Kuasa ialah kuantiti fizik, biasanya sama dengan kadar perubahan tenaga keseluruhan sistem. Jika kita bercakap lebih khusus tentang kuasa yang sama, maka kita boleh mengatakan bahawa ia secara langsung bergantung kepada nisbah kerja yang dilakukan dalam tempoh tertentu masa operasi dan saiz tempoh masa ini. Terdapat konsep kuasa purata dan serta-merta. Iaitu, jika kita bercakap tentang tentang kuasa sistem dalam tempoh masa tertentu, maka ini adalah kuasa purata. Jika kita menganggap kuasa di masa ini, maka ini adalah kuasa serta-merta. Dari sini kita mendapat formula berikut:

N (kuasa) = E (tenaga) / t (masa)

Akibatnya, kamiran yang diperoleh daripada penunjuk kuasa segera untuk tempoh masa tertentu adalah sama dengan jumlah tenaga yang digunakan dalam tempoh masa tertentu.

Adalah menjadi kebiasaan untuk menggunakan watt sebagai unit ukuran untuk kuantiti ini. Dengan mengambil kira formula sebelumnya, kita boleh mengatakan bahawa 1 Watt = 1 J / 1 s. Satu lagi unit popular untuk mengukur kuasa ialah kuasa kuda.

Apakah kuasa dalam mekanik?

Daya yang bertindak ke atas jasad yang sedang bergerak memang berfungsi. Dalam kes ini, kuasa ditentukan oleh hasil skalar bagi vektor daya dan vektor kelajuan yang mana sistem bergerak di angkasa. Itu dia:

N = F*v = F*v*cos a

Dalam formula ini, F ialah daya, v ialah halaju, a ialah sudut yang menghubungkan vektor halaju dan vektor daya.

Jika kita bercakap tentang pergerakan putaran badan, maka formula berikut adalah sesuai:

N = M * w = (2P * M * n) / 60

Dalam formula ini, M ialah momen daya, w ialah halaju sudut, P ialah nombor Pi, dan n ialah bilangan pusingan bagi setiap set unit masa (setiap minit).

Apakah yang menentukan kuasa tenaga elektrik?

Istilah kuasa elektrik menggambarkan kadar perubahan atau pemindahan tenaga elektrik. Meneroka rangkaian arus ulang alik, kecuali konsep "kuasa serta-merta", yang sepadan secara tradisi definisi fizikal, adalah kebiasaan untuk menggunakan kuasa aktif. Kuasa aktif adalah sama dengan purata kuasa serta-merta dalam satu tempoh masa, penunjuk yang menentukan kuasa reaktif sepadan dengan tenaga yang bergerak antara sumber dan pengguna tanpa pelesapan dan penuh makna kuasa, yang ditentukan oleh produk nilai aktif semasa dan voltan, tidak mengambil kira peralihan fasa.

Untuk menyeret 10 beg kentang dari taman yang terletak beberapa kilometer dari rumah, anda perlu membawa baldi ke sana ke mari sepanjang hari. Jika anda mengambil troli yang direka untuk satu beg, anda boleh melakukannya dalam masa dua hingga tiga jam.

Nah, jika anda membuang semua beg ke dalam kereta yang ditarik oleh kuda, maka dalam setengah jam tuaian anda akan selamat bergerak ke bilik bawah tanah anda. Apakah perbezaannya? Perbezaannya ialah seberapa cepat kerja itu selesai. Kelajuan kerja mekanikal dicirikan oleh kuantiti fizik yang dipelajari dalam kursus fizik gred ketujuh. Kuantiti ini dipanggil kuasa. Kuasa menunjukkan berapa banyak kerja yang dilakukan setiap unit masa. Iaitu, untuk mencari kuasa, anda perlu membahagikan kerja yang dilakukan dengan masa yang dihabiskan.

Formula pengiraan kuasa

Dan dalam kes ini, formula untuk mengira kuasa mengambil bentuk berikut: kuasa = kerja / masa, atau

N=A/t,

di mana N ialah kuasa,
Kerja,
t - masa.

Unit kuasa ialah watt (1 W). 1 W ialah kuasa di mana 1 joule kerja dilakukan dalam 1 saat. Unit ini dinamakan sempena pencipta Inggeris J. Watt, yang membina enjin stim pertama. Adalah pelik bahawa Watt sendiri menggunakan unit kuasa yang berbeza - kuasa kuda, dan formula kuasa dalam fizik dalam bentuk yang kita tahu hari ini diperkenalkan kemudian. Pengukuran kuasa dalam kuasa kuda masih digunakan hari ini, sebagai contoh, apabila bercakap tentang kuasa kereta penumpang atau trak. Satu kuasa kuda bersamaan dengan kira-kira 735.5 watt.

