Fizinė galia: formulės ir vienetai, galios tipai (su pavyzdžiais)

Fizinė galia reiškia darbo laiko (arba suvartojamos energijos) kiekį laiko vienetais. Jėga yra skalinis dydis, kuris yra jo matavimo vienetas Tarptautinėje vienetų sistemoje liepos mėn. Per sekundę (J / s), žinomas kaip Watt, pagerbtas Jamesui Wattui.

Kitas gana dažnas matavimo vienetas yra tradicinis garo arklys. Fizikoje nagrinėjamos įvairios galios rūšys: mechaninė galia, garso galia, šiluminė galia, be kita ko. Apskritai, yra intuityvi idėja apie valdžios prasmę. Paprastai tai siejama su didesne galia, didesniu vartojimu.

Taigi lemputė sunaudoja daugiau elektros energijos, jei jos galia yra didesnė; tas pats atsitinka su plaukų džiovintuvu, radiatoriu arba asmeniniu kompiuteriu.

Todėl būtina suprasti jo reikšmę, įvairias galias, kurios egzistuoja, ir suprasti, kaip jis apskaičiuojamas, ir kokie yra jo dažniausiai pasitaikančių matavimo vienetų santykiai.

Formulės

Pagal apibrėžimą, apskaičiuojant suvartojamą arba per tam tikrą laiką tiekiamą galią, naudojama ši išraiška:

P = W / t

Šioje išraiška P yra galia, W yra darbas ir t yra laikas.

Jei norite apskaičiuoti momentinę galią, turėtumėte naudoti šią formulę:

Šioje formulėje Δt yra laiko prieaugis, F yra jėga, o v - greitis.

Vienetai

Galios unikalumas tarptautinėje vienetų sistemoje yra liepos mėn. Per sekundę ( J / s ), žinomas kaip vatas ( W ). Tam tikruose kontekstuose taip pat yra gana paplitusi, pavyzdžiui, naudoti kitus vienetus, pvz., Kilovatus (kW), arklio galias (CV).

Akivaizdu, kad kilovatas yra lygus 1000 vatų. Kita vertus, garo arklio ir vato ekvivalentiškumas yra toks:

1 CV = 745, 35 W

Kitas galios blokas, nors jo naudojimas yra daug rečiau, yra ergiumas per sekundę (erg / s), kuris atitinka 10-7 W.

Svarbu atskirti kilovatą nuo kilovatvalandės (kWh), nes pastaroji yra energijos ar darbo vienetas, o ne galia.

Maitinimo tipai

Tarp įvairių galių, kurios egzistuoja, kai kurie svarbiausi yra tie, kurie bus tiriami toliau.

Mechaninė galia

Kieta kieta medžiaga veikianti mechaninė galia gaunama, kai produktas susidaro tarp visos susidariusios jėgos ir į tą kūną perduoto greičio.

P = F ∙ v

Ši išraiška yra lygiavertė reiškiniui: P = W / t, ir iš tikrųjų ji gaunama iš jo.

Tuo atveju, jei yra ir standžios kietosios medžiagos sukimosi judesys ir todėl joms taikomos jėgos keičia jo kampinį greitį, dėl kurio kyla kampinis pagreitis, jis turi:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Šioje išraiška M yra panaudotų jėgų momentas, o ω yra kūno kampinis greitis.

Elektros energija

Elektros energija, kurią tiekia ar suvartoja elektrinis komponentas, yra dalijimasis į tą komponentą tiekiamo ar sugeriamo elektros energijos kiekiu ir joje praleistu laiku. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką:

P = V ∙ I

Šioje lygtyje V yra potencialus skirtumas per komponentą, o I - elektros srovė, kuri eina per ją.

Konkrečiu atveju, kai komponentas yra elektrinis atsparumas, gali būti naudojamos šios išraiškos apskaičiuoti: P = R ∙ I2 = V2 / R, kur R yra atitinkamos sudedamosios dalies elektrinės varžos vertė.

Šilumos galia

Komponento šiluminė galia yra apibrėžiama kaip energijos kiekis, išsklaidytas arba išleistas šilumos pavidalu minėto komponento laiko vienetais. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką:

P = E / t

Minėtoje išraiškoje E yra šilumos pavidalo energija.

Garso galia

Garso galia apibrėžiama kaip energija, kurią garso banga perneša laiko vienetais per tam tikrą paviršių.

Taigi, garso galia priklauso ir nuo garso bangos intensyvumo, ir nuo paviršiaus, kurį kerta minėta banga, ir apskaičiuojamas pagal tokį integralą:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

Šiame integriniame Ps yra bangos garso galia, Is yra bangos garso intensyvumas, o dS - bangos skersinio paviršiaus skirtumas.

Nominali galia ir tikra galia

Nominali galia yra didžiausia galia, kurią mašina ar variklis turi arba gali pasiūlyti įprastomis naudojimo sąlygomis; tai yra didžiausia galia, kurią mašina ar variklis gali palaikyti arba pasiūlyti.

Nominalus terminas vartojamas, nes ši mašina paprastai apibūdinama, kad ją būtų galima apibūdinti.

Kita vertus, tikroji ar naudinga galia, ty galia, kuri faktiškai naudojama, sukurta ar naudojama mašinoje arba variklyje, paprastai skiriasi nuo vardinės galios, paprastai mažesnė.