Вступление: Слайд 1

Звучит звонок сотового телефона. Учитель, повернувшись к классу лицом, разговаривает по телефону:

У меня зазвонил телефон.
Кто говорит? Ньютон?
Я урок веду. Вокруг дети.
Все же есть чудеса на свете!
Сам Ньютон до нас дозвонился
Снова с яблони плод свалился?
Ах, коллега, мое почтенье.
Чем обязан таким везеньем?
Да, решаем опять задачи –
Я же физик, как же иначе?
Что? На работу! На время!
Да, кроптит молодое племя.
И на мощность, и на расстоянье.
Для кого мой предмет – призванье,
Для кого, может быть, не “в жилу”
Изучать в классе тяжесть и силу.
Нет, я с ними совсем не резкий.
Буду ждать от них SMS-ки.
Мы на мультиках, и на сказках
Учим физику в ярких красках.
На уроках мы не скучаем,
Всё законы мы изучаем,
Хоть нелегкая это работа –
Современными быть охота.
Да, спасибо, Ньютон за внимание.
Виват, физика, виват, знания!

Сегодня на уроке мы будем говорить о серьезных вещах, но с помощью любимых всеми мультфильмов. Итак, в путь!

Для начала вспомним основные формулы, необходимые для сегодняшней работы Слайд 2

Механическая работа (1)

Механическая мощность (2)

Механическая мощность при равномерном движении (3)

Сила тяжести (4)

Скорость равномерного движения (5)

1. Совершает ли работу Винни-Пух, когда поднимается по дереву? Слайд 3

Совершает ли работу сила тяжести, когда Винни-Пух поднимается по дереву вверх и когда свободно падает?

Чем отличаются работы силы тяжести в обоих случаях?

В каком случае мощность силы тяжести больше?

Слайд 4

Ответы:

А) Работу Винни-Пух совершает, так как он прикладывает некое усилие и под действием этой силы перемещается.

Б) Сила тяжести в обоих случаях совершает работу.

В) При подъеме Винни-Пуха вверх работа силы тяжести отрицательна, а при падении положительна.

Г) При падении мощность работы силы тяжести больше, так как время падения меньше времени подъема.

2. Какая сила действует на Винни-Пуха с шариком. Слайд 5

Слайд 6

Чему равна работа, совершенная Пятачком, когда он бегал за ружьем? Путь от дуба до дома Пятачка 800 м. Усилие Пятачка при беге 75 Н.

Слайд 7

Чему равна полная работа силы тяжести, по перемещению пробки вылетевшей из ружья? Высота дуба 60 м. Масса пробки 20 г.

Слайд 8

Ответы:

А) 120 000 Дж. Б) 0 Дж.

3. Кто из бременских музыкантов совершает работу по перемещению повозки? А кто не совершает? Почему? Слайд 9

На каких участках мощность Осла везущего повозку максимальна (минимальна), если повозка движется с постоянной скоростью? Слайд 10

Ответы:

А) Работу совершает только Осел, так как направления приложения сил (веса) других музыкантов перпендикулярно направлению перемещения повозки.

Б) Мощность Осла наибольшая во время подъема в гору, так как в этом случае он прикладывает к тележке наибольшее усилие.

4. Одинаковую ли работу совершит Принцесса на одном и том же участке пути, если один раз она преодолеет его бегом, другой раз шагом? Одинакова ли мощность в обоих случаях? Слайд 11

Совершает ли работу Трубадур, когда держит Принцессу на руках? А если бы он держал Принцессу на руках стоя неподвижно?

Слайд 12

Ответы:

А) Бег отличается от ходьбы тем, что существует стадия полета, а для этого необходимо подпрыгнуть на некоторую высоту. При этом совершается дополнительная работа по подъему тела Принцессы на некоторую высоту. Мощность при беге также больше.

Б) Трубадур работу совершает в обоих случаях. Здесь проявляется особенность действия поперечно-полосатых мышц.

Дополнительно для сильного класса или учеников

5. Тренируясь, штангист “взял” в рывке штангу. Одинаковые ли механические работы были произведены силой, приложенной к штанге, на первой и второй половине высоты подъема её?

Штангист, держащий штангу над головой, все–таки совершает работу! А почему?

Почему спортсмен в момент поднятия штанги всегда делает шаг вперед?

Какую работу совершает штангист, прилагая силу 3000 Н, чтобы поднять штангу весом 2000 Н на высоту 60 см?

Какую мощность развивает спортсмен – тяжеловес при рывке и толчке, если время рывка 0,3 с, а время толчка 1,5 с?

Спортсмен – тяжелоатлет поднял штангу массой 200 кг от уровня плеч (170 см над уровнем пола) до высоты 210 см над уровнем пола. На сколько изменилась при этом потенциальная энергия штанги?

