06.05.2024

Электрическая энергия измеряется в: В чём измеряется электричество?

Содержание

В чём измеряется электричество?

Опубликовано 22.06.2015 | Полезно знать

Поделиться статьей:

Международная система единиц подскажет любому человеку, в чём измеряется электроэнергия. Такая информация нужна для того, чтобы правильно и безопасно использовать в домашних условиях электрические бытовые приборы.

Единицы измерения напряжения

Напряжение измеряется в вольтах. Чтобы снабдить электроэнергией частные дома используется однофазная сеть с напряжением 220 Вольт.

Но, существует также и трёхфазная сеть, для которой напряжение равно 380 Вольт. В 1000 Вольтах состоит 1 киловольт. Согласно этому показателю, напряжение 220 и 380 Вольт равно 0,22 и 0,4 киловольт.

Измерение силы тока

Сила тока представляет собой потребляемую нагрузку, которая возникает во время работы бытовых приборов или оборудования. Её измеряют в амперах.

Измерение сопротивления

Сопротивление является важным показателем, который показывает, с каким противодействием материалу проходит электроток. При замере сопротивления специалист сможет сказать, рабочий ли электрический прибор или же он вышел из строя. Сопротивление измеряется в Омах.

Человеческое тело имеет сопротивление от двух до десяти килоОм.

Для оценки сопротивляемости материалов, чтобы в дальнейшем их использовать для производства электротехнических продуктов используется показатель удельного сопротивления проводника. Такой показатель зависит от площади поперечного сечения и длины проводника.

Измерение мощности

Количество электроэнергии, которую потребляют приборы за определённую единицу времени, называют мощностью. Она измеряется в Ваттах, киловаттах, мегаваттах, гигаваттах.

Измерение электроэнергии по счётчику

В чем измеряется электричество?

Чтобы просчитать, сколько электроэнергии потребляет семья за определённый период времени (например, за месяц) устанавливаются электрические счётчики. На больших предприятиях устанавливают счётчики реактивной энергии.

Для определения потребления электроэнергии в квартире или доме используют такое измерение как 1 киловатт за 60 минут. Когда проводится запись потребления электричества важно мощность умножить на время, чтобы правильно измерить электроэнергию.

Теперь вам известно, в чём измеряется электричество. Теперь без труда сможете определить мощность прибора и какое напряжение в розетке, чтобы не вывести его из строя. Благодаря описанным показателям можно избежать серьёзных и опасных ошибок в использовании электрических приборов.

Метки:

Электрическая энергия — это… Что такое Электрическая энергия?

Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.

Работа электрического поля по перемещению заряда

Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:


A = \int F(x)\, dx = \int Q \cdot E(x)\, dx = Q \cdot U

где U = \int E\, dx — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)

Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:


A = \int U(t)\, dQ = \int U(t) I(t)\, dt

где  I(t) = {dQ \over dt}  — сила тока

Мощность электрического тока в цепи

Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:


W(t) = \frac{{dA}}{dt} =  U(t) \cdot I(t)

— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.

С учётом закона Ома : U = I \cdot R

Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток:  W = I(t)^2 \cdot R ,

так и через напряжение:  W = {{U(t)^2 } \over R}

Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:


A = \int W(t)\, dt =  \int I(t)^2 \cdot R\, dt = \int {{U(t)^2 } \over R}\, dt

Энергия электрического и магнитного полей

Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.

Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.

В системе СИ: u = {\varepsilon _0 E^2 \over 2}  + {\mu _0 H^2 \over {2}}

где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля, \varepsilon _0 — электрическая постоянная, и \! \mu_0 — магнитная постоянная. Иногда для констант \varepsilon _0 и \! \mu_0 — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.

Потоки энергии электромагнитного поля

Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).

В системе СИ вектор Пойнтинга равен: \mathbf S = \mathbf E \times \mathbf H,

— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.

Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: \mathbf S = \mathbf E \times \mathbf H.

Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.

См. также

Электроэнергия: понятие, особенности

Что такое электроэнергия

Термин электроэнергия (электрическая энергия, электричество) является физическим и широко распространенным термином. В быту и промышленности он означает процесс производства (выработки), передачи и распределения электроэнергии, которая может быть получена 2 способами:

  • от энергопоставляющей компании;
  • с помощью специальных устройств, называемых генераторами.

Единицей измерения потребления электроэнергии является кВт-час. Электричество обладает рядом положительных свойств и благодаря им она широко применяется во всех отраслях нашего хозяйства и, конечно, в быту. К ним относят:

  1. простоту выработки;
  2. возможность передачи на огромные расстояния;
  3. способность преобразовываться в другие виды энергии;
  4. легко и просто распределяться между разными потребителями.

ЭнергияВ настоящее время тяжело представить производство, сельское хозяйство и быт людей без использования электричества. С его помощью освещаются здания, помещения и территории, работает различная техника, оборудование и устройства, передвигается электротранспорт, обогреваются дома и производственные площади, осуществляется связь и многое другое.

Генерация (преобразование различных видов энергии в электрическую) электроэнергии происходит с помощью тепло-, гидро-, ядерной и альтернативной энергетики. Вырабатывается электроэнергия на специальных электростанциях, функционирование и принцип действия которых определяется их названием.

Активная и реактивная электроэнергия

Передача электроэнергии осуществляется по линиям воздушным или кабельным. Такие линии называют электрическими сетями. Расчет потребляемой электроэнергии с абонентами производится с учетом полной мощности тока, проходящего через электрическую цепь. Затраты полной мощности делят на 2 показателя энергии:

  • активная;
  • реактивная.

Активная энергия, которая является составляющей выработанной полной мощности (измеряется в кВ·А), совершает полезную работу и у большинства электроприборов в расчетах она совпадает с ней. Например, если в паспорте на какое-то устройство (утюг, электропечь, обогреватель и т.д.) указана активная мощность в кВт, то и полная мощность будет такой же, только уже в кВ·А.

В электрических цепях с реактивными элементами (емкостной или индуктивной нагрузкой)  часть полной мощности расходуется не на совершение полезной роботы. Это и будет реактивная электроэнергия. Такое Электроэнергияпонятие характерно для цепей переменного тока. Здесь присутствует такое явление, как несоответствие фазы напряжения фазе тока. Происходит или ее опережение (при емкостной нагрузке) или отставание (при индуктивной нагрузке). Потери происходят из-за нагревания. Многие бытовые и промышленные приборы и оборудование имеют реактивную составляющую (электродвигатели, переносной электроинструмент, бытовая техника и т.д.). Тогда при расчете за потребленную электроэнергию вводят поправочный коэффициент мощности. Обозначается он как cos fi и его величина лежит обычно в пределах от 0,6 до 0,9 (указывается в паспортных данных на конкретное электроустройство). Например, если в паспорте переносного инструмента указана мощность в 0,8 кВт и значение cos = 0,8, то в этом случае полная потребляемая мощность составит – 1 кВт(0,8/0,8). Считается негативным явлением и при уменьшении показателя cos снижается полезная мощность.

Обратите внимание! При отсутствии или потере паспорта на конкретное электроустройство для вычисления полной мощности применяют коэффициент cos = 0,7.

Чем выше значение cos , тем меньше потери активной электроэнергии и, конечно, такое электричество будет стоить дешевле. Для повышения этого коэффициента используются различные компенсирующие устройства. Это могут быть генераторы опережающего тока, батареи конденсаторов и др. устройства.

Помимо передачи по проводникам существует еще беспроводная передача электроэнергии. В данный момент существует технология беспроводной зарядки мобильных телефонов и некоторых бытовых устройств, электромобилей и т.п. Они имеют ограничения по дальности и малую эффективность передачи энергии, поэтому говорить об их широком применении не приходится.

Что такое электрическая энергия?

А Вы знаете, что такое электрическая энергия?

Что такое электрическая энергия?

