Формула электрическая мощность

Формула потенциальной энергии

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Потенциальная энергия — это энергия, определяемая взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

— потенциальная энергия тела, m — его масса, g — ускорение силы тяжести, h — высота тела над определенным нулевым уровнем.

Символ —

Единицей измерения энергии является Дж (джоуль).

Потенциальная энергия характеризует энергию тела в определенной области агрессии. Это скалярная физическая величина. Чаще всего рассматривается поле, связанное с землей, в нем . Для других объектов g отличается.

Примеры решения проблем на тему «Потенциальная энергия»

ПРИМЕР 1

  • Задача
  • Корпус весом 12 кг расположен на высоте 5 км над землей. Найти свою потенциальную энергию.

  • Решение.
  • Подставляем исходные данные в формулу. Не забывайте, что 5 км = 5000 м.

  • Ответ.
  • Потенциальная энергия тела относительно земли равна Дж.

    ПРИМЕР 2

  • Задача
  • Астероид весом 5 тонн вращается вокруг Солнца на расстоянии Известно, что . Найдите потенциальную энергию астероида относительно Солнца.

  • Решение.
  • Помня, что 5 т = 5000 кг, мы подставляем исходные данные в формулу:

  • Ответ.
  • Потенциальная энергия астероида приблизительно равна Дж.

    Примеры в природе

    Величина Описание
    10−9 ватт 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.
    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.
    1,5·1015 ватт Рекордная мощность импульсного лазерного излучения, достигнутая на установке Nova в 1999 году. 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, 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, 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.

    Примечания

    1. Ватт — физическая энциклопедия. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 3 апреля 2010.
    2. The Physics Factbook (англ.). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 17 февраля 2009.
    3. U.S. Energy Information Administration — International Energy Statistics (англ.). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
    4. M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses (англ.) // Optics Letters. — 1999. — Т. 24. — № 3. — С. 160—162.
    5. Construction of a Composite Total Solar Irradiance (TSI) Time Series from 1978 to present (англ.). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 5 октября 2005.
    6. The Sun on nineplanets.org (англ.). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 3 апреля 2010.
    Единицы СИ
    Основные единицы Ампер · Кандела · Кельвин · Килограмм · Метр · Моль · Секунда
    Производные единицы Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · Ом · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад
    Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги · Дальтон (Атомная единица массы) · День · Децибел · Литр · Минута · Минута дуги · Непер · Секунда дуги · Тонна · Час · Электронвольт
    Атомная система единиц · Природная система единиц
    См. также Приставки СИ · Система физических величин · Преобразование единиц · Новые определения СИ · История метрической системы
    Книга:СИ · Категория:Единицы СИ

    Расчёт в сетях переменного и постоянного напряжения

    Электросеть, питающая электроприборы, может быть трёх видов:

    • постоянное напряжение;
    • переменное однофазное;
    • переменное трёхфазное.

    Для каждого вида при расчётах используется своя формула мощности.

    Расчёт в сети постоянного напряжения

    Самые простые расчёты производятся в электросети постоянного тока. Мощность электроаппаратов, подключённых к ней, прямо пропорциональна току и напряжению и, чтобы найти её, используется формула:

    P=U*I.

    Например, в электродвигателе с номинальным током 4,55А, подключённом к электросети 220В, мощность равна 1000 Ватт, или 1кВт.

    И, наоборот, при известных напряжении сети и мощности ток рассчитывается по формуле:

    I=P/U.

    Однофазные нагрузки

    В сети, в которой отсутствуют электродвигатели, а также в бытовой электросети можно пользоваться формулами для сети постоянного напряжения.

    Интересно. В бытовой электросети 220В ток можно вычислить по упрощённой формуле: 1кВт=5А.

    Мощность переменного тока вычисляется сложнее. Эти аппараты, кроме активной, потребляют реактивную энергию, и формула:

    P=U*I

    показывает полную потребляемую энергию устройства. Для того чтобы узнать активную составляющую, нужно учесть cosφ – параметр, показывающий долю активной энергии в полной:

    Ракт=Робщ*cosφ=U*I*cosφ.

    Соответственно, Робщ=Ракт/cosφ.

    Например, в электродвигателе с Ракт 1кВт и cosφ 0,7 полная энергия, потребляемая устройством, будет 1,43кВт, и ток – 6,5А.

    Треугольник активной, реактивной и полной энергии

    Расчет в трехфазной сети

    Трёхфазную электросеть можно представить как три однофазных сети. Однако в однофазных сетях используется понятие «фазное напряжение» (Uф), измеряемое между нулевым и фазным проводами, в сети 0,4кВ, равное 220В. В трёхфазных электросетях вместо «фазного» применяется понятие «линейное напряжение» (Uлин), измеряемое между линейными проводами и в сети 0,4кВ, равное 380В:

    Uлин=Uф√3.

    Поэтому формула для активной нагрузки, например, электрокотла, выглядит так:

    P=U*I*√3.

    При определении мощности электродвигателя необходимо учитывать cosφ, выражение приобретает следующий вид:

    P=U*I*√3*cosφ.

    На практике этот параметр обычно известен, а узнать необходимо ток. Для этого используется следующее выражение:

    I=P/(U*√3*cosφ).

    Например, для электродвигателя 3кВт (3000Вт) и cosφ 0,7 расчёт получается таким:

    I=3000/(380*√3*0,7)=5,8А.

    Интересно. Вместо вычислений можно считать, что в трёхфазной сети 380В 1кВт соответствует 2А.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *