Fizikai teljesítmény képletek és egységek, teljesítménytípusok (példákkal)

az fizikai erő az időegység által elvégzett munkára (vagy energiafogyasztásra) utal. A hatalom egy skaláris mennyiség, a mérési egység a Nemzetközi Egységrendszerben, júliusban másodpercenként (J / s), amit Wattnak neveznek James Watt tiszteletére..

Egy másik meglehetősen gyakori mértékegység a hagyományos gőz ló. A fizikában különböző energiafajtákat vizsgálnak: mechanikai teljesítmény, hangteljesítmény, fűtőteljesítmény, többek között. Általánosságban elmondható, hogy van egy intuitív elképzelés a hatalom értelméről. Általában nagyobb erővel, nagyobb fogyasztással jár. 

Így a villanykörte több villamos energiát fogyaszt, ha nagyobb teljesítménye van; ugyanez történik egy hajszárítóval, radiátorral vagy személyi számítógéppel.

Ezért meg kell érteni annak jelentését, a létező különböző hatásköröket, és meg kell érteni, hogyan számítják ki, és milyen viszonyai vannak a leggyakoribb mértékegységei között..

index

• 1 képletek
• 2 egység
• 3 Teljesítménytípusok
  • 3.1 Mechanikai teljesítmény
  • 3.2 Elektromos energia
  • 3.3 Hőteljesítmény
  • 3.4 Hangteljesítmény
  • 3.5 Névleges teljesítmény és valós teljesítmény
• 4 Példák
  • 4.1 Az első példa
  • 4.2 Második példa
• 5 Referenciák

képletek

Definíció szerint, az elfogyasztott vagy egy időintervallumban szállított teljesítmény kiszámításához a következő kifejezést használjuk:

P = W / t

Ebben a kifejezésben P a hatalom, W a munka és t az idő.

Ha azonnali teljesítményt szeretné kiszámítani, akkor a következő képletet kell használni:

Ebben a képletben Δt az idő növekménye, F az erő és v a sebesség.

egységek

A hatalom egyedisége a Nemzetközi Egységrendszerben július / másodperc (J / s), watt néven ismertW). Bizonyos kontextusokban is nagyon gyakori más egységek, például kilowatt (kW), lóerő (CV) használata..

Nyilvánvaló, hogy a kilowatt 1000 watt. Másrészről a gőz ló és a watt közötti egyenértékűség a következő:

1 CV = 745,35 W

Egy másik teljesítményegység, bár használata sokkal kevésbé gyakori, az ergium / másodperc (erg / s), ami 10-nek felel meg^-7 W.

Fontos, hogy megkülönböztessük a kilowattot a kilowattórától (kWh), mivel ez utóbbi energia- vagy munkaegység, és nem a teljesítmény..

Teljesítménytípusok

A létező különböző hatalmi típusok közül a legjelentősebbek azok, amelyeket a következőre fogunk tanulmányozni.

Mechanikai teljesítmény

A merev szilárd anyagra kifejtett mechanikai teljesítményt úgy állítják elő, hogy a terméket az alkalmazott teljes erő és a testre továbbított sebesség között hajtjuk végre..

P = F ∙ v

Ez az expresszió megegyezik a P = W / t kifejezéssel, és valójában belőle kapjuk.

Abban az esetben, ha a merev szilárd anyag forgási mozgása is fennáll, és ezért az általa kifejtett erők megváltoztatják a szögsebességet, amely szögletes gyorsulást eredményez, akkor:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Ebben az kifejezésben M az alkalmazott erők eredménye, és ω a test szögsebessége.

Elektromos energia

Az elektromos komponens által szállított vagy fogyasztott villamos energia az adott komponens által leadott vagy felszívott villamos energia mennyiségének és az arra fordított idő megosztásának eredménye. Ezt a következő kifejezésből számítják ki:

P = V ∙ I

Ebben az egyenletben az V a potenciális különbség az összetevőn, és az I áram az elektromos áram, amely áthalad.

Abban az esetben, ha az alkatrész elektromos ellenállás, az alábbi kifejezések használhatók a teljesítmény kiszámítására: P = R ∙ I² = V² / R, ahol R az adott komponens elektromos ellenállásának értéke.

Hőteljesítmény

Egy komponens fűtőerejét úgy határozzuk meg, hogy az említett komponens egy időegységben a hő formájában eloszlatott vagy felszabaduló energiamennyiség. Ezt a következő kifejezésből számítják ki: 

P = E / t

Az E kifejezésben a hő formájában kibocsátott energia.

Hangteljesítmény

A hangteljesítményt úgy határozzák meg, mint egy hanghullám által meghatározott időn belül meghatározott energiát egy bizonyos felületen.

Így a hangteljesítmény mind a hanghullám intenzitásától, mind az említett hullám által áthaladó felülettől függ, és a következő integrál segítségével számítjuk ki:

P_S = ⌠_S  én_S ∙ d S

Ebben az integrált Ps-ben a hullám hangereje, az Is a hullám hangereje, és a dS a hullám által keresztezett felület különbsége..

Névleges erő és valós erő

A névleges teljesítmény az a maximális teljesítmény, amelyet a gép vagy egy motor igényel, vagy normál használati körülmények között kínálhat; vagyis a gép vagy a motor által támogatott maximális teljesítmény.

A névleges kifejezést azért használjuk, mert általában a teljesítményt a gép jellemzésére használják.

Másrészt, a tényleges vagy hasznos erő, azaz a ténylegesen használt, generáló vagy a gépet vagy a motort használó erő általában eltér a névleges teljesítménytől, általában kevesebb.

Példák

Első példa

100 kg-os zongorát akarsz emelni egy daruval egy hetedik emeletre, amely 20 méteres magasságban van. A daru 4 másodpercig tart a zongorázáshoz. Számolja ki a daru teljesítményét.

megoldás

A teljesítmény kiszámításához a következő kifejezést használjuk:

P = W / t

Először azonban a daru által végzett munka kiszámítása szükséges.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19,600 N

Ezért a daru teljesítménye:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

Második példa

Számítsuk ki a 10 Ω-os ellenállás által eloszlatott teljesítményt 10 A árammal.

megoldás

Ebben az esetben meg kell számítani az elektromos energiát, amelyre a következő képletet használjuk:

P = R ∙ I² = 10 ∙ 10² = 1000 W 

referenciák

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizika 1. kötet. Cecsa.
2. Teljesítmény (fizikai). (N.d.). Wikipédiában. A 2018. május 3-án az es.wikipedia.org webhelyről származik.
3. Teljesítmény (fizika). (N.d.). Wikipédiában. Visszavonva 2018. május 3-án, az en.wikipedia.org webhelyről.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). 4. Fizika. CECSA, Mexikó.
5. Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fizika a tudósok és mérnökök számára (6. kiadás). Brooks / Cole.