Мощность тела: Мощность — Википедия

Содержание

Мощность | Все формулы

Мощность — выражается как отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к промежутку времени

Из формулы следует, что в системе СИ единицей мощности является 1 Дж/с (джоуль в секунду). Эту единицу иначе называют ватт (Вт), 1 Вт= 1 Дж/с.

Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

Формула показывает связь между мощностью и скоростью при равномерном движении. Так же формула справедлива и для переменного движения, если под N понимать мгновенную мощность, а под V — мгновенную скорость). Если направление силы совпадает с направлением перемещения, то и N=Fv.Тогда следует, что

Из этих формул видно, что при постоянной мощности двигателя скорость движения обратно пропорциональна силе тяги и наоборот. На этом основан принцип действия коробки скоростей (коробки перемены передач) различных транспортных средств.

В формуле мы использовали :

— Мощность

— Выполненная работа

— Время, за которое выполнялась работа

— Сила, приложенная к телу

— Скорость тела

— Угол между силой и скоростью

Урок физики «Мощность»

Цели урока:

  • Познакомиться с мощностью как новой физической величиной;
  • Развивать умения выводить формулы, пользуясь необходимыми знаниями прошлых уроков; развивать логическое мышление, умение анализировать, делать выводы;
  • Применять знания по физике в окружающем мире.

Ход урока

«И вечный бой! Покой нам только снится
Сквозь кровь и пыль…
Летит, летит степная кобылица
И мнет ковыль…
И нет конца! Мелькают вёрсты, кручи…
Останови! …Покоя нет! Степная кобылица несется вскачь!»

А.Блок «На поле Куликовом» (июнь 1908 г). ( Слайд 1).

Урок сегодня я хочу начать с вопросов к вам. (Слайд 2).

1. Как вы думаете, имеет ли какое-то отношение лошадь к физике?

2. С какой физической величиной связана лошадь?

Мощность – правильно, это и есть тема нашего урока. Запишем ее в тетрадь.

Действительно, мощность двигателей автомобилей, транспортных средств до сих пор измеряют в лошадиных силах. Сегодня на уроке мы с вами узнаем всё о мощности с точки зрения физики. Давайте подумаем вместе и определим, что мы должны знать о мощности, как о физической величине.

Существует план изучения физических величин: ( Слайд 3).

  1. Определение;
  2. Вектор или скаляр;
  3. Буквенное обозначение;
  4. Формула;
  5. Прибор для измерения;
  6. Единица величины.

Этот план и будут целью нашего урока.

Начнем с примера из жизни. Вам необходимо набрать бочку воды для полива растений. Вода находится в колодце. У вас есть выбор: набрать при помощи ведра или при помощи насоса. Напомню, что в обоих случаях механическая работа, совершенная при этом будет одинаковой. Конечно же, большинство из вас выберут, насос.

Вопрос: В чем разница при выполнении одной и той же работы?

Ответ: Насос выполнит эту работу быстрее, т.е. затратит меньшее время.

1) Физическая величина, характеризующая быстроту выполнения работы, называют мощностью. ( Слайд 4).

2) Скаляр, т.к. не имеет направления.

3) N.

4)

5) [N] = [ 1 Дж/с] = [1Вт ]

Название этой единицы мощности дано в честь английского изобретателя паровой машины (1784г) Джеймса Уатта. ( Слайд 5).

6) 1 Вт = мощности, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж. ( Слайд 6).

Самолеты, автомобили, корабли и другие транспортные средства движутся часто с постоянной скоростью. Например, на трассах автомобиль достаточно долго может двигаться со скоростью 100 км/ч. ( Слайд 7).

Вопрос: от чего зависит скорость движения таких тел?

Оказывается, она напрямую зависит от мощности двигателя автомобиля.

Зная, формулу мощности мы выведем еще одну, но для этого давайте вспомним основную формулу для механической работы.

Учащийся выходит к доске для вывода формулы. ( Слайд 8).

Пусть сила совпадает по направлению со скоростью тела. Запишем формулу работы этой силы.

1.

2.При постоянной скорости движения , тело проходит путь определяемой формулой

Подставляем в исходную формулу мощности: , получаем — мощность.

У нас получилась еще одна формула для расчета мощности, которую мы будем использовать при решении задач.

Эта формула показывает ( Слайд 9), что при постоянной мощности двигателя, изменением скорости можно менять силу тяги автомобиля и наоборот, при изменении скорости автомобиля можно менять силу тяги двигателя.

При N = const

v > , F <.

v < , F >.

Вопрос. Когда нужна большая сила тяги?

Ответ:

а)При подъеме в гору. Правильно, тогда водитель снижает скорость.

б) При вспашке земли тракторист движется с малой скоростью, чтобы была большая сила тяги. Для этого водитель, тракторист, машинист, токарь, фрезеровщик часто используют коробку передач, которая позволяет менять скорость. ( Слайд 10).

Мощность всегда указывают в паспорте технического устройства. И в современных технических паспортах автомобилей есть графа:

Мощность двигателя: кВт / л.с.

Следовательно, между этими единицами мощности существует связь.

Вопрос: А откуда взялась эта единица мощности? ( Слайд 11).

Дж. Уатту принадлежит идея измерять механическую мощность в «лошадиных силах». Предложенная им единица мощности была весьма популярна, но в 1948 г. Генеральной конференцией мер и весов была введена новая единица мощности в международной системе единиц – ватт. ( Слайд 12).

1 л.с. = 735,5 Вт.

1 Вт = ,00013596 л.с.

Эта единица мощности была изъята из обращения с 1 января 1980 г.

