой или высвобождаемой за одну секунду. Имперские единицы используют британские тепловые единицы (БТЕ) для выражения энергии.

Какие единицы используются для измерения мощности в электричестве?

Электрические единицы измерения.Стандартными единицами измерения напряжения, тока и сопротивления для электрических измерений являются вольты, амперы и омы.

Что такое электрические измерения?

Электрические измерения. Электрические измерения — это методы, устройства и расчеты, используемые для измерения электрических величин. Электрические измерения могут быть выполнены для измерения электрических параметров системы.

Что такое электрические меры?

Электрическая единица — это единица измерения, используемая для описания свойства в электрической цепи.Примерами некоторых из наиболее распространенных типов электрических единиц являются кулон, который используется для измерения заряда, ампер, который используется для измерения электрического тока, и вольт, который используется для измерения напряжения.

Какие единицы измерения мощности используются в жизни?

Мощность — это работа, выполняемая за одну секунду, или переданная энергия, поэтому единицами измерения являются джоули в секунду, Дж / с. Он используется так часто, что получил собственное название ватт (Вт).

Что является важным фактором при измерении звука?

Еще одним важным и легко измеряемым фактором является объем или объем.Они измеряют громкость (также называемую звуковой мощностью или звуковым давлением) в единицах, называемых децибелами.

Как измеряется электрическая мощность за один час?

Ампер-час — единица электрического заряда. Это мера электрического тока за один час. Используемое сокращение — мАч. Эта единица измерения электрической энергии используется для измерения некоторых батарей, гальванического оборудования и рентгеновских лучей. Киловатт-час — это количество энергии, потребляемой в час. Один киловатт равен 1000 ватт.

Как измеряется сила звука?

Если вы используете логарифмическую шкалу децибел, если высота звука составляет 80 децибел и вы добавляете еще 10 децибел, высота звука в десять раз громче и примерно в два раза громче для ваших ушей. Иногда используются разные версии децибел.

Какие единицы используются для измерения мощности в движении?

Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект.v = время в пути = d t.

Какая единица СИ используется для измерения мощности?

В системе СИ единицей мощности является ватт. Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект. v = время в пути = d t.

Что вы называете единицей электроэнергии?

Ампер-час — единица электрического заряда. Это мера электрического тока за один час. Используемое сокращение — мАч. Этот блок питания используется для измерения некоторых батарей, гальванических систем и рентгеновских лучей.

Как измеряется мощность двигателя?

Информацию о неметрических источниках питания можно найти здесь. Мощность: рабочая лошадка может поднять 550 фунтов на 1 фут за 1 секунду или 1 лошадиную силу в воздухе. Двигатели измеряются в лошадиных силах. Двигатель мощностью 10 лошадиных сил может сделать работу в десять лошадиных сил.

Какие единицы измерения мощности используются в науке?

Электроэнергия измеряется в ваттах и киловаттах. Электричество измеряется в ваттах. Он назван в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины.Ватт — это единица измерения электрической энергии, эквивалентная одному амперу при давлении в один вольт. Ватт — малая мощность.

Как единица мощности в системе СИ связана с работой?

Итак, мощность равна работе, разделенной на время (P = Вт / т). Согласно шотландскому изобретателю Джеймсу Ватту (1736-1819), единицей мощности в системе СИ является ватт (Вт). Усовершенствования Уоттса в паровом двигателе помогли разжечь промышленную революцию. По иронии судьбы, сам Ватт придумал термин «мощность», чтобы описать преимущества своего парового двигателя.

Какая единица измерения производства энергии в системе СИ?

Единица СИ: Единица измерения мощности в системе СИ — Вт. Это количество энергии, вырабатываемой при потреблении одного джоуля энергии за одну секунду. Единица W очень мала, часто используются более крупные единицы, такие как кВт и МВт. 1 кВт = 1000 Вт и 1 МВт = 1000 кВт. В настоящее время наиболее часто используемой единицей является СИ.

Что такое единица энергии и работы в физике?

Как вы измеряете энергию и работу? Стандартной единицей измерения энергии и работы в физике является джоуль, который обозначается символом J.В механике 1 джоуль — это энергия, передаваемая, когда к объекту прикладывается сила в 1 Ньютон и он проходит расстояние в C. перемещается на 1 метр.

