Единицы мощности
Содержание
От мощности устройства зависит, сколько и за какое время работы оно произведет, но также от нее зависит, сколько энергии будет потреблено. На большинстве бытовых электрических приборах пишется мощность, например, на чайниках, мощность также одна из характеристик автомобиля. Но измеряются они зачастую в разных единицах, отчего при расчетах инженерам приходится переходить между единицами измерения мощности.
Системные единицы
Дадим определение: под мощностью в физике понимают величину, которая характеризует работоспособность (скорость передачи или преобразования энергии) механизмов и устройств. Оно связано с другим понятиям работой.
В механике мощность находят по формуле:
$P = \frac
Рис. 1. Работа по перемещению груза.
$P = \frac
В электродинамике для мощности имеется своя формула:
Таким образом, единица измерения мощности это Джоули, деленные на секунду (Вольты, умноженные на Амперы), или Ватты. Последнее название дали в честь инженера Джеймса Уатта, создавшего паровую машину. Именно Ватт является единицей мощность в системе СИ.
В промышленности и на приборах зачастую используют более крупные единицы киловатты, мегаватты и др. Они получаются добавлением стандартных десятичных приставок. Соответственно, 1 кВт = 1000 Вт, 1 МВт = 1 000 000 Вт.
Рис. 2. Мощность на электрическом приборе.
В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда), получившей распространение в электродинамике, мощность принято измерять в эргах, отнесенных к секунде. $ 1 \: эрг = 10^ <-7>\: Дж $, тогда $ 1 \: Ватт = 10^7 \: \frac <эрг> <с>$
В системе МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) мощность измеряется в килограммах-силах, умноженных на метр и деленных на с. $1 \: кгс = 10 \: Н$, и тогда $1 \: Ватт = 0,1 \: \frac <кгс \cdot м><с>$
Внесистемные единицы
Сам Джеймс Уатт, фамилией которого теперь обозначают единицы мощности, измерял этот параметр в лошадиных силах. Так вышло исторически: Джеймс сравнивал, сколько потребуется лошадей на то, чтобы совершить ту же работу, которую делала его паровая машина. 1 л.с. равнялась мощности, которую необходимо затрачивать, чтобы поднимать тело массой 75 кг со скоростью 1 м/с.
Сейчас под единицей измерения, которую использовал Ватт, понимают механическую лошадиную силу 1 л.с. = 745,7 Вт. Но существуют и другие виды л.с. Например, в России чаще используют метрическую одна такая л.с. равна 735,5 Вт. Иногда применяют электрическую (746 Вт), котловую (9809,5 Вт) и гидравлическую (745,7 Вт). Все они примерно равны, но в зависимости от сферы удобней применять ту или иную лошадиную силу.
В теплофизике и термодинамике получили распространение другие внесистемные единицы калории в секунду (кал/с). В международном стандарте 1 калория это 4,187 Дж. Калорийностью, в частности, назывались теплота сгорания топлива, работа, необходимая для нагрева воды, энергия, получаемая из пищи. Из приведенного соотношения следует, что 1 Ватт это 0,24 калории.
Чтобы упростить перевод одних единиц измерения в другие, сделали специальные таблицы с переводными коэффициентами. Ниже приведена одна из них:
Рис. 3. Таблица перехода между единицами мощности.
Что мы узнали?
В ходе урока узнали, что такое мощность и как ее рассчитать, узнали в каких единицах измеряется мощность. Рассмотрели системные единицы измерения мощности (В СИ Ватт, в СГС эрг/с, в МКГСС $\frac <кгс \cdot м><с>$) и наиболее распространенные внесистемные (лошадиные силы и калории за секунду).
Источник: