Что измеряется в ваттах?
Содержание:
- Что такое ватт
- Ватт и другие единицы измерения
- Учет электроэнергии
- Базовые единицы измерения при работе с током
Многим известна единица измерения ватт, являющаяся составной частью Международной системы СИ. Однако, не все люди точно знают и до конца понимают, что измеряется в ваттах. Между тем, этот параметр характеризует такое понятие, как мощность, применяемую к механическим, электрическим и другим агрегатам. По своей сути, данная единица определяет, сколько может быть выполнено полезной работы за установленный промежуток времени.
Что такое ватт
Свое название единица измерения мощности получила в честь шотландского инженера Джеймса Уатта – создателя паровой машины. Уже в те времена делались попытки точно установить работоспособность этого механизма. Для расчетов использовалась лошадиная сила, составляющая приблизительно 730-740 ватт. Окончательно в качестве единицы мощности он был принят в 1882 году на конгрессе Британской научной ассоциации.
С этого времени во всех странах стали постепенно переходить на ватт вместо неточной и устаревшей лошадиной силы. В настоящее время ватт прочно закрепился в электротехнике, а мощность машин и механизмов до сих пор неофициально измеряется в лошадиных силах. Поэтому, теперь всем известно, что можно измерить в ваттах.
В сокращенном виде данная единица выглядит как «Вт» или «W» в соответствии с международными обозначениями, принятыми в системе СИ. Согласно этих стандартов, ватт представляет собой производную единицу, находящуюся в прямой зависимости с метром, килограммом и секундой. По сути получается, что 1Вт является мощностью, эквивалентной одному джоулю работы, совершенной в течение одной секунды. Данная зависимость выражается следующим образом: 1Вт = 1Дж/1с = 1Н х м/с = 1 кг х м
Кроме того, существует связь ватта и некоторых несистемных единиц. В качестве примера можно привести калорию. Получается, что 1Вт = 859, 845 кал/час. С помощью этого соотношения можно легко определить количество теплоты, выделяемое различными электрическими устройствами, например, обогревателями.
Ватт и другие единицы измерения
Если с помощью ватта измеряется мощность, то обязательно должна быть и формула, применяемая для таких вычислений. Поскольку мощность считается определенной работой, совершаемой в единицу времени, то в виде формулы она будет выглядеть, как P=A/t. В свою очередь, работа определяется в виде A=F x S, где F является силой, а S – расстоянием.
Следовательно, формула мощности может быть представлена и в другом виде: Р = F х S /t. Все известно, что S /t является скоростью V. Поэтому следующий вариант будет выглядеть, как Р = F х V.
Существует взаимосвязь ватта с ампером и вольтом, с помощью которых измеряется сила тока и напряжение. В этом случае мощность постоянного тока представляется как 1Вт = 1А х 1В или P = I x U
При выполнении расчетов нередко применяются более удобные единицы – киловатты, мегаватты или микроватты. Они являются производной от основной единицы, изменяясь в большую или меньшую сторону. Таким образом, мощность измеряется в ваттах и составляет: 1 киловатт (кВт) = 1000Вт, а 1 мегаватт (мВт) = 1000000Вт. Для измерения малых мощностей используется микроватт (мкВт), равный 1Вт х 10-6, то есть, по факту, это одна миллионная часть ватта. Существуют и другие единицы ватта, не используемые на практике, а лишь при выполнении всевозможных расчетов.
Учет электроэнергии
Единица измерения мощности широко применяется при измерениях и учете потребленной электроэнергии. Основой является ватт х час, показывающий количество работы, произведенной в течение 1 часа при электрической мощности 1Вт.
Однако данная единица имеет небольшое значение и не очень удобна для подсчетов существенных объемов потребленной электроэнергии. Поэтому общепринятым параметром считается киловатт-час (кВт х час), равный 1 тысяче ватт-часов.
Нередко возникает потребность в измерении мощности того или иного устройства. Для этих целей используется — ваттметр. Он предназначен для замеров активной мощности и включает в себя 4 контакта. Два из них подключаются последовательно с измеряемой нагрузкой, а два других – параллельно.
