וואט היא כמות פיזית שכולם צריכים להתמודד איתה על בסיס יומיומי אפילו מבלי לדעת זאת. מה נמדד על ידו, מתי הוא צמח, ועל פי איזו נוסחה ניתן למצוא אותו? בואו למצוא תשובות לכל השאלות האלה.
מהו וואט
קודם כל, כדאי להכיר את ההגדרה של המונח הזה. אז, וואט היא יחידת הספק המשמשת במערכת הבינלאומית של SI.
זה יכול להיות משלושה סוגים:
- מכני.
- חשמלי.
- Heat.
מקובל בדרך כלל ש-1 וואט הוא ההספק שבו מתבצעת עבודה (A) של 1 ג'אול בשנייה אחת (t).
היסטוריה של הופעה
וואט שימש לראשונה כמדד להספק בבריטניה בשנת 1882. לפני כן, כוח סוס היה בשימוש, ובמדינות מסוימות ההבנה שלהם הייתה שונה.
ממציא יחידת המידה הזו (וואט) היה ה"אבא" של המהפכה התעשייתית - ג'יימס וואט (יש איות של וואט). לכבודו, אגב, היא נקראה. מסיבה זו, גם הג'ול (הנקרא על שם המדען הבריטי ג'יימס פרסקוט ג'ול) וגם הוואט תמיד באותיות רישיות כאשר הם מקוצרים.– W (באנגלית W).
מאז 1960, הוואט הוא יחידת הספק בשימוש בכל העולם. אחרי הכל, אז הוא זוהה על ידי מערכת ה-SI.
Power Formula
לאחר שעסק בהגדרה וההיסטוריה של הופעתו של וואט, כדאי להכיר את הנוסחה שלו. זה נראה כך: N=A / t. וזה מייצג עבודה מחולקת בזמן.
לפעמים, על מנת לגלות את מספר הוואטים, משתמשים בנוסחת הספק מעט שונה: N=F x V. בדוגמה זו, הערך הרצוי מחושב לא באמצעות עבודה וזמן, אלא באמצעות כוח ו נתוני מהירות.
למעשה, הנוסחה השנייה היא סוג של עיבוד של הנוסחה הקלאסית. זה פשוט נלקח בחשבון שהעבודה שווה לנגזרת הכוח לפי המרחק (A \u003d F x S), והמהירות היא מנת המרחק חלקי הזמן (V \u003d S / t). אם תכניס את כל הנתונים האלה: תקבל את הדוגמה הבאה: N=F x S/t=F x V.
וואט, וולט ואמפר
בנוסף לנוסחה שנחשבה בפסקה הקודמת למציאת הכמות הפיזית הנלמדת, ישנה אחת נוספת. זה מראה את הקשר בין הספק (וואט), מתח (וולט) וזרם (אמפר).
עם זאת, כדאי ללמוד קצת יותר על היחידות האלה לפני שתכירו אותן.
Volt (V, באנגלית V) היא יחידה של מתח חשמלי. בנוסחאות, הוא מסומן באות הלטינית U.
Ampere (A, באנגלית גם A) - ערךמאפיין את עוצמת הזרם החשמלי, מסומן באות I.
הנוסחה לקשר בין הספק, מתח וזרם
בהתחשב בקצרה בתכונות של כל הכמויות הללו, אנו מקבלים נוסחה זו.
זה נראה כך: P=U x I. בו, P הוא הספק (וואט), U הוא מתח (וולט), I הוא זרם (אמפר).
במידת הצורך, ניתן לדמות נוסחה זו אם ההספק כבר ידוע, אך עליך למצוא את הזרם (I=P / U) או המתח (U=P / I).
עם ההתפתחות המודרנית של הטכנולוגיה, כדי לגלות כמה וואט מכילים מספר מסוים של אמפר, אתה יכול פשוט למצוא תוכנית חישוב הספק מיוחד באינטרנט ולהזין את הנתונים הזמינים לתוכה. זה לא קשה לעשות זאת, בשורה של כל מנוע חיפוש אתה צריך לחפש את הביטוי "מחשבון המרת וואט לאמפר", והמערכת תיתן לך את הכתובות של האתרים שאתה צריך.
יום שלישי מרובים
מלבד יישומים מעשיים, היחידות המדוברות משמשות לעתים קרובות לביצוע חישובים תיאורטיים רבים. עם זאת, אם ההספק קטן במיוחד, כתיבת וואט באמצעות מספרים עשרוניים עם הרבה אפסים היא לא מעשית. כדי להקל על משימה זו, מדענים הציגו תת-יחידות של W. הם נכתבים בדרך כלל כחזקה עם מינוס.
היום יש תריסר מהם, אבל בפועל, רבים מהם אינם בשימוש.
לדוגמה, שתי התת-כפולות הראשונות של וואט הן: dW (דציוואט, שווה ל-10-1 W) ו-cW (סנטיוואט, שווה ל-10- 2W) לאמומלץ לשימוש. אבל מיליוואט (mW, שווה 10-3), מיקרווואט (µW שווה 10-6) וננו-וואט (nW שווה 10 -9W) הם אחד מהשימושים ביותר. ולא רק בחישובים, אלא גם בייצור מכשירי מדידה שונים.
