ฟิสิกส์สูตรพลังและการทำงาน จากสมการทั่วไปเราจะได้บันทึก

ความแข็งแกร่งและพลังคืออะไร? ตัวชี้วัดนี้วัดจากอะไร ใช้อุปกรณ์ใด และใช้งานจริงอย่างไร เราจะพิจารณาในบทความต่อไป

ความแข็งแกร่ง

ในโลก ร่างกายของธรรมชาติทางกายภาพทั้งหมดเริ่มเคลื่อนไหวเนื่องจากกำลัง เมื่อสัมผัสกับมันด้วยการผ่านหรือ ทิศตรงกันข้ามเคลื่อนไหวร่างกาย เสร็จงาน ดังนั้นแรงบางอย่างจึงกระทำต่อร่างกาย

ดังนั้น จักรยานจึงเคลื่อนตัวออกได้ด้วยความแข็งแกร่งของขาของคน และแรงฉุดของหัวรถจักรไฟฟ้าทำหน้าที่บนรถไฟ ผลที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับการเคลื่อนไหวใด ๆ การทำงานของแรงคือค่าที่โมดูลัสของแรงคูณ โมดูลัสการกระจัดของจุดที่ใช้งานและโคไซน์ของมุมระหว่างเวกเตอร์ของตัวบ่งชี้เหล่านี้ สูตรในกรณีนี้มีลักษณะดังนี้:

A = F s cos (F, s)

ถ้ามุมระหว่างเวกเตอร์เหล่านี้ไม่ใช่ ศูนย์แล้วงานก็เสร็จเสมอ อย่างไรก็ตาม ค่านี้สามารถมีทั้งค่าบวกและค่าลบ จะไม่มีแรงกระทำต่อร่างกายที่มุม 90°

ยก​ตัว​อย่าง ขอ​ให้​พิจารณา​รถ​ลาก​ที่​ลาก​ด้วย​กล้ามเนื้อ​ของ​ม้า. กล่าวอีกนัยหนึ่ง งานนี้กระทำโดยแรงฉุดลากไปในทิศทางของเกวียน แต่ในทิศทางลงหรือตั้งฉากมันไม่ทำงาน (โดยวิธีการที่แรงม้าคือสิ่งที่วัดในเครื่องยนต์)

งานของแรงคือปริมาณสเกลาร์และวัดเป็นจูล เธออาจจะเป็น:

• ผลลัพธ์ (เมื่อหลาย ๆ กองกำลังกระทำ);
• ไม่คงที่ (จากนั้นทำการคำนวณด้วยอินทิกรัล)

พลัง

ค่านี้วัดได้อย่างไร? ก่อนอื่นเรามาดูกันว่ามันคืออะไร เป็นที่ชัดเจนว่าการเคลื่อนไหวของร่างกายเริ่มต้นขึ้นจากแรงที่กระทำ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ นอกจากนี้ จำเป็นต้องรู้ว่าการเคลื่อนไหวเป็นอย่างไร

สามารถทำงานให้แล้วเสร็จได้ใน วันที่ต่างกัน. ตัวอย่างเช่น การกระทำเดียวกันสามารถทำได้ มอเตอร์ขนาดเล็กหรือใหญ่ เครื่องยนต์ไฟฟ้า. คำถามเดียวคือจะใช้เวลานานแค่ไหน ปริมาณที่รับผิดชอบงานดังกล่าวคือกำลัง สิ่งที่วัดได้ชัดเจนจากคำจำกัดความ - นี่คืออัตราส่วนของงานในช่วงเวลาหนึ่งต่อมูลค่าของมัน:

ด้วยการกระทำเชิงตรรกะ เรามาถึงสูตรต่อไปนี้:

นั่นคือผลคูณของแรงเวกเตอร์ด้วยความเร็วของการเคลื่อนที่ - และมีกำลัง มันวัดจากอะไร? ตามระบบ SI สากล หน่วยวัดของปริมาณนี้คือ 1 วัตต์

วัตต์และหน่วยกำลังอื่นๆ

วัตต์หมายถึงกำลัง ซึ่งงานหนึ่งจูลเสร็จในหนึ่งวินาที หน่วยสุดท้ายได้รับการตั้งชื่อตามชาวอังกฤษ J. Watt ผู้คิดค้นและสร้างเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรก แต่ในขณะเดียวกัน เขาก็ใช้ค่าแรงที่ต่างออกไป นั่นคือแรงม้า ซึ่งใช้มาจนถึงทุกวันนี้ ประมาณเท่ากับ 735.5 วัตต์

ดังนั้นนอกเหนือจากวัตต์ กำลังวัดเป็นหน่วยเมตริก และด้วยค่าที่น้อยมาก Erg ก็ถูกใช้ด้วย เท่ากับสิบกำลังลบเจ็ดของกำลังวัตต์ นอกจากนี้ยังสามารถวัดเป็นหน่วยมวล / แรง / เมตรต่อวินาที ซึ่งเท่ากับ 9.81 วัตต์