Примеры мощностей современных автомобилей. ( Слайд 13,14).

Различные двигатели имеют разные мощности.

Учебник, страница 134, таблица 5. [1]

Вопрос: А какова мощность человека?

Текс учебника, § 54. Мощность человека при нормальных условиях работы в среднем составляет 70-80 Вт. Совершая прыжки, взбегая по лестнице, человек может развивать мощность до 730 Вт, а в отдельных случаях и большую.[1]

Вопрос: А чем «живые двигатели» отличаются от механических? ( Слайд 15).

Ответ: Тем, что «живые двигатели» могут изменять свою мощность в несколько раз.

Закрепление материала.

1.Расскажите все, что вы знаете о мощности. Ответ по плану изучения физической величины.

2. Упр. 29, задача №6. ( Слайд 16).

Дано: СИ Решение:
m = 125кг   N = A / t
h = 70 см 0,7 м A = F s s = h
t = 0,3 с   F = P = mg
    N = mgh / t
N — ?   N = 125 кг · 9,8 Н/ кг · 0,7 м / 0,3 с= 2858,3 Вт ≈ 2,9 кВт

Ответ : N ≈ 2,9 кВт.

Домашнее задание: ( Слайд 17).

  1. § 54.
  2. Записать формулы мощности в таблицу формул.
  3. Упр. 29 (2,5) – 1 уровень.
  4. Упр. 29 (1,3) – 2 уровень.
  5. Упр. 29 (1,4) – 3 уровень.
  6. Задание 18 – на дополнительную оценку ( на листочках).

Литература:

  1. А.В. Перышкин «Учебник физики для 7 класса», Дрофа, Москва, 2006.
  2. А. Блок «На поле Куликовом».
  3. 1C: Школа Физика 7 класс

Энергия и человек. Ряд случайных сравнений / Хабр

В физике для решения задач иногда применяется полунаучный «метод размерностей», когда зная размерность искомой величины, мы можем догадаться, что на что поделить, сложить, умножить, чтобы получить правильный ответ. Я решил взять размерность «энергия» и сравнить «яблоки с бананами», а именно человека как энергетическую систему с другими системами.
В чем измеряется, энергия?


Disclaimer: все вычисления могут быть не точны и главная цель показать порядок чисел.

Человек — потребитель энергии. 2 кВт*ч, 100 Вт

Человек в среднем потребляет около 2000 ккалорий в день, что дает около 2 кВт*ч или около 100 Ватт, средней мощности. Можно представить, что человек ест, как одна большая лампочка на накаливания на 100 Ватт.

Энергопотребление человека сравнительно небольшое по сравнению с приборами, которые нас окружают. Можно сказать, что человек произвел техническую революцию. Человек принимает «в себя» меньше энергии, чем он использует «для себя» даже только в домашних условиях (средний расчет больше 100 кВт*ч в месяц).

Человек — вычислительная машина. 30 Вт

Распространены оценки, что мозг съедает от 200 до 1000 Ккал (стрессовые ситуации), то есть от 20%-40% энергии, что дает оценку средней мощности 30 Вт.

Мозг — крайне эффективная система. Да современные ноутбуки производят операции гораздо лучше нас и средняя мощность находится около 30 Вт, а телефоны вообще 0.5-1 Вт. Зато современные видеокарты потребляют в среднем от 250 Вт и все равно не могут сравниться с мозгом по скорости и точности обработки визуальной информации. Так что, человек очень неплохой процессор, правда только для специфических задач.

Человек — аккумулятор. 10 кВт*ч

Говорят, человек может не есть 3-7 дней. Понятно, что не питаясь, человек начнет потреблять меньше энергии на внутренние и на внешние нужды. Можно положить, что съев двойную суточную норму, человек будет активен 2 дня (при наличии воды), что дает грубую оценку 10 кВт*ч.

Если посчитать, энергоемкость человека, то мы можем получить крайне разные цифры, вес людей, которые могут прожить N-е количество дней и произвести какую-то полезную работу, крайне разнится от 50 кг — 150 кг. Скорее всего, средняя энергоемкость равна 0.1 кВт*ч/кг, что не так и хорошо и не так плохо. Мы находимся между бензином (10 кВт*ч/кг) и Liion (0.1 кВт*ч/кг), ближе к аккумуляторам.

Человек — потребитель солнечной энергии. 1-2 солнечные панели

Сегодняшняя солнечная панель дает около 300 Ватт в пике, в умеренных широтах средний КИУМ до 20% (солнце светит только днем и слабо). Мы знаем, что человек недолговечный, но все-таки аккумулятор, поэтому в среднем 2 панелей достаточно, чтобы человек питался только солнцем.

Если отбросить условности и сделать небольшие прорывы в технологиях (использование дорогих элементов позволяет достигать до 40% КПД в панелях), человеку будет достаточно носить «солнечную одежду» для того, чтобы получать всю необходимую энергию.

Человек — обогреватель

Процитирую статью про одежду: в покое человеческое тело вырабатывает 80 ватт тепла, а теряет при этом за счет дыхания 10 ватт, теплового излучения — 30 ватт, теплопроводности и конвекции — 20 ватта, испарения влаги — 20 ватт.

Получается человек крайне «слабый» обогреватель. Домашние обогреватели потребляют по 1 кВт и они покрывают нужды на обогрев только частично. Подогрев воды и обогрев помещений в принципе является самым большим энергопотреблением домашнего хозяйства. Приведу свой годовой расклад:

— Перемещение (транспорт, топливо): 8 000 кВт*ч за год.

— Электричество: 2 500 кВт*ч за год.

