PSO greitesnis žmogus O gal kranas pakels visą krovinį į aukštį? Kuris keltuvas turi didesnę galią?
Galia reiškia darbo atlikimo greitį.
Galia (N) yra fizikinis dydis, lygus darbo A santykiui su laiko intervalu t, per kurį šis darbas atliekamas.
Galia parodo, kiek darbo atliekama per laiko vienetą.
Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) galios vienetas vadinamas vatu (W) anglų išradėjo Jameso Watto (Watt), kuris sukonstravo pirmąjį garo variklį, garbei.
[N] = W = J/s
1 W = 1 J/s
1 vatas yra lygus jėgos, kuri per 1 sekundę atlieka 1 džaulį, galiai, arba
kai per 1 sekundę į 1 m aukštį pakeliama 100 g masė.
Pats Jamesas Wattas (1736 - 1819) naudojo kitokį galios vienetą - arklio galias (1 AG), kurį pristatė tam, kad galėtų palyginti garo mašinos ir arklio našumą.
1 AG = 735 W
Tačiau į Tikras gyvenimas vidutinis arklys turi apie 1/2 AG, nors arkliai, žinoma, skiriasi.
„Gyvieji varikliai“ gali trumpam padidinti savo galią kelis kartus.
Bėgdamas ir šokinėdamas arklys gali padidinti savo jėgą iki dešimties ar daugiau kartų.
Atlikdamas šuolį į 1 m aukštį, 500 kg sveriantis arklys išvysto 5000 W = 6,8 AG galią.
Manoma, kad ramiai vaikščiojančio žmogaus vidutinė galia yra maždaug 0,1 AG. y., 70 - 90W.
Kaip arklys, bėgdamas ir šokinėdamas žmogus gali išsiugdyti daug kartų didesnę jėgą.
Pasirodo, kad galingiausias šaltinis mechaninė energija yra šaunamasis ginklas!
Pabūklo pagalba galima mesti 900 kg masės šerdį 500 m/s greičiu, išvystant apie 110 000 000 J darbą per 0,01 sekundės. Šis darbas prilygsta 75 tonų krovinio pakėlimui į Cheopso piramidės viršūnę (aukštis 150m).
Patrankos šūvio galia bus 11 000 000 000 W = 15 000 000 AG.
Žmogaus raumenų įtempimo jėga yra maždaug lygi jį veikiančiai gravitacijos jėgai. Kai 2 vienodo svorio žmonės lipa laiptais į vienodą aukštį, bet su skirtingas greitis, tada kuris iš jų išvysto daugiau galios?
NEPAMIRŠKITE KO
Ši formulė galioja vienodas judesys Su pastovus greitis o esant kintamam judėjimui vidutiniam greičiui.
Iš to išplaukia
Iš aukščiau pateiktų formulių matyti, kad nuolatinė galia variklio greitis yra atvirkščiai proporcingas traukos jėgai ir atvirkščiai
Tai yra įvairių transporto priemonių pavarų dėžės (greičių dėžės) veikimo principo pagrindas.
O KAIP JUMS SU "SOOBRAZILKOY"?
Dabar patikrinkime!
1. Ar tramvajaus vagono varikliai išvysto vienodą galią, kai jis važiuoja tuo pačiu greičiu be keleivių ir su keleiviais?
Atsakymas: Pri nalitshii passashiriv sila tjashesti (ves) vagona bolshe, uvelitshivaetsja sila trenia, ravnaja v dannom slutshae sile tjagi, vosrastaet motshnost, uvelitshivaetsja rashod electroenergii.
2. Kodėl laivas su kroviniu juda lėčiau nei be krovinio? Juk variklio galia abiem atvejais yra vienoda.
Atsakymas: S uvelitsheniem nagruski korabl bolshe pogrushaetsja v wodu. eto uvelitshivaet silu soprotivlenija wodi dvisheniu korablja, tshto privodit k potere skorosti.