Ватт — это… Что такое Ватт?
- О типе морских побережий см. Ватты
Ватт (обозначение: Вт, W) — в системе СИ единица измерения мощности. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. На XIX Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году ватт был включён в Международную систему единиц (СИ).
Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребная мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию о количестве ватт, необходимых для его работы.
Определение
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.[1] Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:
- Вт = Дж / с = кг·м²/с³
- Вт = H·м/с
- Вт = В·А
Кроме механической (определение которой приведено выше), различают ещё тепловую и электрическую мощность.
Перевод в другие единицы измерения мощности
Ватт связан с другими единицами измерения мощности следующими соотношениями:
- 1 Вт = 107 эрг/с
- 1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с
- 1 Вт ≈ 1,36·10−3 л. с.
- 1 Вт = 859,8452279 кал/ч
Кратные и дольные единицы
Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ, используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов, пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).
Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Вт | декаватт | даВт | daW | 10−1 Вт | дециватт | дВт | dW |
| 102 Вт | гВт | hW | 10−2 Вт | сантиватт | сВт | cW | |
| 103 Вт | киловатт | кВт | kW | 10−3 Вт | милливатт | мВт | mW |
| 106 Вт | мегаватт | МВт | MW | 10−6 Вт | микроватт | мкВт | µW |
| 109 Вт | гигаватт | ГВт | GW | 10−9 Вт | нановатт | нВт | nW |
| 1012 Вт | тераватт | ТВт | TW | 10−12 Вт | пиковатт | пВт | pW |
| 1015 | петаватт | ПВт | PW | 10−15 Вт | фемтоватт | фВт | fW |
| 1018 Вт | эксаватт | ЭВт | EW | 10−18 Вт | аттоватт | аВт | aW |
| 1021 Вт | зеттаватт | ЗВт | ZW | 10−21 Вт | зептоватт | зВт | zW |
| 1024 Вт | йоттаватт | ИВт | YW | 10−24 Вт | йоктоватт | иВт | yW |
| применять не рекомендуется | |||||||
Примеры в природе
| Величина | Описание |
|---|---|
| 10 | Поток энергии мощностью примерно в 1 нВт падает на поверхность земли площадью 1 м² от звезды яркостью в +1,4 звёздной величины. |
| 5·10−3 ватт | Такую мощность (или близкую к ней) имеют обычные лазерные указки. |
| 1 ватт | Примерная мощность приёмника/передатчика обычного мобильного телефона. |
| 10³ ватт | Небольшой обогреватель имеет мощность порядка 1 кВт. Среднее потребление энергии одного домашнего хозяйства в США составляет примерно 8900 кВт·ч за год, это соответствует равномерно потребляемой мощности 1 кВт в течение года.[2] |
| 6·104 ватт | Легковой автомобиль с двигателем в 80 лошадиных сил имеет мощность, примерно равную 60 кВт. |
| 1,2·107 ватт | Электропоезд Eurostar имеет мощность около 12 МВт. |
| 8,2·109 ватт | Электростанция Касивадзаки-Карива в городе Касивадзаки (Япония), крупнейшая в мире атомная электростанция, при пиковых нагрузках вырабатывает 8,212 ГВт электроэнергии. |
| 2,24·1010 ватт | Самая крупная существующая электростанция Санься (ГЭС Три ущелья) (Китай). Проектная мощность ГЭС — 22,4 ГВт электроэнергии. |
| 1012 ватт | Пиковая мощность среднего удара молнии примерно равна 1 ТВт. |
| 1,9·1012 ватт | Общая мощность потребляемой человечеством электроэнергии в 2007 году в среднем оценивалось в 1,95 ТВт[3]. |
| 1,5·1015 ватт | Рекордная мощность импульсного лазерного излучения, достигнутая на установке Nova в 1999 году[4]. Энергия в импульсе составляла 660 Дж, длительность импульса — 440·10−15 с. |
| 1,74·1017 ватт | Исходя из средней мощности потока энергии на поверхности Земли в 1,366 кВт/м²,[5] общая мощность потока энергии солнечного излучения, падающего на Землю, примерно равна 174 ПВт. Таким образом, если бы Земля не излучала энергию в пространство, она становилась бы тяжелее на 1,94 кг каждую секунду. |
| 3,86·1026 ватт | Полная мощность излучения Солнца оценивается учёными в 386 ЙВт,[6] что более чем в два миллиарда раз больше, чем мощность излучения, падающего на поверхность Земли. Другими словами, вследствие термоядерных реакций в центре Солнца, наше светило ежесекундно теряет массу около 4 000 000 тонн. |
Разница между понятиями киловатт и киловатт-час
Из-за схожих названий, киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к электроприборам. Однако эти две единицы измерения относятся к разным физическим величинам. В ваттах и, следовательно, киловаттах измеряется мощность, то есть количество энергии, потребляемое прибором за единицу времени. Ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения энергии, то есть ими определяется не характеристика прибора, а количество работы, выполненной этим прибором.