— Подогрев воды и обогрев: 30 000 кВт*ч за год.

Получается на средний ежедневный подогрев воды и обогрев уходит до 100 кВт*ч в день, что в 50 раз больше, чем человек в принципе потребляет.

Человек — средство передвижения (автомобиль, пешеход, велосипед)

Человек как активное живое существо может перемещаться в пространстве. Допустим человек может переместиться на 30 км за день пешком и на 120 км за день на велосипеде. Это не максимальные значения, конечно, спортсмены пробегают до 100 км и проезжают до 1000 км за день.

Попробуем сравнить человека как эффективную систему передвижения человека.

— Автомобиль с ДВС тратит в среднем 5 л на 100 км, 1 литр = 10 кВт*ч, что дает 500 Втч на км

— Электромобиль — 150-200 Вт*ч на км

— Пешеход — 2 кВт*ч разделить на 10-50 км, 50-200 Вт*ч на км

— Медленный/маленький электромобиль — 50-100 Вт*ч на км

— Электровелосипед — 10 Вт*ч/км (средняя скорость 10-15 кмч)

— Велосипедист — 2 кВт*ч разделить на 100-1000 км, 2-20 Вт*ч на км

Знаете еще интересные совпадения — пишите в комментариях.

Спасибо за внимание.

Мощность человека — Бортжурнал безупречной биологической машины — LiveJournal

Пусть взрослый мужчина потребляет W = 2200 ккал в сутки, при этом он не толстеет и не худеет. Так как в одной килокалории 4200 джоулей, то в джоулях эта энергия составляет: W = 2200 * 4200 = 9.24 (МДж). Девять с хвостиком мегаджоулей.

Мощность вычисляется по формуле: P = W/T, где Т это время в секундах за которое эта энергия была потрачена. В сутках 86 400 секунд, поэтому P = 9.24 МДж/86400 с = 107 Вт. Это примерно мощность электролампочки, от такого не особенно согреешься.

Теперь поставим этого же человека на беговую дорожку и попросим бежать со скоростью 13 км/ч. За час он пробежит 13 км и истратит около 1050 ккал, заставив дорожку работать на мощности примерно 250 Вт. За 1 час он истратит почти ПОЛОВИНУ своей суточной потребности в энергии. Какую же мощность он разовьет? Приблизительно 1.2 кВт. А вот это уже мощность небольшого электрообогревателя и это в 11 (!) раз больше потребления энергии в покое.

При этом коэффициент полезного действия составляет всего около 20% — только 250 ватт превратится в механическую энергию (если прикрутить к беговой дорожке динаму, то можно весь час питать 2-3 лампочки). Остальная часть должна рассеиться с поверхности кожи, да еще таким образом, чтобы тело находилось при постоянной температуре.

Если нет сильного ветра (фактически наш бегун стоит на месте) или вентилятора, то уже при этой мощности необходимо начать сбрасывать жидкость — бегун начинает очень обильно потеть. За счет испарения пота процесс теплообмена с окружающим воздухом интенсифицируется и излишек тепловой энергии отводится позволяя поддерживать «рабочую» температуру тела.

Еще один момент — интенсивность теплообмена пропорциональна разнице температуры среды и температуры объекта. Когда окружающий воздух имеет температуру в 20 градусов, разница составляет 17, а когда, например, 32 — всего лишь 5 градусов. То есть, грубо говоря, теплоотдача падает в три раза по отношению к аналогичным условиям с низкой температурой воздуха. Поэтому бегать на жаре практически невозможно, тело моментально перегревается — а попробуйте побегать при температуре тела, хотя бы на 2 градуса превышаюшую нормальную.

Лучше бегуны могут пробежать за час около 21 км, так что их мощность можно оценить примерно в 2 кВт. Скорость, с которой наше тело может утилизовать химическую энергию и рассеивать ее в виде тепловой, очевидно, ограничена. Теперь становится немного понятнее, почему человек не может бежать с максимальной скоростью (скажем, 36 км/ч) дольше нескольких секунд, учитывая то, какая мощность просматривается на такой скорости.

Для справки:
В 100 граммах жира 900 ккал, в 100 граммах углеводов и белков по 400 ккал.
Сжигая 100 грамм подкожного жира тело получает около 760 ккал.
В одной шоколадке весом 100 грамм 550-600 ккал.
1 лошадиная сила = 735.5 Вт.

определение величины и выражения для расчёта энергии, единицы измерения

Электрическая мощность — это одна из главных физических величин, характеризующаяся преобразованием и передачей энергии. Её понятие непосредственно связывается с током и напряжением в сети. Этот параметр важен и учитывается не только при разработке электротехнического оборудования, но и при построении электрических цепей. Для определения её величины используется формула мощности, по которой выполнить расчёт совершенно несложно.

Суть понятия

При протекании через проводник электрического тока вокруг него возникает электромагнитное поле. Образуется оно из-за движущихся элементарных частиц, обладающих зарядом. Магнитное поле считается основным признаком присутствия электрического. При изменении одного происходит изменение и другого. Если ток в проводнике пропадёт, то электромагнитное поле всё равно никуда не исчезнет, разве что потеряет свою интенсивность.

Основоположником теории поля стал английский физик Джеймс Клерк Максвелл. Именно он доказал связь между этими двумя явлениями, описав их в своей работе, изданной в 1857 году. Учёный обосновал, что электрическое поле не может отдельно существовать от магнитного. Величина этих полей связана с энергией, заключённой в них. Она постоянно передаётся из одной формы в другую, но при этом не исчезает.

Электромагнитное поле распространяется в виде излучения, или как выражаются учёные — пространственного возмущения. Это испускание свободно распространяется в любой физической среде. Характеризуется оно частотой, длиной и поляризацией (направлением) волны. А также одним из параметров излучения является количество энергии, переносимой волной (интенсивность).

Численно интенсивность определяется как усреднённый период колебания волны, пронизывающей площадку, расположенную перпендикулярно ей. При этом она связана с плотностью энергии и скоростью распространения волны. Поток электромагнитной энергии находится с учётом вектора Пойтинга, который принимает во внимание плотность, интенсивность и напряжённость поля.

То есть математически, интенсивность описывается выражением: I (t) = 1/T ∫ {s (t)} dt, где S (t) — вектор Пойтинга. В простом понимании её смысл заключается в том, что количественная составляющая электроэнергии изменяется во времени, при этом скорость изменения зависит от напряжённости электрического поля и магнитной индукции.

Для обозначения именно электрической составляющей электромагнитного поля было введено понятие электрическая мощность. Под ней понимают физическую величину, характеризующую передачу или преобразование электрической энергии.

Физическое определение

Основной характеристикой любого электрического прибора является мощность. Передача электричества от источника питания к нагрузке сопровождается преобразованием энергии из одного вида в другую. Выработанное электричество передаётся по электрической цепи (например, линии передачи) при этом происходит её частичное рассеивание. Другими словами, часть электричества превращается в иную энергию: тепловую, световую, механическую.

Это преобразование характеризуется интенсивностью, обозначающей, какое её количество перейдёт в другой вид за единицу времени. Интенсивность, с которой происходит трансформирование, и называют мощностью.

Согласно Международной системе единиц (СИ) измеряется мощность тока в ваттах. Сокращённое его обозначение в русском языке имеет вид — Вт, а в международном — W. В технической литературе саму величину обозначают с помощью латинской буквы P.

Математическое определение, соответствующее сказанному, выглядит как P = dW / dt, то есть характеризует изменение энергии во времени. Будь то генерируемая источниками мощность или передающаяся по линиям электропередач, она имеет одинаковый физический смысл. Её значение рассчитывается в зависимости от формы сигнала, то есть постоянных и переменных составляющих.

Так как её изменение происходит во времени, то для удобства понимания процесса были введены понятия мгновенных значений. С их помощью можно провести вычисление энергии для любой точки во времени.

Мгновенные величины

Под мгновенной мощностью понимается величина энергии, соответствующая произведению значений разности потенциалов и силы тока на определённом участке цепи. Любое твёрдое физическое тело состоит из кристаллической решётки, в составе которой находятся носители заряда — электроны. Их мерой является кулон. Они могут быть как свободными, так и прикреплёнными к атомам. Свободные частички хаотично перемещаются в теле, компенсируя энергию своего движения различным направлением по отношению друг к другу.

Если же к телу, обладающему свободными электронами, приложить электромагнитное поле, то их движение станет упорядоченным. Такое их перемещение называется силой тока. Определяется ток отношением количества зарядов, прошедших через проводник, с единичным поперечным сечением за единицу времени: I = dQ/dT. Величиной его измерения считается ампер.

Чтобы переместить заряд в проводнике, необходимо затратить работу, которая называется напряжением. То есть это физическая величина, соответствующая затраченной энергии для передвижения заряда из одной точки в другую. Отличие значений энергий в этих точках называется разностью потенциалов. Измеряется напряжение в вольтах. А его значение может быть вычислено по формуле: U = A/q.

При перемещении в теле проводника электроны сталкиваются с различными примесями и дефектами кристаллической решётки. В результате их часть заряда передаётся этим структурам, то есть фактически происходит отбор мощности. Забранная энергия частично преобразуется в тепло и свет. Количество тех или иных флуктуаций (неоднородностей) на пути прохождения тока было названо сопротивлением, величиной обратной проводимости. В соответствии с СИ обозначается она буквой R, а измеряется в омах.

Мгновенная зависимость всех трёх величин между собой была установлена физиком-экспериментатором Симоном Омом. Согласно его закону, сила тока прямо пропорциональна разности потенциалов и обратно пропорциональна сопротивлению на участке цепи. То есть равна: I = U/R.

Формула для общего случая

Так как напряжение — это работа, то, умножив её на количество перенесённых зарядов, получится энергия, затраченная для перемещения частиц от одного края проводника к другому. Энергия, в общем понимании, это работа за единицу времени. Поэтому можно записать следующее выражение Pab = A/dt, где:

  • dt — интервал времени, за который все свободные заряды были перенесены;
  • A — непосредственно сама работа.

Формулу мощности тока для одного заряда можно записать P = U/dt, а исходя из неё для всех зарядов как Pab = q*U/dt, где q — количество зарядов прошедших из одной точки (a) в другую (b) за промежуток времени dt.

Исходя из определения, данного силе тока, она практически является зарядом. В случае изменения во времени ток можно описать выражением I = q/dt. Тогда, исходя из этой формулы, верным будет утверждение, что q = I*dt. Если подставить полученную формулу вместо q в выражение, описывающее мощность, получится Pab = U* (I*dt/dt) = U*I.

Если время изменения бесконечно мало, то можно принять, что напряжение и ток практически не изменяются. В результате мгновенная электрическая мощность будет равна P (t) = u (t)*i (t). Как видно из формулы, значение мощности для любой точки времени будет прямо пропорционально мгновенным значениям тока и разности потенциалов. При этом если цепь неидеальная, то она содержит определённое сопротивление. Используя закон Ома для участка цепи, формулу для нахождения мгновенной мощности можно переписать в виде P (t) = i (t)2*R = u (t)2/R.

