Strøm

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. december 2020; checks kræver 24 redigeringer .

Strøm
P, N
Dimension	L2MT -3 _ _
Enheder
SI	tir
GHS	erg s −1 _

Effekt er en skalær fysisk størrelse , der karakteriserer den øjeblikkelige energioverførselshastighed fra et fysisk system til et andet i processen med dets brug og bestemmes generelt gennem forholdet mellem den overførte energi og overførselstiden. I SI -systemet er effektenheden watt, svarende til energien på 1 joule overført over en tid på 1 sekund (1 W ≡ 1 J/s), og enhver numerisk værdi af effekt angivet i alle informationskilder, som standard , indebærer netop sådan anden tidsperiode. [1] [2]

Betydningen af begrebet på eksempler

En 100 W pære bruger 100 J energi hvert sekund til sit belysningsarbejde i 1 time - 0,1 kWh (360.000 J).

En elektrisk motor med en deklareret effekt på 1 kW til at udføre arbejde er i stand til at overføre 1 kJ energi hvert sekund gennem rotation, hvilket burde være nok til at løfte en belastning på 100 kg til en højde på 1 meter på 1 sekund. I dette tilfælde vil denne motors elektriske effekt være højere end 1 kW, da elmotorens effektivitet altid er under 100%, og ikke al elektrisk effekt kan omdannes til arbejde på akslen.

En bils forbrændingsmotor med en nettoeffekt på 100 kW (136 hk) er i stand til at overføre 100 kJ energi hvert sekund til en bil, hvilket normalt tillader en moderne personbil at accelerere til en hastighed på omkring 200 km/t. På samme tid er hverken typen af motor (benzin eller diesel) eller dens arbejdsvolumen eller funktionerne i dens eksterne hastighedskarakteristik ligegyldig .

Effektværdien på 6000 MW på Krasnoyarsk HPP betyder, at denne HPP er i stand til at generere energi på 6000 MJ hvert sekund, hvilket svarer til den energi, der modtages fra driften af 60 tusinde bilmotorer, der kører ved den maksimale effekttilstand fra eksemplet ovenfor og at uden at tage hensyn til transmission og transformation tab af elektricitet giver mulighed for at levere elektricitet til 60 millioner 100-watt elektriske lamper.

Notation brugt

De nuværende internationale standarder i ISO/IEC 80000-serien foreskriver, at effekt er angivet med symbolet P med et stort bogstav for både mekanik og elektrodynamiske formler. [3] [4] Betegnelsens etymologi - enten fra lat. p otestas , eller fra engelsk. magt . _

I den russisksprogede litteratur om fysik kan magt i formlerne for mekanik og hydrodynamik betegnes med symbolet N , men etymologien af denne betegnelse er ikke helt klar.

Grundlæggende formler

Grundlæggende definition af magt:

P={\frac {dE}{dt))

(hvor P er effekt, E er energi, t er tid).

Bestemmelse af den gennemsnitlige effektværdi over en periode : $\Delta t$

P={\frac {\Delta E}{\Delta t)),

Tidsintegralet af den øjeblikkelige effekt over en periode er lig med den samlede energi, der overføres i løbet af denne tid:

\int _{t_{0}}^{t_{1}}Pdt=E.

Måleenheder

I det internationale enhedssystem (SI) er effektenheden watt (W) , som er lig med en joule pr. sekund (J/s). [5]

I teoretisk fysik , astrofysik , bruges erg per sekund (erg/s) ofte som en enhed for kraft , som er off-system .

En almindelig enhed til at måle effekten af bil-, lokomotiv- og marineforbrændingsmotorer er hestekræfter . I sine anbefalinger opregner International Organization of Legal Metrology (OIML) dog hestekræfterne som en af de måleenheder, "der bør trækkes ud af cirkulation hurtigst muligt, hvor de er i brug i øjeblikket, og som ikke bør indføres, hvis de bruges ikke” [6] .

Relationer mellem magtenheder

Enheder	tir	kW	MW	kgf m/s	erg/s	l. Med. (mødte.)	l. Med. (eng.)
1 watt	en	10-3 _	10-6 _	0,102	10 7	1,36⋅10 −3	1,34⋅10 −3
1 kilowatt	10 3	en	10-3 _	102	10 10	1,36	1,34
1 megawatt	10 6	10 3	en	102⋅10 3	10 13	1,36⋅10 3	1,34⋅10 3
1 kilogram-kraftmeter i sekundet	9,81	9,81⋅10 −3	9,81⋅10 −6	en	9,81⋅107 _	1,33⋅10 −2	1,31⋅10 −2
1 erg i sekundet	10-7 _	10-10 _	10-13 _	1,02⋅10 −8	en	1,36⋅10 −10	1,34⋅10 −10
1 hestekræfter (metrisk)	735,5	735,5⋅10 −3	735,5⋅10 −6	75	7.355⋅109 _	en	0,9863
1 hestekræfter (engelsk)	745,7	745,7⋅10 −3	745,7⋅10 −6	76,04	7.457⋅109 _	1,014	en

Power i mekanik

Hvis en kraft virker på et bevægeligt legeme, så virker denne kraft. Effekten i dette tilfælde er lig med skalarproduktet af kraftvektoren og hastighedsvektoren, som kroppen bevæger sig med:

N={\mathbf F}\cdot {\mathbf v}=F\cdot v\cdot \cos \alpha ,

hvor er kraftvektoren;

\mathbf {F}

\mathbf{v}

er hastighedsvektoren;

\alfa

er vinklen mellem hastigheds- og kraftvektorerne;

F

er modulet af kraftvektoren;

v

er modulus af hastighedsvektoren.

