Меню Главная Случайная статья Настройки Мощность Материал из https://ru.wikipedia.org Мощность — скалярная физическая величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой в процессе её (энергии) использования и в общем случае определяемая через соотношение переданной энергии к времени передачи. В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный энергии в 1 джоуль, переданной за время в 1 секунду 1 Вт 1 Дж/с 1 Нм/с[1][2]. Содержание 1 Смысл понятия на примерах 2 Используемые обозначения 3 Основные формулы 4 Единицы измерения 5 Мощность в механике 6 Электрическая мощность 6.1 Приборы для измерения электрической мощности и мощности излучения 7 Гидравлическая мощность 8 См. также 9 Примечания 10 Литература 11 Ссылки Смысл понятия на примерах Электрическая лампочка мощностью 100 Вт для своей работы по освещению ежесекундно расходует 100 Дж энергии, за 1 час — 0,1 кВт·ч (360 000 Дж). Электродвигатель c мощностью на валу 1 кВт способен ежесекундно передавать посредством вращения 1 кДж механической энергии, что хватает для подъёма груза массой около 100 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. При этом потребляемая электрическая мощность этого двигателя будет выше 1 кВт, так как КПД электродвигателя всегда ниже 100 % и не вся потребляемая электрическая мощность может быть преобразована в работу на валу. Автомобильный двигатель внутреннего сгорания нетто-мощностью 100 кВт (136 л. с.) способен ежесекундно передавать колёсам автомобиля энергию в 100 кДж, что позволяет современному легковому автомобилю разгоняться до скорости порядка 200 км/ч. При этом не имеют значения ни тип двигателя (бензиновый или дизельный), ни его рабочий объём, ни особенности его внешней скоростной характеристики. Значение мощности в 6 ГВт у Красноярской ГЭС означает, что данная ГЭС способна ежесекундно вырабатывать энергию в 6000 МДж. Это эквивалентно энергии, получаемой от работы 60 тысяч автомобильных двигателей, работающих на режиме максимальной мощности из примера выше, и без учёта потерь на передачу и трансформацию электроэнергии позволяет зажечь 60 миллионов 100-ваттных электрических ламп. Используемые обозначения Действующие международные стандарты ISO/IEC 80000 предписывают обозначать мощность символом В русскоязычной литературе по физике мощность в формулах механики и гидродинамики может обозначаться символом ${\displaystyle N,}$ но этимология данного обозначения точно не ясна. Основные формулы Средняя мощность за промежуток времени ${\displaystyle \Delta t}$ определяется как отношение работы ${\displaystyle A}$ (или изменения энергии ${\displaystyle \Delta E}$) ко времени ${\displaystyle \Delta t}$: ${\displaystyle P={\frac {A}{\Delta t}}={\frac {\Delta E}{\Delta t}},}$ где ${\displaystyle P}$ — мощность, ${\displaystyle A}$ — работа, ${\displaystyle E}$ — энергия, ${\displaystyle t}$ — время. Мгновенная мощность определяется как производная энергии по времени: ${\displaystyle P={\frac {dE}{dt}}.}$ Интеграл от мгновенной мощности по времени за данный промежуток равен полной энергии, переданной за это время, или, что то же самое, — выполненной работе: ${\displaystyle \int _{t_{0}}^{t_{1}}P(t)dt=\Delta E=A.}$ Единицы измерения В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт (Вт), равный одному джоулю в секунду (Дж/с)[5]. В теоретической физике, астрофизике, в качестве единицы для мощности часто используют единица системы СГС эрг в секунду (эрг/с). Распространённой единицей измерения мощности автомобильных, локомотивных и судовых ДВС является лошадиная сила. Однако в своих рекомендациях Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит лошадиную силу к числу единиц измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются»[6]. Соотношения между единицами мощности Единицы Вт кВт МВт кгс·м/с эрг/с л. с.(мет.) л. с.