Мощность одновременно связана сразу с несколькими величинами и соответствует полной работе, затрачиваемой на перемещение некоторого количества кулонов за единицу времени (одну секунду). Из определения следует, что одно и то же значение мощности можно получить разными способами, например, уменьшая силу тока, но увеличивая напряжение. Такой подход и используется при передаче энергии на большие расстояния. Для этого применяются трансформаторы, понижающие и повышающие ток.

Виды электрической мощности

Существующую в природе электрическую мощность делят на два вида: активную и реактивную. Первая характеризуется таким превращением, которое происходит безвозвратно. То есть электрическая энергия трансформируется в тепло, свет, кинематику и другие виды. Такое преобразование считается полезным, так как оно идёт на обогрев, приготовление еды, освещение помещений, превращается в механическую силу, например, работа дрели, насоса и тому подобное.

Реактивная же мощность связывается с потерями энергии, то есть с той частью, которая не выполняет полезную работу. Возникает она из-за индуктивной или ёмкостной составляющих электрической цепи. Эти параметры характеризуются сопротивлением, зависящим от частоты сигнала. Поэтому для электроцепей с постоянным током понятие реактивной мощности не применяется.

В цепи же переменного тока наблюдается сдвиг сигналов напряжения и тока относительно друг друга. Обозначается он греческой буквой φ (фи). Причём если преобладает ёмкостная составляющая, то ток опережает напряжение, а когда индуктивная, то наоборот.

Присутствие ёмкостного и индуктивного сопротивления считается паразитным, так как на нём происходит бесполезное нагревание (потеря энергии). Но, кроме сопротивления, эти паразитные величины обладают способностью накапливать мощность, конденсатор — электрическую, а индуктивность — магнитную. Как только эта энергия достигнет максимально возможного значения, они начинают отдавать её в цепь. Для учёта величины реактивной мощности вводится понятие sin φ.

Поэтому полная формула мощности для электрического тока переменного сигнала складывается из двух составляющих и находится из выражения S = (P2+Q2)½, где:

  • P — активная составляющая, Вт. P = U * I cos φ;
  • Q — реактивная часть, ВА (вольт-амперы). Q = U * I * sin φ.

При этом sin φ и cos φ являются коэффициентами мощности переменного сигнала. Типичным примером источника активной мощности является нагреватель. Он делается из материала с высоким внутренним сопротивлением току, поэтому сигнал, проходя через него, преобразовывает свою электрическую энергию полностью в тепловую. В качестве же устройств, обладающих реактивной мощностью, можно привести приборы содержащие трансформаторы, например, перфоратор, холодильник.

Реактивный коэффициент

По-другому он называется коэффициентом мощности и является безразмерной величиной, вводимой для вычисления реактивной составляющей. Говоря научным языком, он показывает, насколько сдвигается фаза переменного тока, протекающего через нагрузку, от возникшего на ней напряжения. Численно он принимается равным косинусу сдвига. Математически это сдвиг интерпретируется как косинус угла между векторными значениями тока и напряжения.

Простыми же словами, коэффициент мощности, обозначаемый φ, указывает на ту часть расходуемой электроэнергии, которая преобразуется в полезную работу. Например, при cos φ = 0,9 девяносто процентов от полной энергии уйдёт на совершение полезного действия, а остальные десять будут считаться потерями. Поэтому если в паспорте на какой-либо прибор указано, что мощность изделия составляет 500 Вт, а cos φ = 0,5, то полный расход его энергии будет составлять 500/0,5 = 250 ВА.

То есть коэффициент φ находится из отношения потребляемой устройством энергии к значению полной мощности. Нередко в паспорте оборудования указывается и составляющая φ (характер нагрузки). Она может быть резистивно-ёмкостной или резистивно-индуктивной. При этом сам коэффициент соответственно является опережающим или отстающим.

Если же напряжение в цепи изменяется по синусоидальному закону, а ток по несинусоидальному, то нагрузка никакой реактивной составляющей иметь не будет, а коэффициент принимается равным главной волне (первой гармонике). Под несинусоидальными понимаются искажения электрического сигнала, связанные с гармониками, преобладающими над основной частотой.

В математике формулой для нахождения коэффициента мощности является выражение: cos φ= P/S. Поэтому чем больше его значение, тем меньше потребляет устройство энергию из сети. Существуют различные способы поднятия значения cos φ, даже до максимального значения, равного единице, называемые коррекцией. Наиболее эффективным является добавление в схему сложного электронного узла, размещаемого на входе устройства.

Цепь переменного тока

В цепи переменного сигнала напряжение и ток описываются с помощью следующих формул: U = Um*sin w*t и I = Im**sin w*, где: Um и Im — мгновенные значения величин (измеренные в определённое значение времени), а w — циклическая частота. Подставляя эти формулы в выражение для нахождения мощности, можно получить следующее: P = Um*Im *sin2w*t = U*I — U*I *cos2w*t, где U*I = Um*Im/2.

Исходя из полученного выражения, видно, что активная мощность состоит из двух частей — постоянной U*I и переменной U*I *cos2w*t, при этом среднее её значение находится как P = I*U. В электрической цепи, содержащей реактивную составляющую (например, индуктивность), значение мгновенной мощности будет вычисляться по формуле: q = u*i. Соответственно: u = Um *sinw*t и i = Im*sin (w*t — p/2) = -Im*cosw*t.

