หากคุณเคยดูมิเตอร์ไฟฟ้าหรือบิลค่าสาธารณูปโภคอย่างใกล้ชิด คุณอาจสังเกตเห็นว่าหน่วยการใช้ไฟฟ้ามีหน่วยเป็น kWh หรือกิโลวัตต์-ชั่วโมง หากคุณไม่มีพื้นฐานที่เป็นทางการในด้านวิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยนี้น่าจะสร้างความสับสน มันแสดงถึงพลังงานหรือไม่? อำนาจ? หรือพวกนี้เหมือนกัน? หรือกิโลวัตต์ชั่วโมงเป็นอย่างอื่นโดยสิ้นเชิง?
แน่นอนว่าประเด็นหลักที่นี่สำหรับใครที่จ่ายค่าไฟคือต้องเข้าใจการบริโภคว่าจะผันผวนอย่างไรตลอดหลักสูตร หนึ่งปีและสิ่งที่ควรทำเพื่อลดการบริโภคในช่วงเวลาที่กำหนดโดยไม่กระทบต่อบ้านหรือที่ทำงานที่สำคัญ ฟังก์ชั่น. ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจก่อนว่ากิโลวัตต์-ชั่วโมงคืออะไร และเหตุใดจึงใช้หน่วยนี้ในการคำนวณมากกว่าที่จะเป็นพื้นฐาน
kWh แสดงถึงอะไร?
ถ้าไม่มีอย่างอื่น คุณอาจคุ้นเคยกับแนวคิดของวัตต์ หน่วยที่ใช้ในการจำแนกหลอดไฟ วัตต์เป็นหน่วยมาตรฐานของกำลังในวิชาฟิสิกส์ และพลังงานกลับเป็นพลังงานต่อหน่วยเวลา หน่วยมาตรฐานของพลังงานคือจูลและสามารถหาได้หลายวิธี ที่พบมากที่สุดคือแรงคูณด้วยระยะทาง หน่วยแรงมาตรฐานคือนิวตัน ในขณะที่ระยะทางคือเมตร ดังนั้นจูลจึงเป็นนิวตัน-เมตรจริงๆ อย่างไรก็ตาม พลังงานมีหน่วยเดียวกับงานและความร้อน และสามารถแสดงในรูปของเอิร์ก แคลอรี่ หรือหน่วยความร้อนของอังกฤษ ขึ้นอยู่กับลักษณะของปัญหาที่จะแก้ไข
ถ้ากำลังเป็นพลังงานหารด้วยเวลา กิโลวัตต์-ชั่วโมงต้องมีหน่วยของพลังงานเพราะคูณ a หน่วยของกำลังโดยหน่วยของเวลาตัดเอาตัวประกอบเวลาในตัวส่วนของส่วนกำลังของ หน่วย เมื่อรู้ว่ากิโลวัตต์คือ 1,000 วัตต์และหนึ่งชั่วโมงรวมถึง 3,600 วินาที คุณจึงมี:
1 kWh = (1,000 J/วินาที) (3,600 วินาที) = (3,600,000 J) = 3.6 เมกะจูล = 3.6 MJ
การใช้พลังงานของสหรัฐต่อผู้บริโภค
จากข้อมูลของสำนักงานบริหารข้อมูลพลังงานแห่งสหรัฐอเมริการะบุว่าบ้านโดยเฉลี่ยใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า 10,800 กิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2560 เล็กน้อย ของใช้ในครัวเรือนบางอย่างเป็นหมูที่มีชื่อเสียง ตัวอย่างเช่น เครื่องอบผ้าใช้กำลังไฟประมาณ 5,000 วัตต์หรือ 5 กิโลวัตต์ ในขณะที่เครื่องอบผ้ารุ่นท็อปกินไฟมากกว่า 8,000 วัตต์หรือ 8 กิโลวัตต์ เครื่องทำน้ำอุ่นเช็คอินที่ 2,500 วัตต์ (2.5 กิโลวัตต์) และเครื่องปรับอากาศทั่วไปมีอัตราอยู่ที่ประมาณ 1,600 วัตต์ (1.6 กิโลวัตต์)
แปลง kWh/ปี เป็น วัตต์ หรือ กิโลวัตต์
10,800 kWh ในหนึ่งปีคือประมาณ 900 kWh ต่อเดือน (10,800/12 เดือน = 900) และประมาณ 30 kWh ต่อวัน (ใช้เดือนที่มี 30 วัน 900/30 = 30) เจาะลึกลงไปอีก เนื่องจากในหนึ่งวันมี 24 ชั่วโมง จึงแปลว่าประมาณ 1.25 kWh ต่อชั่วโมง (30/24 = 1.25) เนื่องจากหน่วย "ชั่วโมง" ในหน่วย kWh/h ถูกยกเลิก ดังนั้นการใช้พลังงาน 10,800 กิโลวัตต์ชั่วโมงในหนึ่งปีจึงต้องใช้กำลังไฟฟ้า 1.25 กิโลวัตต์หรือ 1,250 วัตต์อย่างสม่ำเสมอ
หาก 10,800 kWh ต่อปีแปลเป็น 1.25 kW ปัจจัยการแปลงคือ:
(10,800 kWh/1.25 kW) = 8,640 ชม.
นี่เป็นวิธีการทีละขั้นตอนในการสร้างสิ่งที่อาจเข้าใจได้ชัดเจนสำหรับผู้เนิร์ดคณิตศาสตร์ตั้งแต่เริ่มแรก: ในการรับจาก kWh ต่อปีเป็น kW คุณเพียงแค่หารด้วยจำนวนชั่วโมงในหนึ่งปี แม้ว่าตัวอย่างข้างต้นจะมาถึงที่ 8,640 ตัวเลขนี้ไม่แน่นอนเนื่องจากการปัดเศษในปัญหา ในความเป็นจริง คุณต้องคูณจำนวนชั่วโมงในหนึ่งวันด้วยจำนวนวันในหนึ่งปี และถ้าคุณต้องการได้ จินตนาการและปัจจัยในปีอธิกสุรทิน จำนวนวันเฉลี่ยในหนึ่งปีคือ 365.25 ไม่ใช่ 365 เนื่องจากปีอธิกสุรทินเกิดขึ้นทุกสี่ ปี. ดังนั้น วิธีที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการหาค่า kW จาก kWh/ปี หมายถึงการหารด้วย:
(365.25)(24) = 8,766 ชม.
หากต้องการเปลี่ยนจากกิโลวัตต์ต่อชั่วโมงเป็นวัตต์แทน ให้คูณผลลัพธ์นี้ด้วย 1,000 เนื่องจากกิโลวัตต์คือ 1,000 วัตต์