Каков КПД штангиста при подъёме штанги массой 45 кг, если масса его рук 5 кг?

Джеймс Уатт для определения мощности лошади заставил её поднимать груз массой 68 кг. Такой груз лошадь поднимала со скоростью 4 км/ч. Определите мощность лошади.

Ответ: N = 740 Вт.

Примечание: Лошадиная сила – “мерило-сила, вчетверо превышающая силу здоровой, крепкой лошади. В Англии применяется единица “Английская паровая лошадь” (В. Даль). Стандартная лошадиная сила равна 735,5 Вт (В другой книге 747,7 Вт).

2.Определите мощность двигателя мотоцикла “Урал”, если его сила тяги при скорости 102 км/ч равна 300 Н. Скольким лошадиным силам равна данная мощность?

Ответ: N = 8500 Вт = 11,6 л. с.

3.Мощность двигателя автомобиля ВАЗ-2108 47 кВт. Скорость автомобиля 72 км/ч. Какова сила тяги автомобиля?

Ответ: F = 2,35 кН.

В качестве домашнего задания Вам предлагаются две задачи

Будьте внимательны!

1. Какую совместную механическую работу совершили звери, подняв волка с глубины 10 м, если масса волка 40 кг?

2. По просмотренному сюжету сочинить и решить задачу.

Сыграем с Вами в одну игру. Я попытаюсь Вас запутать, называя формулы своими или не своими именами. Вы должны со мной соглашаться или не соглашаться.

Итак, первая формула это…

А теперь прошу написать SMS-ку, закончив фразу “Мои открытия на уроке. ..” Приложение 2

Фрагмент рабочей тетради ученика

Презентация

За дополнительным материалом (видео, тексты, рисунки) просьба обращаться к автору

Контрольная работа по физике «Работа. Мощность. Энергия» (7 класс)

ОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: «РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ» ВАРИАНТ 4  Уровень А   1. Трактор  тянет прицеп, развивая силу тяги 2500 Н. Чему равна работа, совершаемая им при прохождении пути 400 м?    1) 6,25 Дж   2) 10 кДж   3) 625 кДж   4) 1000 кДж    2. Машина равномерно поднимает тело массой 20 кг на высоту 10 м за 20 с. Чему равна ее мощность?   1) 100 Вт   2) 10 Вт   3) 1000 Вт   4) 1 Вт  3. Какое из утверждений верно?   А. Простые механизмы дают выигрыш в силе   Б. Простые механизмы не дают выигрыша в работе   1) Только А   2) Только Б   3) А и Б   4) Ни А, ни Б   4. На рычаг действуют две силы, плечи которых равны 20 см и 40 см.  Сила, действующая на короткое плечо, равна 6 Н. Чему должна быть равна сила, действующая на длинное плечо, чтобы рычаг был в равновесии.   1) 3 Н   2) 6 Н   3) 9 Н   3) 12 Н   5. Как следует изменить  скорость  тела, чтобы  его кинетическая  энергия уменьшилась в 9 раз?    1) Увеличить в 3 раза   2) Увеличить в 9 раз 3) Уменьшить в 3 раза   4) Уменьшить в 9 раз   6. Белый медведь массой 800 кг перепрыгивает препятствие высотой 1,5 м. Определите   потенциальную   энергию   медведя   в   момент   преодоления препятствия.    1) 1200 Дж   2) 12000 Дж   3) 533 Дж   4) 900 Дж Уровень В   7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются.   К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.   ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ                           ФОРМУЛЫ   А) Мощность                                           1) mgh   Б) Момент силы                                       2) F ∙ s      В) Потенциальная энергия                        3) A / t                                                                   4) mυ2 / 2                                                                   5) F ∙ l                                                           8.  Высота наклонной плоскости равна 1,2 м, а длина – 10,8 м. Для равномерного подъема по этой наклонной плоскости груза массой 180 кг потребовалась сила 250 Н. Определите КПД наклонной плоскости. Уровень С КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: «РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ» ВАРИАНТ 3  Уровень А   1. Груз подняли вертикально вверх на высоту 30 см, прикладывая силу 50 Н. При этом работа силы равна    1) 1,5 Дж   2) 15 Дж   3) 150 Дж   4) 1500 Дж  2. Моторная лодка с двигателем мощностью 5 кВт развивает силу тяги 100 Н. С какой скоростью движется лодка?   1) 0,02 м/с   2) 50 м/с   3) 25 м/с   4) 20 м/с 3. Выберите, какие приспособления относятся к простым механизмам.   А. Блок   Б. Рычаг   1) Только А   2) Только Б   3) А и Б   4) Ни А, ни Б 4. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Первая сила 5 Н имеет плечо 20 см. Определите, чему равна вторая сила, если ее плечо 10 см.   1) 2,5 Н   2) 5 Н   3) 10 Н   3) 20 Н   5. Хоккейная шайба массой 160 г летит со скоростью 20 м/с. Определите ее кинетическую энергию.    1) 11,52 Дж   2) 32 Дж 3) 4147,2 Дж   4) 32000 Дж 6.   Как   изменилась   потенциальная   энергия   человека   массой   60   кг, поднявшегося по лестнице со второго этажа до четвертого? Высоту между этажами считайте равной 3 м.    1) Увеличилась на 360 Дж   2) Уменьшилась на 360 Дж   3) Увеличилась на 3600 Дж   4) Уменьшилась на 180 Дж Уровень В   7.   Установите   соответствие   между   физическими   величинами   и   их единицами измерения в СИ.   К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.   ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ                           ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ   А) Механическая работа                           1) Килограмм   Б) Момент силы                                        2) Ньютон­метр      В) Время                                                  3) Ватт                                                                   4) Секунда                                                                   5) Джоуль                                                               Уровень С 8.  При   помощи   рычага,   КПД   которого   75%,   равномерно   поднимают   груз массой 150 кг на высоту 50 см. Определите, на какое расстояние опустилось длинное плечо рычага, если к нему была приложена сила 500 Н. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: «РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ» ВАРИАНТ 2  Уровень А   1. Резец станка при обработке детали преодолевает силу сопротивления 500 Н,  перемещаясь  равномерно   на 18  см.  Совершаемая  при  этом  работа равна    1) 40 Дж   2) 60 Дж   3) 90 Дж   4) 160 Дж    2. Машина равномерно поднимает тело массой 10 кг на высоту 20 м за 40 с. Чему равна ее мощность?   1) 50 Вт   2) 5 Вт   3) 500 Вт   4) 0,5 Вт   3. Какое из утверждений верно?   А. Простые механизмы дают выигрыш в силе   Б. Простые механизмы дают выигрыш в работе   1) Только А   2) Только Б   3) А и Б   4) Ни А, ни Б   4. На рычаг действуют две силы, плечи которых равны 0,1 м и 0,3 м. Сила, действующая на короткое плечо, равна 3 Н. Чему должна быть равна сила, действующая на длинное плечо, чтобы рычаг был в равновесии?   1) 1 Н   2) 6 Н   3) 9 Н   3) 12 Н   5.   Как   следует   изменить   массу   тела,   чтобы   его   кинетическая   энергия увеличилась в 9 раз? 1) Увеличить в 3 раза   2) Увеличить в 9 раз   3) Уменьшить в 3 раза   4) Уменьшить в 9 раз  6.   Спортсмен   поднял   штангу   массой   75   кг   на   высоту   2   м.   Какой потенциальной энергией обладает штанга?    1) 37,5 Дж   2) 150 Дж   3) 300 Дж   4) 1500 Дж Уровень В   7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются.   К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.   ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ                           ФОРМУЛЫ   А) Механическая работа                           1) mgh   Б) Момент силы                                        2) F ∙ s      В) Кинетическая энергия                           3) m ∙ g                                                                   4) mυ2 / 2                                                                   5) F ∙ l                                                             Уровень С 8.  При   равномерном   перемещении   груза   массой   30   кг   вверх   по   наклонной плоскости динамометр, прикрепленный к грузу, показывает силу, равную 40 Н. Вычислите КПД наклонной плоскости, если длина ее равна 1,8 м, а высота – 15 см. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: «РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ» ВАРИАНТ 1  Уровень А   1. Из колодца глубиной 5 м подняли ведро массой 8 кг. Совершенная при этом работа равна    1) 1,6 Дж   2) 16 Дж   3) 40 Дж   4) 400 Дж    2. Под  действием  силы  тяги 1000 Н автомобиль  движется  с постоянной скоростью 72 км/ч. Мощность двигателя равна   1) 10 кВт   2) 20 кВт   3) 40 кВт   4) 72 кВт 3. Выберите, какие приспособления относятся к простым механизмам.   А. Ворот   Б. Наклонная плоскость   1) Только А   2) Только Б   3) А и Б   4) Ни А, ни Б   4. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Первая сила 4 Н имеет плечо 15 см. Определите, чему равна вторая сила, если ее плечо 10 см.   1) 4 Н   2) 0,16 Н   3) 6 Н   3) 2,7 Н 5.   Птичка   колибри   массой   2   г   при   полете   достигает   скорости   180   км/ч. Определите энергию движения этой птички.    1) 0,25 Дж   2) 32,4 Дж   3) 2500 Дж   4) 2,5 Дж 6.   Как   изменится   потенциальная   энергия   груза   массой   200   кг, поднимаемого с платформы на высоту 5 м относительно поверхности Земли? Высота платформы 1 м.    1) Увеличится на 800 Дж   2) Уменьшится на 800 Дж   3) Увеличится на 8000 Дж   4) Уменьшится на 12000 Дж Уровень В   7.   Установите   соответствие   между   физическими   величинами   и   их единицами измерения в СИ.   К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.   ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ                        ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ   А) Энергия                                              1) Килограмм   Б) Плечо силы                                         2) Метр      В) Мощность                                            3) Ватт                                                                 4) Ньютон                                                                 5) Джоуль                                                             Уровень С 8. Подъемный кран приводится в действие двигателем мощностью, равной 15  кВт. Сколько времени потребуется для равномерного подъема груза массой 3 т  на высоту 50 м, если КПД двигателя равен 80 %? Модуль ускорения свободного  падения принять равным 10 Н/м

Полный ответ на все вопросы 1. Что такое энергия и мощность, в каких единицах они

Ответ:

1. Энергия, расходуемая электрическим током в цепи, равна произведению силы тока на напряжение и на время, в течение которого проходит ток. Мощностью называется энергия, полученная приемником или отдаваемая источником тока в единицу времени (в 1с). Мощность на участке цепи при токе силой 1 А и напряжении 1 В принята за единицу измерения мощности и называется ваттом

2. Амперметр — для силы тока в Амперах, поэтому амперметр.

Вольтметр — для напряжения в Вольтах, поэтому вольтметр.

3. Вольтметр — параллельно, потому что напряжение одинаково в параллельно подключеных проводниках

амперметр — последовательно. сила тока в параллельных проводниках суммируется

4. Подключить-то можно.

Амперметр измеряет ток на себе (т. е. проходящий через себя) . Ну подключить в принципе можно. Что-то покажет. Обычно просто людей интересует ток через интересующее место в цепи, поэтому туда его и вставляют.

Поэтому, чтобы он не искажал информацию, его делают с маленьким сопротивлением.

А уже поэтому подключение его параллельно даст короткое замыкание, которое как минимум вызовет неправильную работу цепи, а как максимум — выведет из строя амперметр. Вот поэтому в этом смысле «нельзя»

5. Ничего. Т. е. если для этого придётся разорвать цепь, дальнейшее подключение вольтметра есть по сути подключение к местам разрыва бес. большого сопротивления. Вольтметр должен обладать огромным сопротивлением, поэтому в идеале его подключение не должно сказываться на самой схеме. Подключают его между точками, между которыми следует измерить разность потенциалов (напряжение).. . в принципе без разницы как его подключать.

6. Нужно из текущих показаний вычесть предыдущие и умножить на стоимость киловатт-часа

7. Как известно, значение электрической мощности можно получить, умножив значения напряжения и силы тока. Поэтому кажется, что достаточно измерить напряжение и ток мультиметром и их перемножить.

Но не всё так просто.

Точнее, для постоянного тока всё просто и мультиметр вполне подойдёт для измерения мощности, а вот для переменного тока всё зависит от нагрузки. Пока нагрузка резистивная (например обычная лампа накаливания или нагревательный прибор), её потребление энергии постоянно. В этом случае мультиметр покажет средний ток и действующее напряжение. Перемножаем – получаем мощность.

Энергия против мощности — Energy Education

Energy и power тесно связаны, но не являются одними и теми же физическими величинами. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения.Задачи (например, поднятие ящика) требуют большого количества энергии для выполнения. Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовая единица энергии — джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования.Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль потребляемой энергии в секунду. Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго ее сохраненной энергии хватит.

• P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
• ΔE _sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
• Δ t — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает величину энергия . Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, подъем ящика) отнимают определенное количество энергии (определенное количество джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δ т ), тем больше энергии требуется (больше ватт) .

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении. Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине.Вот страница, посвященная приемам повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата). Батареи, с другой стороны, содержат намного больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, наливаемая быстро, и кувшин с большим количеством воды, наливаемый медленнее. Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина.По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но больше энергии. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Энергия против мощности — Energy Education

Energy и power тесно связаны, но не являются одними и теми же физическими величинами. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют большого количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовая единица энергии — джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль потребляемой энергии в секунду.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго ее сохраненной энергии хватит.

• P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
• ΔE _sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
• Δ t — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает величину энергия .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, подъем ящика) отнимают определенное количество энергии (определенное количество джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δ т ), тем больше энергии требуется (больше ватт) .