Подставив эти выражения в главную формулу можно получить следующее реактивное обозначение мощности Q = Um*Im*sinw*t*cosw*t = Um*Im*sin2w*t/2 = U*I *sin2w*t. Проанализировав это математическое определение, можно установить, что реактивная энергия состоит только из переменной части, которая изменяется с удвоенной частотой, при этом её среднее значение равно нулю.

Так как полная мощность равна сумме активной и реактивной энергий, то с учётом фазового сдвига для цепи переменного тока, содержащей активное сопротивление R и реактивное L, C, она будет равна: S = u*i = Um*Im*sin w*t*sin (w*t- φ). Раскрыв скобки и заменив мгновенные величины на действующие, получится: S =U*I*cos φ — U*I*cosφ*cos2w*t-U*i*sinφ*sin2w*t. Полная мощность состоит из сумм мгновенной активной мощности P = U*I*cosφ — U*I*cosφ*cos2w*t и мгновенной реактивной Q = -U*i*sinφ*sin2w*t. Отрицательное значение возникает из-за сдвига фаз, приводящего в определённый момент времени к противофазе. Итоговые же значения для цепи переменного тока будут равны P = U*I*cosφ и Q = U*I*sinφ.

В электротехнике существует такое понятие, как треугольник мощности. Представляет он собой прямоугольную геометрическую фигуру, катетами которой являются Q и P, а гипотенузой S. Угол между катетом и гипотенузой обозначается φ. Исходя из того, мощность равна:

  • активная — P = Z*I2;
  • реактивная — Q = X*I2;
  • полная — S = R*I.

Применив теорему Пифагора, получится формула для нахождения полной мощности S = (P 2 + Q 2)½.

Измерение электрической энергии

Исходя из выражения P= U*I можно сделать вывод, что энергию можно измерить с помощью приборов, предназначенных для замера напряжения и тока. Понадобится, используя амперметр и вольтметр, получить данные, а после, подставив их в формулу, рассчитать значение мощности. Суть измерения заключается в том, что одновременно в цепь параллельно подключается вольтметр, а в разрыв цепи амперметр. Такой метод называется косвенным, а использование двух приборов снижает точность полученного результата.

Поэтому были разработаны специальные тестеры, предназначенные для прямого измерения энергии — ваттметры. Такого рода измерители могут использоваться в однофазных цепях как постоянного, так и переменного тока. Но при этом ваттметры разделяются на две категории:

  1. Цифровые — в основе их схемотехники используется микропроцессорный блок, анализирующий полученный сигнал и по сложным алгоритмам вычисляющий результат, который выводится на экран прибора в цифровом виде. Их погрешность измерения составляет не более 0,1.
  2. Аналоговые — использующие в работе электродинамические и ферродинамические измерительные головки. Выполняются они в виде катушек, отклоняющих стрелку. Шкала отклонения проградуирована в ваттах. В зависимости от влияния поля, стрелка отклоняется на измеренную величину. Первого типа устройства имеют класс точности около 0,1−0,5, а второго — 1,5−2.

Аналоговые приборы практически уже мало где используются, в основном для нахождения мощности устройств, подключённых к промышленной сети с частотой 50 Гц. На постоянном токе их результаты посредственные, так как на измерительные катушки влияет гистерезис сердечников (эффект насыщения).

Отдельную подгруппу тестеров составляют варметры. Это специальные измерители, предназначенные для вычисления реактивной мощности. А также для косвенного метода используется электроизмерительный прибор, получивший название фазометр. С помощью его можно найти угол сдвига фаз сигнала, то есть фактически определить коэффициент мощности.

Пример расчёта

Необходимо рассчитать параметр двигателя, подключённого к трёхфазной сети. Номинальное напряжение его работы (Uн) составляет 0,25 кВ. Паспортная мощность (Pн) равняется 5 кВт, а коэффициент мощности (cos φ) 0,6. КПД двигателя (ηн) 0,93.

Полная расчётная мощность определяется по формуле: S = Pн/cosφ* ηн. Если подставить в неё исходные значения, то получится: S = 5/0,6*0,93 = 8,9 кВ*А. Активная энергия P находится с помощью выражения P = Pн/ ηн и равна 5,37 кВт. При желании можно вычислить и ток. Для трёхфазной сети он будет: I = S / *Uн = 8,9/ *0,25 = 20,6 А.

Таким образом, мощность в цепи постоянного тока может быть только активной, зависящей от тока и напряжения. Но для цепи изменяемого тока она складывается из двух частей — активной и реактивной. Причём активная энергия характеризуется полезной работой, а реактивная — паразитной, снижающей КПД.

МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА — это… Что такое МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА?



МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА, количество механической работы, выполняемой человеком в единицу времени (напр. в 1 сек.). По данным ряда авторов средняя М. человека равна х/10г17лошадиной силы и в пересчете на кзм колеблется в пределах от 7,5 до 11 гсгл*/сек. В нек-рые периоды проф. работы М. ч. становится значительно выше средней величины и достигает 35—40 кгм/сек., т. е. превышает половину лошадиной силы. Работа большой мощности, называемая часто интенсивной работой, требует от сердца очень большой производительности (объем крови в 1 минуту) и, производимая в течение б. или м. значительного промежутка времени, ведет к пат. изменениям в сердце. Малая величина средней М. ч. (всего Vio—Vi лошадиной силы) наряду с низким коефици-ентом полезного действия и высокой стоимостью пищи делает невыгодной эксплоата-цию человека как машины-двигателя и является одной из причин вытеснения человека машиной (механизация производственных процессов).

Большая медицинская энциклопедия.
1970.

  • МОШОНКА
  • МУЗЕЙ

Смотреть что такое «МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА» в других словарях:

  • мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Мощность эквивалентной дозы — 4. Мощность эквивалентной дозы Величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава и определяемая отношением приращения поглощенной дозы за малый интервал времени к этому интервалу… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Мощность критерия — Ошибки первого рода (англ. type I errors, α errors, false positives) и ошибки второго рода (англ. type II errors, β errors, false negatives) в математической статистике  это ключевые понятия задач проверки статистических гипотез. Тем не менее,… …   Википедия

  • мощность эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения — 3.15 мощность эквивалентной дозы внешнего гамма излучения: Мощность поглощенной дозы, определяемая с учетом биологического воздействия излучения на различные органы и ткани организма человека. Источник: ГОСТ Р 54964 2012: Оценка соответствия.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р МЭК 62209-1-2008: Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных устройств, используемых в непосредственной близости к уху (полоса частот от 300 МГц до 3 ГГц) — Терминология ГОСТ Р МЭК 62209 1 2008: Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • создаваемая выходная мощность — 3.7 создаваемая выходная мощность (conducted output power): Средняя мощность сигнала, посылаемого передатчиком в фидер антенны в течение периода времени, достаточно продолжительного по сравнению с периодом самой низкой частоты модуляции при… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • средняя (по времени) поглощаемая мощность — 3.2 средняя (по времени) поглощаемая мощность [average (temporal) absorbed power] , Вт: Значение средней поглощаемой мощности, вычисляемое по формуле где t2 время окончания воздействия, с; t1 время начала воздействия, с; t2 t1 продолжительность… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Потребляемая мощность, — 3.2. Потребляемая мощность, В × А 4.5. Соответствие анализаторов, содержащих источники звуковой информации, возможностям органов слуха человека (ГОСТ 16035 81), баллы 6. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ Кпр Возможность реализации за рубежом Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Орнитоптер — Джоджа Уайта ( …   Википедия

  • СИЛА — СИЛА. Под именем С. разумеется причина, сообщающая материальной точке ускорение в том или другом направлении. Мерой С. является численное значение произведения массы (ш) на величину ускорения (д): F=mg. Выраженная в абсолютных единицах единица С …   Большая медицинская энциклопедия

Книги

  • Аура человека Дар интуиции комплект из 2-х книг, Эндрюс Т., Диллард Ш.. Комплект из 2 книг.. Аура человека. Способы защиты и воздействия.. По мнению автора, чтобы видеть или чувствовать ауру совсем не обязательно быть мистиком. Каждый человек способен на это.… Подробнее  Купить за 944 руб
  • Бросить курить за 21 день: эзотерический способ. Аура человека. Энергетическое строение человека: энергококон, аура и способы их видения (количество томов: 3), Магол. «Бросить курить за 21 день: эзотерический способ. Ментальное возвращение» . Техника 171;Ментальное возвращение 187;— это новый метод борьбы с курением. Авторы проверили его сначала на… Подробнее  Купить за 682 руб
  • Аура человека. Наука и возрождение магии космоса. Энергетическое строение человека (количество томов: 3), Эндрюс Тед. Энергетическое строение человека: энергококон, аура и способы их видения. Раньше считалось, что видеть ауру могут лишь избранные. Леон Шу, экстрасенс и ясновидящий, опровергает это убеждение:… Подробнее  Купить за 633 руб

Другие книги по запросу «МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА» >>

Мощность — это… Что такое Мощность?

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени

и мгновенную мощность в данный момент времени:

Интеграл от мгновенной мощности за промежуток времени равен полной переданной энергии за это время:

Единицы измерения

В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности
Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.(мет.) л. с.(анг.)
1 ватт 1 10−3 10−6 0,102 107 1,36·10−3 1,34·10−3
1 киловатт 103 1 10−3 102 1010 1,36 1,34
1 мегаватт 106 103 1 102·103 1013 1,36·103 1,34·103
1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81·10−3 9,81·10−6 1 9,81·107 1,33·10−2 1,31·10−2
1 эрг в секунду 10−7 10−10 10−13 1,02·10−8 1 1,36·10−10 1,34·10−10
1 лошадиная сила (метрическая) 735,5 735,5·10−3 735,5·10−6 75 7,355·109 1 0,9863
1 лошадиная сила (английская) 745,7 745,7·10−3 745,7·10−6 76,04 7,457·109 1,014 1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

где F — сила, v — скорость,  — угол между вектором скорости и силы.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент силы,  — угловая скорость,  — число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин.).

Электрическая мощность

Электри́ческая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной, реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, и полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.

Приборы для измерения мощности

См. также

Ссылки

Body Power Многофункциональная Power Tower — Walmart.com

«,» tooltipToggleOffText «:» Нажмите на переключатель, чтобы получить

БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий день!

«,» tooltipDuration «:» 5 «,» tempUnavailableMessage «:» Скоро вернусь! «,» TempUnavailableTooltipText «:»

Мы прилагаем все усилия, чтобы снова начать работу.

  • Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
  • Продолжайте проверять наличие.