Et særligt tilfælde af kraft under rotationsbevægelse:

N=\mathbf {M} \cdot \mathbf {\omega } ={\frac {2\pi \cdot \mathbf {M} \cdot \mathbf {n} }{60)),

hvor er kraftmomentet (N*m);

\mathbf {M}

\mathbf{\omega}

— vinkelhastighed (rad/s);

n

— omdrejningshastighed (antal omdrejninger pr. minut, rpm).

Elektrisk strøm

Elektrisk energi er en fysisk størrelse, der karakteriserer transmissionshastigheden eller konverteringen af elektrisk energi .

Øjeblikkelig elektrisk effekt af en del af et elektrisk kredsløb: $P(t)$

P(t)=I(t)\cdot U(t)\,

hvor er den øjeblikkelige strøm gennem kredsløbssektionen;

Det)

U(t)

- øjeblikkelig spænding i dette område.

Når man studerer AC-netværk , ud over den øjeblikkelige effekt, der svarer til den generelle fysiske definition, introduceres følgende begreber også:

aktiv effekt , lig med gennemsnitsværdien af den øjeblikkelige effekt over perioden,
- øjeblikkelig aktiv effekt:

p(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m }\cdot \cos \varphi \cos(2\omega t).

reaktiv effekt , som svarer til energi, der cirkulerer uden dissipation fra kilden til forbrugeren og omvendt,
- øjeblikkelig reaktiv effekt:

på

\varphi >0{:}

q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t+{ \frac {\pi }{2}}{\Bigr )},

på

\varphi <0{:}

q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t- {\frac {\pi }{2}}{\Bigr )}.

total effekt , beregnet som produktet af de effektive værdier af strøm og spænding uden hensyntagen til faseforskydning .
- øjeblikkelig bruttoeffekt:

s(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m }\cdot cos{\Bigl (}2\omega t-\varphi {\Bigr )},

hvor er den aktuelle amplitude;

Jeg er}

{\displaystyle U_{m))

er spændingsamplituden;

\varphi

er vinklen mellem startspændingsvinklen og startstrømvinklen -

\psi _{u}

\psi _{i}

(\varphi =\psi _{u}-\psi _{i}){;}

\omega

er vinkelhastigheden;

t

- tid.

Instrumenter til måling af elektrisk effekt og strålingseffekt

Wattmetre (inklusive varmetere ) - måleinstrumenter designet til at bestemme effekten af elektrisk strøm eller elektromagnetisk stråling.

Efter formål og frekvensområde kan wattmålere opdeles i tre kategorier - lavfrekvent (og jævnstrøm), radiofrekvens og optisk.

Ifølge deres tilsigtede formål er radiorækkevidde wattmetre opdelt i to typer: transmitteret effekt, inkluderet i pausen i transmissionslinjen, og absorberet effekt, forbundet til enden af linjen som en matchet belastning. Afhængigt af metoden til funktionel transformation af måleinformation og dens output til operatøren, er wattmetre analoge (indikerende og selvregistrerende) og digitale.

Hydraulikkraft

Effekten af en hydraulisk maskine eller hydraulisk cylinder er lig med produktet af trykfaldet på maskinen (trykforskel ved ind- og udløb) og væskestrømningshastigheden:

N_{H}=Q_{H}\cdot P_{H},

hvor - væskestrøm, m 3 / s ;

Q_{H}

P_{H}

- trykfald, Pa .

For eksempel har NP-89D-pumpen, som er installeret på Su-24 , Tu-134 og Tu-154 , en kapacitet på 55 l / min (~ 0,000917 m 3 / s) ved et tryk på 210 kgf / cm 2 (21 MPa) [ 7] - derfor er dens hydrauliske effekt cirka 19,25 kW.

Se også

Noter

↑ Power - artikel fra Physical Encyclopedia
↑ Fysik. - S. 100. Kapitel 6 "Arbejde og Energi", § 3 "Magt".
↑ ISO 80000-4:2019 "Mængder og enheder - Del 4: Mekanik" Punkt 4.27 . Hentet 2. april 2021. Arkiveret fra originalen 1. april 2021. (ubestemt)
↑ Fysik. - S. 100. Kapitel 6 "Arbejde og energi", afsnit 3 "Kraft".
↑ GOST 8.417-2002. - S. 5. Klausul 5.2 "SI-afledte enheder", tabel 3 "SI-afledte enheder med specielle navne og symboler".
↑ OIML International Document D2. Legaliserede (officielt godkendte til brug) måleenheder. Bilag B (link ikke tilgængeligt) . Hentet 5. april 2013. Arkiveret fra originalen 14. oktober 2013. (ubestemt)
↑ NP-89D. Beskrivelse. Specifikationer. Enheder fremstillet af OAO MMZ Znamya . Hentet 15. april 2018. Arkiveret fra originalen 15. april 2018. (ubestemt)

Litteratur

GOST 8.417-2002. "Statsligt system til at sikre ensartethed af målinger. Værdienheder" . - Moskva: Standartinform, 2002. - 39 s.
Orir J. Fysik, fuldt kursus = Fysik af Jay Orear, Cornell University / pr. fra engelsk. og videnskabelig redigering af Yu. G. Rudogo og A. V. Berkov. - 2. - Moskva: "Forlag" KDU ", 2010. - S. 100-101. — 752 s. - ISBN 978-5-98227-366-6 .