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница, посвященная приемам повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат намного больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, наливаемая быстро, и кувшин с большим количеством воды, наливаемый медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но больше энергии. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Энергия против мощности — Energy Education

Energy и power тесно связаны, но не являются одними и теми же физическими величинами. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют большого количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовая единица энергии — джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль потребляемой энергии в секунду.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго ее сохраненной энергии хватит.

• P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
• ΔE _sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
• Δ t — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает величину энергия .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, подъем ящика) отнимают определенное количество энергии (определенное количество джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δ т ), тем больше энергии требуется (больше ватт) .

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница, посвященная приемам повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат намного больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, наливаемая быстро, и кувшин с большим количеством воды, наливаемый медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но больше энергии. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Энергия против мощности — Energy Education

Energy и power тесно связаны, но не являются одними и теми же физическими величинами. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют большого количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовая единица энергии — джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль потребляемой энергии в секунду.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго ее сохраненной энергии хватит.

• P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
• ΔE _sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
• Δ t — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает величину энергия .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, подъем ящика) отнимают определенное количество энергии (определенное количество джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δ т ), тем больше энергии требуется (больше ватт) .

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница, посвященная приемам повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат намного больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, наливаемая быстро, и кувшин с большим количеством воды, наливаемый медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но больше энергии. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Power vs Energy — Устранение путаницы

Роб Льюис

«Я сел на диету и потерял 15 лошадиных сил.”

«Я залил бензобак своей машины. Потребовалось 20 вольт ».

Большинство людей сочло бы эти утверждения бессмыслицей. В конце концов, кажется очевидным, что вес измеряется не в лошадиных силах, а количество жидкости не измеряется в вольтах. В обоих случаях динамик ошибся в единицах измерения .

Хотя эти ошибки могут быть абсурдными, в области производства и хранения энергии подобные ошибки совершаются постоянно, и, кажется, никто их не замечает.Основная проблема — смешение двух связанных, но разных физических величин: энергии, и мощности, . Это не одно и то же! Если вы прочитаете и поймете эту статью, вы узнаете больше о разнице, чем многие репортеры, и когда вы услышите, что новая ветряная электростанция будет вырабатывать «250 мегаватт в год», вы поймете, что что-то не так!

Хотя у всех нас есть смутное представление о том, что такое энергия, полезно знать точное определение.Проще говоря, энергия — способность выполнять работу — . В физике работа — это действие , в котором сила действует на расстояние . Переместить диван через комнату или поднять ручную кладь в верхний отсек самолета — это тоже работа. (С другой стороны, простое стояние с чемоданом над головой может утомить вас, но технически это не работает, потому что вы фактически не перемещаете багаж.)

Итак, мы можем сказать, что энергия — это то, что позволяет двигать вещи.Это может быть машина, едущая по шоссе, кусок хлебного теста на тестомесильной доске или электрон в нити накаливания лампочки. Раздвигать эти вещи — это работа, и для этого требуется энергия. Если мы знаем силу силы, которая нам нужна, чтобы переместить объект, и расстояние, на которое мы собираемся его переместить, мы можем рассчитать количество энергии, которое нам понадобится.

Существует несколько различных единиц измерения энергии: джоули, БТЕ, ньютон-метры и даже калории. Когда мы говорим об электроэнергии, наиболее распространенной единицей является ватт-час .Один ватт электроэнергии, поддерживаемой в течение одного часа, равен одному ватт-часу энергии. Тысяча из них — это киловатт-час (кВтч), и обратите внимание, что тысяча ватт за один час или один ватт за тысячу часов, оба равны одному кВтч. У них одинаковое количество энергии.

Вы видели, как я вставил термин «сила» в последний абзац? Вот критическое различие между ним и энергией: в то время как энергия измеряет общее количество выполненной работы, она не говорит , насколько быстро вы можете выполнить работу.Вы могли бы перемещать груженый полуприцеп через всю страну с двигателем газонокосилки, если бы вам было все равно, сколько времени это займет. При прочих равных условиях крошечный двигатель выполнял бы тот же объем работы, что и большой грузовик. И он будет производить такое же количество энергии и сжигать такое же количество топлива. Но у более мощного двигателя больше мощности, поэтому он может выполнять работу быстрее. Мощность определяется как скорость производства или потребления энергии . Повторите это десять раз: «Сила и энергия — это не одно и то же! Мощность — это энергия в единицу времени.”

