Füüsilise võimsuse valemid ja ühikud, toite tüübid (koos näidetega)



The füüsiline võim see viitab ajaühiku tehtud tööle (või tarbitud energiale). Võimsus on skalaarkogus, mis on selle mõõtühik rahvusvahelisel ühikute süsteemil juulis sekundis (J / s), tuntud kui Watt James Watt'i auks.

Teine üsna levinud mõõtühik on traditsiooniline auru hobune. Füüsikas uuritakse erinevaid energiaallikaid: mehaaniline võimsus, helivõimsus, kütteväärtus. Üldiselt eksisteerib intuitiivne idee võimu tähendusest. Tavaliselt on see seotud suurema võimsusega, suurema tarbimisega. 

Seega tarbib elektripirn rohkem elektrit, kui selle võimsus on suurem; sama juhtub ka fööniga, radiaatoriga või personaalarvutiga.

Seetõttu on vaja mõista selle tähendust, erinevaid olemasolevaid volitusi ja mõista, kuidas seda arvutatakse ja millised on selle kõige tavalisemate mõõtühikute vahelised suhted.

Indeks

  • 1 Valemid
  • 2 ühikut
  • 3 Võimsuse tüübid
    • 3.1 Mehaaniline võimsus
    • 3.2 Elektrienergia
    • 3.3 Soojusvõimsus
    • 3.4 Helivõimsus
    • 3.5 Nominaalne võimsus ja tegelik võimsus
  • 4 Näited
    • 4.1 Esimene näide
    • 4.2 Teine näide
  • 5 Viited

Valemid

Määratluse järgi kasutatakse tarbitud või ajaintervallis tarnitud võimsuse arvutamiseks järgmist väljendit:

P = W / t

Selles väljendis on P jõud, W on töö ja t on aeg.

Kui soovite arvutada hetkevõimsuse, peaksite kasutama järgmist valemit:

Selles valemis Δt on aja suurenemine, F on jõud ja v on kiirus.

Ühikud

Võimsuse unikaalsus rahvusvahelisel ühikute süsteemis on juulis sekundis (J / s), tuntud kui vatt (W). Teatud kontekstides on üsna tavaline kasutada ka teisi ühikuid nagu kilovatt (kW), hobujõudu (CV)..

Ilmselt vastab kilovatt 1000 vatile. Teisest küljest on auru hobuse ja vati võrdsus järgmine:

1 CV = 745,35 W

Teine võimsusüksus, kuigi selle kasutamine on palju vähem levinud, on ergium sekundis (erg / s), mis võrdub 10-ga-7 W.

On oluline eristada kilovatt kilovatt-tunnilt (kWh), kuna viimane on energia või tööühik, mitte võimsus..

Võimsuse tüübid

Olemasolevate erinevate võimuliikide hulgas on mõned kõige olulisemad need, mida uuritakse järgmisel.

Mehaaniline võimsus

Jäigale tahkele ainele mõjuv mehaaniline võimsus saadakse toote kogu rakendatava jõu ja sellele kehale edastatud kiiruse vahel..

P = F ∙ v

See ekspressioon on ekvivalentne väljendiga: P = W / t, ja tegelikult saadakse see.

Juhul, kui on olemas ka jäiga tahke aine pöörlemisliikumine ja seetõttu mõjutavad sellele mõjuvad jõud selle nurkkiirust, mis põhjustab nurkkiirenduse, peab see:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Selles väljendis M on rakendatud jõudude hetk ja ω on keha nurkkiirus.

Elektrienergia

Elektrikomponendi poolt tarnitud või tarbitav elektrienergia on selle komponendi poolt tarnitud või neeldunud elektrienergia koguse ja sellele kulutatud aja jagamise tulemus. See arvutatakse järgmise väljenduse põhjal:

P = V ∙ I

Selles võrrandis V on potentsiaalne erinevus komponendi kaudu ja I on seda läbiva elektrivoolu vool.

Konkreetsel juhul, kui komponent on elektriline takistus, võib võimsuse arvutamiseks kasutada järgmisi väljendeid: P = R ∙ I2 = V2 / R, kus R on kõnealuse komponendi elektrilise takistuse väärtus.

Soojusvõimsus

Komponendi kütteväärtus on defineeritud kui energiaühik, mis on nimetatud komponendi poolt soojuse kujul hajutatud või vabanenud ajaühikus. See arvutatakse järgmise väljenduse põhjal: 

P = E / t

Nimetatud väljendis E on soojuse kujul vabanev energia.

Heli võimsus

Helivõimsus on defineeritud kui energia, mida edastab heli laine teatud ajaühikus kindla pinna kaudu.

Seega sõltub helivõimsus nii heli laine intensiivsusest kui ka laine poolt läbitavast pinnast ning see arvutatakse järgmise integraali abil:

PS = ⌠S  IS ∙ d S

Selles integreeritud Ps on laine helivõimsus, Is on laine heli intensiivsus ja dS on laine ristuva pinna erinevus.

Nominaalne võimsus ja tegelik võimsus

Nominaalne võimsus on maksimaalne võimsus, mida masin või mootor vajab või võib pakkuda tavalistes kasutustingimustes; see tähendab maksimaalset võimsust, mida masin või mootor suudab toetada või pakkuda.

Nominaalset terminit kasutatakse sellepärast, et seda võimu üldiselt kasutatakse masina iseloomustamiseks.

Teisest küljest erineb tegelik või kasulik jõud, st tegelikult kasutatud, genereeritav või masinat või mootorit kasutav võimsus tavaliselt nominaalsest võimsusest, mis on tavaliselt väiksem.

Näited

Esimene näide

Tahad tõsta kraanaga 100 kg klaverit seitsmendale korrusele, mis on 20 meetri kõrgusel. Kraanil klaverile ronimiseks kulub 4 sekundit. Arvuta kraana võimsus.

Lahendus

Võimsuse arvutamiseks kasutatakse järgmist väljendit:

P = W / t

Kõigepealt on vaja arvutada kraana tehtud töö.

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

Seetõttu on kraana võimsus järgmine:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

Teine näide

Arvutage 10 or takistiga hajutatud võimsus üle 10 A vooluga.

Lahendus

Sel juhul on vaja arvutada elektrienergia, mille jaoks kasutatakse järgmist valemit:

P = R ∙ I2 = 10 ∙ 102 = 1000 W 

Viited

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Füüsika köide 1. Cecsa.
  2. Võimsus (füüsiline). (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 3. mail 2018, es.wikipedia.org.
  3. Võim (füüsika). (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 3. mail 2018, en.wikipedia.org.
  4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). 4. füüsika. CECSA, Mehhiko.
  5. Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Füüsika teadlastele ja inseneridele (6. väljaanne). Brooks / Cole.