กำลังเครื่องยนต์

ค่าที่มีชื่อเป็นค่าที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในกลไกใด ๆ ซึ่งมีค่ามากที่สุด พลังที่แตกต่าง. ตัวอย่างเช่น มีดโกนไฟฟ้ามีหนึ่งร้อยกิโลวัตต์ และจรวด ยานอวกาศอยู่ในหลักล้าน

สำหรับ ภาระที่แตกต่างกันจำเป็นต้องใช้พลังงานที่แตกต่างกันเพื่อรักษาความเร็วที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น รถยนต์จะมีน้ำหนักมากขึ้นหากมีการบรรทุกสินค้าในนั้นมากขึ้น จากนั้นเกี่ยวกับถนนจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น เพื่อรักษาความเร็วให้เท่าเดิมในสภาวะที่ไม่ได้บรรจุ ต้องใช้กำลังมากขึ้น ดังนั้นเครื่องยนต์จะกินน้ำมันมากขึ้น ผู้ขับขี่ทุกคนตระหนักถึงข้อเท็จจริงนี้

แต่ที่ ความเร็วสูงความเฉื่อยของเครื่องก็มีความสำคัญเช่นกัน ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของเครื่อง ผู้ขับขี่ที่มีประสบการณ์ซึ่งทราบข้อเท็จจริงนี้พบเมื่อขับรถ ส่วนผสมที่ดีที่สุดเชื้อเพลิงและความเร็วเพื่อให้ใช้น้ำมันเบนซินน้อยลง

กำลังไฟฟ้า

พลังงานวัดได้อย่างไร? ในหน่วย SI เดียวกัน สามารถวัดได้โดยตรงหรือโดยอ้อม

วิธีแรกดำเนินการโดยใช้วัตต์ซึ่งใช้พลังงานจำนวนมากและโหลดแหล่งกระแสไฟในปริมาณมาก ด้วยมันวัดจากสิบวัตต์ขึ้นไป วิธีการทางอ้อมจะใช้เมื่อจำเป็นต้องวัดค่าเล็กน้อย อุปกรณ์สำหรับสิ่งนี้คือแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับผู้บริโภค สูตรในกรณีนี้จะมีลักษณะดังนี้:

ด้วยความต้านทานโหลดที่ทราบ เราวัดกระแสที่ไหลผ่านและหากำลังได้ดังนี้:

P \u003d ฉัน 2 ∙ R n.

ตามสูตร P \u003d I 2 / R n สามารถคำนวณกำลังปัจจุบันได้

สิ่งที่วัดได้ในเครือข่ายกระแสไฟสามเฟสก็ไม่ใช่ความลับเช่นกัน สำหรับสิ่งนี้จะใช้อุปกรณ์ที่คุ้นเคย - วัตต์มิเตอร์ นอกจากนี้ ในการแก้ปัญหา สิ่งที่สามารถวัดได้โดยใช้อุปกรณ์หนึ่ง สองหรือสามเครื่อง ตัวอย่างเช่น การติดตั้งแบบสี่สายจะต้องใช้อุปกรณ์สามเครื่อง และสำหรับสามสายที่มีการโหลดไม่สมดุล - สอง

ดำเนินการในช่วงระยะเวลาหนึ่งถึงช่วงเวลานี้

พลังที่มีประสิทธิภาพ, กำลังของเครื่องยนต์ที่มอบให้กับเครื่องจักรที่ทำงานโดยตรงหรือผ่านระบบส่งกำลัง แยกแยะความแตกต่างระหว่าง E. m. ที่มีประโยชน์ เต็ม และเล็กน้อยของเครื่องยนต์ มีประโยชน์เรียกว่า E. m. ของเครื่องยนต์ ลบด้วยการใช้พลังงานสำหรับการสั่งงานหน่วยเสริมหรือกลไกที่จำเป็นสำหรับการทำงาน แต่มีไดรฟ์แยกต่างหาก (ไม่ใช่โดยตรงจากเครื่องยนต์) Full E. m. - กำลังเครื่องยนต์โดยไม่หักค่าใช้จ่ายที่ระบุ พิกัด E. ม. หรือกำลังไฟพิกัดอย่างง่าย - E. ม. รับประกันโดยผู้ผลิตสำหรับสภาพการทำงานบางอย่าง ขึ้นอยู่กับประเภทและวัตถุประสงค์ของเครื่องยนต์ มีการติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้าควบคุมโดยมาตรฐานหรือ ข้อมูลจำเพาะ(ตัวอย่างเช่น, พลังสูงสุดเครื่องยนต์ย้อนกลับของเรือที่ความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงที่แน่นอนในกรณีของเรือถอยหลัง - พลังงานย้อนกลับที่เรียกว่ากำลังสูงสุดของเครื่องยนต์อากาศยานที่มีขั้นต่ำ การบริโภคเฉพาะเชื้อเพลิง - พลังขับเคลื่อนที่เรียกว่า ฯลฯ ) E. m. ขึ้นอยู่กับการบังคับ (การทำให้เข้มข้นขึ้น) ของกระบวนการทำงาน ขนาด และประสิทธิภาพเชิงกลของเครื่องยนต์

