Електричною потужністю називається кількість енергії, перетворюваної з електричної в іншу форму або з іншої форми в електричну, за одиницю часу. Якщо кількість енергії виражена в джоулях, а час - в секундах, приватне цих величин дасть потужність у ваттах. Але вихідні дані можуть бути й іншими, наприклад, сила струму і напруга.
Вам знадобиться
- Калькулятор
Інструкція
1. Всі величини, наведені в умові завдання, переведіть в одиниці системи СІ. Так буде зручніше проводити подальші обчислення, а результат вийде також в одиницях цієї системи. Наприклад, якщо сила струму в умовах задана в міліамперах, її слід перевести в ампери, напруга в кіловольтах - у вольти, тощо. Наприклад, якщо в умові сказано, що напруга на навантаженні становить 0,6 кВ, а споживаний їй струм - 250 мА, після переведення в одиниці системи СІ вийде, відповідно, 600 В і 0,25 А. Кількість енергії часто виражають у позасистемних одиницях - калоріях і кіловат-годинах. Одна калорія дорівнює 4,1868 джоулів (кілокалорія, відповідно, 4186,8 джоулів), а один кіловат-година - 3 600 000 джоулів.
2. Найчастіший випадок - коли в умовах завдання наведені напруга і сила струму. Тоді, щоб дізнатися потужність, достатньо помножити ці величини один на одного (P = UI). Наприклад, взявши вихідні дані з попереднього кроку, помножте 600 В на 0,25 А і отримаєте 150 Вт - саме стільки споживає навантаження.
3. Дещо рідше в завданнях зустрічається інший набір вихідних величин - сила струму і опір. Наприклад: струм навантаження дорівнює 0,4 А, опір навантаження становить 100 Ом. У цьому випадку спочатку вирахуйте напругу на навантаженні за законом Ома. Воно дорівнює виробу сили струму на опір (U = IR), отже, 0,4 А * 100 Ом = 40 В. Тепер завдання зведене до попереднього: помножте силу струму (0,4 А) на напругу (40 В) і отримаєте потужність, що дорівнює 16 Вт.
4. У завданнях іншого виду умова містить значення напруги та опору. Наприклад, напруга на навантаженні становить 150 В, а її опір дорівнює 200 Ом. І тут спочатку скористайтеся законом Ома, але оскільки невідомим є сила струму, формулу U = IR перетворіть так: I=U/R. Поділіть 150 В на 200 Ом, і вийде 0,75 А. Тепер помножте 150 В на 0,75 А, і вийде 112,5 Вт.
5. Наступний тип завдань - на обчислення потужності, що не перетворюється навантаженням з електричної в іншу форму, а, навпаки, перетворюється генератором з іншої форми в електричну. Тут для обчислення потужності знову необхідно помножити силу струму на напругу. Наприклад, в умові сказано, що вітрогенератор зараз виробляє напругу в 24 В, а споживаний від нього струм становить 3 А. Помножте 24 В на 3 А, і вийде 72 Вт - таку потужність віддає генератор.
6. Також вихідні дані можуть бути такими: кількість енергії, спожитого навантаженням (або виробленого генератором), а також проміжок часу, за який ця енергія спожита або вироблена. Наприклад, вироблено або спожито 10000 Дж за 100 с. Поділіть кількість енергії на час, і вийде потужність: 10000 Дж/100 з = 100 Вт.
7. І останній тип завдань - коли в умові задана потужність, що надходить на генератор у формі, відмінній від електричної, і ккд генератора. Наприклад, потужність світла, що падає на сонячну батарею, становить 600 Вт, кпд батареї - 8%, або, що те ж саме, 0,08. Чому дорівнює потужність, яка віддається батареєю в узгоджене навантаження? Помножте 600 Вт на 0,08, і вийде 48 Вт. Трохи складніший приклад: щільність потужності світла дорівнює 600 Вт на квадратний метр, площа сонячної батареї - 1,5 квадратного метра, кпд - 10% (0,1). У цьому випадку перемножте всі три величини: 600 * 1,5 * 0,1, і вийде 90 Вт.
8. Вирішивши будь-яку із задач, переведіть, якщо це потрібно, отриману потужність у ваттах в інші одиниці, наприклад, мілівати, кіловати.