Эти две величины связаны следующим образом. Если лампочка мощностью в 100 Вт работала на протяжении 1 часа, её работа потребовала 100 Вт·ч энергии, или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит такое же количество энергии за 2,5 часа. Мощность электростанции измеряется в мегаваттах, но количество проданной электроэнергии будет измеряться в киловатт-часах (мегаватт-часах).
См. также
Примечания
Ватт — единица измерения мощности
Ватт – это физическая величина, с которой каждому приходится сталкиваться ежедневно, даже не зная об этом. Что же ею измеряется, когда она возникла и по какой формуле ее можно найти? Давайте найдем ответы на все эти вопросы.
Что такое ватт
Прежде всего, стоит узнать определение данного термина. Итак, ватт – единица измерения мощности, используемая в Международной системе СИ.
Она может быть трех видов:
- Механическая.
- Электрическая.
- Тепловая.
Принято считать, что 1 ватт — это такая мощность, при которой за 1 секунду (t) совершается работа (А) в 1 джоуль.
История появления
Впервые ватты стали использовать как величину для измерения мощности в Великобритании в 1882 г. До этого в ходу были лошадиные силы, причем в отдельных странах их понимание отличалось.
Изобретателем этой единицы измерения (ватт) стал «отец» промышленной революции – Джеймс Ватт (встречается вариант написания Уатт). В честь него, кстати, она и была названа. По этой причине, как и джоуль (назван фамилией британского ученого Джеймса Прескотта Джоуля), так и ватт, в сокращенном виде всегда пишется с большой буквы – Вт (по-английски W).
Начиная с 1960 г. ватт – единица измерения мощности, применяемая во всем мире. Ведь именно тогда он был признан системой СИ.
Формула мощности
Разобравшись с определением и историей появления ватта, стоит узнать его формулу. Выглядит она таким образом: N = А/t. И расшифровывается это как работа, разделенная на время.
Иногда для того, чтобы узнать количество ватт, формулу мощности используют несколько другую: N = F х V. В данном примере искомая величина вычисляется не при помощи работы и времени, а с использованием данных силы и скорости.
Фактически вторая формула — это своеобразная адаптация классической. Просто взято во внимание, что работа равна производной силы на расстояние (А = F х S), а скорость — частное от деления расстояния на время (V = S/t). Если поставить все эти данные: получается такой пример: N = F х S/t = F х V.
Ватты, вольты и амперы
Помимо рассмотренной в предыдущем пункте формулы для поиска изучаемой физической величины, есть и другая. Она демонстрирует взаимосвязь мощности (ватты), напряжения (вольты) и силы тока (амперы).
Однако, прежде чем ознакомиться с ней, стоит узнать немного больше об этих единицах измерения.
Вольт (В, по-английски V) – это единица измерения электрического напряжения. В формулах обозначается латинской литерой U.
Ампер (А, по-английски тоже А) – величина характеризующая силу электрического тока, обозначается буквой І.
Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока
Кратко рассмотрев особенности всех этих величин, получаем данную формулу.
Выглядит она таким образом: Р = U х І. В ней Р – мощность (ватты), U – напряжение (вольты), І – сила тока (амперы).
При необходимости данную формулу можно моделировать, если мощность уже известна, но нужно найти силу тока (І = Р / U) или напряжение (U = Р/ І).
