Wattin laki Mikä on esimerkkejä, hakemuksia

Se Laki Se koskee sähköpiirejä ja vahvistaa kyseisen sähkövoiman P Piirielementin toimittama, se on suoraan verrannollinen tuotteeseen syöttöjännitteen välillä V piirin ja virran voimakkuuden Yllyttää joka kiertää hänen läpi.

Sähkövoima on erittäin tärkeä käsite, koska se huomauttaa, kuinka nopeasti se on elementti muuttaa sähköä muusta energiamuodosta. Matemaattisesti Wattin lain annettu määritelmä ilmaistaan ​​seuraavasti:

P = v.Yllyttää

Kuvio 1. Sähköteho osoittaa nopeuden, jolla sähkö on transformoitu. Lähde: Pixabay

Kansainvälisissä yksiköissä (SI) sähköyksikköä kutsutaan Watt Ja se on lyhennetty W James Wattin (1736-1819) kunniaksi, joka on uraauurtava Skotlannin teollisuusvallankumouksen insinööri. Koska teho on energiaa aikaa kohti, 1 W on yhtä suuri kuin 1 Joule/sekunti.

Olemme kaikki perehtyneet sähkövoiman käsitteeseen tavalla tai toisella. Esimerkiksi yleisen käytön kodin sähkölaitteet tuovat aina määritellyn tehon, mukaan lukien lamput, sähkökäytöt tai jääkaapit, muun muassa.

[TOC]

Watt -laki- ja piirielementit

Wattin lakia sovelletaan piirielementeihin, joilla on erilainen käyttäytyminen. Se voi olla akku, vastus tai muu. Elementin päiden joukossa muodostetaan potentiaalinen ero V_{B -} - V_-Lla = V_Ab Ja virta kiertää A - B -suunnassa, kuten seuraavassa kuvassa on osoitettu:

Kuva 2. Piirielementti, jossa potentiaalinen ero on muodostettu. Lähde: f. Zapata.

Hyvin pienessä ajassa DT, Läpäistä tietyn määrän kuormaa dq, niin että sen tekemä työ on antanut:

dw = v.dq

Missä dq Se liittyy nykyiseen nimellä:

dq = i.DT

Niin:

Voi palvella sinua: Punainen kääpiö

dw = v. Yllyttää.DT

dw/dt = v. Yllyttää

Ja koska voima on työyksikköä kohti:

P = v.Yllyttää

-Kyllä v_Ab > 0, elementin läpi kulkevat varaukset saavat potentiaalienergiaa. Elementti toimittaa energiaa lähteestä. Se voi olla akku.

Kuva 3. Akun tarjoama virta. Lähde: f. Zapata.

-Kyllä v_Ab < 0, las cargas pierden energía potencial. El elemento disipa energía, tal como una resistencia.

Kuva 4. Kestävyys muuttaa energiaa lämpömuodossa. Lähde: f. Zapata.

Huomaa, että lähteen toimittama virta ei riipu pelkästään jännitteestä, vaan myös virrasta. Tämä on tärkeää selittää, miksi autoparistot ovat niin suuria, ottaen huomioon, että ne tuskin toimittavat 12 V.

Mitä tapahtuu, on se, että käynnistysmoottori tarvitsee suuren virran lyhyen ajan, joka tarjoaa tarvittavan voiman auton aloittamiseen.

Watt Law ja Ohmin laki

Jos piirielementti on vastus, Wattin laki ja Ohmin laki voidaan yhdistää. Jälkimmäinen osoittaa, että:

V = i. R -

Että korvaamalla Wattin laki johtaa:

P = v. I = (i.R).I = i².R -

Versio, joka perustuu jännitteeseen ja vastustuskykyyn, voidaan myös saada:

P = v. (V/r) = v² / R

Mahdolliset yhdistelmät neljän suuruuden välillä: Power P, Virta I, jännite V ja Resistance R. Ongelman tarjoamien tietojen mukaan sopivimmat kaavat valitaan.

Oletetaan esimerkiksi, että tietyssä ongelmassa sitä pyydetään löytämään vastus r, joka on kirjeen vasemmassa alareunassa.

Valittavista (vihreänä) (vihreänä) riippuen, joiden arvo tunnetaan, jotkut kolmesta liittyvästä yhtälöstä (vihreänä) (vihreänä). Oletetaan esimerkiksi, että he tuntevat toisensa V ja Yllyttää, niin:

Voi palvella sinua: Pascal -periaate: historia, sovellukset, esimerkit

R = v/ i

Jos ne tunnetaan P ja Yllyttää, Ja vastusta pyydetään, käytetään:

R = p / i²

Lopuksi, kun he tuntevat toisensa P ja V, Resistanssi saadaan:

R = p² /V

Kuva 5. Watt Law Formulat ja Ohmin laki. Lähde: f. Zapata.

Sovellukset

Wattin lakia voidaan soveltaa sähköpiireissä elementin toimittamien tai kuluttamien sähkövoimien löytämiseksi. Lamput ovat hyviä esimerkkejä Wattin lain soveltamisesta.

Esimerkki 1

Erityinen lamppu useiden valaistusten saamiseksi yhdessä on kaksi volframikilpailua, joiden vastukset ovat R_-Lla = 48 ohmia ja r_{B -} = 144 ohmia. Ne on kytketty kolmeen pisteeseen, jotka on merkitty 1, 2 ja 3, kuten kuvasta nähdään.

Laitetta ohjataan kytkimillä valitaksesi pääteparit ja kytke se myös 120 V: n verkkoon. Löydä kaikki mahdolliset voimat, jotka voidaan saada.

Kuva 6. Esimerkkijärjestelmä ratkaistu 1. Suihkulähde. D -d. Figueroa. Fysiikka tieteen ja tekniikan fysiikka.

Ratkaisu

- Kun liittimet 1 ja 2 kytketään, vain vastus r_-Lla Se aktivoidaan. Koska jännitys on ollut, joka on 120 V ja vastusarvo, nämä arvot korvataan suoraan yhtälössä:

P = v²/R = (120 V)²/48 ohm = 300 W

- Kytkentäpäätteet 2 ja 3, vastus r aktivoidaan_{B -}, Kenen voima on:

P = v²/R = (120 V)²/144 ohm = 100 W

- PITÄ 1 JA 3 Mahdollistaa resistanssien kytkemisen sarjaan. Vastaava vastus on:

R -_Eq = R_-Lla + R -_{B -} = 48 ohmia + 144 ohm = 192 ohmia

Siksi:

P = v²/R = (120 V)² /192 ohm = 75 W

- Lopuksi jäljellä oleva mahdollisuus on kytkeä vastus samanaikaisesti, kuten kaaviossa d on esitetty). Vastaava vastus on tässä tapauksessa:

1/ r_Eq = (1/r_-Lla) + (1/r_{B -}) = (1/48 ohm) + (1/144 ohm) = 1/36 ohm.

Siksi vastaava vastus on R -_Eq = 36 ohmia. Tällä arvolla voima on:

Voi palvella sinua: materiaalien sähköiset ominaisuudet

P = v² / R = (120 V)² / 36 ohm = 400 W

Esimerkki 2

Wattin lisäksi toinen virran laajasti käytetty yksikkö on kilowatti (tai kilowatti), lyhennettynä KW: ksi. 1 kW vastaa 1000 wattia.

Yritykset, jotka toimittavat sähköä koteihin, laskun kulutetun energian suhteen, ei vallasta. Heidän käyttämänsä yksikkö on kilowatti-hora (KW-H), että Wattin nimen ottamisesta huolimatta energiaa.

1 kilowatti-hora tai KW-H Se on energia, joka toimitetaan 1 tunnissa 1000 watin voiman kautta, joka Joules vastaisi:

1 kW-H = 1000 W x 3600 s = 3.6 x 10 ⁶ J -

a) Oletetaan, että koti kuluttaa 750 kWh tietyn kuukauden ajan. Mikä on kyseisen kuukauden sähkölaskun määrä? Seuraava kuluttajasuunnitelma seuraa:

- Peruskorko: 14 dollaria.00.

- Hinta: 16 senttiä/kWh, kunnes saavut 100 kWh kuukaudessa.

- Seuraavien 200 kWh kuukaudessa arvo on 10 senttiä/kWh.

- Ja yli 300 kWh kuukaudessa, 6 senttiä veloitetaan/kWh.

b) Löydä sähkön keskimääräiset kustannukset.

Liittää jhk

- Asiakas kuluttaa 750 kW-H kuukaudessa, joten se ylittää jokaisessa vaiheessa ilmoitetut kustannukset. Ensimmäisen 100 kWh: n osalta rahan arvo on: 100 kWh x 16 senttiä /kWh = 1600 senttiä = 16.00 $

- Seuraavien 200 kWh: n kustannukset ovat: 200 kWh x 10 senttiä /kWh = 2000 senttiä = 20.00 $.

- Näiden 300 kW-H: n yläpuolella asiakas kuluttaa 450 kW-H enemmän, yhteensä 750 kW-H. Tässä tapauksessa kustannukset ovat: 450 kWh x 6 senttiä /kWh = 2700 senttiä = 27.00 $.

- Lopuksi lisätään kaikki saadut määrät plus peruskorko, jotta saadaan kyseisen kuukauden vastaanottamisen hinta:

Maksun hinta = 14.00 $+ 16.00 $ +20.00 $+ 27.00 $ = 77 dollaria.

Ratkaisu b

Keskimääräiset kustannukset ovat: 77 dollaria / 750 kWh = 0.103 $ /kW-H = 10.3 senttiä /kWh.

Viitteet

1. Alexander, c. 2006. Sähköpiirin säätiöt. Kolmas. Painos. McGraw Hill.
2. Berdahl, E. Johdanto elektroniikkaan. Toipunut: CCRMA.Stanford.Ed.
3. Boylestad, r. 2011. Johdanto piirianalyysiin. 13. päivä. Painos. Pearson.
4. Sähköinen uusintayhdistys. Ohmin laki ja Wattin lainlaskin esimerkiksi. Palautettu: ElectricalRebuilders.org
5. Figueroa, D. (2005). Sarja: Tieteen ja tekniikan fysiikka. Nide 5. Sähkö. Toimittanut Douglas Figueroa (USB).