3. Traktorius turi tris greičius: 3,08; 4,18 ir 5,95 km/val. Kokiu greičiu jis išvystys tą pačią galią didesnę traukos jėgą ant kablio?
Atsakymas: 
Jei pats tai sugalvojai, vadinasi, esi GERAS BIUDŽIAS!
O jei pažiūrėtum į atsakymus? Gal pavargęs? Nieko, artėja šventės!
Galia
Galią lemia per vieną sekundę atliktas darbas (pasižymi, kaip greitai atliekamas darbas).
Elektros energija yra suvartojimas elektros energija per vieną sekundę.
Elektros galia yra fizinis dydis, apibūdinantis elektros energijos perdavimo arba konversijos greitį.
Srovės srautas elektros grandinė kartu su elektros energijos suvartojimu iš šaltinių, energijos suvartojimo norma apibūdinama galia.
dirbti elektros srovė vadinamas jo energijos pavertimu kita energija, pavyzdžiui, šilumine, šviesa, mechanine. Srovės veikimas tarptautinėje W sistemoje vertinamas pagal jos galią, žymimą raide P.
Momentinė galia yra momentinių įtampos U ir srovės I verčių sandauga elektros grandinės atkarpoje.
P=U*I
Dažniausiai kalbame apie tam tikrą vidutinę galią, kuri gaunama integruojant (panašiai kaip skaičiuojant plotą) momentinę galią per laikotarpį.
Dažniausiai mes kalbame apie įrenginio sunaudotą galią, o energijos šaltiniams nurodoma jų išėjimo galia - galia, kurią jie gali suteikti vartotojui (apkrovai).
Aktyvioji galia
Aktyvioji galia – vidutinė laikotarpio momentinės galios vertė.
Grandinės, turinčios tik aktyviąsias varžas (apkrovą), galia vadinama aktyvia galia.
Aktyvioji galia apibūdina negrįžtamo elektros energijos pavertimo kitų rūšių energija (šiluma ir elektromagnetine, tik ta, kuri negrįš į šaltinį) greitį.
Aktyvioji galia apibūdina negrįžtamą (negrįžtamą) srovės energijos suvartojimą.
Negrįžtamas energijos suvartojimas (aktyvioji galia) gali eiti tiek į nuostolius (laidų ir izoliatorių šildymas), tiek į naudą: naudingas šildymas, pavertimas kitomis energijos rūšimis (darbo atlikimas), radijo siųstuvo spinduliavimas, perkėlimas į kitą grandinę ir kt.
Su vienfaze sinusine srove ir įtampa (srovė, kurią galime gauti namuose elektros rozetė prijungus prie jos kaitrinę lempą):
P=U*I*cos φ, kur φ - fazės kampas tarp srovės ir įtampos, cos φ - galios koeficientas - parodo, kokią dalį visos galios sudaro aktyvioji galia.
Aktyvios galios vienetas yra W (vatas); tarptautinis W.
Grandinėse nuolatinė srovė momentinė vertė ir vidutinė galia per tam tikrą laikotarpį sutampa, reaktyviosios galios sąvokos nėra. Grandinėse kintamoji srovė taip atsitinka, jei apkrova yra grynai aktyvi (elektrinis šildytuvas, lygintuvas, kaitrinė lempa). Esant tokiai apkrovai, įtampos ir srovės fazės sutampa ir beveik visa galia perduodama apkrovai.
Reaktyvioji galia (Q)
Fizinė reaktyviosios galios reikšmė – energija, pumpuojama iš šaltinio į imtuvo reaktyviuosius elementus (induktyvumus, kondensatorius, variklio apvijas), o vėliau šiais elementais grąžinama atgal į šaltinį per vieną su šiuo periodu susijusį svyravimo periodą. Jis apibūdina reaktyviąją energiją – energiją, kuri nėra sunaudojama negrįžtamai, o tik laikinai saugoma magnetiniame lauke. Reaktyvioji galia apibūdina energiją, kuri svyruoja tarp šaltinio ir reaktyviosios (indukcinės ir (arba) talpinės) grandinės sekcijos, jos nekeičiant.