При современном развитии технологий, для того чтобы узнать, сколько ватт содержится в определенном количестве ампер, можно просто найти в интернете специализированную программу расчета мощности и ввести в нее имеющиеся данные. Сделать это несложно, в строке любого поисковика нужно искать фразу «калькулятор перевода ватт в амперы», и система выдаст адреса нужных сайтов.
Дольные единицы Вт
Помимо практического применения, рассматриваемые единицы часто используются для произведения многочисленных теоретических расчетов. Однако, если мощность крайне мала, записывать ватты с помощью десятичных дробей с многочисленными нулями довольно непрактично. Для облегчения этой задачи учеными были введены дольные единицы Вт. Обычно они записываются в виде степеней с минусом.
На сегодняшний день их выделено целый десяток, однако на практике многие из них не используются.
К примеру, первые две дольных единицы ватта: дВт (дециватт, равен 10-1 Вт) и сВт (сантиватт, равен 10-2 Вт) не рекомендуются к применению. Зато милливатт (мВт, равен 10-3), микроватт (мкВт равен 10-6) и нановатт (нВт равен 10-9Вт) — одни из самых используемых. Причем не только в расчетах, но и при изготовлении различных измерительных приборов.
К примеру, в таких медицинских аппаратах, как электрокардиограф и электроэнцефалограф, единицами измерения являются микроватты (мкВт).
Помимо перечисленных выше, есть еще пять дольных единиц: пиковатт (10-12), фемтоватт (10-15), аттоватт (10-18), зептоватт (10-21) и иоктоватт (10-24). Однако все они применяются в редких случаях, и то лишь в теоретических расчетах.
Кратные единицы Вт
Сама по себе рассматриваемая единица относительно невелика. К примеру, чтобы постирать один килограмм белья за один час в автоматической стиральной машинке класса А++, понадобится 150 ватт электроэнергии. Однако, если учесть, что в среднем одновременно стирается около 3,5 килограмм вещей, значит, расходуется 525 Вт. И это лишь одна стирка, а сколько их происходит за месяц или год? Немало, как и количества расходуемых ватт. Чтобы облегчить их запись, на основе Вт выделяются десять кратных единиц, записываемых в виде степеней.
Как и в случае с дольными величинами, первые две из них (декаватт — 101 и гектоватт – 102) не принято использоваться, так что они существует лишь «де-юре».
Стоит отметить, что при записи сокращений кратных единиц часто первые буквы – заглавные. Это делается для того, чтобы не путать мегаватты (МВт – 106) с микроваттами (мВт) и другие похожие величины.
Наиболее употребляемым является хорошо известный всем – киловатт (кВт). Он равен тысяче ватт (103). Второй по популярности — вышеупомянутый мегаватт. Данная единица чаще всего используется в сфере электроэнергетики. Реже в ней применяются такие величины, как гигаватты (ГВт – 109) и тераватты (ТВт – 1012). К примеру, за один год в среднем человечество потребляет около 1,9 ТВт электроэнергии.
Оставшиеся четыре величины – петаватты (ПВт — 1015), эксаватты (ЭВт — 1018), зеттаватты (ЗВт — 1021) и иоттаватты (ИВт 1024) – очень редко используются, в основном при проведении теоретических расчетов.К примеру, согласно одному из них, предполагается, что полная мощность излучаемой Солнцем энергии равна 382,8 ИВт.
Несмотря на множество кратных и дольных единиц ватта, осуществлять с ними математические действия несложно. Проще всего переводить все в ватты и далее совершать действия со степенями.
Еще один простой способ, как узнать ватты (количество при использовании больших или малых, связанных с ними величин) — найти в интернете онлайн-калькулятор. Кстати, с его помощью можно переводить Вт даже в лошадиные силы.
Ватты и ватт-часы
Разобравшись с тем, что за единица измерения ватт (а также узнав кратные и дольные ее величины и формулы нахождения), стоит уделить время рассмотрению такого близкого понятия, как ватт-часы (Вт⋅ч). Хотя названия у Вт и Вт⋅ч очень похожи, они обозначают немного разные понятия.