Электрическая энергия

Электрическая энергия возникает в результате движения электрического заряда и обычно называется просто «электричеством». В конечном счете, она имеет свое начало в электромагнитной силе: одна из четырех основных сил природы и та, которая отвечает за поведение электрически заряженных объектов. Электрическая энергия является результатом взаимодействия субатомных частиц с этой силой. Электричество проявляется в таких природных явлениях, как молния и жизненно важно на фундаментальном уровне. Способность людей генерировать, передавать и хранить электроэнергию имеет решающее значение для современной промышленности, технологий и, в большинстве стран, внутренней жизни.

Происхождение электрической энергии

Существует два типа электрических зарядов, называемых положительными и отрицательными. Если два электрически заряженных объекта приближаются друг к другу, они будут испытывать силу. Если обвинения одинаковы – как положительные, так и отрицательные – сила будет действовать, чтобы оттолкнуть объекты друг от друга. Если у них есть разные обвинения, они будут привлекать друг друга. Это отталкивание или притяжение известно как электромагнитная сила, и его можно использовать для создания потока электрической энергии.

Атомы состоят из ядра, содержащего положительно заряженные протоны, с отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг него. Обычно протоны остаются в ядре, но электроны могут двигаться от атома к атому, позволяя им течь через материалы, такие как металлы, которые проводят электричество. Место с избытком электронов над протонами будет иметь отрицательный заряд; место с дефицитом будет иметь положительный заряд. Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, электроны будут течь из отрицательно заряженной области в положительно заряженную, если это разрешено, создавая электрический ток.

Использование электрической энергии

Электричество полезно как само по себе, так и как средство передачи энергии на большие расстояния. Это важно для различных промышленных процессов, телекоммуникаций и Интернета, компьютеров, телевизоров и многих других устройств в общем использовании. Он также может быть преобразован в другие виды энергии для использования в различных других приложениях.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует определенное количество тепла. Полученная сумма зависит от того, насколько хорошо материал проводит электричество. Хороший проводник, такой как медь, производит очень мало. По этой причине медные провода и кабели обычно используются для передачи электроэнергии: при нагревании энергия теряется, поэтому хороший проводник минимизирует потери энергии. Материалы, которые проводят электричество менее хорошо, производят больше тепла, поэтому, как правило, они используются, например, в электронагревателях, плитах и ​​печах.

Электрическая энергия также может быть преобразована в свет. Ранние огни дуги зависели от электрического разряда через небольшой промежуток, чтобы нагреть воздух до того места, где он светится – тот же принцип, что и молния. Позже была введена лампа накаливания: это зависит от тока, вызывающего тонкую, спиральную проволоку, чтобы светиться белым. Современные энергосберегающие лампочки пропускают ток высокого напряжения через тонкий газ, заставляя его излучать ультрафиолетовое излучение, которое поражает флуоресцентное покрытие для получения видимого света.

Когда проводящий материал, такой как медный провод, перемещается в магнитном поле, генерируется ток. И наоборот, ток, протекающий через провод, будет испытывать магнитное поле, создавая движение. Это принцип электродвигателя. Эти устройства состоят из расположения магнитов и катушек из медной проволоки, так что при прохождении тока через провод происходит движение поворота. Электродвигатели широко используются в промышленности и дома, например, в стиральных машинах и DVD-плеерах.

Измерение электрической энергии

Энергия измеряется в джоулях, термин, названный в честь физика Джеймса Прескотта Джоуля. Одна джоуль – это примерно количество энергии, необходимое для подъема веса одного фунта (0,45 килограмма) на вертикальное расстояние в девять дюймов (22,9 см). Однако, как правило, удобнее думать о электричестве с точки зрения мощности, которая представляет собой энергию, деленную по времени, или скорость, с которой она течет. Это дает, возможно, более привычную единицу ватта, названную в честь ученого Джеймса Уотта. Один ватт эквивалентен одному джоулю в секунду.

Существует ряд других единиц, которые относятся к электричеству. Кулон является единицей электрического заряда. Его можно рассматривать как количество электронов – 1,6 · 1019 – так как все электроны имеют одинаковый, очень малый заряд. Ампер, обычно сокращенный до «amp», представляет собой единицу электрического тока или количество электронов, которые текут за определенный промежуток времени. Один усилитель эквивалентен одному кулону в секунду.

Вольт – это единица электродвижущей силы, или количество энергии, которое передается на единицу заряда, или кулон. Один вольт эквивалентен одному джоулю энергии, передаваемому для каждого кулона заряда. Мощность в ваттах эквивалентна вольтам, умноженным на усилители, поэтому ток в 5 ампер на 100 вольт будет эквивалентен 500 Вт.

Генерация электрической энергии

Большая часть электроэнергии генерируется устройствами, которые преобразуют вращательное движение в электрическую энергию, используя тот же принцип, что и электрический двигатель, но наоборот. Движение катушек проволоки в магнитном поле создает электрический ток. Обычно тепло, часто генерируемое сжиганием ископаемых видов топлива, используется для производства пара, который обеспечивает турбину для обеспечения вращательного движения. На атомной электростанции ядерная энергия обеспечивает тепло. Гидроэлектроэнергия использует движение воды под действием силы тяжести для управления турбиной.

Электричество, генерируемое на электростанциях, обычно в виде переменного тока (AC). Это означает, что ток постоянно меняет направление, много раз в секунду. Для большинства целей AC работает хорошо, и именно так электричество достигает дома. Однако для некоторых промышленных процессов требуется постоянный ток (DC), который протекает только в одном направлении. Например, производство определенных химических веществ использует электролиз: расщепление соединений на элементы или более простые соединения с использованием электричества. Это требует постоянного тока, поэтому в этих отраслях потребуется либо преобразование переменного тока в постоянное, либо будет иметь собственный источник постоянного тока.

Более эффективно передавать электроэнергию через линии электропередачи при более высоких напряжениях. По этой причине генерирующие установки используют устройства, называемые трансформаторами, для увеличения напряжения для передачи. Это не увеличивает энергию или мощность: когда напряжение повышается, ток уменьшается и наоборот. Передача электроэнергии на большие расстояния происходит на многих тысячах вольт; однако он не может использоваться в домах при этих напряжениях. Локальные трансформаторы уменьшают напряжение до 110 вольт в США и 220-240 вольт в Европе для внутренних поставок.

Электричество для небольших, маломощных устройств часто снабжается батареями. Они используют химическую энергию для создания относительно небольшого электрического тока. Они всегда генерируют постоянный ток и, следовательно, имеют отрицательный и положительный терминал. Электроны текут от отрицательного к положительному выводу, когда цепь завершена.

в каких единицах? в 2020 году

Электрическая мощность


Электрические батареи превращают химическую энергию в электрическую.

Электричество – это тип энергии, который зависит от притяжения или отталкивания электрических зарядов. Существует два вида электричества: статическое и текущее. Статическое электричество связано с наличием статических нагрузок, т.е. нагрузок, которые не двигаются. Электрический ток происходит из-за перемещение грузов.

Пример статического электричества – когда мы натираем воздушный шарик на волосы. Воздушный шар удерживает электроны от волос, заряжаясь отрицательно, в то время как волосы заряжены положительно. Если вы подойдете к воздушному шарику к своей голове, не касаясь его, вы увидите, как пряди волос тянутся к воздушному шарику.

Электрический ток – это поток зарядов из-за движения свободных электронов в проводнике. Это движение происходит в электрическом поле, то есть в области вокруг заряда, где действует сила. Электрические заряды легко переносятся такими материалами, как металлы, особенно серебро, медь и алюминий.

В батареях или электрических батареях происходит превращение химической энергии в электрическую энергию. Химическая энергия происходит в результате реакции между электродами и электролитом, когда положительный полюс соединен с отрицательным полюсом батареи. Вольт – это единица измерения потенциальной энергии на заряд в батарее.