Стандартная единица измерения электрической мощности — ватт, который определяется как — ток в один ампер, вызванный напряжением в один вольт. . Проще говоря, вольт x ампер = ватт (есть сложности, если мы говорим об переменном токе, но мы пока проигнорируем это). В США стандартная настенная розетка выдает 120 вольт. Если вы подключите лампочку и обнаружите, что через нее протекает ток в ½ ампер, вы знаете, что мощность, потребляемая лампочкой, составляет (120) x (½), или 60 Вт.

Вот и хватит мощности. Сколько энергии потребляет лампа? Это зависит от того, как долго мы оставим его гореть. 60-ваттная лампа, горящая в течение одного часа, потребляет 60 ватт-часов энергии. Десять лампочек, горящих в течение десяти часов, потребляли бы 10 x 60 x 10, или 6000 ватт-часов, что мы можем более удобно записать как 6 кВтч. Тысячи домашних хозяйств, которые все это делают, потребляли бы 6000 кВтч, что равняется 6 мегаватт-часам или 6 МВтч (поскольку 1000000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт).

Итак, при измерениях электрической энергии всегда нужно помнить о «часах».«Просто нет смысла говорить, что электростанция может вырабатывать столько« мегаватт в год ». Вероятно, они имеют в виду «мегаватт-часы в год».

Ну, погоди. Разве «мегаватт-часы в год» не соответствуют нашему определению мощность ? Это энергия (мегаватт-часы) в единицу времени (годы). Совершенно верно! Так что, вместо того, чтобы писать «мегаватт-часы в год», не было бы проще просто оценить мощность электростанции в ваттах? Действительно было бы. А поскольку в среднем в году 8 766 часов, мы можем преобразовать «МВтч / год» в просто «МВт», разделив на это число.Это говорит нам о том, что наша гипотетическая ветряная электростанция, производящая 250 МВтч / год, вырабатывает электроэнергию со средней скоростью 250 ÷ 8766, или 0,0285 МВт, что равно 28,5 кВт.

Уведомление Я сказал: « средняя ставка ». Когда ветер не дует, мощность производства, конечно же, равна нулю. Таким образом, чтобы получить в среднем 28,5 кВт, ветряная электростанция должна иногда производить значительно больше. Это приводит к другому важному параметру, называемому «пиковая выходная мощность»: максимум, который ветряные турбины могут производить в идеальных условиях.Для нашей установки мощностью 28,5 (средней) кВт пиковая мощность может составлять 50 кВт или более.

Солнечные электростанции, конечно, имеют аналогичные соображения: нулевая мощность в ночное время и пиковая мощность, как правило, в полдень в летнее время. Но если вы усредните это значение за год, вы получите среднюю мощность в киловаттах или мегаваттах.

Большая часть дискуссий о чистой энергии касается способов ее хранения для тех времен, когда не дует ветер или не светит солнце.Без эффективного хранения мы вынуждены полагаться на обычные электростанции в эти периоды.

Под накоплением энергии обычно подразумеваются аккумуляторы, но есть и другие способы, например, перекачиваемая гидроэнергия и расплавленная соль. Но какой бы ни была технология, есть два интересующих параметра производительности:

1. Сколько всего энергии может хранить система? (Думаю, ватт-часы)
2. Какую мощность он может выдать в любой момент? (Думаю, ватты)

Полезность системы хранения зависит от обоих этих величин.Система, в которой хранится огромное количество энергии, не была бы очень полезной, если бы могла возвращать эту энергию только по несколько ватт за раз. А система, достаточно мощная, чтобы осветить весь город, не годилась бы, если бы ее батареи разрядились через несколько минут.

Мораль этой истории: системы хранения должны быть способны хранить достаточно энергии, чтобы выдержать периоды «отключения электроэнергии», и они должны иметь возможность доставлять эту энергию достаточно быстро, чтобы соответствовать электрической нагрузке. Если вы знаете как емкость накопителя энергии (скажем, в мегаватт-часах), так и выходную мощность (скажем, мегаватты), вы можете просто разделить эти числа, чтобы определить, на сколько хватит резервного питания.Например, хранилище мощностью 20 мегаватт-часов, выдающее мощность на уровне 2 мегаватт, прослужит 20 ÷ 2, или 10 часов при полной зарядке.

Люди часто используют слова «сила» и «энергия» как синонимы. Но теперь вы знаете разницу: энергия — это общий объем проделанной работы, а мощность — это то, насколько быстро вы можете ее сделать. Другими словами, мощность — это энергия в единицу времени. Мощность ватт. Энергия — ватт-часы.

Изображение: электричество через Shutterstock

Energy IQ: Энергия, мощность и электричество: в чем разница?

Микросети принципиально не отличаются от сетей большой площади. Они поддерживают меньшие нагрузки, обслуживают меньшее количество потребителей и развертываются на меньших площадях.Но микросети и глобальные сети выполняют одну и ту же работу в экосистеме выработки электроэнергии, распределяя электроэнергию, и имеют одни и те же ограничения, всегда идеально согласовывая генерацию и нагрузку.