Что такое мощность и что такое мощность в химии

Что делать с тем, насколько быстро выполняется работа. Формула потенции приведена ниже. Производительность = работа / время. P = Вт / т. Единство власти. Стандартной метрической единицей измерения является джоуль, а стандартной метрической единицей измерения времени являются секунды, поэтому стандартной метрической единицей измерения мощности является джоули в секунду, определяемые как ватты и называемые ваттами.Пример отработан.

Какая единица измерения мощности — джоуль в секунду в системе СИ?

По действующим стандартам, единица измерения мощности в системе СИ составляет не более одного ватта, обозначается символом W). Один джоуль в секунду также равен одному ватту. Интересно, что название было сохранено в честь Джеймса Ватта, который изобрел конденсатор для парового двигателя. Он также ввел термин «власть» — старейшая единица силы.

Какой пример единицы мощности в системе СИ?

В системе СИ единица мощности — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с).Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам.

Какая единица измерения электрической мощности в метрической системе?

Это скорость, с которой выполняется задача, или насколько быстро выполняется конкретная задача. Это единица, производная от метрической системы. Единица измерения электрической мощности — ватты. Один ватт — это один джоуль работы в секунду на объекте.

Что такое мощность и какая единица измерения мощности в науке

Вы можете определить мощность как скорость, с которой выполняется работа, это работа, которая выполняется в единицах времени.Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с). Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам. Какая средняя доходность?

Какой пример единицы мощности?

Вы можете определить мощность как скорость, с которой выполняется работа, это работа, которая выполняется в единицах времени. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с). Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам.

Какая единица измерения мощности является стандартной метрической?

P = Вт / т. Стандартная метрическая единица измерения мощности — ватт. Как ясно из уравнения мощности, единица мощности равна единице работы, деленной на единицу времени. Следовательно, один ватт равен одному джоулю в секунду.

Как в расчетах измеряются единицы мощности?

1 Расчет мощности. Математически производительность — это результат работы, проделанной с течением времени. 2 блока питания. Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время.3 работы и ■■■■■■■■■. Когда вы проходите милю, ваше тело движется по инерции, которая измеряется после того, как работа сделана. 4 Средняя производительность. 5 Немедленно ■■■■■■■■■.

Что такое мощность и какова единица измерения мощности в электричестве

В физике электрическая мощность — это мера скорости, с которой электрическая энергия передается через электрическую цепь в единицу времени. Обозначается буквой P и измеряется в системе СИ. Единица мощности — один ватт или один джоуль в секунду.Электричество обычно поступает из таких источников, как электрические батареи, и вырабатывается электрическими генераторами.

Что такое СИ для единицы мощности?

В системе СИ единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрг в секунду (эрг / с), мощность (л.с.), метрическая мощность (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-фут в минуту.

Что такое мощность и какая единица измерения мощности в математике.

Мощность — это величина, которая зависит от времени.Что делать с тем, насколько быстро работа сделана. Формула потенции приведена ниже. Стандартная метрическая единица работы — джоуль, а стандартная метрическая единица времени — секунда, поэтому стандартной метрической единицей мощности является джоуль / секунда, определяемая как ватт и сокращенно обозначаемая как ватт.

Какое определение мощности в математике?

Хорошая производительность — это объем проделанной работы за время, необходимое для ее выполнения. На другом уроке они узнали, что работа — это движение объекта под действием силы.Они вычисляют работу, умножая силу на расстояние, которое проходит объект. В форме уравнения работа = сила x смещение.

Что такое мощность и в каких единицах измерения мощности

Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт) или джоули в секунду (Дж / с). Власть — это скаляр, у нее нет направления. Мощность часто используется для описания мощности машины.

Что такое стандартная единица измерения

Система СИ, также известная как метрическая система, используется во всем мире.Система СИ состоит из семи основных единиц: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (K), ампер (A), моль (моль) и кандела (CD.). ).

Какая основная единица измерения?

Метрическая система — это основная система единиц, используемая в науке. Каждая единица считается размерно независимой от других. Эти измерения представляют собой единицы измерения длины, массы, времени, силы тока, температуры, количества вещества и интенсивности света.

Какие разные единицы измерения используются?