Применение величины

Согласно ГОСТу, кВт·ч — это основная единица для ведения учета количества применяющейся электрической энергии. Главное ее преимущество — удобство использования. Результаты при ее использовании получаются наиболее приемлемыми. Однако никто не запрещает при необходимости использовать и кратные единицы, например, мегаватт-час, гигаватт-час.

ГОСТом также установлены правила написания единицы измерения — «киловатт-час». Ее полное название необходимо писать с применением дефиса. Если используется краткое обозначение английскими или русскими буквами, то перед «h» и «ч» нужно ставить точку в середине строки. По сути, такая точка является знаком умножения.

Мощность приборов, работающих от электричества, а также потребляемую ими за час энергию принято указывать на их корпусе. При этом единица «ватт» может быть обозначена английской буквой — «W». Выбор той или иной производной единицы зависит от производителя.

Это могут быть кВт-часы, кВт или даже вольт-амперы. Например:

  1. Если на корпусе микроволновой печи присутствуют обозначения «кВт», «kW» или «kVt», то по числу, расположенному перед ними, можно судить о тепловой мощности этого прибора.
  2. Если же на корпусе присутствуют символы «кВт·ч» и «kW·h», то это значит, что производитель микроволновой печи решил указать электрическую мощность, которую потребляет прибор за определенный период своей работы.

Типы потенциальной энергии

Существуют различные типы потенциальной энергии, каждый из которых связан с определенным типом силы.

Четыре основных типа:

  1. Гравитационная Потенциальная Энергия: энергия в объекте, когда она удерживается вертикально на некоторой высоте.
  2. Упругая потенциальная энергия: энергия, запасенная в объекте, когда он растягивается или сжимается.
  3. Потенциальная электрическая энергия: энергия в объекте за счет его заряда.
  4. Химическая потенциальная энергия: энергия, запасенная в химических связях вещества.

Каждый из них измеряется по-разному. Например, потенциальная энергия гравитации (PE) пропорциональна массе (m) объекта, силе тяжести (g) и высоте (h), на которой удерживается объект.

PE = m. g. h

Чем больше масса объекта и чем выше он удерживается, тем больше будет его потенциальная энергия. Как и все другие формы энергии, потенциальная энергия измеряется в килограммах-метрах в квадрате за секунду в квадрате (кг м2 / С2 ) или Джоуле (Дж).

Чтобы лучше объяснить этот феномен, мы собрали несколько интересных примеров потенциальной энергии, которую вы видите в своей повседневной жизни.

Примечания

  1. Смит, Кросби. The science of energy: a cultural history of energy physics in Victorian Britain. — The University of Chicago Press, 1998. — ISBN 0-226-76421-4.
  2. Томсон, Уильям. Об источниках энергии, доступных человеку для совершения механических эффектов = On the sources of energy available to man for the production of mechanical effect. — BAAS Rep, 1881. С. 513
  3. Richard Feynman. The Feynman Lectures on Physics. — США: Addison Wesley, 1964. — Vol. 1. — ISBN 0-201-02115-3.
  4. Фейнман, Ричард. Фейнмановские лекции по физике = The Feynman Lectures on Physics. — Т. 1.
  5. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теоретическая физика. — 5-е изд. — М.: Физматлит, 2004. — Т. I. Механика. — 224 с. — ISBN 5-9221-0055-6.
  6. , с. 11.
  7. , с. 18.
  8. , с. 19.
  9. Джоуль (единица энергии и работы) — статья из Большой советской энциклопедии. Г. Д. Бурдун. 
  10. ↑ , с. 134.

Когда появилась первая атомная электростанция?

В 1898 году известные ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что настуран – минерал урана – радиоактивен, а в 1933 году американский физик Лео Силард впервые выдвинул идею цепной ядерной реакции – принцип, который после его осуществления на практике открыл дорогу для создания ядерного оружия. Первоначально энергия атома использовалась в военных целях. Впервые атом в мирных целях начали использовать в СССР. Первую в мире экспериментальную атомную электростанцию мощность всего 5 МВт запустили в 1954 году в городе Обнинске Калужской области. Работа первой экспериментальной АЭС показала свою перспективность и безопасность. При ее работе отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду, в отличие от тепловых станций не требуется большого количества органического топлива. Сегодня АЭС – одни из самых экологически чистых источников энергии.

Основы сохранения и превращения

Из основ физики известно, что суммарная сила любого объекта, независимо от времени и места его пребывания, всегда остается величиной постоянной, преобразуются лишь ее постоянные составляющие (Еп) и (Ек).

Переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно происходит при определенных условиях.

Например, если предмет не перемещается, то его кинетическая энергия равна нулю, в его состоянии будет присутствовать только потенциальная составляющая.

И наоборот, чему равна потенциальная энергия объекта, например, когда он находится на поверхности Земли (h=0)? Конечно, она нулевая, а Е тела будет состоять только из ее составляющей Ек.

Но потенциальная энергия – это мощность движения. Стоит только системе приподняться на какую- то высоту, после чего его Еп сразу начнет увеличиваться, а Ек на такую величину, соответственно, уменьшаться. Эта закономерность просматривается в вышеуказанных формулах (1) и (2).

Для наглядности приведем пример с камнем либо мячом, которые подбрасывают. В процессе полета каждый из них обладает и как потенциальной, так и кинетической составляющей. Если одна увеличивается, то другая на такую же величину уменьшается.

Полет предметов вверх продолжается лишь до тех пор, пока хватит запаса и сил у составляющей движения Ек. Как только она иссякла, начинается падение.

А вот чему равна потенциальная энергия предметов в самой верхней точке, догадаться нетрудно, она максимальная.

При их падении происходит все наоборот. При касании с землей уровень кинетической энергии равен максимуму.

Действие этого закона наблюдается не только в обычной жизни, но и в научных теориях. Кратко об одной из них.

Так как между многочисленными частицами идеального газа отсутствует какое-либо взаимодействие, то потенциальная составляющая описываемого явления молекул постоянно нулевая. Значит, вся внутренняя сила частиц идеального газа определяется, как средняя кинетическая, и рассчитывается по приведенной выше формуле (1).

Внимание! В наше время на письменных столах можно увидеть сувенир, называемый «маятником Ньютона». Этот прибор прекрасно демонстрирует процесс преобразования

Если крайний шарик отвести в сторону, а затем его отпустить, он после столкновения передает свой энергетический заряд следующему шарику, а тот своему соседу.

Виды энергии в физике

Кинетическая и потенциальная энергии, формулы

Приборы для измерения силы тока и электрического напряжения

Чтобы рассчитать работу, выполненную электротоком за тот или иной временной интервал, пользователь должен располагать приборами, предназначенными для замеров величин, произведение которых составляет искомую. Токовую силу принято замерять амперметром, напряжение на концах участка цепи – вольтметром. Оба обозначенных прибора выпускаются в разных вариантах исполнения: как в виде простых моделей для применения на школьных уроках физики, так и высокоточных образцов с цифровым дисплеем. На электросхеме по стандартам амперметр обозначается буквой А (символизирующей ампер – единицу измерения), взятой в кружок, а вольтметр – обведенной аналогичным образом латинской литерой V (вольт). Вместо кружка возможно использование изображения прибора с соответствующей буквой либо простых латинских литер, обозначающих соответствующие величины (U и I).

Амперметр, с помощью которого измеряют токовую силу, является одним из приборов, необходимых для вычисления работы электротока за определенный период времени в домашних или лабораторных условиях

Чтобы узнать, какую работу производит электрический ток за определенный промежуток времени, пользователь должен иметь два прибора, а также секундомер или его аналог (данная опция есть в большинстве мобильных телефонов, даже во многих кнопочных моделях). Измерительные приборы подсоединяются в цепь, засекается нужное время, и затем фиксируются показания амперметра и вольтметра. После этого остается перемножить три величины между собой. Вместо двух отдельных приборов можно воспользоваться цифровым мультиметром. В этом случае измерения придется проводить последовательно, каждый раз перенастраивая прибор на замер той или иной величины и записывая получающийся показатель. Измерив одну из величин, прибор нужно обязательно отсоединить от цепи, затем перевести в другой режим и подсоединить снова.

