물리적 힘은 단위 시간 (또는 에너지 소비) 작업의 양을 말한다. 전력은 스칼라 크기이며, 국제 단위계의 측정 단위는 James Watt를 기리기 위해 와트로 알려진 초당 줄 (J / s)입니다.
또 다른 매우 일반적인 측정 단위는 전통적인 마력입니다. 물리학에서는 기계적 힘, 음력, 발열량 등 다양한 유형의 힘을 연구합니다. 일반적으로 효능의 의미에 대한 직관적 인 아이디어가 있습니다. 일반적으로 더 큰 전력, 더 많은 소비와 관련이 있습니다.
따라서 전구는 전력이 더 크면 더 많은 전기 에너지를 소비합니다. 헤어 드라이어, 라디에이터 또는 개인용 컴퓨터도 마찬가지입니다.
이러한 이유로 그 의미, 존재하는 다양한 유형의 힘을 완전히 이해하고 계산 방법 및 가장 일반적인 측정 단위 간의 관계를 이해하는 것이 필요합니다.
방식
정의에 따라 시간 간격으로 소비되거나 공급되는 전력을 계산하기 위해 다음식이 사용됩니다.
P = 승 / t
이 표현에서 P는 힘, W는 일, t는 시간입니다.
순시 전력을 계산하려면 다음 공식을 사용해야합니다.
이 공식에서 ∆t는 시간의 증분, F는 힘, v는 속도입니다.
단위
국제 단위계에서 전력의 고유성은 와트 (W)로 알려진 초당 줄 (J / s)입니다. 또한 특정 상황에서는 킬로와트 (kW), 마력 (CV) 등과 같은 다른 단위를 사용하는 것이 매우 일반적입니다.
물론 킬로와트는 1000 와트입니다. 그 부분에서 마력과 와트의 동등성은 다음과 같습니다.
1 CV = 745.35W
전원의 다른 유닛의 사용은 더 적은 공통이지만, 초당 르가된다 (르 / S) (10)에 상당하는 -7 W.
후자는 전력이 아닌 에너지 또는 작업 단위이기 때문에 킬로와트와 킬로와트시 (kWh)를 구별하는 것이 중요합니다.
전원 유형
존재하는 여러 유형의 힘 중에서 가장 중요한 것은 아래에서 연구 할 것입니다.
기계적 힘
단단한 고체에 가해지는 기계적 힘은 적용된 총 힘과 그 몸체에 전달되는 속도 사이의 제품을 만들어 얻습니다.
P = F ∙ v
이 식은 P = W / t 식과 동일하며 실제로는 그로부터 얻습니다.
단단한 고체의 회전 운동도 발생하고 그에 가해진 힘이 각속도를 수정하여 각가속도를 발생시키는 경우 다음과 같습니다.
P = F ∙ v + M ∙ ω
이 식에서 M은 적용된 힘으로 인한 모멘트이고 ω는 신체의 각속도입니다.
전력
전기 부품에 의해 공급되거나 소비되는 전력은 해당 부품에 의해 전달되거나 흡수 된 전기 에너지의 양과 여기에 소비 된 시간을 나눈 결과입니다. 다음 식에서 계산됩니다.
P = V ∙ 나는
이 방정식에서 V는 구성 요소의 전위차이고 I는 구성 요소를 통과하는 전류의 강도입니다.
부품이 전기 저항 인 경우 다음 식을 사용하여 전력을 계산할 수 있습니다. P = R ∙ I 2 = V 2 / R, 여기서 R은 해당 부품의 전기 저항 값입니다.
난방 전력
구성 요소의 발열량은 단위 시간에 해당 구성 요소에 의해 열로 방출되거나 방출되는 에너지의 양으로 정의됩니다. 다음 식에서 계산됩니다.
P = E / t
이 표현에서 E는 열의 형태로 방출되는 에너지입니다.
사운드 파워
음력은 특정 표면을 통해 시간 단위로 음파에 의해 전달되는 에너지로 정의됩니다.
이러한 방식으로 음력은 음파의 강도와 상기 파동이 교차하는 표면에 따라 달라지며 다음 적분을 통해 계산됩니다.
P S = ⌠ S I S ∙ D S
이 적분에서 Ps는 파동의 음력이고 Is는 파동의 소리 강도이며 dS는 파동이 교차하는 표면 차이입니다.
정격 전력 및 실제 전력
공칭 전력은 기계 또는 모터가 정상적인 사용 조건에서 필요하거나 제공 할 수있는 최대 전력입니다. 즉, 기계 또는 모터가 지원하거나 제공 할 수있는 최대 전력입니다.
일반적으로 기계를 특성화하고 이름을 지정하는 데 전력이 사용되기 때문에 공칭 용어가 사용됩니다.
반면에 실제 또는 유용한 전력, 즉 기계 또는 모터에 의해 실제로 사용, 생성 또는 사용되는 전력은 일반적으로 공칭 전력과 다르며 일반적으로 더 적습니다.
예
첫 번째 예
100kg의 피아노를 높이 20m의 7 층에 크레인으로 연결하려고합니다. 크레인이 피아노를 올리는 데 4 초가 걸립니다. 크레인의 힘을 계산하십시오.
해결책
검정력을 계산하기 위해 다음식이 사용됩니다.
P = 승 / t
그러나 먼저 크레인이 수행 한 작업을 계산해야합니다.
W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9.8 ∙ 20 ∙ 1 = 19,600 N
따라서 크레인의 힘은 다음과 같습니다.
P = 19,600 / 4 = 4900W
두 번째 예
전류가 10A 인 경우 10Ω 저항에 의해 소비되는 전력을 계산합니다.
해결책
이 경우 다음 공식이 사용되는 전력을 계산해야합니다.
P = R ∙ I 2 = 10 ∙ 10 2 = 1000W
참고 문헌
- Resnik, Halliday & Krane (2002). 물리학 제 1 권. Cecsa.
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