Penggunaan kuasa dalam fizik

Kuasa adalah ciri yang paling penting mana-mana enjin. Enjin yang berbeza menghasilkan kuasa yang sama sekali berbeza. Ini boleh jadi sama ada perseratus kilowatt, contohnya, enjin pencukur elektrik, atau berjuta-juta kilowatt, contohnya, enjin kenderaan pelancar. kapal angkasa. Di bawah beban yang berbeza enjin kereta menghasilkan kuasa yang berbeza untuk terus bergerak pada kelajuan yang sama. Sebagai contoh, apabila jisim beban bertambah, berat kereta bertambah, dan oleh itu, daya geseran pada permukaan jalan meningkat, dan untuk mengekalkan kelajuan yang sama seperti tanpa beban, enjin perlu melakukan lebih banyak kerja. Sehubungan itu, kuasa yang dijana oleh enjin akan meningkat. Enjin akan menggunakan lebih banyak bahan api. Ini diketahui oleh semua pemandu. Walau bagaimanapun, pada kelajuan tinggi inersia kenderaan yang bergerak juga memainkan peranan penting kenderaan, yang lebih besar semakin besar jisimnya. Pemandu trak berpengalaman mencari gabungan optimum laju dengan petrol yang digunakan supaya kereta kurang membakar minyak.

Setiap badan yang membuat pergerakan boleh dicirikan oleh kerja. Dalam erti kata lain, ia mencirikan tindakan kuasa.

Kerja ditakrifkan sebagai:
Hasil darab modulus daya dan laluan yang dilalui oleh jasad, didarab dengan kosinus sudut antara arah daya dan pergerakan.

Kerja diukur dalam Joule:
1 [J] = = [kg* m2/s2]

Contohnya, jasad A, di bawah pengaruh daya 5 N, bergerak sejauh 10 m. Tentukan kerja yang dilakukan oleh jasad itu.

Oleh kerana arah pergerakan dan tindakan daya bertepatan, sudut antara vektor daya dan vektor anjakan akan sama dengan 0°. Formula akan dipermudahkan kerana kosinus sudut 0° adalah sama dengan 1.

Menggantikan parameter awal ke dalam formula, kami dapati:
A= 15 J.

Mari kita pertimbangkan contoh lain: jasad seberat 2 kg, bergerak dengan pecutan 6 m/s2, telah bergerak sejauh 10 m. Tentukan kerja yang dilakukan oleh jasad itu jika ia bergerak ke atas sepanjang satah condong pada sudut 60°.

Sebagai permulaan, mari kita hitung berapa banyak daya yang perlu dikenakan untuk memberikan pecutan 6 m/s2 kepada badan.

F = 2 kg * 6 m/s2 = 12 H.
Di bawah pengaruh daya 12N, badan bergerak 10 m. Kerja boleh dikira menggunakan formula yang telah diketahui:

Di mana, a bersamaan dengan 30°. Menggantikan data awal ke dalam formula yang kami dapat:
A= 103.2 J.

Kuasa

Banyak mesin dan mekanisme melakukan kerja yang sama dalam tempoh masa yang berbeza. Untuk membandingkannya, konsep kuasa diperkenalkan.
Kuasa ialah kuantiti yang menunjukkan jumlah kerja yang dilakukan setiap unit masa.

Kuasa diukur dalam Watts, selepas jurutera Scotland James Watt.
1 [Watt] = 1 [J/s].

Sebagai contoh, kren besar mengangkat beban seberat 10 tan ke ketinggian 30 m dalam masa 1 minit. Sebuah kren kecil mengangkat 2 tan batu bata ke ketinggian yang sama dalam masa 1 minit. Bandingkan kapasiti kren.
Mari kita tentukan kerja yang dilakukan oleh kren. Beban naik 30m, sambil mengatasi daya graviti, jadi daya yang dibelanjakan untuk mengangkat beban akan sama dengan daya interaksi antara Bumi dan beban (F = m * g). Dan kerja ialah hasil darab dengan jarak yang dilalui oleh beban, iaitu dengan ketinggian.

Untuk kren besar A1 = 10,000 kg * 30 m * 10 m/s2 = 3,000,000 J, dan untuk kren kecil A2 = 2,000 kg * 30 m * 10 m/s2 = 600,000 J.
Kuasa boleh dikira dengan membahagikan kerja dengan masa. Kedua-dua kren mengangkat beban dalam masa 1 minit (60 saat).

Dari sini:
N1 = 3,000,000 J/60 s = 50,000 W = 50 kW.
N2 = 600,000 J/ 60 s = 10,000 W = 10 kW.
Daripada data di atas jelas dilihat bahawa kren pertama adalah 5 kali lebih kuat daripada yang kedua.

Tambahkan tapak pada penanda halaman

Konsep kuasa arus elektrik

Kuasa arus elektrik

Sebelum bercakap tentang kuasa elektrik, kita harus mentakrifkan konsep kuasa dalam pengertian umum. Biasanya, apabila orang bercakap tentang kuasa, mereka bermaksud sejenis daya yang dimiliki objek (motor elektrik berkuasa) atau tindakan (letupan kuat).

Tetapi, seperti yang kita ketahui dari fizik sekolah, daya dan kuasa adalah konsep yang berbeza, walaupun mereka mempunyai hubungan.

Pada mulanya, kuasa (N) adalah ciri yang berkaitan dengan peristiwa (tindakan) tertentu, dan jika ia terikat pada objek tertentu, maka konsep kuasa juga bersyarat berkorelasi dengannya. mana-mana tindakan fizikal membayangkan pengaruh kuasa. Daya (F), dengan bantuan laluan tertentu (S) telah dilalui, akan sama dengan kerja yang dilakukan (A). Dan kerja yang dilakukan dalam masa tertentu (t) akan disamakan dengan kuasa.

Kuasa adalah kuantiti fizikal, iaitu sama dengan nisbah kerja sempurna yang dilakukan dalam tempoh masa tertentu kepada tempoh masa yang sama. Oleh kerana kerja adalah ukuran perubahan tenaga, kita juga boleh mengatakan ini: kuasa ialah kadar penukaran tenaga sistem.

Memahami konsep kuasa mekanikal, kita boleh beralih kepada mempertimbangkan kuasa elektrik (kuasa arus elektrik). Seperti yang anda ketahui, U ialah kerja yang dilakukan apabila menggerakkan 1 C, dan arus I ialah bilangan coulomb yang berlalu dalam 1 saat. Oleh itu, hasil darab arus dan voltan menunjukkan Kerja sepenuh masa, dilakukan dalam 1 saat, iaitu kuasa elektrik atau kuasa arus elektrik.

Menganalisis formula di atas, kita boleh membuat kesimpulan yang sangat mudah: sejak kuasa elektrik P sama-sama bergantung kepada arus I dan pada voltan U, oleh itu, kuasa elektrik yang sama boleh diperolehi sama ada dengan arus tinggi dan voltan rendah, atau, sebaliknya, dengan voltan tinggi dan arus rendah (ini digunakan dalam penghantaran elektrik ke jarak jauh dari loji janakuasa ke tempat penggunaan melalui penukaran transformer di pencawang elektrik step-up dan step-down).

Kuasa elektrik aktif (ini adalah kuasa yang tidak boleh ditarik balik ditukar kepada jenis tenaga lain - haba, cahaya, mekanikal, dll.) mempunyai unit pengukuran sendiri - W (Watt). Ia sama dengan hasil darab 1 V kali 1 A. Dalam kehidupan seharian dan dalam pengeluaran, lebih mudah untuk mengukur kuasa dalam kW (kilowatt, 1 kW = 1000 W). Loji janakuasa sudah menggunakan unit yang lebih besar - mW (megawatt, 1 mW = 1000 kW = 1,000,000 W).

Kuasa elektrik reaktif adalah kuantiti yang mencirikan jenis ini beban elektrik, yang dicipta dalam peranti (peralatan elektrik) oleh turun naik tenaga (bersifat induktif dan kapasitif) medan elektromagnet. Untuk arus ulang alik konvensional, ia adalah sama dengan hasil arus operasi I dan penurunan voltan U oleh sinus sudut fasa di antara mereka: Q = U×I×sin(sudut). Kuasa reaktif mempunyai unit pengukuran sendiri yang dipanggil VAR (volt-ampere reactive). Ditandakan dengan huruf Q.

Menggunakan contoh, kuasa elektrik aktif dan reaktif boleh dinyatakan seperti berikut: diberi ialah peranti elektrik yang mempunyai elemen pemanas dan motor elektrik. Elemen pemanasan biasanya diperbuat daripada bahan rintangan tinggi. Apabila arus elektrik melalui lingkaran elemen pemanas Tenaga Elektrik ditukar sepenuhnya kepada haba. Contoh ini adalah tipikal kuasa elektrik aktif.

Motor elektrik peranti ini mempunyai penggulungan tembaga di dalamnya. Ia mewakili induktansi. Dan seperti yang kita ketahui, induktansi mempunyai kesan aruhan diri, dan ini menyumbang kepada pemulangan separa elektrik kembali ke rangkaian. Tenaga ini mempunyai beberapa pengimbangan dalam nilai arus dan voltan, yang menyebabkan kesan negatif pada grid elektrik (membebankannya lagi).