Чтобы найти работу, нужно замерить показания подсоединенных к цепи вольтметра и амперметра

Работа электрического тока – важная величина для оценки затрат электроэнергии для личного или корпоративного использования. Именно она фиксируется в показаниях счетчиков электричества, устанавливаемых в щиток или на дин-рейку. Трансформацию электротока из одной формы в другую, произошедшую в цепи за заданный временной интервал, можно оценить, проведя измерения силы тока и напряжения и перемножив три компонента произведения.

Мощность как физическая величина, формула мощности

Значение, показывающее, как быстро происходят преобразование, трансляция или потребление энергии в какой-либо системе, – мощность

Для характеристик энергетических условий важно, насколько быстро выполняется процесс. Работа, реализуемая в единицу времени, именуется мощностью:

P = А/t,

где:

  • А – работа;
  • t – время.

Можно учитывать отдельно мощность в механике и электрическую мощность.

Чтобы получить ответ на вопрос: в чем измеряется механическая мощность, рассматривают действие силы на движущееся тело. Сила проделывает работу, мощность в таком случае определяется по формуле:

N = F*v,

где:

  • F – сила;
  • v – скорость.

При вращательном движении эту величину определяют с учётом момента силы и частоты вращения, «об./мин.».

Измерение мощности в трехфазных цепях переменного тока

Как и в однофазных сетях, так же и в трехфазных полную энергию сети можно измерять косвенным методом, то есть с помощью вольтметра и амперметра по схемам показанным выше. Если нагрузка трехфазной цепи будет симметричной, то можно применить такую формулу:

Uл – напряжение линейное, I- фазный ток.

Если же фазная нагрузка не симметрична, то производят суммирование мощностей каждой из фаз:

При измерении активной энергии в четырехпроводной цепи при использовании трех ваттметров, как показано ниже:

Общей энергией потребляемой из сети будет сумма показаний ваттметров:

Не меньшее распространение получил и метод измерения двумя ваттметрами (применим только для трехпроводных цепей):

Сумму их показаний можно выразить следующим выражением:

При симметричной нагрузке применима такая же формула как и для полной энергии:

Где φ – сдвиг между током и напряжением (угол фазового сдвига).

Измерение реактивной составляющей производят по той же схеме (смотри рисунок в)) и в этом случае она будет равна разности алгебраической между показателями приборов:

Если сеть не симметрична, то для измерения реактивной составляющей применяют два или три ваттметра, которые подключают по различным схемам.

Основные показатели качества электроэнергии

Список основных показателей качества электрической энергии:

  • установившееся отклонение напряжения;
  • размах изменения напряжения;
  • доза фликера;
  • коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
  • коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
  • коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
  • коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
  • отклонение частоты;
  • длительность провала напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • коэффициент временного перенапряжения.

Отклонение напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является отклонение напряжения.

Отклонение напряжения определяется значением установившегося отклонения напряжения. Для значения отклонения напряжения установлены нижеследующие нормы: нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии равны соответственно +5 и +10% от номинального напряжения электрической сети.

Значение отклонения напряжения определяется при длительности процесса более одной минуты. Нормально допустимым отклонением

напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231 В).Предельно допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Для определенных выше показателей качества электроэнергии действуют следующие нормативы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

В чем измеряется электрическая мощность

Мощность — это энергия за единицу времени. Единица СИ для мощности — это ватт (Вт), который равен джоулю в секунду (Дж/с), при этом джоуль — единица СИ для энергии, а секунда — единица СИ для времени.

Единицы мощности

Умножение киловатта на час дает киловатт-час (кВт • ч), единицу, часто используемую электроэнергетическими компаниями для представления количества электрической энергии, произведенной или предоставленной потребителям. Аналогичным образом энергоемкость батарей нужно измерять в единицах ампер-часов (А-ч) или для переносных батарей в миллиамперах-часах (мА-ч).

В единицах СИ ватт имеет обозначение W. Имя сохранилось в знак признания Джеймса Уатта, который ввел термин «лошадиная сила» — старая единица мощности.

Единицы преобразования энергии:

  • Лошадиные силы (HP) — 746 Вт;
  • килоВатты (кВт) — 1×1000 Вт;
  • мегаватты (МВт) −1×1000000 Вт;
  • гигаватт (ГВт) — 1×1000000000 Вт.

Вам это будет интересно Как соединять конденсаторы

Оцените статью:

В чем измеряется мощность: активная, реактивная, полная

Электрические приборы характеризуются многими параметрами, одной из которых является мощность. Об этом многие слышали, но не каждый может точно объяснить, что это такое, в чем измеряется мощность и как ее определить.

Знание мощности помогает сравнивать однотипные устройства, подбирать необходимый источник питания, прогнозировать расход электроэнергии и некоторое другое. В первую очередь, конечно же, необходимо познакомиться с этим термином.

Что такое мощность электрического тока

Под мощностью электрического тока понимают некоторые изменения, связанные с энергией. Например, передача электроэнергии по проводам. В этом случае определяется мощность линии.

Или это может быть преобразование, так электродвигатель может совершать какую-то механическую работу, телефон преобразует электричество в радиоволны, расходует энергию на работу процессора, экрана и тому подобное. Получается, что под мощностью понимают потребление энергии за определенный промежуток времени.

в чем измеряется мощность тока

Но есть и обратный процесс. Так генератор, напротив, вырабатывает электроэнергию, отдавая ее потребителю, обладает какой-то мощностью. Аккумулятор может быть как источником энергии, так и потребителем во время заряда. По своей сущности мощность является скалярной величиной и определяется в точечном отрезке времени.


Скалярная – величина, определяемая только числом, без указания направления движения электрического тока.

Кроме того, сам потребитель может менять свою мощность в зависимости от поставленной задачи. На примере съемочной камеры это легче объяснить.

При работе камеры ток потребления один, если делается фотосъемка, то мощность другая, а если применяется вспышка, то мощность уже третья. И каждый раз можно определить потребление энергии с помощью простой формулы.

Формула расчета мощности, тока и напряжения

Сначала следует определить входящие в формулу единицы измерения мощности или определить, что делает электрическую энергию способной выполнять какие-либо действия?

Электрический заряд, из которого состоит ток, должен перемещаться, только в этом случае возможно его проявление, так как по определению электрический ток – это движение заряженных частиц по замкнутой цепи. Поэтому мощность напрямую зависит от количества перемещенной энергии за точку времени в определенной цепи.

Что заставляет заряды перемещаться? Это создаваемая источником питания разность потенциалов. Измеряется она в Вольтах и называется напряжением. Другое, что еще нужно учесть – количество зарядов, проходящих в этот момент через поперечное сечение проводника. Это называется силой тока и измеряется в Амперах. Вот две составляющие, которые необходимы для упрощенной формулы.

формула мощности

Что нужно сделать с этими составляющими? Чтобы проще было понять, будем считать, что напряжение отвечает за скорость передвижения, а ток за количество заряда. Пусть напряжение будет равно 1 единице, а ток начнется с 2 зарядов. В этом случае за единицу времени будет перемещено 2 заряда.

А если напряжение увеличить до 2 единиц? Тогда и зарядов будет перемещено в два раза больше, поскольку скорость перемещения будет увеличена.

Из этого делаем вывод: чтобы узнать мощность (количество перемещенных зарядов), необходимо напряжение умножить на ток. Подставив условные обозначения, получим формулу мощности: P=UI;

  • где P – мощность,
  • U – напряжение,
  • I – сила тока.