Стандартизация единиц измерения.Единицы измерения обычно используют Международную систему единиц (СИ) в качестве основы для сравнения. Система определяет семь основных единиц измерения: килограмм, метр, кандела, секунда, ампер, кельвин и моль.

Что такое основная единица измерения?

В метрической системе каждый основной тип единицы измерения (длина, вес, вместимость) имеет базовую единицу измерения (метр, грамм, литр). Преобразование выполняется быстро путем умножения или деления на коэффициент 10. Десятичную точку очень легко переместить вправо (для маленьких префиксов) или влево (для больших префиксов).

Используемая стандартная единица мощности

Стандартная метрическая единица работы — джоуль, а стандартной метрической единицей времени — секунда, поэтому стандартной метрической единицей мощности является джоуль / секунду, определяемая как ватт и сокращенно обозначаемая как ватт.

Что такое стандартная единица мощности в химии

Единица измерения мощности Стандартная метрическая единица работы — джоули, а стандартная метрическая единица времени — секунды, поэтому стандартной метрической единицей мощности являются джоули в секунду. как ватты и сокращенно обозначается как ватты.

Как в химии используются единицы давления?

В химии обычно давление выражается в атмосферах или торр: торр и миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст., Определяемые как разница в высоте барометра ртутного столба в один миллиметр при 0 ° C) почти равны. Другая единица измерения давления, используемая в метеорологии, — бар: 1 бар = 105 Н / м 2 = Торр = атм.

Какая единица измерения мощности является стандартной метрической?

Стандартная метрическая единица измерения — джоули, стандартная метрическая единица времени — секунды, поэтому стандартной метрической единицей измерения мощности являются джоули в секунду, определяемые как ватты и сокращенно обозначаемые как ватты.Q1. Одна 60-ваттная лампочка горит 24 часа в сутки, а другая 60-ваттная — всего 12 часов.

Сколько ответов на разгадку кроссворда?

Кроссворд нашел 20 решений для кроссвордов Power Unit. Решатель кроссвордов находит ответы на американские кроссворды, английские кроссворды, общие кроссворды и загадочные кроссворды. Введите время реакции или реакцию образца для получения наилучших результатов.

Когда в последний раз видели единицу силы в кроссворде?

Кроссворд из четырех букв в последний раз видели 21 ноября 2020 года.Они думают, что вероятный ответ на это предложение — WATT. Ниже вы найдете все возможные ответы на этот индекс, отсортированные по рангам.

Сколько джоулей в единице мощности?

Единица мощности равна 1 джоуль в секунду мощности, рассеиваемой при прохождении тока 1 А через резистор сопротивлением 1 Ом.

Какая единица измерения мощности паровой машины?

Шотландский инженер и изобретатель, чьи усовершенствования паровой машины привели к его широкому использованию в промышленности (17361819) единица мощности, равная 1 джоуль в секунду, рассеиваемая мощность 1 ампера тока, протекающего через резистор сопротивлением 1 Ом Спасибо решатель кроссвордов для вашего визита.

Какая единица измерения используется для измерения электрической мощности?

Электричество — это показатель того, насколько быстро энергия потребляется за определенный период времени. В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, единицей измерения энергии является джоуль, а единицей измерения времени является секунда.

В какой единице обычно измеряется электрическая мощность?

Наиболее распространенной единицей измерения для счетчика электроэнергии является киловатт-час, количество энергии, потребляемое киловаттной нагрузкой за один час, или 3 600 000 джоулей.Некоторые поставщики энергии вместо этого используют мегаджоули SI.

Как называется единица электрической мощности?

Электрическая энергия — это скорость, с которой электрическая энергия передается по цепи в единицу времени. В системе СИ единица мощности — один ватт, один джоуль в секунду.

Какая единица используется для выражения электрической мощности?

Один киловатт (кВт) равен тысяче (10 3) ватт. Эта единица измерения часто используется для выражения мощности двигателей и мощности электродвигателей, инструментов, машин и нагревательных устройств.Это также обычно используемая единица измерения выходной мощности электромагнитного излучения радио- и телевизионных станций.

Какая формула кинетической энергии?

Формула для расчета кинетической энергии (KE): KE = x mv 2. Где m обозначает массу, меру количества вещества в объекте, а v обозначает скорость объекта или скорость, с которой он движется. .