หน่วย

หน่วยวัดกำลังทั่วไปอีกหน่วยหนึ่งคือแรงม้า

พลังในกลศาสตร์

ถ้าแรงกระทำต่อวัตถุที่เคลื่อนไหว แรงนี้ก็จะทำงาน กำลังในกรณีนี้เท่ากับผลคูณสเกลาร์ของเวกเตอร์แรงและเวกเตอร์ความเร็วที่ร่างกายเคลื่อนที่:

เอ็ม- โมเมนต์, - ความเร็วเชิงมุม, - พาย, น- ความเร็วในการหมุน (รอบต่อนาที)

พลังงานไฟฟ้า

พลังงานไฟฟ้า - ปริมาณทางกายภาพกำหนดลักษณะอัตราการส่งหรือการแปลงพลังงานไฟฟ้า

S - พลังที่ชัดเจน VA

P - พลังที่ใช้งาน W

Q - พลังงานปฏิกิริยา, VAr

เครื่องวัดกำลังไฟฟ้า

หมายเหตุ

ดูสิ่งนี้ด้วย

ลิงค์

• อิทธิพลของกระแสไฟที่มีต่อการกระทำของมัน นิตยสาร "วิทยุ" ฉบับที่ 6 พ.ศ. 2542

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

ดูว่า "พลัง (ฟิสิกส์)" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

วิทยาศาสตร์ที่ศึกษารูปแบบปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ธรรมดาที่สุดและในเวลาเดียวกัน หลักการและโครงสร้างของสสาร และกฎการเคลื่อนที่ของสสาร แนวความคิดของเอฟและกฎของมันอยู่ภายใต้วิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมด F. เป็นของวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนและการศึกษาปริมาณ ... สารานุกรมทางกายภาพ

ตัวอย่างต่างๆ ปรากฏการณ์ทางกายภาพฟิสิกส์ (จากภาษากรีก φύσις ... Wikipedia

I. วิชาและโครงสร้างของฟิสิกส์ ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษารูปแบบที่ง่ายที่สุดและในเวลาเดียวกัน รูปแบบทั่วไปที่สุดของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ คุณสมบัติและโครงสร้างของสสาร และกฎของการเคลื่อนที่ของสสาร ดังนั้นแนวความคิดของ F. และกฎหมายจึงรองรับทุกสิ่ง ... ... สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

ฟิสิกส์ความหนาแน่นพลังงานสูง (HED Physics) ความหนาแน่นสูงพลังงาน. ภายใต้สูง ... Wikipedia

พลังงานไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดอัตราการส่งหรือการแปลงพลังงานไฟฟ้า สารบัญ 1 กำลังไฟฟ้าชั่วขณะ ... Wikipedia

พลังงานไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดอัตราการส่งหรือการแปลงพลังงานไฟฟ้า สารบัญ 1 พลังงานไฟฟ้าทันที 2 กระแสตรง ... Wikipedia

คำนี้มีความหมายอื่นๆ ดู ความเข้ม หน่วยความเข้ม MT−3 หน่วย SI W/m² ... Wikipedia

วัตต์มิเตอร์ (วัตต์ + กรัม μετρεω ฉันวัด) เครื่องมือวัด,ออกแบบมาเพื่อกำหนดกำลังไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าหรือสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า สารบัญ 1 การจำแนกประเภท 2 ความถี่ต่ำและ DC wattmeters ... Wikipedia

Wattmeter (watt + gr. μετρεω I วัด) อุปกรณ์วัดที่ออกแบบมาเพื่อกำหนดกำลังของกระแสไฟฟ้าหรือสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า สารบัญ 1 การจำแนกประเภท 2 ความถี่ต่ำและ DC wattmeters ... Wikipedia

หนังสือ

• ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 สื่อการสอนสำหรับตำราเรียนโดย A.V. Peryshkin แนวตั้ง. GEF, Maron Abram Evseevich, Maron Evgeny Abramovich คู่มือนี้รวมถึงงานฝึกอบรม การทดสอบการควบคุมตนเอง งานอิสระ, ข้อสอบและตัวอย่างการแก้ปัญหาทั่วไป โดยรวมในชุดการสอนที่เสนอ ...

คนสมัยใหม่มักพบเจอกระแสไฟฟ้าในชีวิตประจำวันและในที่ทำงาน ใช้อุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟฟ้าและอุปกรณ์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้า เมื่อทำงานกับพวกเขา จำเป็นต้องคำนึงถึงความสามารถของพวกเขาอยู่เสมอ ซึ่งฝังอยู่ในข้อกำหนดทางเทคนิค

หนึ่งในตัวชี้วัดหลักของเครื่องใช้ไฟฟ้าคือปริมาณทางกายภาพเช่น พลังงานไฟฟ้า. เป็นเรื่องปกติที่จะเรียกว่าความเข้มหรือความเร็วของการผลิต การส่ง หรือการแปลงไฟฟ้าเป็นพลังงานประเภทอื่น เช่น ความร้อน แสง กลไก

ดำเนินการขนส่งหรือส่งกำลังไฟฟ้าขนาดใหญ่เพื่ออุตสาหกรรมโดย

การแปลงจะดำเนินการที่สถานีย่อยของหม้อแปลงไฟฟ้า

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าเกิดขึ้นในอุปกรณ์ในครัวเรือนและอุตสาหกรรม เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ. หนึ่งในประเภททั่วไปของพวกเขาคือ

พลังงานไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สายไฟ และผู้บริโภคในกระแสตรงและ กระแสสลับมีเหมือนกัน ความหมายทางกายภาพซึ่งในขณะเดียวกันก็แสดงด้วยอัตราส่วนต่างๆ กัน ขึ้นอยู่กับรูปร่างของสัญญาณคอมโพสิต เพื่อกำหนดรูปแบบทั่วไปที่แนะนำ แนวคิดของค่าทันที. พวกเขาเน้นย้ำอีกครั้งว่าการพึ่งพาอัตราการแปลงไฟฟ้าตรงเวลา

การหาค่าพลังงานไฟฟ้าทันที

ในวิศวกรรมไฟฟ้าเชิงทฤษฎี เพื่อให้ได้มาซึ่งความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างกระแส แรงดันไฟ และกำลัง การแสดงแทนจะใช้ในรูปของค่าทันทีที่ได้รับการแก้ไขในช่วงเวลาหนึ่ง

ถ้ามาก ช่วงสั้นเวลา ∆t ประจุเบื้องต้นของหน่วย q เคลื่อนที่จากจุด "1" ไปยังจุด "2" ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้า U จากนั้นจะทำงานเท่ากับความต่างศักย์ระหว่างจุดเหล่านี้ หารด้วยช่วงเวลา ∆t เราจะได้สมการกำลังไฟฟ้าชั่วขณะของประจุไฟฟ้าต่อหน่วย Pe(1-2)

เนื่องจากภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้นั้นไม่เพียง แต่จะมีประจุเพียงครั้งเดียวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประจุที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมดซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ซึ่งจำนวนนั้นจะแสดงอย่างสะดวกด้วยหมายเลข Q จากนั้นสำหรับพวกเขาค่าพลังงานทันที PQ ( 1-2) สามารถเขียนได้

หลังจากทำการแปลงอย่างง่าย เราได้รับนิพจน์สำหรับกำลัง P และการพึ่งพาค่าทันทีของ p(t) บนส่วนประกอบของผลคูณของกระแสทันที i(t) และแรงดัน u(t)

การหาค่าพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

ขนาดของแรงดันตกในส่วนวงจรและกระแสที่ไหลผ่านจะไม่เปลี่ยนแปลงและคงที่เท่ากับค่าที่เกิดขึ้นทันที ดังนั้นคุณสามารถกำหนดกำลังในวงจรนี้ได้โดยการคูณค่าเหล่านี้​​หรือหารงานที่สมบูรณ์แบบ A ด้วยระยะเวลาสำหรับการดำเนินการดังที่แสดงในภาพอธิบาย

การหาค่าไฟฟ้ากระแสสลับ

กฎของการเปลี่ยนแปลงไซน์ของกระแสและแรงดันที่ส่งผ่าน เครือข่ายไฟฟ้ากำหนดอิทธิพลต่อการแสดงออกของอำนาจในวงจรดังกล่าว พลังงานเต็มรูปแบบทำงานที่นี่ ซึ่งอธิบายโดยรูปสามเหลี่ยมกำลัง และประกอบด้วยส่วนประกอบแบบแอกทีฟและแบบรีแอกทีฟ

กระแสไฟฟ้าไซน์เมื่อผ่านสายไฟที่มีโหลดแบบผสมในทุกส่วนจะไม่เปลี่ยนรูปร่างของฮาร์มอนิก และแรงดันตกคร่อมโหลดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนเฟสไปในทิศทางที่แน่นอน การแสดงออกของค่าทันทีช่วยให้เข้าใจผลกระทบของโหลดที่ใช้กับการเปลี่ยนแปลงกำลังในวงจรและทิศทางของมัน

ในเวลาเดียวกันให้ใส่ใจกับความจริงที่ว่าทิศทางของกระแสไหลจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคและกำลังส่งผ่านวงจรที่สร้างขึ้นนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงซึ่งในบางกรณีอาจไม่ตรงกันเท่านั้น แต่ยังถูกชี้นำด้วย ในทิศทางตรงกันข้าม