Вторая единица используется для измерения энергии, произведенной за определенный временной промежуток (один час).
Чтобы более понятна была разница, стоит рассмотреть работу обыкновенного электрочайника, с мощностью в 2200 Вт. Для приготовления компотов на зиму хозяйка практически непрерывно нагревала с его помощью воду на протяжении одного часа. За этот время прибор использовал 2200 Вт⋅ч. Если бы женщина взяла более слабый чайник в 1100 Вт, он бы вскипятил такое же количество жидкости за два часа и все равно бы использовал все те же 2200 Вт⋅ч.
Вся поставляемая потребителям электроэнергия измеряется не в ваттах, а именно в ватт-часах (чаще в киловатт-часах, тоже соотношения, один к тысячи). Для подтверждения этого можно просто подойти к любому домовому счетчику. Независимо от страны и фирмы-производителя, возле цифр (демонстрирующих количество используемого электричества) будет стоять пометка «киловатт-час» (кВт⋅ч). Она может быть также на английском: kilowatt-hour (kW⋅h).
При этом мощность любой синтезирующей ее электростанции измеряется в обычных ваттах (киловаттах и мегаваттах).
Ватт Википедия
- О типе морских побережий см. Ватты
Ватт (русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ)[1]. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом[2].
Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию об этой мощности, выраженной в ваттах.
Определение[ | ]
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль[3]. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с основными единицами СИ соотношением:
- Вт = кг·м²/с³.
Через другие единицы СИ ватт можно выразить следующим образом:
- Вт = Дж / с
- Вт = H·м/с
- Вт =
Ватт (единица измерения) Википедия
- О типе морских побережий см. Ватты
Ватт (русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ)[1]. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом[2].
Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию об этой мощности, выраженной в ваттах.
Определение[ | ]
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль[3]. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с основными единицами СИ соотношением:
- Вт = кг·м²/с³.
Через другие единицы СИ ватт можно выразить следующим образом:
- Вт = Дж / с
- Вт = H·
Что такое Ватт
Ватт (обозначение: Вт, W) — в системе СИ единица измерения мощности. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1889 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. На XIX Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году ватт был включён в Систему Интернациональную.
Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая ими мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию о количестве ватт, необходимых для его работы.
Что такое Ватт. Определение
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.
Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:
Вт = Дж / с = кг·м²/с³
Вт = H·м/с
Вт = В·А
Кроме механической (определение которой приведено выше), различают ещё тепловую и электрическую мощность:
1 ватт мощности теплового потока эквивалентен механической мощности в 1 ватт.
1 ватт активной электрической мощности также эквивалентен механической мощности в 1 ватт и определяется как мощность постоянного электрического тока силой 1 ампер, совершающего работу при напряжении 1 вольт.
Перевод в другие единицы измерения мощности
Ватт связан с другими единицами измерения мощности следующими соотношениями:
1 Вт = 107 эрг/с
1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с
1 Вт ≈ 1,36×10−3 л. с.
1 кал/ч = 1.163×10−3 Вт
Чем киловатт отличается от киловатт-часа?
Приставка «кило» перед любой величиной измерения (ватты, амперы, вольты, граммы и т.д.) означает «тысяча».
1 киловатт (кВт) = 1000 ватт (Вт).
Ватт — единица измерения мощности. Мощность — это скорость с которой расходуется энергия. Один ватт равен мощности, при которой работа (энергетические затраты) объемом один джоуль осуществляется за одну секунду.
Киловатт-час — единица измерения, используемая для измерения электроэнергии в быту. Означает количество энергии, которую устройство мощностью 1 киловатт производит/потребляет в течение одного часа.
Ватт/киловатт и киловатт-час — разные понятия.
| В ваттах/киловаттах (Вт) | измеряется мощность |
|---|---|
| В киловатт-часах (кВт•ч) | измеряется количество потребленной электроэнергии |
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
Не можешь написать работу сам?