Kapasitan (kapasitor) juga mempunyai kebolehan yang serupa. Ia mampu mengumpul cas dan melepaskannya semula. Perbezaan antara kapasitansi dan induktansi terletak pada anjakan yang bertentangan dengan nilai arus dan voltan berbanding satu sama lain. Tenaga kemuatan dan kearuhan ini (berubah fasa berbanding dengan nilai rangkaian bekalan) sebenarnya, akan menjadi kuasa elektrik reaktif.

Istilah "kuasa" dalam fizik mempunyai makna tertentu. Kerja mekanikal boleh dilakukan pada kelajuan yang berbeza. Dan kuasa mekanikal bermaksud betapa cepatnya kerja ini dilakukan. Keupayaan untuk mengukur kuasa dengan betul mempunyai penting untuk penggunaan sumber tenaga.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-19-768x433..jpg 960w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Makna fizikal kuasa

Pelbagai jenis kuasa

Untuk formula kuasa mekanikal, ungkapan berikut digunakan:

Pengangka formula ialah kerja yang dibelanjakan, dan penyebut ialah tempoh masa untuk penyiapannya. Nisbah ini dipanggil kuasa.

Terdapat tiga kuantiti yang boleh digunakan untuk menyatakan kuasa: serta-merta, purata dan puncak:

1. Kuasa serta-merta ialah penunjuk kuasa yang diukur pada masa tertentu. Jika kita menganggap persamaan untuk kuasa N = ΔA/Δt, maka kuasa serta-merta ialah kuasa yang diambil dalam tempoh masa yang sangat kecil Δt. Jika terdapat pergantungan grafik kuasa pada masa, maka kuasa serta-merta hanyalah nilai yang dibaca daripada graf pada bila-bila masa tertentu. Ungkapan lain untuk kuasa serta-merta:

1. Kuasa purata ialah nilai kuasa yang diukur dalam tempoh masa yang agak lama Δt;
2. Kuasa puncak ialah nilai maksimum yang boleh dimiliki oleh kuasa serta-merta dalam sistem tertentu dalam tempoh masa tertentu. Sistem stereo dan enjin kereta adalah contoh peranti yang boleh menyediakan kuasa maksimum, jauh lebih tinggi daripada purata mereka kuasa undian. Walau bagaimanapun, tahap kuasa ini boleh dikekalkan untuk masa yang singkat. Walaupun untuk ciri prestasi peranti, ia mungkin lebih penting daripada kuasa purata.

Penting! Bentuk pembezaan persamaan N = dA/dt adalah universal. Jika kerja mekanikal dilakukan secara seragam sepanjang masa t, maka kuasa purata akan sama dengan kuasa serta-merta.

daripada persamaan am entri yang terhasil ialah:

di mana A akan berada kerja am belakang masa yang ditentukan t. Kemudian, dengan operasi seragam, penunjuk yang dikira adalah sama dengan kuasa serta-merta, dan dengan operasi tidak sekata, kuasa purata.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-15-768x431..jpg 900w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula untuk kuasa mekanikal

Dalam unit apakah kuasa diukur?

Unit piawai untuk mengukur kuasa ialah watt (W), dinamakan sempena pencipta dan industrialis Scotland James Watt. Mengikut formula, W = J/s.

Terdapat satu lagi unit kuasa yang masih digunakan secara meluas hari ini: kuasa kuda (hp).

Menarik. Istilah "kuasa kuda" berasal dari abad ke-17, apabila kuda digunakan untuk mengangkat beban dari lombong. Satu l. Dengan. sama dengan kuasa untuk mengangkat 75 kg 1 m dalam 1 s. Ini bersamaan dengan 735.5 watt.

Kuasa kuasa

Persamaan untuk kuasa menggabungkan kerja yang dilakukan dan masa. Oleh kerana kita tahu bahawa kerja dilakukan oleh daya, dan daya boleh menggerakkan objek, kita boleh memperoleh ungkapan lain untuk kuasa serta-merta:

1. Kerja yang dilakukan secara paksa apabila bergerak:

A = F x S x cos φ.

1. Jika kita meletakkan A dalam formula universal untukN, kuasa daya ditentukan:

N = (F x S x cos φ)/t = F x V x cos φ, kerana V = S/t.

1. Jika daya adalah selari dengan halaju zarah, maka formula itu mengambil bentuk:

Kuasa objek berputar

Proses yang berkaitan dengan putaran objek boleh diterangkan dengan persamaan yang serupa. Setara dengan daya untuk putaran ialah tork M, setara dengan kelajuan V ialah halaju sudut ω.