לדוגמה, מכשירים רפואיים כגון אלקטרוקרדיוגרפים ואלקטרואנצפלוגרפים משתמשים במיקרווואט (µW).
בנוסף לאלו המפורטות לעיל, יש עוד חמש יחידות תת-מרובות: picowatt (10-12), femtowatt (10-15), attowatt (10-18), zeptowatt (10-21) ו-ioktowatt (10-24). עם זאת, כולם משמשים במקרים נדירים, ולאחר מכן רק בחישובים תיאורטיים.
דיוויזיות של ג'
היחידה המדוברת עצמה קטנה יחסית. לדוגמה, כדי לכבס קילוגרם אחד של כביסה בשעה אחת במכונת כביסה אוטומטית בדרגה A++, אתה צריך 150 וואט של חשמל. עם זאת, אם ניקח בחשבון שבממוצע כ-3.5 קילוגרמים של דברים נשטפים בו זמנית, אזי צורכים 525 וואט. וזו רק כביסה אחת, אבל כמה מהן מתרחשות בחודש או בשנה? הרבה, כמו גם מספר הוואטים הנצרכים. כדי להקל על הכתיבה, מוקצות עשר כפולות של יחידות על סמך W, שנכתבות כמעלות.
כמו במכפילי משנה, שני הראשונים (דקוואט - 101 והקטוואט - 102) אינם מתקבלים לשימוש, לכן הם קיימים רק "דה יורה".
כדאי לציין שכאשר כותבים קיצורים של מספר יחידות, לעתים קרובות האותיות הראשונות הןאותיות גדולות. זה נעשה כדי לא לבלבל מגה וואט (MW - 106) עם מיקרו וואט (mW) וערכים דומים אחרים.
הנפוץ ביותר הוא הקילווואט (kW) הידוע. זה שווה לאלף וואט (103). השני הפופולרי ביותר הוא המגוואט הנ ל. יחידה זו משמשת לרוב בתעשיית החשמל. באופן פחות נפוץ, הוא משתמש בכמויות כמו ג'יגה-ואט (GW - 109) וטרה-וואט (TW - 1012). לדוגמה, בשנה אחת, בממוצע, האנושות צורכת כ-1.9 TW חשמל.
ארבעת הכמויות הנותרות הן פטהוואט (PW - 1015), אקסוואט (EW - 1018), זטהוואט (ZW - 10 21) ו-iottawatts (IVT 1024) נמצאים בשימוש נדיר ביותר, בעיקר בחישובים תיאורטיים. לדוגמה, לפי אחד מהם, ההנחה היא שההספק הכולל של האנרגיה שפולטת השמש הוא 382.8 IW.
למרות הכפולות והתת-הכפלות הרבות של הוואט, לא קשה לבצע איתם פעולות מתמטיות. הדרך הקלה ביותר היא להמיר הכל לוואטים ואז לבצע פעולות עם מעלות.
דרך קלה נוספת לגלות וואטים (הכמות בעת שימוש בכמויות גדולות או קטנות הקשורות אליהם) היא למצוא מחשבון מקוון באינטרנט. אגב, בעזרתו תוכלו אפילו להמיר וואטים לכוחות סוס.
וואט ו-וואט-שעה
לאחר שהבנתי מהי יחידת הוואט (כמו גם הכרת הכפולות ותת-המכפלות שלה ומציאת נוסחאות), כדאי להקדיש זמןהתחשבות במושג קרוב כמו וואט-שעה (Wh). למרות שהשמות של טו ו-Wh דומים מאוד, הם מתכוונים לדברים שונים במקצת.
היחידה השנייה משמשת למדידת האנרגיה המופקת בפרק זמן מסוים (שעה).
כדי להבהיר את ההבדל, כדאי לשקול את פעולתו של קומקום חשמלי רגיל בהספק של 2200 וואט. כדי להכין לפתנים לחורף, המארחת חיממה איתו מים כמעט ברציפות במשך שעה אחת. במהלך תקופה זו, המכשיר השתמש ב-2200 וואט. אם אישה לוקחת קומקום חלש יותר של 1100 וואט, הוא היה מרתיח את אותה כמות נוזל תוך שעתיים ועדיין משתמש באותם 2200 וואט.
כל החשמל המסופק לצרכנים נמדד לא בוואט, אלא בוואט-שעה (לעיתים קרובות יותר ב-Kilo-Watt-שעה, גם יחס של אחד לאלף). כדי לאשר זאת, אתה יכול פשוט ללכת לכל מד בית. ללא קשר לארץ וליצרן, לצד המספרים (המדגימים את כמות החשמל בשימוש) יופיע הערה "קילווואט-שעה" (קוט"ש). זה יכול להיות גם באנגלית: kilowatt-hour (kW⋅h).
במקביל, ההספק של כל תחנת כוח המסנתזת אותו נמדד בוואטים רגילים (קילו-וואט ומגה-וואט).