«,» hightlightTwoDayDelivery «:» false «,» locationAlwaysElhibited «:» false «,» implicitOptin «:» false «,» highlightTwoDayDelivery «:» false «,» isTwoDayDeliveryTextEnabled «:» true «,» useTestingApi » «,» ndCookieExpirationTime «:» 30 «},» typeahead «: {» debounceTime «:» 100 «,» isHighlightTypeahead «:» true «,» shouldApplyBiggerFontSizeAndCursorWithPadding «:» true «,» isBackgroundGreyoutEnabled} «:» false » locationApi «: {» locationUrl «:» https: // www.walmart.com/account/api/location»},»oneApp»:{«drop2″:»true»,»hfdrop2″:»true»,»heartingCacheDuration»:»60000″,»hearting»:»false «}, «feedback»: {«showFeedbackSuccessSnackbar»: «true», «feedbackSnackbarDuration»: «3000»}, «webWorker»: {«enableGetAll»: «false», «getAllTtl»: «

0″}, «search»: {» searchUrl «:» / search / «,» enabled «:» false «,» tooltipText «:»

Скажите нам, что вам нужно

«,» tooltipDuration «: 5000,» nudgeTimePeriod «: 10000}}},» uiConfig «: {«webappPrefix»: «», «artifactId»: «header-footer-app», «applicationVersion»: «20.0,39 «,» applicationSha «:» 1ef9ba4bb623e806af8c22466fe5f15969b9489a «,» applicationName «:» верхний колонтитул «,» узел «:» f0a75841-41c5-4437-bb4e-708726a7548a «,» облако «prod:» eus9 » oneOpsEnv «:» prod-a «,» profile «:» PROD «,» basePath «:» / globalnav «,» origin «:» https://www.walmart.com «,» apiPath «:» / header- нижний колонтитул / электрод / api «,» loggerUrl «:» / заголовок-нижний колонтитул / электрод / api / logger «,» storeFinderApi «: {» storeFinderUrl «:» / store / ajax / primary-flyout «},» searchTypeAheadApi «: { «searchTypeAheadUrl»: «/ search / autocomplete / v1 /», «enableUpdate»: false, «typeaheadApiUrl»: «/ typeahead / v2 / complete», «taSkipProxy»: false}, «emailSignupApi»: {«emailSignupUrl»: » / account / electro / account / api / subscribe «},» feedbackApi «: {» fixedFeedbackSubmitUrl «:» / customer-survey / submit «},» logging «: {» logInterval «: 1000,» isLoggingAPIEnabled «: true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingCacheStatsEnabled «: true},» env «:» production «},» envInfo «: {» APP_SHA «:» 1ef9ba4bb623e806af8c22466fe5 «,» APP «,0.39-1ef9ba «},» expoCookies «: {}}

Введите местоположение

Введите почтовый индекс или город, штат. Ошибка: введите действительный почтовый индекс или город и штат.

Обновите местоположение

.

Body Power 3-in-1 Trio-Trainer® Тренировочный тренажер — Walmart.com

«,» tooltipToggleOffText «:» Нажмите на переключатель, чтобы получить

БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий день!

«,» tooltipDuration «:» 5 «,» tempUnavailableMessage «:» Скоро вернусь! «,» TempUnavailableTooltipText «:»

Мы прилагаем все усилия, чтобы снова начать работу.

  • Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
  • Продолжайте проверять наличие.

«,» hightlightTwoDayDelivery «:» false «,» locationAlwaysElhibited «:» false «,» implicitOptin «:» false «,» highlightTwoDayDelivery «:» false «,» isTwoDayDeliveryTextEnabled «:» true «,» useTestingApi » «,» ndCookieExpirationTime «:» 30 «},» typeahead «: {» debounceTime «:» 100 «,» isHighlightTypeahead «:» true «,» shouldApplyBiggerFontSizeAndCursorWithPadding «:» true «,» isBackgroundGreyoutEnabled} «:» false » locationApi «: {» locationUrl «:» https: // www.walmart.com/account/api/location»},»oneApp»:{«drop2″:»true»,»hfdrop2″:»true»,»heartingCacheDuration»:»60000″,»hearting»:»false «}, «feedback»: {«showFeedbackSuccessSnackbar»: «true», «feedbackSnackbarDuration»: «3000»}, «webWorker»: {«enableGetAll»: «false», «getAllTtl»: «

0″}, «search»: {» searchUrl «:» / search / «,» enabled «:» false «,» tooltipText «:»

Скажите нам, что вам нужно

«,» tooltipDuration «: 5000,» nudgeTimePeriod «: 10000}}},» uiConfig «: {«webappPrefix»: «», «artifactId»: «header-footer-app», «applicationVersion»: «20.0,39 «,» applicationSha «:» 1ef9ba4bb623e806af8c22466fe5f15969b9489a «,» applicationName «:» верхний колонтитул «,» узел «:» a758ca63-e1d5-4e6a-8573-ce1fd81086f5 «,» cloud «-a:» wus14 » oneOpsEnv «:» prod-a «,» profile «:» PROD «,» basePath «:» / globalnav «,» origin «:» https://www.walmart.com «,» apiPath «:» / header- нижний колонтитул / электрод / api «,» loggerUrl «:» / заголовок-нижний колонтитул / электрод / api / logger «,» storeFinderApi «: {» storeFinderUrl «:» / store / ajax / primary-flyout «},» searchTypeAheadApi «: { «searchTypeAheadUrl»: «/ search / autocomplete / v1 /», «enableUpdate»: false, «typeaheadApiUrl»: «/ typeahead / v2 / complete», «taSkipProxy»: false}, «emailSignupApi»: {«emailSignupUrl»: » / account / electro / account / api / subscribe «},» feedbackApi «: {» fixedFeedbackSubmitUrl «:» / customer-survey / submit «},» logging «: {» logInterval «: 1000,» isLoggingAPIEnabled «: true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingCacheStatsEnabled «: true},» env «:» production «},» envInfo «: {» APP_SHA «:» 1ef9ba4bb623e806af8c22466fe5 «,» APP «,0.39-1ef9ba «},» expoCookies «: {}}

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *