Что измеряется в ваттах в физике в электричестве

Вольт и Ватт — что это такое и отличия

Вольт и Ватт – единицы измерения, которые известны каждому человеку еще со времен обучения в школе. Так как эти понятия созвучны и имеют похожее написание, многие их путают. Для того чтобы избежать ошибки, необходимо внимательно изучить особенности каждой физической величины, а также сравнить их между собой. Это позволит понять, в чем состоит разница и какие факторы оказывают на это влияние.

Определение понятий

Вольт – термин, с помощью которого обозначают единицу напряжения в электричестве. С его помощью удается получить измерения, которые позволяют определить показатели электрического потенциала, напряжения, а также узнать силу электрического движения. Эти значения появляются в результате физических превращений, которые возникают под действием тока на разных концах провода или проводящего устройства.

Ватт – термин, который относится к единице измерения мощности. В ваттах также измеряются тепловой поток, показатели мощности постоянного электрического тока и показатели потока звуковой волны. Также эта физическая единица позволяет определить показатели мощности, относящиеся к энергии ионизирующего излучения.

Сравнение

Для того чтобы понять принципиальную разницу между понятиями вольт и ватт, нужно провести сравнение. Как стало понятно из определений, все они используются физиками, чтобы определить особенности электрических потоков. Вольт при этом является единицей, которая позволяет провести точные измерения напряжения, а ватт помогает определиться с тем, каковы показатели мощности.

Вольт указывает на то, какая присутствует разница, создаваемая в возникшем электрическом потенциале на линии провода. При этом должно возникнуть напряжение, после того как ток с определенной силой рассечет единицу мощности.

Определение напряжения заключается в том, что это ни что иное, как потенциал электричества. Возникает он между разными точками, а не в одной из них. Вольт используется, для того чтобы обозначить разницу потенциальной энергии, присутствующей в электрическом заряде. Она присутствует между точками. Этой точкой может быть провод, деталь, элемент питания. Также источник, работающий при помощи электричества. Источник энергии в этом случае — это напряжение, представляющее одновременно затраченную или потерянную энергию. Сравнить этот процесс можно с показателями давления, которое неизбежно возникает в цепи, чтобы протолкнуть вперед электроны. Для того чтобы избежать проблем с работой источника питания, требуется создать условия, при которых на двух путях будут все условия для беспрепятственного прохождения тока. Образуется общая энергия, которая затрачивается затем на перемещение заряда. Нужно учитывать особенность физических элементов. Заключается она в том, что отрицательные заряды притягиваются к высоким показателям. Если же имеются положительные, соответственно, притяжение произойдет к более низким.

В Ватах измеряется скорость работы, затрачиваемой на то, чтобы поддерживать показатели мощности на определенном уровне.

Напряжение в ваттах или в вольтах измеряется по индивидуальным, подходящим для этих физических величин, критериям. Измерения напряжения осуществляется в Вольтах. Если требуется создать чертеж (схему) то эта единица будет указываться как V. На выполнение работы затрачивается энергия, которая измеряется в Джоулях.

Выводы

Для того чтобы иметь представление, что такое мощность и сила тока, потребуется изучить параметры, которые относятся к понятиям физики. Вольт и Ватт – единицы, которые позволяют измерять силу и мощность в электрическом потоке. Для лучшего понимания особенностей физических процессов рекомендуется обратить внимание на то, что нельзя приравнивать эти два значения. В этом случае мощность является скоростью, с которой устройство, работающее от электрического тока, потребляет поступающую и непрерывно перемещающуюся энергию. Простой пример для понимания процесса: лампочка может давать освещение. Интенсивность его можно регулировать от тусклого до очень яркого и даже слепящего. Мощность и интенсивность в этом случае будут зависеть от того, с какой скоростью лампочкой потребляется энергия. Если яркость требуется выше, то расход электричества будет больше. Для экономии потребления следует замедлить поступление энергии – сделать световой поток тусклым. Показатель мощности распространяется на все электрические приборы, которые используются на производствах или в бытовых условиях. Непосредственно мощность при этом не всегда связана с электроэнергией. В этом и заключается основное различие показателей Вольт и Ватт.

Источник

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

Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

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 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).

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.

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Источник

Мощность

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Определение мощности

Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.

В электромеханике данная величина тоже связана со скоростью, а конкретно — с тем, как быстро передается ток по участку цепи. Исходя из этого, мы можем рассмотреть еще одно определение.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Вид деятельности

Мощность, Вт

Бег со скоростью 9 км/ч

Плавание со скоростью 50 м/мин

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.

Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр. 🐴

Источник

Ватт — что это за единица вычисления и ее обозначение

На основе данных о потребляемой электроэнергии решают бытовые и профессиональные задачи. Единица измерения мощности – Ватт. Изучение представленных ниже сведений поможет корректно сравнивать КПД и функциональные параметры разных моделей техники, создавать надежные линии для подключения источников питания. Эта информация пригодится на этапе выбора и в процессе эксплуатации оборудования.

Что такое ватт

Тематическая направленность данной публикации – электричество. Однако ватт это универсальная единица. В соответствующих единицах также измеряют механическую и тепловую энергию. Данные правила утверждены на международном уровне стандартизации системой СИ.

История появления

На протяжении многих тысячелетий для выполнения тяжелых рабочих операций человечество использовало конную тягу. В конце 19 века, например, на основе этой традиционной технологии функционировал общественный транспорт в США. Общая протяженность железных дорог соответствующего назначения составляла примерно 8,9 тыс. км.

Именно в этот временной промежуток активно начали внедрять новые источники энергии: паровые и электрические машины. Одновременно возникла потребность в более точном измерении мощности. Новая единица мощности была определена в рамках научного конгресса (Великобритания, 1882г.). После этого длительное время применяли альтернативное обозначение – лошадиную силу (л.с.). Только в 1960 г. Ватт (watt) официально утвержден одновременно с другими единицами измерения системы СИ в качестве международного стандарта. Ватт сокращение – Вт.

Кто придумал использовать ватты

Специфическое наименование дано этой единице измерения по фамилии шотландского изобретателя Д. Ватта. Именно он впервые предложил использовать нормированную величину мощности – лошадиную силу. Такой подход стал основой для стандартизации этого важнейшего параметра, основной оценки энергетического потенциала силовых агрегатов.

К сведению. Одна лошадиная сила эквивалентна мощности, необходимой для подъема предмета с весом 75 кг на высоту 1 метр за секунду (≈734 Вт).

Формула мощности

По базовому определению из рассмотренного выше примера с лошадиной силой понятен принцип расчета потребленной энергии. Мощность (P) можно измерить через работу (А), выполненную за определенный временной интервал (t) следующим образом:

Обратная пропорциональность подчеркивает относительное увеличение затрат энергии на быстрое выполнение определенного действия.

Допустимо представить рассматриваемый параметр через приложенную к предмету силу (F) и скорость перемещения (V):

Прямая зависимость мощности от двух компонентов из второй части формулы понятна без подробного объяснения. Если скорость выразить через пройденное расстояние (D) за определенное время (V = D/t), можно после простого математического преобразования получить следующий результат:

Ватты, вольты и амперы

Представленные выше формулы вполне пригодны для расчетов механических систем. Однако для работы с электрическими схемами применяют специальные величины и соответствующие единицы измерения:

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

Для вывода зависимостей между рассматриваемыми параметрами можно вернуться к определению с работой. В этом случае рассматривают перемещение заряда (Q) на заданное расстояние. При движении из точки F1 в F2 будет выполнена работа (А), равная изменению потенциала или напряжению. Базовую формулу несложно преобразовать:

Сила тока определяется величиной заряда, который перемещается за контрольное время (I = Q/t). После совмещения отмеченных зависимостей получится следующий результат:

Из этого выражения убраны «сопутствующие» параметры. Оставлены типичные электрические величины. Если добавить известную формулу закона Ома, можно установить рабочие соотношения для расчетов с учетом электрического сопротивления:

К сведению. Представленные зависимости позволяют получить точный результат вычислений при работе с источником постоянного тока. Однако в стандартной бытовой сети применяют однофазное питание 220 V. Амплитуда сигнала изменяется с нормированной частотой 50Гц, поэтому нужно учитывать особенности потребления энергии разными типами нагрузок.

Если подключается классическая лампа накаливания или бойлер с ТЭНом для нагрева воды, допустимо применение рассмотренных выше формул. Однако простая технология не подходит при работе с реактивным сопротивлением нагрузки. Индуктивные и емкостные компоненты образуют колебательный контур. Активизируется процесс накопления и обмена энергии с источником питания. В ходе подобных циклов часть мощности расходуется впустую, поэтому для точной оценки выделяют активную составляющую:

Дополнительный множитель в формуле характеризует потери в определенной нагрузке. Значение cos ϕ указывают на шильдиках электродвигателей, в сопроводительной документации к станкам, трансформаторам, генераторам.

Специалисты советуют не забывать о «бесполезной» реактивной мощности (Pреакт = U * I * sin ϕ). Прохождение тока по цепи в любом направлении увеличивает энергетический потенциал молекулярной решетки проводника. Этот процесс сопровождается нагревом. Если исключить данную составляющую из расчетов, увеличивается риск возникновения поломок и аварийных ситуаций. Полную мощность ватт можно вычислить по формуле:

Pполн = √((Pакт)2 + (Pреакт)2).

Для проверки рабочих схем, ремонта и настройки применяют специальное оборудование. Измерять мощность можно ваттметром. Для постоянного контроля в режиме онлайн такой блок можно установить в электрощитке. Изделия этой категории оснащают индикацией показаний. Некоторые модели способны передавать информацию по локальной сети и через интернет.

Вместо специализированной техники можно применить типовой универсальный мультиметр. Чтобы измерить ток, прибор включают в электрическую цепь последовательно с нагрузкой. Параллельное подсоединение поможет узнать напряжение. Далее по представленным выше формулам вычисляют, какую мощность вт потребляет телевизор или другая техника.

Дольные единицы Вт

Выяснив, что измеряется в ваттах, можно перейти к важным для практики нюансам. В некоторых ситуациях базовые единицы слишком велики для оценки рабочих параметров. Так, некоторые датчики (тепла, освещенности) потребляют минимум электроэнергии. Мощность подходящего блока питания можно определить после выполнения расчета. Для удобства вместо 1 ватт применяют дробные значения:

Зептоватты (10-21) и другие мельчайшие единицы практического значения в быту не имеют. Этими значениями пользуются при теоретических вычислениях различных физических процессов.

Кратные единицы Вт

Базовая величина (1 вт) слишком мала для оценки бытовых потребностей. Для наглядного примера можно изучить эксплуатацию современной стиральной машины. Суммарную мощность техники определяют рабочие параметры:

На реальный расход электроэнергии оказывают влияние следующие факторы:

Приведенная информация демонстрирует невозможность получения корректных результатов с помощью измерений. Для удобства покупателей на стадии выбора установлены стандарты энергоэффективности. Современные модели маркируют латинской буквой «А» с добавлением «плюсов». Чем больше итоговое обозначение, тем меньше будет счет за потребленную электроэнергию.

По сопроводительной документации можно уточнить параметры, которые официально указывает производитель. Пример современной модели по энергопотреблению (Samsung WF60):

Для упрощения оценки подобных потребителей удобно использовать обозначение киловатт – 103 (кватт, кВт). Применив такую размерность, можно получить следующий результат вместо приведенных в предыдущем перечне данных:

Из этого примера понятно, что обозначение ватт подходит для уровней мощности от 0,1 до 999.

В распределительных и магистральных сетях, а также в производственных технологических процессах оперируют со значительно большими величинами. Ватт единица измерения не подходит. Для выполнения расчетов применяют кратность 106 (мегаватт сокращение МВт). Большую букву «М» используют, чтобы исключить путаницу с мВт. Таким дополнением при необходимости будет обозначаться дольная часть ватта (0,03 Вт = 30 мВт).

Ватты и ватт-часы

Что такое ват, понятно. Однако при изучении документации и справочной информации часто встречается упоминание ватт-часов. Этим термином обозначают потребление энергии за соответствующий промежуток времени (60 минут).

Следующий пример объясняет, что такое вт * час на практике. Если для повышения температуры в комнате нагреватель мощностью 900 Вт работал 180 минут, значит, было израсходовано 2,7 кВт*ч электроэнергии. Выбрав модель 1 800 Вт, можно сократить время процедуры до 90 мин. Однако энергетические затраты останутся неизменными:

1 800 *1,5 = 2 700 = 2,7 кВт*ч.

Перевод в другие единицы измерения мощности

По базовому определению один вт это потребленная мощность для выполнения работы 1 джоуль (дж) за секунду. Сколько будет затрачено энергии при подстановке определенных исходных параметров, можно узнать по формуле:

Перевод в другие единицы показан в следующем перечне. 1 ватт равен:

Примеры в природе и технике

Из следующего списка можно понять, что такое вт и производные мощности потребления в окружающем мире:

Для правильной оценки энергетических параметров нужно совместно учитывать мощность и время рабочего процесса. При работе с технической документацией выполняют перевод в одинаковые единицы измерения для удобства расчета.

Видео

Источник

Обозначение единицы измерения Вт (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:

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:

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:

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:

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:

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:

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.

Источник