พิจารณาความสัมพันธ์เหล่านี้ในอุดมคติ การแสดงออกที่บริสุทธิ์สำหรับ ประเภทต่างๆโหลด:

คล่องแคล่ว;

ตัวเก็บประจุ;

อุปนัย

การกระจายพลังงานบนโหลดตัวต้านทาน

เราคิดว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติของคลื่นไซน์ u ซึ่งใช้กับความต้านทานเชิงแอคทีฟอย่างหมดจดของวงจร แอมมิเตอร์ A และโวลต์มิเตอร์ V วัดกระแส I และแรงดัน U ในแต่ละครั้ง t

กราฟแสดงให้เห็นว่าไซนัสของกระแสและแรงดันตกคร่อมความต้านทานเชิงแอ็คทีฟตรงกันในความถี่และเฟส ทำให้เกิดการแกว่งเหมือนกัน กำลังซึ่งแสดงโดยผลิตภัณฑ์นั้นผันผวนด้วยความถี่สองเท่าและยังคงเป็นบวกเสมอ

p=u∙i=Um∙sinωt∙Um/R∙sinωt=Um 2 /R∙sin 2 ωt=Um 2 /2R∙(1-cos2ωt)

ถ้าเราส่งผ่านไปยังนิพจน์ เราได้รับ: p=P∙(1-cos2ωt)

ต่อไป เรารวมกำลังในช่วงการสั่นหนึ่งครั้ง T และเราจะสังเกตได้ว่าการเพิ่มพลังงาน ∆W ในช่วงเวลานี้จะเพิ่มขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป การต้านทานแบบแอคทีฟจะยังคงใช้ไฟฟ้าส่วนใหม่ต่อไป ดังที่แสดงในกราฟ

ในการโหลดแบบรีแอกทีฟลักษณะการใช้พลังงานจะแตกต่างกันมีรูปแบบที่แตกต่างกัน

การกระจายพลังงานบนโหลด capacitive

ในวงจรจ่ายไฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เราแทนที่องค์ประกอบต้านทานด้วยตัวเก็บประจุที่มีความจุ C

ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันตกคร่อมความจุแสดงโดยความสัมพันธ์: I=C∙dU/dt=ω∙C ∙Um∙cosωt

เราคูณค่าของการแสดงออกของกระแสทันทีด้วยแรงดันและรับค่าของพลังงานที่ใช้โดยโหลด capacitive

p=u∙i=อุม

ที่นี่คุณจะเห็นว่ากำลังแกว่งไปรอบๆ ศูนย์โดยมีความถี่เป็นสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ มูลค่ารวมของคาบฮาร์มอนิกเช่นเดียวกับการเพิ่มพลังงานจะเท่ากับศูนย์

ซึ่งหมายความว่าพลังงานเคลื่อนที่ไปตาม วงปิดโซ่ทั้งสองทิศทาง แต่ไม่ทำงาน ความจริงข้อนี้อธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่าด้วยการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่มาพร้อมกัน ค่าสัมบูรณ์พลังงานเป็นบวกและพลังงานที่ไหลผ่านวงจรจะถูกส่งไปยังถังซึ่งเก็บพลังงานไว้

หลังจากที่แรงดันไฟฟ้าผ่านไปยังส่วนที่ตกลงมาของฮาร์มอนิก พลังงานจะเริ่มส่งคืนจากความจุไปยังวงจรไปยังแหล่งกำเนิด ในกระบวนการทั้งสองนี้ ไม่มีงานที่เป็นประโยชน์

การกระจายพลังงานบนโหลดอุปนัย

ในวงจรไฟฟ้า เราเปลี่ยนตัวเก็บประจุด้วยตัวเหนี่ยวนำ L

ที่นี่กระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำแสดงโดยความสัมพันธ์:

I=1/L∫udt=-อืม/ωL∙cos ωt

แล้วเราจะได้

p=u∙i=อุม บาป2ot

นิพจน์ที่เป็นผลลัพธ์ทำให้เราเห็นธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของพลังงานและการเพิ่มขึ้นของพลังงานในการเหนี่ยวนำ ซึ่งทำการแกว่งแบบเดียวกับที่ไม่มีประโยชน์ในการทำงาน เช่น เกี่ยวกับความจุ

กำลังที่ปล่อยออกมาจากโหลดรีแอกทีฟเรียกว่าส่วนประกอบรีแอกทีฟ เธอใน เงื่อนไขในอุดมคติเมื่อสายเชื่อมต่อไม่มีความต้านทาน ดูเหมือนไม่มีอันตรายและไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ แต่ในสภาพการจ่ายไฟจริง การเคลื่อนตัวเป็นระยะๆ และความผันผวนของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟทำให้เกิดความร้อนแก่องค์ประกอบแอคทีฟทั้งหมด รวมถึงสายเชื่อมต่อซึ่งใช้พลังงานจำนวนหนึ่งไปและขนาดของกำลังไฟฟ้าทั้งหมดของแหล่งกำเนิดจะลดลง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างส่วนประกอบปฏิกิริยาของกำลังคือ ไม่ งานที่มีประโยชน์แต่นำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าและภาระอุปกรณ์ส่วนเกิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอันตรายในสถานการณ์วิกฤติ