Jis matuojamas reaktyviais voltais-amperais (var arba tarptautinis: var).
Q=U*I*sin φ, kur φ yra fazės kampas tarp srovės ir įtampos,
Jei apkrova indukcinė (transformatoriai, elektros varikliai, droseliai, elektromagnetai), srovė atsilieka fazėje su įtampa, jei apkrova talpinė (įvairūs elektroniniai prietaisai - kondensatorius kaip energijos kaupiklis perjungimo maitinimo šaltinyje), tada srovė yra prieš įtampą fazėje. Kadangi srovė ir įtampa yra nefazinės (reaktyvioji apkrova), apkrovai (vartotojui) perduodama tik dalis galios (visa galia), kurią būtų galima perkelti į apkrovą, jei fazės poslinkis būtų lygus nuliui (varžinė apkrova).
Ta tariamosios galios dalis, kurią pavyko perkelti į apkrovą kintamosios srovės laikotarpiu, vadinama aktyvia galia. Jis lygus efektyviųjų srovės ir įtampos verčių sandaugai ir fazinio kampo tarp jų kosinusui (cos φ).
Galia, kuri nebuvo perkelta į apkrovą, bet dėl to buvo šildymo ir radiacijos nuostolių, vadinama reaktyvia galia. Jis lygus efektyviųjų srovės ir įtampos verčių bei tarp jų esančio fazinio kampo sinuso sandaugai (sin φ).
Nors reaktyvioji energija perkeliama iš šaltinio į reaktyviąją apkrovą ir atgal (du kartus per periodą, keičiant kryptį kas ketvirtį periodo), reaktyvioji srovė sukelia papildomų energijos nuostolių laidų aktyviojoje varžoje, atitinkamai iš šaltinio paimama daugiau energijos nei grąžino (nuostoliai negrįš atgal į šaltinį), todėl generatorius (transformatorius, šaltinis Nepertraukiamo maitinimo šaltinis ir tt) turėtų būti imtasi daugiau galios, ir didesni laidai.
Radijo inžinerijoje reaktyvioji galia gali būti naudinga (pavyzdžiui, virpesių grandinės).
Didelės įmonės sukuria dideles reaktyviosios srovės kurios neigiamai veikia elektros energijos sistemos funkcionavimą. Dėl šios priežasties jiems atsižvelgiama tiek į aktyviosios, tiek į reaktyviosios galios komponentus. Siekdamos sumažinti reaktyviųjų srovių susidarymą, įmonės naudoja reaktyviosios galios kompensavimo įrenginius.
Neaktyvioji galia (pasyvioji galia, N) – tai nelinijinio srovės iškraipymo galia, lygi skirtumo tarp tariamosios ir aktyviosios galios kvadratų kintamosios srovės grandinėje kvadratinei šakniai.
Grandinėje su sinusine įtampa neaktyvioji galia lygi reaktyviosios galios ir srovės aukštesniųjų harmonikų galių kvadratų sumos kvadratinei šaknims.
Jei nėra aukštesnių harmonikų, neaktyvioji galia yra lygi reaktyviosios galios moduliui.
Srovės harmonikos galia suprantama kaip šios harmonikos srovės efektyviosios vertės ir įtampos efektyviosios vertės sandauga.
Netiesinių srovės iškraipymų buvimas grandinėje reiškia proporcingumo tarp momentinių įtampos ir srovės verčių pažeidimą, kurį sukelia apkrovos netiesiškumas, pavyzdžiui, kai apkrova yra impulsyvi.
Esant netiesinei apkrovai, tariamoji (pilna) galia grandinėje padidėja dėl netiesinės srovės iškraipymo galios, kuri nedalyvauja darbe.
Netiesinių iškraipymų galia nėra aktyvi ir apima ir reaktyviąją galią, ir kitų srovės iškraipymų galią.
