Мощност и енергия

Ако погледнеш една крушка може да видиш нещо, записано ето така – 10 вата или 100 вата. Какво означават тези ватове? И как да ги изчислим? Това ще научим в това видео. Това число 10 вата всъщност представлява нещо, наречено електрическа мощност. Като цяло, мощността, електрическа или друга, е мярка за колко енергия... Колко енергия бива консумирана или "доставена" за единица време Нейните мерни единици – виж тези единици, единицата за енергия е джаул, а единицата за време е секунди, а джаула в секунда е това, което наричаме ват и представяме с W Наречен е на учена Джеймс Ват Тук 10 вата означават 10 джаула в секунда. 10 джаула в секунда. Това означава, че тази крушка консумира 10 джаула електрическа енергия всяка секунда и, когато кажа "консумира", имам предвид, че преобразува електрическа енергия в някакъв друг вид. В този пример може да е топлина и светлина Но може да има и други примери. В тонколоните я превръщаме в звук. Във вентилаторите я превръщаме в ротационна или механична енергия и т.н. Ето списък с мощността на типични уреди, които можем да намерим у дома си. Например климатиците имат доста висока мощност, може да имат 1000 вата и дори чак 2500 вата. 1000 вата означава, че климатикът консумира 1000 джаула електрическа енергия в секунда. Но ако погледнеш, например, мобилните телефони, те консумират много малко мощност – по-малко от 5 вата. Ето един въпрос. Откъде идват тези енергии? Трябва да дойдат от някъде, нали? Може да предположиш това за мобилните телефони и лаптопите. Тези енергии са "доставени" от батериите Но в по-големите вериги, като вътрешните вериги, енергията бива "доставена" от големи генератори в захранващите станции и, отново, под доставена имам предвид, че тези неща превръщат някакъв друг вид енергия в електроенергия. Например батериите преобръщат химична енергия в електричество и можеш да научиш повече за това по химия. Генераторите превръщат ротационна механична енергия в електроенергия и ще учим за тези забавни неща в бъдещи видеа. И знаеш ли какво? За електричеството, което получаваме в домовете си, трябва да платим за енергията, която консумираме, не плащаме за напрежението или тока, но плащаме за енергията, така че е важно да можем да изчислим електрическата мощност. Това ще направим сега. Ще видим как да изчислим електрическата мощност по отношение на напрежението и тока. Нека вземем един пример. Представи си, че имаме крушка, през която преминават 2 ампера ток. И, да кажем, че разликата в потенциала между краищата на крушката, е 5 волта. Гледам тези две числа. Да видим дали мога да открия каква е мощността, консумирана от крушката. За да направим това, първо ще си припомним какво означават ток и напрежение. Два ампера означават два кулона в секунда. Това означава, че през всяка точка от веригата преминават два кулона заряд на всяка секунда. Два кулона в секунда. И какво означава напрежение? Волтът е джаула на кулон. Това означава, че когато един кулон се придвижи през крушката от една точка до друга, той доставя 5 джаула енергия на крушката. От тези двете знаем, че за всеки преминаващ кулон са консумирани 5 джаула енергия. За една секунда преминават 2 кулона. Като използваме тези две числа можем ли да изчислим колко енергия, колко джаула енергия биват консумирани от крушката на всяка секунда? Спри видеото и виж дали можеш да направиш това самостоятелно. Добре, да направим това. Да запишем това тук долу. Ще изчакам една секунда и ще видя какво се случва. Знам, че за една секунда ще преминат два кулона заряд, но всеки кулон ще достави 5 джаула енергия. Тоест 2 кулона ще доставят 2*5, а това е 10 джаула енергия и, следователно, за една секунда 10 джаула енергия ще бъдат доставени на тази крушка, тоест мощността ще е 10 вата. И ако погледнеш единиците, получаваме същото нещо. Забележи, 2 кулона преминават на всяка секунда в 5 джаула на кулон. Кулоните се съкращават и получаваме 10 джаула в секунда, което наричаме 10 вата. А ако токът беше 3 ампера? Тогава за една секунда ще преминат 3 кулона, така че това ще е 3. от друга страна, ако напрежението беше 20, тогава за всеки преминаващ кулон ще бъдат доставени 20 джаула енергия. И това ще е 20. Можеш ли да видиш, че за да изчислим мощността, просто умножаваме тока по напрежението? И като цяло сега можем да запишем, че електрическата мощност е просто произведението на напрежението и тока. Ако знаеш тези двете, просто ги умножаваш и получаваме електрическата мощност. Също така, ако знаем мощността на един уред и знаем какво е напрежението през него, тогава като използваме това уравнение можем да изчислим какъв ток ще тече през този уред. Да обобщим това, което научихме. Във всяка електрическа верига има източник, като батерии или генератори, който ще достави електрическа мощност, и има устройства, които консумират електрическа мощност. И ще дефинираме мощността като цяло като колко енергия е консумирана или доставена за една секунда и измерваме това във ватове. И за да изчислим електрическата мощност, доставена или консумирана от който и да е уред, просто умножаваме напрежението през този уред и тока в този уред. Запомням това като използвам една поговорка – с голямата сила (мощност) идват големи ток и напрежение.