Осталось узнать, в чем измеряется электрическая мощность.

Ватт и другие единицы измерения мощности

Впервые понятие ватт было использовано в 1882 году. До этого мощность измерялась в лошадиных силах. В международную систему этот термин был включен в 1960 году. Для обозначения используют букву W в международной системе и Вт, как русский эквивалент. Понятие мощности используется не только в электротехнике, мощность может быть:

  • механической;
  • тепловой;
  • электромагнитной и так далее.

Если разбираться в чем измеряется мощность тока, то здесь существуют производные от основной единицы. Полный список приводится в таблице.

В быту чаще всего используются Ватты и килоВатты. И здесь может возникнуть путаница. Когда нужно узнать, в чем измеряется мощность, то следует уточнять, о чем идет речь. Дело в том, что есть еще одно измерение – киловатт в час. В чем разница между килоВатт и килоВатт в час?

Первое понятие указывает на мощность прибора, то есть способность прибора преобразовывать электрическую энергию во что-то другое. Например, лампочка мощностью 1 кВт способна за один час потребить энергию равную мощности в 1 кВт.

Лампочка мощностью 100 Вт за 10 часов потребит такую же энергию. А счетчик, который контролирует потребление энергии, за один час учитывает потребление всей энергии, проходящей через него. За этот же час может быть расходовано несколько килоВатт.

Получается, что мощность прибора не зависит от времени работы, а вот потребляемая мощность, напротив, напрямую связана со временем. Поскольку речь пошла о переменном токе, то следует также отметить, что и здесь не все так просто.

В чем измеряется активная, реактивная и полная мощность

Когда речь идет о постоянном токе, тогда приведенная выше формула применима к вычислению. Она также может быть использована для измерения мгновенного значения мощности в переменном токе, но что касается определения мощности в длительном временно́м значении, то здесь эта формула неприменима. Дело в том, что в переменном токе существует несколько определяемых мощностей:

  • активная;
  • реактивная;
  • полная.

Сразу отметим, что полная мощность включает в себя активную и реактивную мощности. Что представляют собой эти составляющие и в чем измеряется мощность каждой из них?

Реактивная мощность, если не вдаваться в сложности, состоит из мощности нагрузки, в цепи которой включены индуктивности и (или) емкости.


Индуктивностью называются катушки, с сердечником или без. Например, трансформатор, двигатель, дроссель. Под емкостью подразумевают конденсаторы.

Она определяется по формуле Q=U·I·sinφ. Единицей измерения служит ВАр (Вольт-Ампер реактивный) или var. Новая составляющая sinφ определяет сдвиг фазы в градусах или радианах. Что это значит?

При прохождении переменного тока через индуктивность ток начинает опаздывать от меняющегося напряжения. Связано это с электромагнитным полем, возникающим при прохождении через проводник тока. Это поле мешает менять направление. Такой сдвиг называют положительным.

в чем измеряется мощность

Емкость, напротив, действует в обратном направлении. Конденсатор стремится сравнять разность потенциалов на своих обкладках. Поэтому ток опережает напряжение. Такой сдвиг называют отрицательным.

Активная мощность определяется по формуле P=U·I·cosφ. В цепи с активной нагрузкой емкостные и индуктивные составляющие выражены очень слабо. Измеряется в Ваттах (Вт).

Полная мощность определяется суммой активной и реактивной мощности для вектора. Измеряется в Вольт Амперах для СИ, в России используется ВА (Вольт-Ампер).

Мощность бытовых электрических приборов

Мощность служит основной характеристикой прибора, поэтому она указывается на каждом выпускаемой промышленностью электроприборе. Как варьирует эта мощность можно увидеть из таблицы.

единица измерения мощности

Знание, в чем измеряется мощность прибора и что она характеризует, помогает согласовать нагрузку с источником тока, а это, в свою очередь, обеспечивает надежную работу всей системы.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Как измеряется электроэнергия

прозрачный

person_outline
Выйти

Смотрите наши планы

  • для дома
    • Электричество
      &
      газ

      Переключить
      меню



  • Задачи

    Навыки

    Рекомендация

    Деятельность: Номинальная мощность различных приборов

  • 3
  • , сравнение, сравнение 90

    CAPS предлагается

  • Задачи

    Навыки

    Рекомендация

    Деятельность: Расчет энергопотребления

    1

    Сравнение, расчет, анализ, обоснование, объяснение

    CAPS предложил

    Деятельность: Домашнее обследование

    Исследование, сбор данных, расчет, анализ

    Предложено

    Действие: Сравнение энергоэффективности различных лампочек

    Сравнение, описание, расчет, объяснение

    Предложено

    Активность: Caree r исследование

    Исследование, работа в группах, написание, презентация

    Предлагается CAPS


    Устройство

    Мощность (Вт)

    Тостер

    Электрический взбиватель

    52

  • 9
  • 52 900

    Аппарат

    Мощность (Вт)

    Тостер

    700

    Электрический колотушка

    1

    54

    Урна

    1500

    джоулей (Дж)

    килоджоулях (кДж)

    120

    34

    24,6

    джоулей (Дж)

    килоджоулей (кДж)

    120

    0,12

  • 8 34 000
  • 8 34 000
  • 1 230

    1,23

    24600

    24,6

    Вт (Вт)

    киловатт (кВт)

    1760

    456

    1

    1

    0,56

    Вт (Вт)

    кВт (кВт)

    1760

    1,76

    4 560

  • 8

  • 25

    0,025

    560

    0,56





    Секунды (с)

    Минуты (мин)

    Часы (ч)

    620

    127

    940

    4,5

    12,25

  • Секунды (с)

    Минуты (мин)

    Часы (ч)

    620

    120

    2

    0,033

    7620

    127

    2,12

    15,67

    16 200

    270

    4,5

    44 100

    735

  • 8 9022 9022

    ВОПРОСЫ:

    Духовка мощностью 3600 Вт предназначена для выпечки торта в течение 1 часа.Какое потребление энергии?

    3600 Вт = 3,6 кВт

    потребление энергии = мощность x время = 3,6 x 1 = 3,6 кВтч

    Чайник мощностью 2200 Вт используется для кипячения воды в течение 6 минут. Какое потребление энергии?

    2200 Вт = 2,2 кВт

    6 минут = 0,1 часа

    потребление энергии = 2,2 x 0,1 = 0,22 кВтч

    Вы используете духовку мощностью 3600 Вт, чтобы выпекать торт за 1,5 часа.Какое потребление энергии?

    3600 Вт = 3,6 кВт

    потребление энергии = 3,6 X 1,5 = 5,4 кВтч

    Лампочка мощностью 120 Вт оставить включенной на 2 часа. Лампочку 60 Вт оставляют включенной на 3,5 часа. Какая лампочка потребляет больше энергии? Покажи свои расчеты.

    Лампочка 120 Вт:

    120 Вт = 0,12 кВт

    потребление энергии = 0,12 x 2 = 0,24 кВтч.

    Лампочка 60 Вт:

    60 Вт = 0,06 кВт

    потребление энергии = 0,06 x 3,5 = 0,21 кВтч

    Следовательно, лампочка мощностью 120 Вт потребляет больше энергии.

    С нас взимается плата за количество использованных киловатт-часов. Стоимость потребления энергии взимается в центах за киловатт-час (ц / кВтч). В следующей таблице приведены ставки, по которым домовладельцы взимают плату за покупку электроэнергии непосредственно у Eskom.Как видите, есть разные «блоки». Чем больше энергии вы потребляете в месяц, тем больше вы платите за киловатт-час. Это называется многоуровневой тарифной системой .


    Тарифы Eskom Homepower 2013

    85,60

    Многоуровневая система тарифов используется, чтобы побудить людей экономить электроэнергию и использовать ее с умом, поскольку чем меньше вы потребляете, тем меньше вы платите за единицу электроэнергии.