Какие уравнения для кинетической энергии?

Формула кинетической энергии определяет соотношение между массой объекта и его скоростью.Уравнение кинетической энергии: KE = * m * v², где: m — масса, v — скорость.

Как преобразовать кинетическую энергию в скорость?

Кинетическая энергия объекта определяется массой объекта, а также скоростью, с которой он движется. Уравнение для расчета кинетической энергии: кинетическая энергия = 1/2 мв 2, где m — масса объекта (в кг), а v — скорость объекта (в м / с).

Что такое кинетическая энергия и скорость?

Кинетическая энергия объекта — это энергия, которую он получает от своего движения.В ньютоновской (классической) механике, которая описывает макроскопические объекты, движущиеся со скоростью, составляющей небольшую часть скорости света, кинетическая энергия (E) массивного движущегося тела может быть вычислена как половина его массы (m), умноженная на квадрат его скорости. (v): E = ½mv2.

В каких единицах измеряется ток?

Единицей измерения тока является ампер, который описывает количество заряда, протекающего в секунду. По этой причине усилители также можно описать как кулоны в секунду.По сути, ток — это мера количества электронов, которые проходят через определенную точку каждую секунду.

Какая основная единица измерения электрического тока?

Ампер (А) — основная единица СИ для измерения электрического тока. Его можно определить как количество электрического заряда или количество электронов, которые проходят через точку в цепи за одну секунду. Один ампер равен * 1018 электронам, проходящим одну точку в секунду или один кулон в секунду.

Что такое единица СИ для AMP?

Ампер (символ единицы СИ: символ измерения СИ: I), часто сокращенно обозначаемый как ампер, является единицей СИ для измерения электрического тока (символ величины: I, i) и является одной из семи единиц основной СИ.Он назван в честь Андре Мари Ампера (1775-1836), французского математика и физика, считающегося отцом электродинамики.

Единица энергии

Поскольку энергия определяется работой, единица энергии в системе СИ такая же, как и единица работы, джоуль (Дж), названная в честь Джеймса Прескотта Джоуля и его экспериментов с механическим эквивалентом тепла. Проще говоря, 1 джоуль соответствует 1 ньютон-метру в основных единицах СИ.

Какая основная единица энергии?

Базовая единица энергии — джоуль, но обычно ее называют ватт-час или киловатт-час.Энергия бывает разных форм и часто выражается в нескольких единицах. Входящая сила — это количество энергии в единицу времени. Мощность — это мощность потребляемой энергии.

Как называется единица энергии?

Поскольку энергия определяется работой, единица энергии в системе СИ такая же, как и единица работы Джоуль (Дж), названная в честь Джеймса Прескотта Джоуля и его экспериментов с механическим эквивалентом тепла.

Что представляет собой единица энергии?

Единица измерения энергии, используемая в атомной физике, физике элементарных частиц и физике высоких энергий, — электрон-вольт (эВ).Один эВ равен × 10-19 Дж. В спектроскопии единица измерения см -1 = эВ используется для представления энергии, поскольку энергия обратно пропорциональна длине волны уравнения. При обсуждении производства и потребления энергии часто используются единицы баррель нефтяного эквивалента и тонны нефтяного эквивалента.

Какие единицы используются для измерения энергии?

В физике и химии до сих пор обычной практикой является измерение энергии в атомном масштабе не в системе СИ, а в практических единицах, электрон-вольтах (эВ).Хартри (единица атомной энергии) часто используется в расчетах.

Карта механики — Мощность и КПД в твердых телах

К понятиям работы и энергии относятся концепции power и эффективности . По сути, мощность — это скорость, с которой выполняется работа, а эффективность — это процент полезной работы или мощности, которая передается от входа к выходу некоторой системы.

Мощность:

Мощность в любой момент определяется как производная работы по времени.

Если мы посмотрим на среднюю мощность за установленный период, мы можем просто измерить проделанную работу и разделить ее на время. Работа для твердого тела определяется как сила, умноженная на расстояние, на которое проходит центр масс, плюс момент, умноженный на угол поворота (в радианах) нашего тела.