ด้วยเหตุผลเหล่านี้จึงใช้สิ่งพิเศษเพื่อขจัดอิทธิพลของพลังงานปฏิกิริยา

การจัดสรรพลังงานให้กับโหลดแบบผสม

ตัวอย่างเช่น เราใช้โหลดบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติ capacitive อย่างแข็งขัน

ในกราฟด้านบน เพื่อลดความซับซ้อนของรูปภาพ ไซนัสของกระแสและแรงดันจะไม่แสดง แต่ควรสังเกตว่าในลักษณะโหลดแบบแอกทีฟคาปาซิทีฟ เวกเตอร์ปัจจุบันจะนำไปสู่แรงดันไฟฟ้า

p=u∙i=อืม ∙sinωt∙ωC ∙Im∙sin(ωt+φ).

หลังจากการแปลงเราได้รับ: p=P∙(1- cos 2ωt)+Q ∙sin2ωt

คำศัพท์สองคำนี้ในนิพจน์สุดท้ายเป็นส่วนประกอบที่ทำงานอยู่และปฏิกิริยาของกำลังปรากฏทันที เฉพาะคนแรกเท่านั้นที่ทำงานที่มีประโยชน์

เครื่องมือวัดกำลัง

ในการวิเคราะห์ปริมาณการใช้ไฟฟ้าและจ่ายเงินให้ใช้อุปกรณ์วัดแสงซึ่งเรียกกันมานานแล้ว งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับการวัดค่าที่มีประสิทธิภาพของกระแสและแรงดันและคูณด้วยข้อมูลที่ส่งออกโดยอัตโนมัติ

มิเตอร์แสดงการใช้พลังงาน โดยคำนึงถึงเวลาการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จากช่วงเวลาที่มิเตอร์เปิดทำงานภายใต้โหลด

ในการวัดส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ของกำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้วาร์มิเตอร์และใช้ส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา พวกเขามี การกำหนดที่แตกต่างกันหน่วยวัด:

วัตต์ (W, W);

var (วาร์, วาร์, วาร์).

ในการพิจารณาการใช้พลังงานทั้งหมด จำเป็นต้องคำนวณค่าโดยใช้สูตรสามเหลี่ยมกำลังตามการอ่านค่าวัตต์มิเตอร์และวาร์มิเตอร์ มันถูกแสดงในหน่วยของมัน - โวลต์ - แอมแปร์

การกำหนดหน่วยที่ยอมรับได้ของแต่ละหน่วยช่วยให้ช่างไฟฟ้าสามารถตัดสินไม่เพียง แต่ขนาด แต่ยังรวมถึงธรรมชาติของส่วนประกอบพลังงานด้วย

เพิ่มเว็บไซต์ในบุ๊คมาร์ค

แนวคิดเรื่องกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ

กระแสไฟฟ้า

ก่อนพูดถึงพลังงานไฟฟ้า จำเป็นต้องกำหนดแนวคิดของพลังงานในแง่ทั่วไป โดยปกติ เมื่อผู้คนพูดถึงพลังงาน พวกเขาหมายถึงพลังบางอย่างที่วัตถุนี้หรือสิ่งนั้นมีอยู่ (มอเตอร์ไฟฟ้าอันทรงพลัง) หรือการกระทำ (การระเบิดอันทรงพลัง)

แต่อย่างที่เราทราบจากฟิสิกส์ของโรงเรียน ความแข็งแกร่งและพลังเป็นแนวคิดที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะมีการพึ่งพาอาศัยกันก็ตาม

ในขั้นต้น พลัง (N) เป็นลักษณะเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์บางอย่าง (การกระทำ) และหากเชื่อมโยงกับวัตถุบางอย่าง แนวคิดของอำนาจก็สัมพันธ์ตามอัตภาพด้วย การกระทำทางกายภาพใดๆ บ่งบอกถึงผลกระทบของกำลัง แรง (F) ที่เดินทางด้วยเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง (S) จะเท่ากับงานที่ทำ (A) และงานที่ทำในช่วงเวลาหนึ่ง (t) จะเท่ากับกำลัง

กำลังคือปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับอัตราส่วนของงานที่ทำ ซึ่งดำเนินการในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ต่อช่วงเวลาเดียวกัน เนื่องจากงานเป็นตัววัดการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เราจึงสามารถพูดได้ว่ากำลังไฟฟ้าคืออัตราการแปลงพลังงานของระบบ