    Чтобы рассчитать затраты на электроэнергию, выберите блок, который подходит к вашему дому.Например, если ваш дом потребляет 252 кВтч электроэнергии в месяц, вы попадаете в Блок 2.

    Различное потребление энергии в месяц

    Плата за электроэнергию (ц / кВтч)

    Экологический сбор (ц / кВтч) л

    Итого

    (ц / кВтч)

    Блок 1 [≤ 50 кВтч]

    67.07

    2,28

    69,35

    Блок 2 [51 — 350 кВтч]

    83,32

  • 5
  • Блок 3 [351 — 600 кВтч]

    124,74

    2,28

    127.02

    Блок 4 [> 600 кВтч]

    137,03

    2,28

    139,31

    Давайте посчитаем стоимость, если в апреле 2013 года в вашем доме было использовано 252 кВтч.

    Первые 50 кВтч оплачиваются по более низкому тарифу, поэтому:

    50 × 69,35 = 3 467,5 центов

    Остальные единицы начисляются по ставке блока 2:

    (252–50) = 202

    Следовательно, 202 × 85,60 = 17 291,2 центов

    Итак, всего вам придется заплатить 3 467,5 + 17 291,2 = 20 758,7 центов

    Помните, что тарифы указаны в центах, а не в рандах, поэтому вам необходимо выполнить пересчет.

    20 758,7 / 100 = 207,59 рандов

    Это означает, что ваш общий счет за апрель 2013 года составит 207,59 рандов.

    Что делать, если вы не хотите оплачивать весь счет, сколько стоит вам одно конкретное устройство? Средняя цена за единицу электроэнергии в 2013 году составляет 71,65 ц / кВтч. Это цена за единицу, которую мы будем использовать для наших расчетов.

    Цена за единицу электроэнергии зависит от потребления.Цена, указанная здесь, была такой же, как в 2013 году для конкретного использования. Вы также можете использовать другие ставки в своих расчетах с вашим классом и указать их заранее.

    Фактическая стоимость единицы зависит от того, покупаете ли вы электроэнергию напрямую у Eskom или у местного муниципалитета. Фактически, тариф также различается от муниципалитета к муниципалитету.

    Если мы хотим узнать, сколько мы будем платить за использование определенного устройства, мы использовали бы следующий расчет:

    стоимость = номинальная мощность прибора × количество часов, в течение которых он использовался × цена за единицу электроэнергии

    Помните, что номинальную мощность прибора можно найти на этикетках.Вы заметили, что на обеих этикетках указана мощность в ваттах (Вт), а не в киловаттах (кВт)? Это означает, что если вы используете их для расчета стоимости электроэнергии, вы должны сначала преобразовать их в киловатты.

    Попробуем пример расчета для микроволновки.

    Мы хотим рассчитать стоимость использования небольшой духовки (1500 Вт) в общей сложности на 1 час в день. Следующие шаги описывают, что вам следует делать.

    Шаг 1. Запишите формулу

    стоимость = номинальная мощность × время × цена

    Шаг 2. Составьте список всех заданных значений в задаче

    номинальная мощность = 1500 Вт = 1,5 кВт

    время = 1 час

    цена = 71,65 ц / кВтч

    Шаг 3. Подставьте заданные значения в формулу, чтобы найти неизвестное

    стоимость = 1,5 кВт × 1 час × 71,65 ц / кВтч

    = 107 475 центов

    = R1,07

    Шаг 4: Запишите решение в отдельной строке с единицами измерения.

    Стоимость работы небольшой духовки в течение 1 часа составляет 1,07 рэндов.

    Давайте попробуем другой пример.

    Вы когда-нибудь замечали, что ваш холодильник начинает гудеть после периода тишины? Холодильники — это чрезвычайно энергоемкие электроприборы. Чтобы поддерживать постоянную прохладную температуру, в холодильниках есть термостат, который измеряет, насколько холоден воздух внутри вашего холодильника. Когда температура внутри холодильника превысит определенный уровень, термостат включит дорогостоящие компрессор и конденсатор.Холодильники имеют особую изоляцию, поэтому старайтесь сохранять прохладный воздух внутри, а энергетические потребности холодильника сильно варьируются в зависимости от того, как часто открываются двери и что хранится внутри.

    Представьте, что вы случайно оставили дверцу холодильника открытой, когда бросились в школу и не заметили этого до следующего дня! Теперь мы хотим выяснить, сколько стоит содержать холодильник мощностью 2200 Вт в течение дня.

    стоимость = номинальная мощность × время × цена

    номинальная мощность = 2200 Вт = 2,2 кВт

    время = 24 часа

    цена = 71,65 ц / кВтч

    стоимость = 2,2 кВт × 24 часа × 71,65 ц / кВтч

    = 3 783,12 центов

    = 37,83 R в сутки

    Стоимость работы холодильника на 1 день составляет 37,83 рэндов.

    ИНСТРУКЦИЯ:

    1. Используйте информацию в следующей таблице, чтобы ответить на следующие вопросы.
    2. Используйте во всех своих расчетах стоимость единицы электроэнергии 71,65 центов / кВтч.

    Устройство

    Номинальная мощность

    Микроволновая печь

    1360 Вт

    Лампа дневного света

    40 Вт

    Телевидение

    105 Вт

    Гейзер

    4800 Вт

    Лампа накаливания

    100 Вт

    Пылесос

    1600 Вт

    Стиральная машина

    2200 Вт

    ВОПРОСЫ:

    Представьте, что ваша семья в этом месяце использовала 320 кВтч электроэнергии.Рассчитайте стоимость 320 кВтч.

    Стоимость

    = 320 кВтч x 71,65

    = 22928 центов

    = R229,28

    Картофель готовится в обычной духовке примерно за 1 час. В микроволновой печи это занимает примерно 12 минут. Рассчитайте стоимость приготовления картофеля в каждом приборе и запишите, какой вариант дешевле.

    12 минут = 0,2 часа

    1360 Вт = 1,36 кВт

    6000 Вт = 6 кВт

    микроволновая печь: стоимость = 1,36 x 0,2 x 71,65 = 19,49 центов = R0,19

    обычная печь: стоимость = 6 x 1 x 71,65 = 429,9 центов = 4,30 рэнд

    Микроволновая печь дешевле в эксплуатации, чем обычная духовка.

    Какая лампочка дешевле эксплуатировать в течение часа, лампа накаливания или люминесцентная лампа? Обоснуйте свой ответ расчетом.

    100 Вт = 0,1 кВт

    40 Вт = 0,04 кВт

    лампа накаливания = 0,1 x 1 x 71,65 = 7,165 центов = R0,07

    люминесцентная лампа = 0,04 x 1 x 71,65 = 2,866 центов = R0,03

    Люминесцентная лампа дешевле.

    Если у вас есть предоплаченный ваучер на электроэнергию на 15 рандов, как долго вы сможете смотреть телевизор?

    R15 = 1 500 центов

    105 Вт = 0,105 кВт

    Количество кВтч = 1500 / 71,65 = 20,94 кВтч

    количество часов = 20,94 / 0,105 = 199,43 часов

    Вам нужно пропылесосить комнату, на это у вас уйдет 30 минут. Сколько это стоит?

    1600 Вт = 1,6 кВт

    30 минут = 0.5 часов

    стоимость = 1,6 х 0,5 х 71,65

    = 57,32 цента

    = 0,57

    руб.

    Гейзер нагревает воду с 20 ° C до 65 ° C за два с половиной часа. Сколько стоит нагрев воды?

    4800 Вт = 4,8 кВт

    стоимость = 4,8 х 2,5 х 71,65

    = 537 375 центов

    = R5,37

    Какой альтернативный прибор может использовать семья для нагрева воды, который не требует такого большого расхода электроэнергии?



