Как вычислить электрическую мощность

Электрической мощностью называется количество энергии, преобразуемой из электрической в другую форму либо из другой формы в электрическую, за единицу времени. Если количество энергии выражено в джоулях, а время - в секундах, частное этих величин даст мощность в ваттах. Но исходные данные могут быть и другими, например, сила тока и напряжение.

Вам понадобится

• Калькулятор

Инструкция

1. Все величины, приведенные в условии задачи, переведите в единицы системы СИ. Так будет удобнее производить дальнейшие вычисления, а результат получится также в единицах этой системы. Например, если сила тока в условиях задана в миллиамперах, ее следует перевести в амперы, напряжение в киловольтах - в вольты, и т.д. Например, если в условии сказано, что напряжение на нагрузке составляет 0,6 кВ, а потребляемый ей ток - 250 мА, после перевода в единицы системы СИ получится, соответственно, 600 В и 0,25 А. Количество энергии часто выражают во внесистемных единицах - калориях и киловатт-часах. Одна калория равна 4,1868 джоулей (килокалория, соответственно, 4186,8 джоулей), а один киловатт-час - 3 600 000 джоулей.
2. Самый частый случай - когда в условиях задачи приведены напряжение и сила тока. Тогда, чтобы узнать мощность, достаточно умножить эти величины друг на друга (P=UI). Например, взяв исходные данные из предыдущего шага, умножьте 600 В на 0,25 А и получите 150 Вт - именно столько потребляет нагрузка.
3. Несколько реже в задачах встречается другой набор исходных величин - сила тока и сопротивление. Например: ток нагрузки равен 0,4 А, сопротивление нагрузки составляет 100 Ом. В этом случае вначале вычислите напряжение на нагрузке по закону Ома. Оно равно произведению силы тока на сопротивление (U=IR), следовательно, 0,4 А * 100 Ом = 40 В. Теперь задача сведена к предыдущей: умножьте силу тока (0,4 А) на напряжение (40 В) и получите мощность, равную 16 Вт.
4. В задачах другого вида условие содержит значения напряжения и сопротивления. Например, напряжение на нагрузке составляет 150 В, а её сопротивление равно 200 Ом. И здесь вначале воспользуйтесь законом Ома, но поскольку неизвестным является сила тока, формулу U=IR преобразуйте так: I=U/R. Поделите 150 В на 200 Ом, и получится 0,75 А. Теперь умножьте 150 В на 0,75 А, и получится 112,5 Вт.
5. Следующий тип задач - на вычисление мощности, не преобразуемой нагрузкой из электрической в другую форму, а, наоборот, преобразуемой генератором из другой формы в электрическую. Здесь для вычисления мощности снова необходимо умножить силу тока на напряжение. Например, в условии сказано, что ветрогенератор в настоящий момент вырабатывает напряжение в 24 В, а потребляемый от него ток составляет 3 А. Умножьте 24 В на 3 А, и получится 72 Вт - такую мощность отдаёт генератор.
6. Также исходные данные могут быть следующими: количество энергии, потреблённой нагрузкой (либо выработанной генератором), а также промежуток времени, за который эта энергия потреблена или выработано. Например, выработано или потреблено 10000 Дж за 100 с. Поделите количество энергии на время, и получится мощность: 10000 Дж / 100 с = 100 Вт.
7. И последний тип задач - когда в условии задана мощность, поступающая на генератор в форме, отличной от электрической, и кпд генератора. Например, мощность света, падающего на солнечную батарею, составляет 600 Вт, кпд батареи - 8 %, или, что то же самое, 0,08. Чему равна мощность, отдаваемая батареей в согласованную нагрузку? Умножьте 600 Вт на 0,08, и получится 48 Вт. Чуть более сложный пример: плотность мощности света равна 600 Вт на квадратный метр, площадь солнечной батареи - 1,5 квадратного метра, кпд - 10 % (0,1). В этом случае перемножьте все три величины: 600*1,5*0,1, и получится 90 Вт.
8. Решив любую из задач, переведите, если это требуется, получившуюся мощность в ваттах в другие единицы, например, милливатты, киловатты.