Om du någonsin har tittat noga på en elmätare eller elräkning kan du ha märkt att enheterna för elförbrukning anges i kWh eller kilowattimmar. Om du inte har en formell bakgrund inom fysik, är den här enheten sannolikt förvirrande. Representerar det energi? Kraft? Eller är dessa desamma? Eller är en kilowattimme något helt annat?
Naturligtvis är huvudfrågan här för alla som betalar en elräkning att förstå konsumtionen, hur den kan variera under kursen ett år och vad som kan göras för att sänka konsumtionen under en viss tidsperiod utan att äventyra väsentliga hem eller arbetsplatser funktioner. För att göra detta måste du först förstå vad en kilowattimme är och varför den här enheten används i beräkningar snarare än något mer grundläggande.
Vad representerar en kWh?
Om inget annat är du förmodligen bekant med begreppet watt, den enhet som används för att klassificera glödlampor. En watt är den normala kraftenheten i fysik, och kraften är i sin tur energi per tidsenhet. Standardenheten för energi är joule och kan härledas på ett antal sätt; den vanligaste är kraft multiplicerad med avstånd. Standardkraftenheten är newton, medan avståndet är mätaren, så en joule är verkligen en newtonmätare. Energi har förresten samma enheter som arbete och värme och kan uttryckas i termer av kalorier, kalorier eller brittiska termiska enheter beroende på vilken typ av problem som ska lösas.
Om kraften är energi dividerad med tiden måste en kilowattimme ha enheter av energi för att multiplicera a Enhetsenhet med en tidsenhet avbryter tidsfaktorn i nämnaren för effektdelen av enhet. Att veta att ett kilowatt är 1000 watt och en timme inkluderar 3600 sekunder, har du då:
1 kWh = (1000 J / sek) (3600 sek) = (3600 000 J) = 3,6 megajoules = 3,6 MJ.
Amerikansk energiförbrukning per konsument
Enligt US Energy Information Administration använde det genomsnittliga hemmet något under 10 800 kWh elektrisk energi år 2017. Vissa hushållsartiklar är ökända kraftgrisar. Till exempel använder en torktumlare cirka 5 000 watt, eller 5 kW, medan en serie topp äter upp över 8 000 watt eller 8 kW. En varmvattenberedare kontrollerar in 2,500 watt (2,5 kW) och en typisk luftkonditioneringsapparat uppskattas till cirka 1600 watt (1,6 kW).
Omvandling av kWh / år till watt eller kilowatt
10 800 kWh på ett år är cirka 900 kWh per månad (10 800/12 månader = 900) och cirka 30 kWh per dag (med en månad på 30 dagar, 900/30 = 30). Att borra ner ännu djupare, eftersom det finns 24 timmar på en dag, översätts detta till cirka 1,25 kWh per timme (30/24 = 1,25). Eftersom "timme" -enheten i kWh / h avbryts följer det att förbrukningen av 10 800 kWh energi under ett år kräver en konstant effektuttag på 1,25 kW, eller 1 250 watt.
Om 10 800 kWh per år översätts till 1,25 kW är omvandlingsfaktorn:
(10 800 kWh / 1,25 kW) = 8640 timmar.
Detta är ett steg-för-steg-sätt att fastställa vad som kan ha varit klart för matematiska nördar från början: För att komma från kWh per år till kW behöver du bara dela med antalet timmar per år. Även om exemplet ovan kommer till 8 640 är denna siffra felaktig på grund av avrundningen som gjorts i problemet. I verkligheten måste du multiplicera antalet timmar på en dag med antalet dagar under ett år, och om du verkligen vill få fancy och faktor i skottår, är det genomsnittliga antalet dagar under ett år 365,25, inte 365, eftersom ett skottår inträffar var fjärde år. Ett mer exakt sätt att härleda kW från kWh / år innebär alltså att dividera med:
(365,25) (24) = 8766 timmar.
För att gå från kWh / år till watt istället multiplicerar du bara resultatet med 1000, eftersom ett kilowatt är 1000 watt.