    Семья может установить солнечный водонагреватель для нагрева воды вместо гейзера.Это использует солнечную энергию и, следовательно, снижает потребление энергии семьей, экономя электроэнергию и деньги.

    Мы видим, что разные приборы имеют разную мощность и поэтому для работы требуется больше электроэнергии. Это означает, что использование некоторых приборов обходится дороже, чем других. Например, лампа накаливания дороже в использовании, чем люминесцентная лампа. Если вы помните, лампа накаливания теряет большую часть своей энергии в виде тепла, а не света.

    Вы знаете, сколько электроэнергии потребляет ваша семья? Давайте узнаем.

    ИНСТРУКЦИЯ:

    1. Перечислите в таблице, аналогичной приведенной выше, все электроприборы в вашем доме. Заголовки четырех столбцов должны гласить: Устройство, номинальная мощность, количество часов и стоимость.
    2. Оцените количество часов, в течение которых каждый прибор используется в обычный день.
    3. Рассчитайте дневную стоимость каждого прибора, используя 71,65 центов / кВтч в качестве цены за единицу.Не забудьте посчитать количество лампочек в вашем доме и умножить его на стоимость одной лампочки.

    Используйте следующее пространство для стола.

    Длина стола будет зависеть от количества приборов в доме каждого учащегося. Ответы учащихся будут разными. Они должны выполнить отдельный расчет для каждого прибора в своем доме, а затем сложить суммы, чтобы получить общую стоимость электроэнергии.

    Вот пример того, как может выглядеть расчет для лампочки 120 Вт, которая работает 2 часа в день.Вы должны побудить учащихся выполнить следующие действия:

    Шаг 1. Запишите формулу

    стоимость = номинальная мощность x время x цена

    Шаг 2. Составьте список всех заданных значений в задаче

    номинальная мощность = 120 Вт = 0,12 кВт

    время = 2 часа

    цена = 71,65 ц / кВтч

    Шаг 3. Подставьте заданные значения в формулу, чтобы найти неизвестное

    стоимость = 0,12 x 2 x 71,65

    = 17 196 центов

    Шаг 4: Запишите решение в отдельной строке с единицами измерения.

    Стоимость электроэнергии 17 центов (0,17 руб.)

    ВОПРОСЫ:

    Все эти ответы будут зависеть от электрических приборов, используемых в доме учащегося. Важно убедиться, что они правильно используют формулу и переводят ватты в киловатты и центы в ранды.

    Какова была ваша общая расчетная стоимость электроэнергии за один день?


    Ответ, зависящий от учащегося.

    Если в среднем месяце 30 дней, каков будет ваш расчетный ежемесячный счет?

    Ответ, зависящий от учащегося.

    Можете ли вы придумать, как ваша семья могла бы сократить количество потребляемой вами электроэнергии?




    Этот ответ зависит от учащегося. У некоторых учащихся может быть только несколько электроприборов, и они не смогут сократить их использование.Некоторые учащиеся могут указать, что они могли бы более эффективно использовать электричество. Они могли отключить ненужное освещение. Используйте одеяла и другие виды изоляции, а не используйте электрические обогреватели зимой и т. Д. Вы можете обнаружить, что некоторые учащиеся уже используют гейзерные одеяла и солнечные батареи. Эти учащиеся могут указать, что они уже делают все возможное, чтобы сократить потребление электроэнергии.

    Есть много разных способов сберечь электроэнергию, чтобы сэкономить деньги.Наш выбор лампочек может повлиять на наши счета за электричество. Светодиодные лампочки самые энергоэффективные. У них более низкая мощность, чем у обычных лампочек, но большая часть их энергии передается в виде света и очень мало тепла (в отличие от ламп накаливания). Свет, передаваемый лампой, измеряется в люменах.

    ИНСТРУКЦИЯ:

    Прочтите информацию в таблице и используйте ее, чтобы ответить на вопросы.

    Какая из трех лампочек прослужит дольше всего?


    Какая из трех лампочек имеет самую высокую мощность?


    Как сравнить три лампочки с точки зрения того, сколько света они могут дать?



    Все эти три лампочки излучают одинаковое количество люмен, поэтому все они могут давать одинаковое количество света.

    Подсчитайте, сколько будет стоить включение каждой лампочки в доме по 5 часов в день в течение всего года (365 дней). Используйте 71,65 центов / кВтч.

    LED: стоимость = 0,008 x 5 x 365 x 71,65 = 1046,09 центов = R10,46

    Флуоресцентный: стоимость = 0,015 x 5 x 365 x 71,65 = 1962,42 цента = R19,61

    Лампа накаливания: стоимость = 0,06 5 x 365 x 71,65 = 784,68 центов = 78,46 рэндов

    Какую лампочку вы бы выбрали? Объяснить свой выбор.



    Ответ зависит от учащегося. Учащиеся должны понимать, что светодиоды дешевле в повседневной эксплуатации, хотя их первоначальная стоимость относительно высока.

    Какая лампа лучше всего подходит для окружающей среды? Объяснить свой выбор.




    Светодиодный светильник потребляет меньше электроэнергии для того же светового потока. Это означает, что потребляется меньше электроэнергии. Если все будут использовать светодиодные фонари, то общий спрос на электроэнергию будет ниже, и поэтому, если будет производиться меньше электроэнергии, будет меньше загрязнения.

    Светодиоды и лампы накаливания также не содержат ртути, которая ядовита, в отличие от люминесцентных ламп.

    Использование лампочек, которые потребляют меньше электроэнергии, может иметь эффект. Если все будут использовать меньше электроэнергии, то спрос на электроэнергию, производимую на наших угольных электростанциях в Южной Африке, будет меньше. Если вырабатывается меньше электроэнергии, то сжигается меньше ископаемого топлива, и это приведет к сокращению производства избыточных парниковых газов.

    Узнайте больше о Joule, электромобиле, произведенном прямо здесь, в Южной Африке.

    В секторе электроэнергетики есть много важных и полезных профессий. Давайте потратим время на изучение некоторых из них.

    Это возможность для учащихся познакомиться с множеством различных карьерных возможностей, доступных в секторе электроэнергетики. Существует краткий список предлагаемых профессий для исследования, но поощряйте учащихся находить больше. Пусть учащиеся поработают в небольших группах, чтобы провести свое исследование, а затем доложить о своих выводах классу.

    ИНСТРУКЦИЯ:

    1. Разделить на группы по 3.
    2. Используйте библиотеку или Интернет, чтобы найти профессию из следующего списка:
      1. электрик
      2. инженер-электрик
      3. ИТ-специалист
    3. Постарайтесь найти информацию о том, чем человек в этой карьере занимается в течение дня и какая квалификация необходима для выполнения этой работы.
    4. Сообщите о своих находках классу.

    ВОПРОСЫ:

    Запишите карьерный путь, который вы нашли наиболее интересным.


    Ответ, зависящий от учащегося.

    Что вам понравилось в этой карьере?




    Ответ, зависящий от учащегося.

    Веб-сайт Zooniverse предоставляет отличный обзор различных проектов в области гражданской науки, в которых могут участвовать учащиеся. Существует огромное количество разнообразных проектов, от помощи в определении возможных планет вокруг звезд до анализа реальных данных о раке, изучения данных о тропических циклонах и т. Д. или слушать крики китов или летучих мышей.И есть еще много других. Гражданская наука — это научное исследование, которое полностью или частично проводится непрофессиональными учеными, особенно широкой публикой. Поощрение учащихся к участию в некоторых из этих проектов откроет им глаза на существующие возможности, а также добавит смысла и ценности тому, что они изучают в классе естественных наук. https://www.zooniverse.org/

    «Гражданская наука» — это когда широкая общественность принимает участие и проводит научные исследования.