Neaktyvioji galia susideda iš komponentų (pvz., iškraipymo galia)
Šis fizinis dydis turi galios matmenį, todėl V∙A (voltas-amperas) arba var (reaktyvusis voltas-amperas) gali būti naudojamas kaip neaktyvios galios matavimo vienetas.
Pilna jėga
Tariamoji galia (S) yra lygi įtampos padauginimui iš srovės, atitinkamai matuojama voltais amperais (VA arba tarptautinė VA).
Esant tiesinei apkrovai, tariamoji galia yra lygi aktyviosios ir reaktyviosios galios kvadratų sumos kvadratinei šaknims.
Su netiesine apkrova (pvz impulsų blokai maitinimas be galios koeficiento korekcijos), tariamoji galia lygi aktyviosios ir neaktyviosios galios kvadratų sumos kvadratinei šaknims.
Praktinis elektros energijos matavimo vienetas yra kilovatvalandė (kW*h), t.y. darbas, atliktas esant pastoviai galiai (1 kW) 1 val. Nesisteminis agregatas pagamintos ar suvartotos energijos kiekiui, taip pat atliekamiems darbams matuoti. Jis daugiausia naudojamas elektros energijos suvartojimui kasdieniame gyvenime ir gamyboje matuoti, elektros energijos gamybai elektros energijos pramonėje matuoti.
Bute esantis skaitiklis skaičiuoja aktyviąją galią.
Informacijos šaltiniai:
Elektrotechnikos teoriniai pagrindai. Bessonovas L.A.
Elektros ir magnetinės grandinės. Žerebcovas I.P.
Šiuolaikinės energetikos pagrindai: vadovėlis universitetams: 2 tomai / pagal bendrąją Corr. RAS E. V. Ametistova
Kas greičiau už žmogų ar kraną pakels visą krovinį į aukštį?
Norint nutempti 5 maišus bulvių iš daržo, esančio už poros kilometrų nuo namų, teks visą dieną su kibiru lakstyti pirmyn ir atgal. O jei paimsite vežimėlį, tai galite padaryti per dvi ar tris valandas. Koks skirtumas? Skirtumas yra darbų atlikimo greičiu.
Galia reiškia darbo atlikimo greitį.
Galia (N) yra fizikinis dydis, lygus darbo A santykiui su laiko intervalu t, per kurį šis darbas atliekamas.
galia = darbas / laikas,
arba
kur N yra galia,
Darbas,
t laikas.
Galia parodo, kiek darbo atliekama per laiko vienetą.
Tarptautinėje sistemoje (SI) galios vienetas vadinamas vatu (W) anglų išradėjo Jameso Watto (Watt), kuris sukonstravo pirmąjį garo variklį, garbei.
[N] = W = J/s
1 W = 1 J / 1 s
1 vatas yra lygus jėgos, kuri per 1 sekundę atlieka 1 džaulį, galiai
arba, kai 100g masė per 1 sekundę pakeliama į 1m aukštį
Pats Jamesas Wattas (1736 - 1819) naudojo kitokį galios vienetą - arklio galias (1 AG), kurį pristatė tam, kad galėtų palyginti garo mašinos ir arklio našumą. 1 AG = 735W. Galios matavimas arklio galių naudojamas šiandien, pavyzdžiui, kalbant apie valdžią keleivinis automobilis arba sunkvežimis
Galios taikymas fizikoje
Galia yra svarbiausia bet kurio variklio savybė. Skirtingi varikliai išvysto visiškai skirtingą galią. Tai gali būti šimtosios kilovato dalys, pavyzdžiui, elektrinio skustuvo variklis arba milijonai kilovatų, pavyzdžiui, erdvėlaivio nešančiosios raketos variklis.