Доверь её нашим специалистам
от 100 р.стоимость заказа
2 часамин. срок
Узнать стоимость
обозначение и определение единицы измерения, взаимосвязь мощности и ватт
С физической величиной Вт (ватт) каждый сталкивается чаще, чем может показаться на первый взгляд. Многие знают, что она имеет отношение к физике. Однако не все со школьных времен помнят о том, для чего именно величина используется и зачем была придумана. Не все догадываются, что применяться она может не только в разделе физики, изучающем электрические явления, но и во многих других областях.
Обозначение и история возникновения
Прежде чем приступать к подробному рассмотрению ватта, нужно дать ему правильное обозначение. Ватт — это единица, которая используется для измерения мощности. Чаще всего название записывается в сокращенном виде — Вт. Английское сокращение величины — W.
История единицы измерения Вт начинается с конца позапрошлого века. Ее впервые стали использовать в Великобритании. Но это не означает, что необходимость измерять мощность появилась именно в то время. Ее определяли и до появления этой единицы.
Для измерения физической величины, которая сегодня у многих ассоциируется преимущественно с электричеством, уже в XVIII веке использовалась единица, называемая лошадиной силой. За ее основу была взята мощность ездовых лошадей. Традиция измерять в лошадиных силах сохранилась и сегодня, будучи успешно перенесенной с лошадей на автомобили. Сегодня одна лошадиная сила равна примерно 735 Вт.
До введения ватта лошадиные силы в различных странах были разными. Единица Вт получила свое название в честь ученого, которого считают прародителем промышленной революции. Его звали Джеймсом Ваттом. Жил он в XVIII—XIX столетиях и прославился тем, что создал паровой универсальный двигатель.
Много своих работ ученый посвятил изучению мощности. Именно он для ее измерения впервые начал использовать лошадиную силу. Спустя 63 года после его смерти была введена и названа в его честь та самая единица, которая используется до сих пор.
Взаимосвязь величин
Чтобы лучше понять предназначение этой единицы, следует иметь представление о том, что такое мощность. Многие думают, что это просто сила. Однако в физике это совершенно разные величины, которые друг к другу почти не имеют никакого отношения. Если говорить максимально кратко, закрывая глаза на некоторые незначительные нюансы, то мощность — это скорость, с которой тот или иной объект потребляет энергию.
Например, лампочка осветительного прибора может светиться ярко или тускло. Всё зависит от того, с какой скоростью ею потребляется электрическая энергия. Если горит ярко, значит, энергия расходуется быстро. Когда свет, исходящий от лампы, тусклый, она потребляет энергию с небольшой скоростью. Еще проще можно сказать так:
- если лампа светится ярко, значит, ее мощность высока;
- если же свет ее тусклый, значит, она обладает небольшой силой.
То же самое касается и любых других приборов, работающих от электричества. Но когда говорят о мощности, не всегда имеют в виду электрические приборы или какие-то другие объекты, связанные с электричеством.
Например, если взять движущийся автомобиль, то он обладает определенной силой. Чем быстрее потребляется вырабатываемая топливом в бензобаке энергия, тем мощнее автомобиль. Правда, автомобилисты измеряют мощность своих «железных коней» в других единицах, называемых лошадиными силами. Однако это вовсе не означает, что традиционные ватты для этого случая неприменимы. Одну единицу легко можно перевести в другую, зная, что одна лошадиная сила — это примерно 735 Вт. Всего существует три вида мощности:
- Электрическая. Именно ее имеют в виду, когда говорят о лампочках или других электроприборах.
- Механическая. «Лошадиные силы» автомобиля как раз относятся к этой категории.
- Тепловая. О том, насколько большой тепловой мощностью обладает тот или иной объект, можно судить по его температуре.
Мощность — это скорость, с которой потребляется энергия. Пытаясь понять, чему равен 1 ватт, какая энергия и за какое время должна использоваться объектом, чтобы о нем можно было сказать, что его мощность равна одному ватту, физики выводили такую величину, как мощность, исходя из других простых величин — времени и энергии. Они взяли их основные единицы измерения и условились считать, что если физическое тело получает или вырабатывает 1 джоуль энергии за 1 секунду, значит, оно обладает мощностью 1ватт.