    Хотите принять участие в реальных научных исследованиях? Ознакомьтесь с этими проектами в области гражданской науки, чтобы легко принять участие. https://www.zooniverse.org/

    • Электрическая мощность — это показатель подачи энергии, измеряемый в ваттах (Вт).
    • 1 ватт мощности равен 1 джоуля в секунду.
    • Разные приборы потребляют разную мощность.
    • Электроэнергия продается в единицах, называемых киловатт-часами (кВтч), которые являются мерой потребления энергии.
    • 1 кВтч — это энергия, потребляемая прибором мощностью 1000 Вт за 1 час.
    • Eskom продает электроэнергию по многоуровневым тарифам, чтобы люди не потребляли слишком много электроэнергии.
    • Мы можем рассчитать стоимость использования одного прибора, умножив номинальную мощность на количество часов и удельную стоимость электроэнергии.

    Концептуальная карта

    Используйте следующую страницу, чтобы создать свою собственную концептуальную карту, чтобы резюмировать эту главу о стоимости электроэнергии.

    Версия для учителя

    Какова номинальная мощность следующих двух устройств? [2 балла]

    1. Сковорода.


    2. Вентилятор.


    См. Таблицу номинальных мощностей обычных бытовых приборов. Перечислите бытовые приборы в порядке от наиболее потребляющих наименьшее энергопотребление до наибольшего. [2 балла]

    Энергосберегающий глобус

    Устройство

    Номинальная мощность

    Плита

    3600 Вт

    90025

    Микроволновая печь

    53

    2200 Вт

    Чайник

    2200 Вт

    Холодильник

    230 Вт

  • 91
  • 9
  • Тостер

  • 91
  • 40 Вт

    Лампа накаливания

    120 Вт

    Пылесос

    1600 Вт



    Энергосберегающий глобус, лампа накаливания, холодильник, тостер, микроволновая печь, пылесос, стиральная машина, чайник, плита.

    Что такое электроэнергия? Объясните своими словами. [2 балла]



    Учащиеся должны объяснить, что это количество электрической энергии, передаваемой за секунду.

    Объясните, что означает 1 ватт мощности. [2 балла]


    1 ватт мощности равен 1 джоуля энергии, подаваемой за 1 секунду.

    Что значит, что плита имеет номинальную мощность 3600 Вт, а микроволновая печь — 1200 Вт? Сравните эти два прибора по потребляемой энергии.[3 балла]



    Это означает, что плита потребляет больше энергии, чем микроволновая печь, поскольку плита использует 3600 джоулей энергии в секунду, тогда как микроволновая печь использует 1200 джоулей энергии в секунду.

    Заполните следующую таблицу [8 баллов]

    134

    джоулей (Дж)

    килоджоулей (кДж)

    145

    134

    32,12

    Ватт (Вт)

    Киловатт (кВт)

    1 850

    32

    0,485

  • 3
  • 9
  • Джоулей (Дж)

    Килоджоулей (кДж)

    145

    0,145

  • 8 134 900 000

    1 650

  • 1,65

    32120

    32,12

    Ватт (Вт)

    Киловатт (кВт) Киловатт (кВт)

    1850

    1,85

    3790

    3,79

    32

    0,032

    5

    5 0,485

    Электрический утюг рассчитан на 1500 Вт.Если утюг используется в течение 3 часов каждый день, найдите количество единиц электроэнергии, потребляемой им в феврале. [3 балла]

    номинальная мощность = 1500/1000 = 1,5 кВт

    время = 3 x 28 = 84 часа

    потребление энергии = 1,5 x 84 = 126 кВтч

    Электрический чайник рассчитан на 1000 Вт. Если он используется в течение 1 часа каждый день, найдите количество единиц электроэнергии, которое он потребляет за август.[3 балла]

    номинальная мощность = 1000/1000 = 1 кВт

    время = 1 x 31 = 31 час

    потребление энергии = 1 x 31 = 31 кВтч

    Счетчик электроэнергии в вашем доме в марте был 3456, а в апреле — 4566.

    1. Сколько электроэнергии использовало ваше домохозяйство за этот месячный период? [2 балла]

    2. Если плата за электроэнергию составляет 71,65 центов / кВт · ч, каков будет ваш счет за этот месячный период? [3 балла]

    1. Потребляемая энергия = 4566 — 3456 = 1110 кВтч

    2. энергия = 1110 кВтч

      цена = 71,65 ц / кВтч

      Стоимость = 1110 x 71,65 = 79531,5 центов = 795,32

      рэндов

    Электроодеяло мощностью 120 Вт остается на 8 часов

    1. Сколько киловатт-часов электроэнергии потребляет одеяло? [3 балла]

    2. Если стоимость электроэнергии составляет 71,65 цента за единицу, какова стоимость использования электрического одеяла в течение 8 часов в рандах? [3 балла]

    1. номинальная мощность = 120 Вт = 0,12 кВт

      время = 8 часов

      энергия = мощность x время = 0,12 x 8 = 0,96 кВтч

    2. Стоимость = 0.96 x 71,65 = 68 784 центов = 0,69

      рандов

    Чайник мощностью 2600 Вт в школьной учительской используется 8 раз в день по пять минут каждый раз.

    1. Сколько всего времени чайник включен в течение каждых 5 дней учебной недели? [2 балла]

    2. Сколько энергии потребляется для работы чайника за этот период (в киловатт-часах)? [2 балла]

    3. Если стоимость единицы составляет 71,65 центов, какова стоимость эксплуатации чайника в этот период? [3 балла]

    1. время = 8 x 5 x 5 = 200 минут = 3,33 часа за 5-дневную учебную неделю.

    2. номинальная мощность = 2600 Вт = 2,6 кВт

      время = 3,33 часа

      энергия = 2,6 x 3,33 = 8,66 кВтч

    3. Стоимость

      = 8,66 x 71,65 = 620,35 центов = 6,20 рэндов

    Если у вас был предоплаченный ваучер на электроэнергию на сумму 35 рандов, рассчитайте следующее.

    1. Как долго вы можете проработать холодильник мощностью 230 Вт, если электричество стоит 71,65 центов за кВтч? [5 баллов]

    2. Как долго вы сможете проработать шесть ламп накаливания мощностью 60 Вт? [5 баллов]

    1. стоимость = 35 рэнд = 3500 центов

      номинальная мощность = 230 Вт = 0,23 кВт

      цена электроэнергии = 71,65 ц / кВтч

      Количество доступных единиц (кВтч) по ваучеру = 3500 / 71,65 = 48,85 кВтч

      время = энергия / мощность = 48,85 кВтч / 0,23 кВт = 212 часов

    2. Количество доступных единиц (кВтч) по ваучеру = 3500 / 71,65 = 48,85 кВтч

      номинальная мощность для одной лампы = 60 Вт = 0,06 кВт

      номинальная мощность для шести лампочек = 0,06 x 6 = 0,36 кВт

      время = энергия / мощность = 48,85 / 0,36 = 135,69 часов

    Какую лампочку, КЛЛ 15 Вт или светодиодную 8 Вт, вы бы выбрали? Поясните свой ответ.[3 балла]




    Обе лампочки излучают одинаковое количество света, но поскольку мощность светодиода ниже, затраты на электроэнергию для освещения меньше. Светодиод дешевле в использовании. Учащиеся также могут упомянуть, что КЛЛ содержат ртуть, а светодиоды — нет.

    Сушильная машина имеет номинальную мощность 4 500 Вт. Сколько времени потребовалось для сушки белья из влажного белья, если электричество стоит 71,65 цента за кВтч, а стоимость эксплуатации сушилки составляет 4,84 ранда? [6 баллов]

    стоимость = 4,84 рэнд = 484 цента

    номинальная мощность = 4500 Вт = 4,5 кВт

    стоимость = потребленная энергия x цена за единицу

    потребляемая энергия = стоимость / цена за единицу = 484 / 71,65 = 6,755 кВтч

    время = энергия / мощность = 6,755 / 4,5 = 1,5 часа

    Всего [62 балла]

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *