Výkonové vzorce a príklady výpočtu elektrickej energie (+ odpovede)

Vzorec pre výkon P = W / t zobrazuje množstvo práce alebo energie použitej v každej časovej jednotke.

Keď zdvihnete váhu a nejaký čas ju držíte, alebo človek bežiaci maratón, aj keď ste schopní naučiť sa koľko hodín denne?

To je sila, konkrétne rýchlosť, pri ktorej práca využíva energiu v určitých intervaloch.

Výkon je rýchlosť, pri ktorej sa pracuje, množstvo energie spotrebovanej za jednotku času.

Na základe jednotiek SI je výkon vyjadrený v jednotkách Joulov / s alebo J / s = W (W).

Použitie jednotky Watt v tejto jednotke je formou úcty k vedcovi, ktorý objavil parný stroj, konkrétne k Jamesovi Wattovi. Pri výpočte mocninového vzorca teda bude produkovať energetickú rýchlosť v jednotkách joulov / sekundu.

Sila je skalárna veličina, pretože sila má hodnotu, ale nemá žiadny smer. Integrál sily v čase môže navyše definovať vykonanú prácu.

Výkon často nájdeme na elektrických elektronických zariadeniach. Elektrická energia popisuje, koľko energie sa používa na vedenie elektrického prúdu v elektrickom obvode. Elektrický prúd prúdiaci v obvode spôsobí prácu.

Mocenské vzorce

Sila symbolizovaná písmenom P vyžaduje konkrétnu zmenu v práci (W) a v časoch, v ktorých dôjde k zmene. To sa líši od koncepcie práce, ktorá zvyčajne meria iba zmeny stavu objektu.

Tento koncept je možné vysvetliť na príklade práce, ktorú vykonáva človek pri zdvíhaní závažia smerom hore a nezáleží na tom, či ide o beh alebo chôdzu, pretože vykonaná práca je rovnaká.

Ak však osoba beží, samozrejme bude potrebný aj väčší výkon, pretože vykonaná práca sa za behu uskutoční za kratší čas.

Takto možno vzorec elektrickej energie uviesť takto:

Sila = práca / čas

Systematický vzťah sily s napätím a elektrickým prúdom založený na koncepcii Ohmovho zákona je nasledovný:

Ohmov zákon:

V. = Ja XR

Takže ak premenná Elektrický prúd (I) a Odpor (R), potom je rovnica nasledovná:

P = V x Ja

P = (I x R) x Ja

P = I2R -> môže použiť tento vzorec na nájdenie elektrickej energie

Medzitým, ak bude vzorec vysvetlený, sú známe iba hodnoty napätia (V) a odporu (R).

P = V x Ja

P = V x (V / P)

P = V.2 / R -> môže použiť tento vzorec na nájdenie elektrickej energie

P = I2R

P = V.2/R

Kde :

P = elektrina vo wattoch (W)

V = napätie vo voltoch (V)

I = elektrický prúd v ampéroch (A)

R = odpor v ohmoch (Ω)

Okrem toho možno silový vzorec vyjadriť aj v iných formách, pretože práca W = F x s

P = (F x s) / t

P = F. v

Informácie:

P = výkon (Joule / Watt)

W = práca (Joule)

t = čas

F = sila (Newton)

s = vzdialenosť (metre)

v = rýchlosť (meter / s)

Príklady problémov s elektrickou energiou

Príklad úlohy 1

Ani vynakladá úsilie na 750 Joulov, aby posunula stôl o 5 minút. Vypočítajte množstvo energie, ktoré vykonal Ani na presun tabuľky!

Odpoveď:

Š = 750 J

t = minúta = 5 x 60 sekúnd = 300 sekúnd

P = W / t = 750 J / 300 s = 2,5 J / s = 2,5 Wattu

„Takže sila, ktorú Ani potrebuje na presun tabuľky, je 2,5 J / s alebo 2,5 W“

Príklad úlohy 2

Ryžovar urobí 5 000 joulov práce za 5 sekúnd. Vypočítajte výkon, ktorý robí ryžovar!

Odpoveď: W = 5 000 joulov

t = 5 sekúnd

P = W / t = 5 000/5 = 1 000 J / s = 1 000 wattov

„Takže výkon potrebný na varič ryže je 1 000 J / s alebo 1 000 wattov.“

Príklad úlohy 3

Televízor LCD vyžaduje na svoju aktiváciu napätie 220 V a elektrický prúd 1,2 A. Koľko elektrickej energie spotrebuje?

Riešenie

Je známe :

V = 220V

I = 1,2A

P =?

Odpoveď:

P = V x I

P = 220 V x 1,2 A

P = 264 Watt

Televízor LCD bude teda spotrebovávať 264 wattov elektrickej energie.

Príklad úlohy 4

Ako je vidieť na nižšie uvedenom okruhu, vypočítajte elektrickú energiu spotrebovanú žiarovkou. Čo je známe v nasledujúcom poradí, je iba stres a odolnosť.

Riešenie

Je známe :

V = 24V

R = 3Ω

P =?

Odpoveď:

P = V2 / R

P = 242/3

P = 576/3

P = 192 W.

Takže spotrebovaná elektrina je 192W.

Odkaz: Čo je to elektrická energia?