Microgrids существовали до того, как кто-либо использовал слово microgrid. Например, на небольших островах есть электрические сети, которые обычно квалифицируются как микросети. Точно так же на заре электричества отдельные системы частных коммунальных услуг были микросетями. Со временем почти все эти отдельные системы были связаны, что привело к межконтинентальным соединениям.

Microgrids возвращаются. Они рассматриваются как практичный и экономичный способ интеграции местных возобновляемых источников энергии и обеспечения избыточности и устойчивости. Существует две категории микросетей, автономные и подключенные к сети, и каждая включает в себя множество различных настроек.

Автономные микросети

Автономные микросети строятся там, где есть значительная потребность в электроэнергии, но нет доступа к обширной электрической сети.

островов, которые находятся слишком далеко от материка, обычно обслуживаются собственной микросетью.В прошлом островные микросети обычно строились вокруг генераторов дизельного топлива или мазута. Хотя эти виды топлива легко транспортировать и хранить, они могут оказаться дорогими. Однако из-за отсутствия подходящей альтернативы многие острова по-прежнему в значительной степени полагаются на такие генераторы.

Почему отсутствовали подходящие альтернативы? На островах более чем достаточно ветра и много солнца. Да, но интегрировать большое количество солнечных батарей и ветряных турбин в электрическую систему острова может быть очень сложно.Дизель-генераторы можно включать и выключать по запросу. У них есть возможность точно соответствовать потребностям острова в электроэнергии по мере их увеличения и уменьшения. В отличие от них, ветряные турбины вырабатывают электроэнергию, когда есть ветер. Солнечные батареи работают, когда светит солнце. Если ветер стихнет или облака на мгновение заслонят солнце, должен быть доступен другой источник электричества, чтобы компенсировать слабину и удовлетворить потребность в электрической нагрузке. Этот тип динамического управления производством и спросом требует сложных систем диспетчерского управления и передовой силовой электроники.В прошлом ни то, ни другое не было практичным вариантом для небольших островных систем.

Сегодня современные функции микросетей позволяют островным коммунальным предприятиям интегрировать большие объемы периодически возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. В частности, стационарные накопители энергии чрезвычайно полезны для управления переходами между прерывистыми ресурсами и традиционными генераторами.

считают, что инвестирование в современные микросети дает множество преимуществ. Выработка большего количества электроэнергии из возобновляемых источников позволяет островам снизить как свои затраты на топливо, так и местное воздействие на окружающую среду, связанное с использованием этих ископаемых видов топлива.Использование их генераторов более оптимизированным способом позволяет островным коммунальным предприятиям снизить затраты на техническое обслуживание, повысить эффективность и, во многих случаях, уменьшить количество генераторов, необходимых на острове. Кроме того, повышается надежность электрической системы, что приводит к повышению качества обслуживания и снижению частоты отключений.

Вы можете найти реальный пример на острове Калверт в Британской Колумбии, Канада, где компания Cummins Inc. участвовала в проекте по модернизации микросети острова.

Автономные микросети также существуют в отдаленных районах.Например, многие населенные пункты в Сибири и на севере Канады не подключены к какой-либо внешней электросети. Удаленные производственные предприятия также обладают автономной электрической системой. В частности, шахты требуют больших и надежных электрических установок.

Эти удаленные электрические системы необходимы для перевозки дизельного топлива, мазута или другого жидкого топлива на большие расстояния. Неудивительно, что это может быстро стать очень дорогим. Представьте себе грузовик, перевозящий топливо через сотни миль по замерзшей местности или по грунтовой дороге.В результате владельцы этих удаленных промышленных предприятий стремятся использовать как можно больше возобновляемых источников энергии, а также сложные микросети для эффективной интеграции и распределения этой энергии. Некоторые шахты также стремятся синтезировать собственное топливо на месте с использованием возобновляемой электроэнергии.

Микросети, подключенные к сети

Чтобы воспользоваться преимуществами микросети, необязательно находиться на острове или посреди пустыни.

Фактически, многие пользователи микросетей расположены в городских или промышленных районах, которые полностью обслуживаются электроэнергетической компанией.Почему предприятия и учреждения испытывают трудности с инвестированием в микросети, если они могут просто получать электроэнергию от коммунального предприятия? Есть две основные причины.

Одна из причин заключается в том, что они хотят избежать перебоев в подаче электроэнергии.