เมื่อจัดการกับแนวคิดเรื่องพลังงานกลแล้ว เราสามารถดำเนินการพิจารณากำลังไฟฟ้า (กำลังของกระแสไฟฟ้า) ได้ อย่างที่คุณควรรู้ U คืองานที่ทำโดยการย้าย 1 C และกระแส I คือจำนวนคูลอมบ์ที่ผ่านไปใน 1 วินาที ผลคูณของกระแสและแรงดันคือ งานเต็มดำเนินการใน 1 วินาที นั่นคือ กำลังไฟฟ้า หรือกำลังกระแสไฟฟ้า

จากการวิเคราะห์สูตรข้างต้น เราสามารถสรุปได้ง่ายมาก: เนื่องจากพลังงานไฟฟ้า P นั้นขึ้นอยู่กับกระแส I และแรงดันไฟฟ้า U เท่ากัน ดังนั้น พลังงานไฟฟ้าที่เท่ากันสามารถรับได้ที่กระแสสูงและแรงดันต่ำ หรือในทางกลับกัน ที่แรงดันสูงและกระแสไฟต่ำ (ใช้เมื่อส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลจากโรงไฟฟ้าไปยังสถานที่บริโภคโดยการแปลงหม้อแปลงที่สถานีไฟฟ้าย่อยแบบขั้นขึ้นและลง)

พลังงานไฟฟ้าที่ทำงานอยู่ (นี่คือพลังงานที่แปลงเป็นพลังงานประเภทอื่นโดยไม่สามารถเพิกถอนได้ - ความร้อน แสง กลไก ฯลฯ) มีหน่วยการวัดเป็นของตัวเอง - W (วัตต์) เท่ากับผลคูณ 1 V ต่อ 1 A. ในชีวิตประจำวันและในการผลิต จะสะดวกกว่าในการวัดกำลังไฟฟ้าเป็นกิโลวัตต์ (กิโลวัตต์, 1 กิโลวัตต์ = 1,000 วัตต์) โรงไฟฟ้าใช้หน่วยที่ใหญ่กว่าอยู่แล้ว - mW (เมกะวัตต์, 1 mW = 1,000 kW = 1,000,000 W)

พลังงานไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยาคือค่าที่กำหนดลักษณะของโหลดไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในอุปกรณ์ (อุปกรณ์ไฟฟ้า) โดยความผันผวนของพลังงาน (ลักษณะอุปนัยและประจุไฟฟ้า) ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับกระแสสลับทั่วไป จะเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้าทำงาน I และแรงดันตก U คูณไซน์ของมุมเฟสระหว่างกัน: Q = U × I × sin (มุม) กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟมีหน่วยวัดที่เรียกว่า VAr (โวลท์-แอมแปร์ รีแอกทีฟ) เขียนแทนด้วยตัวอักษร Q.

พลังงานไฟฟ้าแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟสามารถแสดงเป็นตัวอย่างได้: อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีองค์ประกอบความร้อนและมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องทำความร้อนมักจะทำจากวัสดุที่มีความต้านทานสูง ด้วยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกลียวขององค์ประกอบความร้อน พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นความร้อนอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างดังกล่าวเป็นเรื่องปกติของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่

มอเตอร์ไฟฟ้าของอุปกรณ์นี้มีขดลวดทองแดงอยู่ภายใน มันเป็นตัวเหนี่ยวนำ และอย่างที่เราทราบ การเหนี่ยวนำมีผลของการเหนี่ยวนำตัวเอง และสิ่งนี้มีส่วนทำให้ไฟฟ้ากลับคืนสู่เครือข่ายบางส่วน พลังงานนี้มีค่าชดเชยกระแสและแรงดันอยู่บ้าง ซึ่งทำให้เกิด อิทธิพลเชิงลบไปยังไฟหลัก (โอเวอร์โหลดเพิ่มเติม)

ความจุ (ตัวเก็บประจุ) มีความสามารถคล้ายกัน สามารถสะสมประจุและคืนได้ ความแตกต่างระหว่างความจุและการเหนี่ยวนำคือการกระจัดที่ตรงกันข้ามของค่ากระแสและแรงดันที่สัมพันธ์กัน พลังงานของความจุและการเหนี่ยวนำดังกล่าว (เปลี่ยนไปในเฟสที่สัมพันธ์กับมูลค่าของเครือข่ายอุปทาน) อันที่จริงแล้วจะเป็นพลังงานไฟฟ้าปฏิกิริยา

ใครเร็วกว่าคนหรือปั้นจั่นจะยกของทั้งหมดให้สูง? ลิฟต์ตัวไหนมีพลังมากกว่ากัน?