(анг.) 1 ватт 1 103 106 0,102 107 1,36103 1,34103 1 киловатт 103 1 103 102 1010 1,36 1,34 1 мегаватт 106 103 1 102103 1013 1,36103 1,34103 1 килограмм-сила-метр в секунду 9,81 9,81103 9,81106 1 9,81107 1,33102 1,31102 1 эрг в секунду 107 1010 1013 1,02108 1 1,361010 1,341010 1 лошадиная сила (метрическая) 735,5 735,5103 735,5106 75 7,355109 1 0,9863 1 лошадиная сила (английская) 745,7 745,7103 745,7106 76,04 7,457109 1,014 1 Мощность в механике Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости движения тела: ${\displaystyle N=\mathbf {F} \cdot \mathbf {v} =F\cdot v\cdot \cos \alpha ,}$ где ${\displaystyle \mathbf {F} }$ — вектор силы; ${\displaystyle \mathbf {v} }$ — вектор скорости; ${\displaystyle \alpha }$ — угол между вектором скорости и силы; ${\displaystyle F}$ — модуль вектора силы; ${\displaystyle v}$ — модуль вектора скорости. Частный случай мощности при вращательном движении: ${\displaystyle N=\mathbf {M} \cdot {\boldsymbol {\omega }}={\frac {2\pi \cdot M\cdot n}{60}},}$ где ${\displaystyle \mathbf {M} }$ — вектор момента силы (Н·м); ${\displaystyle {\boldsymbol {\omega }}}$ — вектор угловой скорости (рад/с); ${\displaystyle n}$ — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин). Электрическая мощность Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Мгновенная электрическая мощность ${\displaystyle P(t)}$ участка электрической цепи: ${\displaystyle P(t)=I(t)\cdot U(t),}$ где ${\displaystyle I(t)}$ — мгновенный ток через участок цепи; ${\displaystyle U(t)}$ — мгновенное напряжение на этом участке. Для характеристики сетей синусоидального переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия: активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной мощности, мгновенная активная мощность: ${\displaystyle p(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi \cos(2\omega t),}$ где ${\displaystyle U_{m},~I_{m}}$ — амплитудные значения синусоидальных напряжения и тока соответственно; ${\displaystyle \varphi }$ — угол между начальным углом напряжения ${\displaystyle \psi _{u}}$ и начальным углом силы тока ${\displaystyle \psi _{i}}$ — ${\displaystyle (\varphi =\psi _{u}-\psi _{i}){;}}$ ${\displaystyle \omega }$ — угловая частота сетевого напряжения; ${\displaystyle t}$ — время. . реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, мгновенная реактивная мощность: при ${\displaystyle \varphi >0{:}}$ ${\displaystyle q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t+{\frac {\pi }{2}}{\Bigr )},}$ при ${\displaystyle \varphi <0{:}}$ ${\displaystyle q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t-{\frac {\pi }{2}}{\Bigr )}.}$ полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз. мгновенная полная мощность: ${\displaystyle s(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos {\Bigl (}2\omega t-\varphi {\Bigr )}.}$ Приборы для измерения электрической мощности и мощности излучения Ваттметры (в том числе варметры) — измерительные приборы, предназначенные для определения мощности электрического тока или мощности электромагнитного излучения. По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три группы — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её индикации ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые. Гидравлическая мощность Мощность гидромашины или гидроцилиндра ${\displaystyle N_{H}}$ равна произведению перепада давления на машине (разности давлений на входе и выходе) на расход жидкости: ${\displaystyle N_{H}=Q_{H}\cdot P_{H},}$ где ${\displaystyle Q_{H}}$ — расход жидкости, м3/с; ${\displaystyle P_{H}}$ — перепад давления, Па. К примеру, насос НП-89Д, установленный на самолётах Су-24, Ту-134 и Ту-154, имеет производительность 55 л/мин (0,055/60 0,000917 м3/с) при давлении 210 кгс/см2 (21 МПа)[7] откуда его гидравлическая мощность составляет примерно 19,25 кВт. См. также Удельная мощность Активная мощность Реактивная мощность Светимость Энергия Механическая работа Мощность взрывного устройства Мощность звука Усилитель мощности Примечания Мощность — статья из Физической энциклопедии Физика . — С. 100. Глава 6 «Работа и энергия», § 3 «Мощность». ISO 80000-4:2019 «Quantities and units — Part 4: Mechanics» Item 4.27  (неопр.). Дата обращения: 2 апреля 2021. Архивировано 1 апреля 2021 года. Физика . — С. 100. Глава 6 «Работа и энергия», параграф 3 «Мощность». ГОСТ 8.417-2002 . — С. 5. П.5.2 «Производные единицы СИ», таблица 3 « Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования и обозначения». Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В  (неопр.). Дата обращения: 5 апреля 2013. Архивировано из оригинала 14 октября 2013 года. НП-89Д. Описание. Технические характеристики. Агрегаты производства ОАО ММЗ Знамя  (неопр.). Дата обращения: 15 апреля 2018. Архивировано 15 апреля 2018 года. Литература ГОСТ 8.417-2002. «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин». — Москва: Стандартинформ, 2002. — 39 с. Ссылки Электрическая работа и мощность Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г. Архивная копия от 11 июня 2008 на Wayback Machine Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов.