אוספים

מה זה חשמל: וואט

מה זה חשמל: וואט

היבט חשוב בכל מעגל חשמלי או אלקטרוני הוא הכוח הקשור אליו. נמצא שכשזרם זורם דרך הנגד, אנרגיה חשמלית מומרת לחום. עובדה זו משמשת תנורי חימום חשמליים המורכבים מנגד שדרכו זורם זרם. נורות משתמשות באותו עיקרון, מחממות את האלמנט כך שהוא זוהר לבן חם ומפיק אור. בתקופות אחרות משתמשים בנגדים קטנים בהרבה ובזרמים קטנים בהרבה. כאן כמות החום שנוצרת עשויה להיות קטנה מאוד. אולם אם זרם כלשהו זורם אז נוצר קצת חום. במקרה זה החום שנוצר מייצג את כמות החשמל שמתפוגגת.

הגדרת כוח

בין אם נעשה שימוש בכוח בסביבה מכנית ובין אם בסביבה חשמלית, הגדרת הכוח עדיין זהה. הדרך בה ניתן לדון עשויה להיות שונה במקצת, אך עם זאת ההגדרה והממשות שלה זהות לחלוטין.

הגדרת כוח חשמלי:

כוח חשמלי הוא הקצב ליחידת זמן בו אנרגיה חשמלית מועברת על ידי מעגל חשמלי. זה קצב העבודה.

במונחים של מעגל חשמלי, כוח חשמלי הוא הקצב ליחידת זמן בו אנרגיה חשמלית מועברת על ידי מעגל חשמלי.

מההגדרה ניתן לראות כי:

W =ו שt

אבל כמו:

שt=נוכחי, אני

מחליף:

W=ו אני

איפה:
W = הספק בוואט
V = פוטנציאל בוולט
אני = זרם במגברים
ש = מטען בקולומבים
t = זמן בשניות

מה זה וואט: יחידת כוח

יחידת הכוח היא הוואט שמסומן בסמל W והיא נקראת על שם המהנדס הסקוטי ג'יימס וואט (1736–1819).

הגדרת הוואט:

הוואט הוא יחידת ההספק SI המגדירה את קצב המרת האנרגיה והיא שווה ערך לג'אול לשנייה.

ניתן להגדיר את הוואט בהתאם ליישום:

  • הגדרה חשמלית של הוואט: וואט אחד הוא הקצב שבו העבודה נעשית כאשר זרם של אמפר אחד, I של זרם זורם דרך רשת עם הפרש פוטנציאל חשמלי של וולט אחד, V. W = V I
  • הגדרה מכנית של הוואט: וואט אחד הוא הקצב שבו נעשית העבודה כאשר מהירות האובייקט מוחזקת בקבוע מטר אחד לשנייה כנגד כוח מנוגד קבוע של ניוטון אחד.

כמו יחידות SI רבות אחרות, ישנם כפולות ומכפילי משנה שכן טווח רמות ההספק יכול להשתנות מרמות קרינה זעירות המתקבלות באנטנות רדיו מכוכבים רחוקים, דרך הרמות העצומות שמייצרות תחנות כוח גדולות.

ריבוי ותתי-רב של וואט
נוֹכְחִישֵׁםנוֹטָרִיקוֹן
10-15 וואטfemtowattsfW
10-12 וואטפיקואטpW
10-9 וואטננו-ואטnW
10-6 וואטמיקרואטµW
10-3 וואטמילי-וואטmW
וואטוואטW
103 וואטקילוואטקילוואט
106 וואטמגוואטיםMW

לעתים קרובות זה עוזר לראות את רמות ההספק האופייניות של פריטים שונים המוזכרים בשיתוף עם מערכות אלקטרוניות וחשמליות.

כמה דוגמאות לרמות הספק אופייניות מובאות בטבלה שלהלן.

רמות הספק אופייניות למכשירים ומערכות חשמל ואלקטרוניקה שונים
התקןפרטים
אש אלקטרוניתבדרך כלל 1 קילוואט לבר
מחשב שולחניבדרך כלל פחות מ 100W
קוּמקוּם2.5 קילוואט אופייני
טלוויזיית LED בעלת מסך שטוח 42 אינץ '~ 100W
נורת ליבון ביתיתעד 150 וואט
נורת לד של דומסטיקעד 20 וואט

חישוב כוח

ניתן לקבוע בקלות את כמות הכוח המפוזרת במעגל. זה פשוט תוצר של ההפרש הפוטנציאלי או המתח על פני האלמנט המסוים, מוכפל בזרם הזורם דרכו. במילים אחרות שריפה חשמלית המופעלת מאספקת 250 וולט, וצריכת 4 אמפר זרם תפזר 250 x 4 = 1000 וואט או קילוואט אחד. במילים אחרות.

במקרים מסוימים ניתן לדעת את ההתנגדות בפועל של אלמנט המעגל. באמצעות חוק אוהם (V = I x R) ניתן לחשב את ההספק אם המתח או הזרם ידועים. לדוגמא, ידוע שמתח הרשת הוא 250 וולט והתנגדות האלמנטים עשויה להיות ידועה כ- 62.5 אוהם.

באמצעות ביצוע אלגברה פשוטה ניתן לגלות את הנוסחאות השימושיות מאוד:

W=ו2ר

. ו. .

W=אני2 ר

בעזרת נוסחאות אלה קל להבין את הכוח המופץ בהתנגדות ה -62.5 אוהם כשמונח עליו מתח של 250 וולט.

W=ו2ר=250262.5=1000W

כוח הוא אחת מיחידות המפתח במעגלים אלקטרוניים רבים. ניתן להשתמש בו כדי לציין את רמת החום המפוזר ביחידה או אפילו רכיב בודד, בעזרתו ניתן להגדיר את הכוח הנצרך, וניתן גם להגדיר את כמות הכוח שנוצרת על ידי המערכת להעביר אליו הפריט הבא. בתחומים אלה ורבים מאוד אחרים, הספק הנמדד בוואט הוא פרמטר מרכזי בעל חשיבות רבה.


צפו בסרטון: זרם אחר - אלקטרוניקה קלאסית - הזרם החשמלי (סֶפּטֶמבֶּר 2021).