กำลังหมายถึงอัตราที่งานเสร็จสิ้น

กำลัง (N) คือปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับอัตราส่วนของงาน A ต่อช่วงเวลา t ในระหว่างที่งานนี้เสร็จสิ้น

กำลังแสดงจำนวนงานที่ทำต่อหน่วยเวลา

ในระบบหน่วยสากล (SI) หน่วยของพลังงานเรียกว่าวัตต์ (W) เพื่อเป็นเกียรติแก่นักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ James Watt (Watt) ผู้สร้างเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรก

[N] = W = J/s

1 W = 1 J/s

1 วัตต์ เท่ากับกำลังของแรงที่ทำงาน 1 จูลใน 1 วินาที หรือ
เมื่อยกมวล 100 กรัมขึ้นสูง 1 เมตรใน 1 วินาที

เจมส์ วัตต์ (1736 - 1819) ตัวเองใช้หน่วยกำลังที่แตกต่างกัน - แรงม้า(1 แรงม้า) ซึ่งเขาแนะนำเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำกับม้าได้

1 แรงม้า = 735 วัตต์

อย่างไรก็ตาม ใน ชีวิตจริงม้าโดยเฉลี่ยมีประมาณ 1/2 แรงม้า แม้ว่าม้าจะต่างกันออกไปก็ตาม

"เครื่องยนต์สด" สามารถเพิ่มพลังได้ชั่วครู่หลายครั้ง
เมื่อวิ่งและกระโดด ม้าสามารถเพิ่มพลังได้มากถึงสิบเท่าหรือมากกว่านั้น

กระโดดขึ้นไปสูง 1 เมตร ม้าน้ำหนัก 500 กก. พัฒนากำลังได้ 5,000 W = 6.8 hp

เชื่อกันว่ากำลังเฉลี่ยของคนที่เดินอย่างสงบจะอยู่ที่ประมาณ 0.1 แรงม้า เช่น 70 - 90W

เช่นเดียวกับม้า เมื่อวิ่งและกระโดด บุคคลสามารถพัฒนาพลังได้มากกว่าหลายเท่า

ปรากฎว่าแหล่งพลังงานกลที่ทรงพลังที่สุดคืออาวุธปืน!

ด้วยความช่วยเหลือของปืนใหญ่ เป็นไปได้ที่จะโยนแกนที่มีมวล 900 กก. ที่ความเร็ว 500 ม. / วินาที พัฒนางานประมาณ 110,000,000 J ในเวลา 0.01 วินาที งานนี้เทียบเท่างานยกสินค้า 75 ตันขึ้นไปบนยอดปิรามิด Cheops (สูง 150 เมตร)

พลังของการยิงปืนใหญ่จะอยู่ที่ 11,000,000,000 W = 15,000,000 แรงม้า

แรงตึงของกล้ามเนื้อของบุคคลนั้นประมาณเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อเขา เมื่อคนตัวเท่าๆ กัน 2 คน ขึ้นบันไดไปความสูงเท่ากันแต่กับ ความเร็วต่างกันแล้วใครในพวกเขาที่พัฒนาพลังมากกว่ากัน?

อย่าลืมสิ่งที่

สูตรนี้ใช้ได้สำหรับ การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอด้วยความเร็วคงที่และในกรณีของการเคลื่อนที่แบบแปรผันสำหรับความเร็วเฉลี่ย

ดังนั้นจึงเป็นไปตามนั้น

จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าที่กำลังเครื่องยนต์คงที่ ความเร็วของการเคลื่อนที่แปรผกผันกับแรงฉุดลากและในทางกลับกัน

นี่เป็นพื้นฐานของหลักการทำงานของกระปุกเกียร์ (กระปุกเกียร์) ของยานพาหนะต่างๆ

และคุณเป็นอย่างไรกับ "SOOBRAZILKOY"?

ตอนนี้ขอตรวจสอบ!

1. เครื่องยนต์ของรถรางมีกำลังเท่ากันหรือไม่เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันโดยไม่มีผู้โดยสารและกับผู้โดยสาร

คำตอบ: Pri nalitshii passashiriv sila tjashesti (ves) vagona bolshe, uvelitshivaetsja sila trenia, ravnaja v dannom slutshae sile tjagi, vosrastaet motshnost, uvelitshivaetsja rashod electroenergii

2. ทำไมเรือที่มีสินค้าถึงเคลื่อนที่ช้ากว่าไม่มีสินค้า? ท้ายที่สุดแล้วกำลังของเครื่องยนต์ในทั้งสองกรณีก็เท่ากัน

คำตอบ: S uvelitsheniem nagruski korabl bolshe pogrushaetsja v wodu. eto uvelitshivaet silu soprotivlenija wodi dvisheniu korablja, tshto privodit k potere skorosti

3. รถแทรกเตอร์มีสามความเร็ว: 3.08; 4.18 และ 5.95 กม./ชม. มันจะพัฒนาที่ความเร็วเท่าไหร่ ด้วยกำลังเท่ากัน แรงดึงที่มากขึ้นบนขอเกี่ยว?

ตอบ:

หากคุณคิดออกเอง แสดงว่าคุณเป็นคนดี!
ถ้าดูจากคำตอบล่ะ? อาจจะเหนื่อย? ไม่มีอะไร วันหยุดกำลังจะมา!