В основе этого простого определения лежит формула: N=A/t. Обозначение знаков здесь следующее:
- N — это обозначение мощности;
- A в физике традиционно обозначает работу, которая измеряется в тех же единицах, что и энергия;
- t — это обозначение времени.
Если необходимо определить механическую величину, то для этой цели может быть использована иная формула, основанная на других величинах: N=FV. Проще говоря, нужно силу умножить на скорость.
Отношение к амперам и вольтам
Помимо двух формул, которые были рассмотрены выше, для определения часто используется еще одна. Сфера ее применения — электрика. Между мощностью и основными величинами, характеризующими электрический ток, также прослеживается определенная взаимосвязь.
Зная напряжение и силу тока, можно безошибочно определить электрическую мощность. Для этого достаточно перемножить два известных значения. Например, если сила тока составляет 5 ампер, а напряжение — 50 вольт, то искомая величина в этом случае будет равна 250 Вт. Такое число получается в результате умножения 5 на 50.
Формула для определения электрической величины записывается в виде P=IV. Буквенные обозначения следующие:
- P — электрическая мощность;
- I — сила тока;
- V — напряжение.
Если использовать вольтметр и амперметр, можно определить мощность. Но чтобы узнать мощность участка цепи, необязательно проводить вычислительные операции. Существует специальное измерительное устройство, которое по аналогии с вольтметром и амперметром называется ваттметром. Его достаточно включить в сеть, чтобы узнать значение.
Дольные и кратные единицы
Если мощность слишком велика или, наоборот, мала, то использование в качестве единицы измерения обычного ватта будет неудобным. В этом случае на помощь придут кратные и дольные единицы. Если говорить только об одной лампочке и о малых промежутках времени, то мощность будет не очень большой. Например, за час такой осветительный прибор может вырабатывать около 100 джоулей энергии.
Но когда требуется определить силу не одной, а нескольких таких лампочек (десятка, сотен, тысяч), и не за один час, а, например, за месяц или год, то число получится громоздким. Целесообразно использовать не ватты, а их кратные обозначения — киловатты (кВт), мегаватты (МВт), гигаватты (ГВт).
Значение кратных величин легко определить по префиксам, которые используются так же, как и в случаях с большинством других единиц. Приставка «кило» указывает на 1000 единиц, «мега» — на миллион, «гига» — на миллиард.
Чаще всего на практике используются киловатты. В одной такой кратной единице насчитывается тысяча ватт. То же самое касается и дольных долей, использующихся в тех случаях, когда необходимо указать малую мощность, которая в десятки, сотни, тысячи и миллионы раз меньше 1 Вт. Например:
- десятая часть вата — это дециват;
- сотая часть — сантиватт;
- тысячная — милливатт.
В некоторых медицинских аппаратах в качестве единицы измерения используются микроватты. Каждая такая единица в миллион раз меньше ватта.
Характеристика ватт-часов
В бытовой сфере часто используется очень похожая на ватт по названию единица измерения — ватт-час. Но между обычными ваттами и ватт-часами существует большая разница. Не стоит одну единицу принимать за другую. Их невозможно и переводить друг в друга. Ватт-час — это единица, с помощью которой измеряется количество выработанной или потребленной энергии, а не скорость ее потребления.
Чтобы можно было понять разницу между ваттом и ватт-часом, можно рассмотреть пример использования обычного телевизора мощностью в Вт, равной 250:
Если в доме больше ничего не будет включено, то через 60 минут показания счетчика увеличатся на 250 ватт-часов (0,25 киловатт-часов).- Если при таких же условиях телевизор будет работать три часа подряд, то на счетчике набежит уже 750 ватт-часов (0,75 киловатт-часов). Очевидно, телевизор потребляет 250 Вт в час. Количество используемой им энергии, измеряемое в ватт-часах, зависит от времени работы.
Если в доме больше ничего не будет включено, то через 60 минут показания счетчика увеличатся на 250 ватт-часов (0,25 киловатт-часов).Ватт — это общепринятая единица измерения мощности. Если электроприбор имеет 1Вт, значит, он в секунду потребляет 1 джоуль электрической энергии. Такой мощностью обладает передатчик обычного мобильного телефона.