\ [P_ {ave} = \ frac {W} {t} = \ frac {F * d + M * \ Delta \ theta} {t} \]

Используя определение скорости (расстояние во времени) и определение угловой скорости (дельта тета во времени), мы приходим к третьему уравнению для мощности в данный момент.

Общие единицы мощности: ватт, для метрической системы, где один ватт определяется как джоуль в секунду или ньютон-метр в секунду, и лошадиных сил. в английской системе, где одна лошадиная сила определяется как 550 фут-фунтов в секунду. .

Приводной вал в этой мельнице используется для передачи мощности от входа к выходу. Если мы умножим крутящий момент на валу (в Ньютон-метрах) на угловую скорость (в радианах в секунду), мы получим передаваемую мощность в ваттах (где ватт — это ньютон-метр в секунду).Изображение Яна Петтикрю CC-BY-SA 2.0

Эффективность:

Любые устройства с рабочими / силовыми входами и выходами будут иметь некоторую потерю работы или мощности между этим входом и выходом из-за таких вещей, как трение. Хотя энергия всегда сохраняется, некоторые виды энергии, такие как тепло, не могут считаться полезными. Показателем полезной работы или мощности, которая проходит от входа устройства к выходу, является эффективность. Конкретно эффективность определяется как работа устройства, разделенная на работу в устройстве.Поскольку мощность — это работа с течением времени, эффективность также можно описать как выходную мощность, деленную на мощность, подаваемую на устройство (временной термин отменяет, оставляя нас с нашим исходным определением).

\ [\ eta = \ frac {W_ {out}} {W_ {in}} = \ frac {P_ {out}} {P_ {in}} \]

Невозможно иметь КПД больше единицы (или 100%), потому что это было бы нарушением сохранения энергии, однако для большинства устройств мы хотим получить КПД как можно ближе к единице.Это не только потому, что это не тратит впустую работу / энергию, но также потому, что любая работа или энергия, которые «теряются» в устройстве, будут преобразованы в тепло, которое может накапливаться.

Простой метод измерения механической силы в прыжках

Адамсон Г.Т., Уитни Р.Дж. (1971) Критическая оценка прыжков и мера силы человека. Медицина и спорт, том 6. Биомеханика II. Каргер, Базель, стр. 208–211

Google ученый

Asmussen E, Bonde-Petersen F (1974a) Хранение упругой энергии в скелетных мышцах человека.Acta Physiol Scand 91: 385–392

Google ученый

Asmussen E, Bonde-Petersen F (1974b) Очевидная эффективность и накопление упругой энергии в мышцах человека во время упражнений. Acta Physiol Scand 92: 537–545

Google ученый

Ayalon A, Inbar O, Bar-Or O (1974) Взаимосвязь между измерениями взрывного растяжения и анаэробной силы. В: Nelson RC, Morehouse CA (eds) International Series on Sports Sciences, vol 1.Биомеханика IV. University Park Press, Балтимор, стр. 527–537

Google ученый

Bar-Or O (1980) Новый тест на анаэробную способность — характеристики и применение. Med Esporte Porto Alegre 5: 73–82

Google ученый

Bar-Or O, Dotan R, Inbar O, Rothstein A, Karlsson J, Tesch P (1980) Анаэробная емкость и распределение типов мышечных волокон у человека. Int J Sports Med 1: 82–85

Google ученый

Bosco C (1980) Sei un grande atleta vediamo cosa dice l’Ergojump.Паллаволо № 5: 34–36

Google ученый

Bosco C, Коми П.В. (1979) Механические характеристики и состав волокон мышц-разгибателей ног человека. Eur J Appl Physiol 41: 275–284

Google ученый

Bosco C, Коми П.В. (1982) Эластичность мышц у спортсменов. В кн .: Коми П.В. (ред.) Международная серия по спортивным наукам, т. 12. Физические упражнения и спортивная биология. Human Kinetics Publ, Champain Ill, стр. 109–117

Google ученый

Bosco C, Komi PV, Locatelli E (1979) Coinsiderazioni sull’allenamento del Potenziale elastico del Muscolo scheletrico umano.Quaderno, Del Centro Studi di Coverciano № 2: 5–18

Google ученый

Bosco C, Viitasalo JT, Komi PV, Luhtanen P (1981a) Комбинированный эффект упругой энергии и миоэлектрического потенцирования во время упражнений цикла растяжения-сокращения. Acta Physiol Scand 114: 557–565

Google ученый

Bosco C, Komi PV, Sinkkonen K (1981b) Механическая мощность, чистая эффективность и мышечная структура у бегунов на средние дистанции мужчин и женщин.Scand J Sports Sci 2 (2): 47–51

Google ученый

Bosco C, Ito A, Komi PV, Luhtanen P, Rahkila P, Rusko H, Viitasalo JT (1981c) Нервно-мышечная функция и механическая эффективность мышц-разгибателей ног человека во время прыжковых упражнений. Acta Physiol Scand 114: 543–550

Google ученый

Bosco C, Komi PV, Tihanyi J, Fekete G, Apor P (1982) Тест механической мощности и состав волокон мышц-разгибателей ног человека (представлен для публикации)

Cavagna GA, Komarek L, Citterio G, Маргария Р. (1971) Выходная мощность ранее растянутой мышцы.Med Sport 6: 159–167

Google ученый

Cavagna GA, Zamboni A, Faraggiana R, Margaria R (1972) Прыжки на Луну: выходная мощность при различных значениях силы тяжести. Aerosp Med 43: 408–414

Google ученый

Davies CTM (1971) Кратковременная выходная мощность человека по отношению к размеру и строению тела. Эргономика 14 (2): 245–256

Google ученый

Дэвис CTM, Ренни Р. (1968) Выходная мощность человека.Природа 217: 770–771

Google ученый

Davies CTM, Wemyss-Holden J, Young K (1982) Максимальная выходная мощность во время езды на велосипеде и прыжков. J Physiol 322: 43–44

Google ученый

Jacobs I (1980) Влияние термического обезвоживания на выполнение теста Вингейта. Int J Sports Med 1: 21–24

Google ученый

Коми П.В. (1979) Нервно-мышечная деятельность: факторы, влияющие на силу и скорость производства.Scand J Sports Sci 1 (1): 2–15

Google ученый

Коми П.В., Боско С. (1978) Использование запасенной упругой энергии в мышцах-разгибателях ног мужчинами и женщинами. Med Sci Sports 10 (4): 261–265

Google ученый

Margaria R, Aghemo P, Rovelli E (1966) Измерение мышечной силы (анаэробной) у человека. J Appl Physiol 21: 1662–1664

Google ученый

Sargeant AJ, Hoinville E, Young A (1981) Максимальная сила ног и выходная мощность во время краткосрочных динамических упражнений.J Appl Physiol: Respirat Environ Exercise Physiol 51 (5): 1175–1182

Google ученый

Smidt GI (1973) Биомеханический анализ сгибания и разгибания колена. J Biomech 6: 79–92

Google ученый

Thys H, Faraggiana T, Margaria R (1972) Использование эластичности мышц в упражнениях. J Appl Physiol 32: 491–494

Google ученый

Thys H, Cavagna GA, Margaria R (1975) Роль эластичности в упражнении, включающем движения небольшой амплитуды.Pflügers Arch 354: 281–285

Google ученый

COVID-19 и VILI: обзор мобильного приложения для измерения механической мощности | Экспериментальная терапия интенсивной терапии

Пандемия COVID-19 увеличила потребность в прикроватном приборе для оценки механики легких и мониторинга повреждения легких, вызванного вентилятором (VILI).

Как описано Гаттинони [1], механическая мощность — это объединяющее понятие, включающее все компоненты, которые могут вызвать ВИЛИ (объем, давление, поток, частота дыхания).Пытаясь определить безопасный порог, Герен обнаружил, что механическая мощность дыхательной системы выше 12 Дж / мин была связана с уменьшением выживаемости [2].

В недавнем ретроспективном анализе пациентов с ОРДС и пациентов с механической вентиляцией легких мощность, приведенная к комплаенсу (или количеству хорошо аэрируемой ткани), независимо связана со смертностью от интенсивной терапии [3].

Формула с механической мощностью требует пассивной вентиляции пациента и позволяет количественно оценить относительный вклад ее различных компонентов (дыхательный объем, давление движения, частота дыхания, сопротивление), тем не менее, прогнозируя влияние их изменений во время настройки вентилятора [1] его очень сложные вычисления делают невозможным его использование в повседневной практике.По этой причине Chiumello et al. предложили простое суррогатное уравнение вентиляции с регулируемым объемом, но оно содержит небольшую погрешность (переоценку) [4].

Учитывая широкую доступность Интернета и потенциальную роль медицинских приложений в повышении эффективности работы, мы разработали прогрессивное веб-приложение (PWA) под названием «PowerApp», чтобы легко получить прикроватные измерения механической мощности и ее компонентов в пациенты на ИВЛ. Влияние каждого компонента на МП не всегда легко предсказать в клинической практике, поскольку изменение одного параметра часто приводит к изменению других [5].

Ввод данных, доступных от аппарата ИВЛ, в «PowerApp» позволяет врачам не только быстро рассчитать механическую мощность (разделенную на ее эластичный, резистивный и ПДКВ), но и предсказать, как изменение настроек аппарата ИВЛ или физиологических условий может повлиять на мощность и каждая относительная составляющая. В настоящее время приложением можно поделиться через URL-ссылку (свободно доступную по адресу https://mechpower.goodbarber.app) или найти его через поисковую систему в Интернете, что обеспечивает широкий обмен контентом.

Как показано на рис. 1, главная страница «PowerApp» позволяет получить доступ к инструменту расчета, который, в свою очередь, разделен на две вкладки-секции: в первой (названной «Старт») пользователь вводит измеренные значения. переменные, легко доступные у постели больного (например, пиковое и плато давления, ПДКВ, дыхательный объем, поток, частота дыхания, соотношение I: E), для расчета управляющего давления, эластичности и сопротивления дыхательных путей в выходной секции, за которыми следует механическая мощность, энергия на вдох и процентный вклад каждого компонента.Механическая мощность рассчитывается по оригинальной формуле Гаттинони [1].

Рис. 1

Основной раздел «PowerApp» с инструментом расчета механической мощности и ее относительных компонентов (упругой, резистивной и PEEP-составляющей). Первый раздел-вкладка «Пуск» позволяет вводить легко доступные прикроватные данные из аппарата ИВЛ; выходная секция сначала показывает расчетное давление движения (см вод. ст. ₂), эластичность (см вод. мин), энергия на вдох (Дж) и ее относительные составляющие (%).Следующая вкладка раздела «Сравнение» изначально отображает текущие результаты и позволяет врачу прогнозировать изменения механической мощности, энергии и ее компонентов, изменяя настройки вентилятора или физиологические условия.

На следующей вкладке-разделе «Сравнение» сначала отображается текущие (неотредактируемые) результаты и позволяют клиницисту изменить любой из прежних параметров, прогнозируя изменения механической мощности, энергии и ее компонентов в соответствии с новыми настройками вентилятора или другими физиологическими условиями.

Вторая страница позволяет получить доступ к разделу «За приложением» со ссылками и пояснениями о формуле и концепции механической силы.

В заключение, «PowerApp» позволяет измерять механическую мощность одним взглядом, у постели больного, во время настройки и мониторинга ИВЛ без сложных математических вычислений, что делает концепцию мощности полезной и осуществимой для повседневной клинической практики.

Физическая активность — мощность

Назначение:

Для оценки выходной мощности различных групп мышц вашего тело.

Оснащение:

метр	масштаб
таймер (часы или секундомер)

Обсуждение:

Мощность — это скорость выполнения работы, и когда вы тренируетесь, вы делаете Работа.Например, каждый раз, когда вы делаете отжимание, вы поднимаете вес ваше тело на несколько сантиметров, а работа, которую вы делаете, равна сила, которую вы прилагаете (= ваш вес), умноженная на расстояние, которое вы поднимаете сам. Многие обычные упражнения предполагают выполнение работы. В этой деятельности вы будете измерять расстояния, силы и время, чтобы вычислить работа и мощность ваших мышц.

Процедура:

Выберите упражнение, которое включает в себя выполнение работы (например, подъем предмет, поднятие на носки, приседания, отжимания и т. д.).
Выполняйте это упражнение медленно и:
- Измерьте или оцените силу, которую вы прилагаете во время упражнение. (Подсказка: на поверхности земли 1 фунт = 4,45 Ньютоны (приблизительно))
- попросите ваших партнеров по лаборатории помочь вам измерить расстояние, которое вы применили силу.
- введите ваши измерения в таблицу данных.
Теперь выполните несколько повторений упражнения с минимальной скоростью. можно (при этом в безопасности!).Пусть ваши партнеры по лаборатории посчитают повторений и измерьте общее время, которое требуется.
Повторите то же самое для другого упражнения. Если ваше первое упражнение задействовали мышцы рук, выберите другое упражнение, которое включает ноги или наоборот.

Расчетов:

Работа, необходимая для выполнения упражнения = сила, которую вы приложенное расстояние, умноженное на расстояние, на которое вы его приложили.
Общая работа, которую вы выполнили, = работа на одно повторение, умноженная на количество выполненных вами повторений.
Ваша выходная мощность = общая проделанная вами работа, разделенная на общее затраченное время.

Например, предположим, что вы поднимаете книгу, которая весит около 10 ньютонов. Предположим, вы поднимаете книгу на 1 метр, 10 раз из 20 секунд. Тогда:

Работа в 1 повторении = (Сила) (расстояние) = (10 Н) (1 м) = 10 Дж
Общая проделанная работа = (Работа в 1 повторении) (Количество повторений) = (10 Дж) (10) = 100 J

Выходная мощность = (Общая работа) / (время) = 100 Дж / 20 с = 5 Вт

Анализ:

Как мощность мышц руки соотносится с мощность мышц ног? Как вы думаете, почему это так?
Какова ваша выходная мощность по сравнению с выходной мощностью 60 Лампочка ватт? Двигатель небольшой газонокосилки (1 л.с. = 746 Ватт, примерно)? Больше ли мощность ваших мышц или меньше, чем вы думали?

последнее обновление 24 мая 2000 г., автор: Jerry L Stanbrough

Формула мощности в физике

Определение и формулы мощности

Единицы измерения мощности

Примеры решения задач

Мгновенная мощность формула механика. Мощность: определение и формула

Формула расчета мощности

Применение мощности в физике

Единицы измерения

Мощность в механике

Электрическая мощность

Приборы для измерения мощности

Примечания

См. также

Ссылки

Смотреть что такое «Мощность (физика)» в других словарях:

Книги

Мощность

В чем измеряется механическая мощность:

Что это такое

В чем измеряется

Формулы для измерения

Приборы для измерения

Как измеряют мощность разных видов

Механическая

Электрическая

Гидравлическая

Постоянного и переменного тока

Мощность и коэффициент полезного действия — урок. Физика, 8 класс.

Измерение мощности. Определение единицы измерения мощности тока В чем заключается мощность на

Понятие активной мощности

Понятие реактивной мощности

Емкостные и индуктивные нагрузки

Коэффициент мощности cosφ

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Как измеряют cosφ на практике

В чем измеряется

Формулы для измерения

Электрическая

Гидравлическая

Постоянного и переменного тока

Расчет и виды

Определение активного и реактивного показателя

Величина измерения

Примеры вычислений

Приложение

Пример 1: мощность трансформаторов и автотрансформаторов указывается в ВА (Вольт·Амперах)

Пример 2: мощность конденсаторов указывается в Варах (Вольт·Амперах реактивных)

Пример 3: технические данные электромоторов содержат активную мощность (кВт) и cosФ

Дополнение 1

Дополнение 2

Дополнение 3. Важное замечание относительно коэффициента мощности ИБП и стабилизаторов напряжения

Дополнение 4

Дополнение 5

Дополнение 6

Дополнительные вопросы

Мощность силы в теоретической механике

Что такое электрическая мощность. Мощность: определение и формула

Основные теоретические сведения

Механическая работа

Мощность

Кинетическая энергия

Потенциальная энергия

Коэффициент полезного действия

Закон сохранения механической энергии

Разные задачи на работу

Закон сохранения энергии и динамика вращательного движения

Неупругие соударения

Абсолютно упругий удар

Законы сохранения. Сложные задачи

Несколько тел

Разрыв снаряда

Столкновения с тяжёлой плитой

Нашли ошибку?

Работа силы

Мощность

Что такое мощность электрического тока

По какой формуле вычисляется мощность электрического тока

От чего зависит мощность тока

Рекомендуем также

Работа, энергия и сила