Fyzické výkonové vzorce a jednotky, typy napájania (s príkladmi)



fyzickú silu označuje množstvo vykonanej práce (alebo spotrebovanej energie) jednotkou času. Sila je skalárna veličina, ktorá je jej mernou jednotkou v Medzinárodnom systéme jednotiek júl za sekundu (J / s), známa ako Watt na počesť Jamesa Watta.

Ďalšou pomerne bežnou jednotkou merania je tradičný parný kôň. Vo fyzike sa študujú rôzne druhy energie: mechanická sila, zvuková sila, kalorická sila, okrem iného. Vo všeobecnosti existuje intuitívna predstava o význame moci. To je zvyčajne spojené s vyššou silou, väčšou spotrebou. 

Žiarovka teda spotrebuje viac elektrickej energie, ak je jej výkon väčší; to isté sa deje s fénom, radiátorom alebo osobným počítačom.

Preto je potrebné pochopiť jej význam, rôzne typy právomocí, ktoré existujú a pochopiť, ako sa počíta a aké sú vzťahy medzi jeho najbežnejšími jednotkami merania..

index

  • 1 Vzorce
  • 2 jednotky
  • 3 Typy napájania
    • 3.1 Mechanická sila
    • 3.2 Elektrický výkon
    • 3.3 Tepelný výkon
    • 3.4 Zvuková sila
    • 3.5 Menovitý výkon a skutočný výkon
  • 4 Príklady
    • 4.1 Prvý príklad
    • 4.2 Druhý príklad
  • 5 Referencie

vzorca

Podľa definície sa na výpočet výkonu spotrebovaného alebo dodaného v časovom intervale používa nasledujúci výraz:

P = W / t

V tomto výraze P je sila, W je práca a t je čas.

Ak chcete vypočítať okamžitý výkon, mali by ste použiť nasledujúci vzorec:

V tomto vzorci At je prírastok času, F je sila a v je rýchlosť.

jednotky

Jedinečnosť moci v Medzinárodnom systéme jednotiek je júl za sekundu (J / s), známe ako watt (W). V niektorých kontextoch je tiež celkom bežné používať okrem iných aj iné jednotky, ako napríklad kilowatt (kW), výkon (CV)..

Je zrejmé, že kilowatt zodpovedá 1000 wattom. Na druhej strane, ekvivalencia medzi koňom pary a wattom je nasledovná:

1 CV = 745,35 W

Ďalšia mocenská jednotka, hoci jej použitie je oveľa menej bežné, je ergium za sekundu (erg / s), čo sa rovná 10-7 W.

Je dôležité rozlišovať kilowatt od kilowatthodín (kWh), pretože kilowatthodina je jednotka energie alebo práce a nie energia..

Typy výkonu

Medzi rôznymi typmi moci, ktoré existujú, niektoré z najdôležitejších sú tie, ktoré budú študované ďalej.

Mechanický výkon

Mechanická sila pôsobiaca na tuhú pevnú látku sa získa pôsobením produktu medzi celkovou výslednou pôsobiacou silou a rýchlosťou prenášanou na toto teleso..

P = F ° v

Táto expresia je ekvivalentná výrazu: P = W / t a v skutočnosti sa z neho získa.

V prípade, že existuje aj rotačný pohyb tuhej pevnej látky, a preto sily, ktoré na ňu pôsobia, menia svoju uhlovú rýchlosť, ktorá spôsobuje uhlové zrýchlenie, musí:

P = F ∙ v + M ω ω

V tomto výraze M je výsledný moment pôsobiacich síl a ω je uhlová rýchlosť tela.

Elektrický výkon

Elektrická energia dodávaná alebo spotrebovaná elektrickým komponentom je výsledkom rozdelenia množstva dodanej alebo absorbovanej elektrickej energie touto zložkou a času stráveného na nej. Vypočíta sa z tohto výrazu:

P = V ∙ I

V tejto rovnici V je potenciálový rozdiel cez komponent a I je prúd elektrického prúdu, ktorý ho križuje.

V konkrétnom prípade, že komponent je elektrický odpor, na výpočet výkonu možno použiť nasledujúce výrazy: P = R ∙ I2 = V2 Kde R je hodnota elektrického odporu predmetného komponentu.

Tepelný výkon

Výhrevnosť zložky je definovaná ako množstvo energie rozptýlené alebo uvoľnené vo forme tepla uvedenou zložkou v časovej jednotke. Vypočíta sa z tohto výrazu: 

P = E / t

V uvedenom výraze E je energia uvoľnená vo forme tepla.

Zvukový výkon

Zvukový výkon je definovaný ako energia prenášaná zvukovou vlnou v jednotke času cez určitý povrch.

Zvukový výkon teda závisí jednak od intenzity zvukovej vlny, jednak od povrchu prechádzajúceho uvedenou vlnou a je vypočítaný pomocou nasledujúceho integrálu:

PS = ⌠S  jaS S d S

V tomto integrálnom Ps je zvuková sila vlny, Is je intenzita zvuku vlny a dS je rozdiel povrchu prechádzajúceho vlnou.

Menovitý výkon a skutočný výkon

Menovitý výkon je maximálny výkon, ktorý stroj alebo motor potrebuje alebo môže ponúknuť za normálnych podmienok používania; to znamená maximálny výkon, ktorý môže stroj alebo motor podporovať alebo ponúkať.

Menovitý termín sa používa, pretože táto sila všeobecne sa používa na charakterizáciu stroja, aby ho pomenovala.

Na druhej strane, skutočná alebo užitočná sila - to znamená, že energia, ktorá sa skutočne používa, generuje alebo používa stroj alebo motor - sa vo všeobecnosti líši od nominálneho výkonu, zvyčajne menej.

Príklady

Prvý príklad

Chcete zvýšiť klavír 100 kg so žeriavom na siedmom poschodí, ktoré je vo výške 20 metrov. Žeriav trvá 4 sekundy na výstup na klavír. Vypočítajte silu žeriavu.

riešenie

Na výpočet výkonu sa používa nasledujúci výraz:

P = W / t

V prvom rade je však potrebné vypočítať prácu žeriava.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N

Preto bude výkon žeriavu:

P = 19 600/4 = 4900 W

Druhý príklad

Vypočítajte výkon rozptýlený odporom 10 Ω sa prekročí prúdom 10 A.

riešenie

V tomto prípade je potrebné vypočítať elektrický výkon, pre ktorý sa používa nasledujúci vzorec: \ t

P = R 'I2 = 10 ∙ 102 = 1000 W 

referencie

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzika Zväzok 1. Cecsa.
  2. Výkon (fyzický). (N. D.). Vo Wikipédii. Získané dňa 3. mája 2018, zo stránky es.wikipedia.org.
  3. Výkon (fyzika). (N. D.). Vo Wikipédii. Získané 3. mája 2018, z en.wikipedia.org.
  4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). 4. Fyzika. CECSA, Mexiko.
  5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Fyzika pre vedcov a inžinierov (6. vydanie). Brooks / Cole.