Домовладельцы вкладывают средства в домашний генератор по той же причине. Разница между домом с генератором и, например, военной базой с микросетью — сложность и масштаб. В доме есть одна, может, две электрические панели. Все, что требуется для интеграции домашнего генератора в систему электроснабжения жилого дома, — это безобрывный переключатель.

Военная база включает в себя десятки зданий, несколько генераторов и различное критически важное электрическое оборудование, такое как радары и системы управления воздушным движением, часто расположенные на сотнях акров. Для интеграции этих компонентов требуется сложная электрическая инфраструктура — другими словами, микросеть.

Гражданские объекты со сложными электрическими системами включают микросети для обеспечения надежности их электроснабжения. Больницы, аэропорты, университетские городки и крупные промышленные предприятия используют компоненты микросетей для эффективной интеграции резервного источника энергии в свои электрические системы.

Другая причина, которая побуждает подключенные к сети предприятия инвестировать в микросеть, — это стоимость: микросеть инкапсулирует все электрическое оборудование объекта.

Со стороны предприятия виден только один электросчетчик. Это позволяет владельцу микросети развертывать солнечные батареи, ветряные турбины, резервные или основные генераторы энергии и другое электрическое оборудование без прямого подключения к коммунальной сети.

Многие операторы портов, например, владеют транспортным контейнерным краном, известным как регенеративные краны. Рекуперативные краны потребляют электроэнергию, когда поднимают контейнер, и вырабатывают электроэнергию, когда опускают контейнер. Немногие коммунальные предприятия позволили бы напрямую подключить этот тип электрического оборудования к своей сети — по крайней мере, не с включенным регенеративным режимом. Поэтому операторы портов создают микросети, соединяющие свои краны (а также резервные генераторы). Это позволяет кранам, опускающим контейнеры, обеспечивать электричеством краны, поднимающие контейнеры.Это приводит к резкому сокращению чистого потребления электроэнергии, поддерживаемого коммунальным предприятием, и, таким образом, к экономии для оператора порта.

обусловлены глобальным императивом быстрого перехода на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии. Они также позволяют владельцам объектов удовлетворять насущные практические потребности. Улучшения в технологии микросетей означают, что возможности как больших, так и малых, подключенных или удаленных микросетей увеличиваются. Современные микросети делают возможными инновации в производстве электроэнергии во всех уголках земного шара.

Хотите узнать больше о микросетях? Возможно вам понравится:

Подпишитесь на Energy IQ ниже, чтобы получать информацию о рынках, ориентированных на энергию, от центров обработки данных и медицинских учреждений до школ и производственных предприятий, а также всего остального.

Energy Mix — Green Mountain Power

Когда вы щелкаете выключателем, чтобы включить свет, эта энергия на 100% не содержит углерода и более чем на 68% является возобновляемой.Мы прилагаем все усилия, чтобы обеспечить нашим клиентам чистую, экономичную и надежную электроэнергию. Большая часть наших источников энергии — это гидроэлектроэнергия, как от небольших местных гидроэлектростанций в Вермонте, так и от крупных источников в Квебеке. GMP обязалась полностью избавиться от углерода к 2025 году и выполнила эту задачу в 2020 году, поскольку мы продолжаем увеличивать количество местных и региональных возобновляемых источников энергии.

2020 Энергоснабжение

В 2020 году наши источники энергии были на 100% безуглеродными и более чем на 68% возобновляемыми. На этой диаграмме показаны завершенные поставки энергии GMP после продажи кредитов на возобновляемые источники энергии (REC).Прокрутите вниз, чтобы увидеть наши поставки до продаж REC и узнать больше о REC и о том, как они сокращают расходы для клиентов.

A REC — это кредит на возобновляемые источники энергии, каждый из которых представляет собой экологические преимущества 1 МВтч возобновляемой энергии. Электрогенераторы могут продавать экологические атрибуты производимой ими энергии как РЭК, и тот, кто покупает РЭИ, может заявить об экологической ценности этой энергии как своей собственной, даже если они не генерировали эту чистую энергию. REC могут быть засчитаны только один раз. Таким образом, когда GMP продает REC, чтобы снизить общие затраты для клиентов, GMP больше не может претендовать на экологичность производимой нами энергии — она ​​считается «рыночной силой», а не «возобновляемой энергией» для наших клиентов.

Целью регионального рынка ВЭЦ является создание стимулов для развития возобновляемой генерации, такой как солнечная и ветровая энергия. Все штаты Новой Англии требуют, чтобы коммунальные предприятия использовали возобновляемые источники энергии как часть своей структуры энергоснабжения, в то время как точные суммы варьируются в зависимости от штата. Коммунальные предприятия могут производить собственную возобновляемую энергию или достигать этих целей, покупая РЭУ (что помогает стимулировать разработчиков возобновляемых источников энергии).