Waty to jednostki SI (metryczne) dla mocy, a obliczenie mocy zwykle nie jest trudne. Można to zrobić na dwa sposoby, w zależności od tego, czy mówimy o energii mechanicznej, czy elektrycznej.
Równanie watów dla obwodu elektrycznego uwzględnia napięcie w obwodzieV, mierzony w woltach, a prądja, mierzone w amperach, przechodząc przez nią. W mechanice definicja mocy to tempo wykonywania pracy doingW. Jest zdefiniowany jakoW/t, gdzietto czas potrzebny na zakończenie pracy. Aby otrzymać wynik w watach, praca musi być wyrażona w dżulach, a czas w sekundach.
Co to jest wat?
Pojęcie mocy zostało wprowadzone przez Jamesa Watta, szkockiego wynalazcę, który jest bardziej znany ze swoich prac nad silnikami parowymi. Pojmował władzę jako produkt siłyfai prędkośćvi ta definicja władzy jest nadal aktualna. Innymi słowy, jeśli nadal stosujesz siłęfado ciała poruszającego się z prędkościąv, wydatkowana moc wynosi
P = F × v
Watt wykonał wszystkie swoje pomiary w jednostkach angielskich i wynalazł moc, którą zdefiniował jako moc niezbędną do podniesienia ładunku o wartości 33 000 funtów na jedną stopę na minutę.
Kiedy system metryczny został przyjęty przez międzynarodową społeczność naukową, wat, jako jednostka pracy lub energii w czasie, stał się równy dżulowi na sekundę. Od pracyWjest siłafarazy odległośćredżul jest równy niutonometrowi, ponieważ niutony są jednostkami siły. Czyli 1 wat równa się 1 niutonometrowi na sekundę.
Równanie Wattsa w mechanice
Aby obliczyć moc w watach, można użyć dowolnego z poniższych równań, pod warunkiem, że wszystkie ilości są wyrażone w jednostkach metrycznych MKS (metry, kilogramy, sekundy).
P = F × v \\ P = \frac{W}{t}
Jeśli wykonujesz pomiary w systemie CGS (centymetry, gramy, sekundy), siła jest wyrażana w dynach, a praca w ergach. Musisz przeliczyć je na niutony i dżule, aby otrzymać wynik w watach. Oto współczynniki konwersji:
1 dyna = 10 −5 niutony
1 erg = 10 −7 dżule
Możesz również wyrazić swój wynik w kilowatach (kw). Wzór na kilowat to 1 kw = 1000 watów.
Waty jako jednostki energii elektrycznej
Wzór na moc dla obwodu z napięciemVi prądjajest
P = V × I
Możesz użyć prawa Ohma do wyrażenia napięcia lub prądu w postaci rezystancjiRw obwodzie:V = ja × R. Dzięki temu możesz wyrazić moc jako funkcję napięcia i prądu lub napięcia i rezystancji.
P = I^2 × R \\ P = \frac{V^2}{R}
Po dokonaniu pomiarów nie musisz samodzielnie wykonywać obliczeń. Możesz skorzystać z kalkulatora internetowego. W Zasobie jest jeden taki kalkulator.
Aby otrzymać wynik w watach, musisz wyrazić napięcie w woltach, prąd w amperach i rezystancję w omach. Tak więc wat można wyrazić w tych jednostkach:
1 wat = 1 wolt-amper = 1 amper2-om = 1 wolt2 / ohm.