Esant skirtingoms apkrovoms, automobilio variklis sukuria skirtingą galią, kad galėtų važiuoti tuo pačiu greičiu. Pavyzdžiui, didėjant krovinio masei, didėja automobilio svoris, didėja trinties jėga ant kelio paviršiaus, o norint išlaikyti tokį patį greitį kaip ir be krovinio, variklis turės daugiau darbo. Atitinkamai padidės variklio generuojama galia. Variklis sunaudos daugiau degalų. Tai puikiai žino visi vairuotojai. Tačiau važiuojant dideliu greičiu važiuojančios transporto priemonės inercija taip pat vaidina svarbų vaidmenį. transporto priemonė, kuris yra didesnis, tuo didesnė jo masė. Patyrę sunkvežimių vairuotojai suranda optimalų greičio ir benzino sąnaudų derinį, kad automobilis sudegintų mažiau degalų.
Pasirodo, galingiausias mechaninės energijos šaltinis yra šaunamasis ginklas!
Pabūklo pagalba galima mesti 900 kg masės šerdį 500 m/s greičiu, išvystant apie 110 000 000 J darbą per 0,01 sekundės. Šis darbas prilygsta 75 tonų krovinio pakėlimui į Cheopso piramidės viršūnę (aukštis 150 m)
Patrankos šūvio galia bus 11 000 000 000 W = 15 000 000 AG.
Skirtingos mašinos ir mechanizmai, atliekantys tą patį darbą, gali skirtis. Galia reiškia darbo atlikimo greitį. Akivaizdu, kad kuo mažiau laiko reikia šiam darbui atlikti, tuo efektyvesnė mašina, mechanizmas ir kt.
Kai bet kuris kūnas juda, paprastai jį veikia kelios jėgos. Kiekviena jėga veikia, todėl kiekvienai jėgai galime apskaičiuoti galią.
Vidutinė jėgos galia- skaliarinis fizinis dydis Ν , lygus darbo santykiui BET jėga atliekama iki laiko intervalo Δ t kurio metu vyksta:
\(~N = \frac(A)(\Delta t).\)
SI galios vienetas yra vatas (W).
Jei kūnas juda tiesia linija ir jį veikia pastovi jėga, jis veikia \(~A = F \Delta r \cos \alpha\). Todėl šios jėgos galia
\(~N = \frac(F \Delta r \cos \alpha)(\Delta t) = F \upsilon \cos \alpha = F_(\upsilon) \cdot \upsilon.\)
kur Fυ – jėgos projekcija judėjimo kryptimi.
Naudodami šią formulę galite apskaičiuoti ir vidutinę, ir momentinę galią, pakeisdami vidutinės \ (~\mathcal h \upsilon \mathcal i\) arba momentinės reikšmės υ greitis.
Momentinė galia yra jėgos galia tam tikru laiko momentu.
\(~N_m = \lim_(\Delta t \iki 0) \frac(A)(\Delta t) = A" .\)
Bet koks variklis ar mechanizmas yra skirti atlikti tam tikrą mechaninį darbą, kuris vadinamas naudingo darbo A p. Bet bet kuri mašina turi atlikti daug darbo, nes dėl trinties jėgų veikimo dalis į mašiną tiekiamos energijos negali būti paversta mechaniniu darbu. Todėl mašinos efektyvumą apibūdina naudingumo koeficientas η (efektyvumas).
Efektyvumas η - tai požiūris naudingo darbo A p , ištobulintas mašina, į visą sunaudotą darbą A z (tiekti energiją W):
\(~\eta = \frac(A_p)(A_z) = \frac(A_p)(W) = \frac(N_p)(N_z),\)
kur N p , N z - atitinkamai naudinga ir sunaudota galia. Efektyvumas paprastai išreiškiamas procentais.
Literatūra
Aksenovičius L. A. Fizika in vidurinė mokykla: teorija. Užduotys. Testai: Proc. pašalpa įstaigoms, teikiančioms bendrąsias. aplinkos, ugdymas / L. A. Aksenovičius, N. N. Rakina, K. S. Farino; Red. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 63-64.