Begreppet kraft (M) ?r f?rknippat med produktiviteten hos en mekanism, maskin eller motor. M kan definieras som m?ngden arbete som utf?rs per tidsenhet. Det vill s?ga, M ?r lika med f?rh?llandet mellan arbete och den tid som spenderas p? dess genomf?rande. I det allm?nt accepterade internationella enhetssystemet (SI) ?r den enda m?ttenheten f?r M watt. Tillsammans med detta ?r h?stkrafter (hk) fortfarande en alternativ indikator p? M. I m?nga l?nder i v?rlden ?r det vanligt att m?ta M f?rbr?nningsmotorer i hk och M elmotorer i watt.

Sorter av EIM

Med utvecklingen av vetenskapliga och tekniska framsteg upptr?dde ett stort antal olika enheter f?r effektm?tning (EIM). Bland dem, s?som W, kgcm / s, erg / s och hp ?r efterfr?gade idag. F?r att inte skapa f?rvirring vid byte fr?n ett m?tsystem till ett annat sammanst?lldes f?ljande UIM-tabell, d?r verklig effekt m?ts.

Relationstabeller mellan EIM

M?tning av M i mekanik

Alla kroppar i den verkliga v?rlden s?tts i r?relse av en kraft som appliceras p? dem. P?verkan p? kroppen av en eller flera vektorer kallas mekaniskt arbete (P). Till exempel driver en bils dragkraft den. S? h?r ?stadkoms mekanisk R.

Ur en vetenskaplig synvinkel ?r P en fysisk storhet "A", best?ms av produkten av storleken p? kraften "F", r?relseavst?ndet f?r kroppen "S" och cosinus f?r vinkeln mellan vektorerna f?r dessa tv? kvantiteter.

Arbetsformeln ser ut s? h?r:

A \u003d F x S x cos (F, S).

M "N" i detta fall kommer att best?mmas av f?rh?llandet mellan m?ngden arbete och tidsperioden "t", under vilken krafterna verkade p? kroppen. D?rf?r kommer formeln som best?mmer M att vara:

Mekanisk M-motor

Den fysiska kvantiteten M i mekaniken k?nnetecknar olika motorers kapacitet. I bilar best?ms M av en motor av volymen av f?rbr?nningskamrarna f?r flytande br?nsle. M av motorn ?r arbetet (m?ngden producerad energi) per tidsenhet. Motorn omvandlar under sin drift en typ av energi till en annan potential. I detta fall omvandlar motorn termisk energi fr?n br?nslef?rbr?nning till kinetisk energi f?r vridr?relse.

Det ?r viktigt att veta! Motorns huvudindikator M ?r det maximala vridmomentet.

Det ?r vridmomentet som skapar motorns dragkraft. Ju h?gre denna indikator, desto st?rre M av aggregatet.

I v?rt land ber?knas M-kraftenheter i h?stkrafter. ?ver hela v?rlden finns det en tendens att ber?kna M i watt. Nu anges effektkarakteristiken i dokumentationen i tv? dimensioner samtidigt i hk. och kilowatt. I vilken enhet som ska m?tas M, best?mmer tillverkaren av kraftelektriska och mekaniska installationer.

M el

Elektrisk M k?nnetecknas av hastigheten f?r omvandling av elektrisk energi till mekanisk, termisk eller l?tt energi. Enligt det internationella SI-systemet ?r watten RIM, i vilken den totala effekten av elektricitet m?ts.

F?r att dra 10 p?sar potatis fr?n en gr?nsakstr?dg?rd som ligger ett par kilometer fr?n huset m?ste du rusa fram och tillbaka med en hink hela dagen. Om du tar en vagn designad f?r en v?ska kan du g?ra det p? tv? till tre timmar.

Tja, om du kastar alla p?sar i en h?stdragen vagn, kommer din sk?rd p? en halvtimme s?kert att migrera till din k?llare. Vad ?r skillnaden? Skillnaden ligger i hur snabbt arbetet utf?rs. Hastigheten i det mekaniska arbetet k?nnetecknas av en fysisk storhet som studeras i fysikkursen i sjunde klass. Denna m?ngd kallas kraft. Power visar hur mycket arbete som utf?rs per tidsenhet. Det vill s?ga, f?r att hitta kraften ?r det n?dv?ndigt att dela det utf?rda arbetet med den tid som spenderas.

Formel f?r att ber?kna effekt

Och i det h?r fallet tar effektber?kningsformeln f?ljande form: kraft \u003d arbete / tid, eller

d?r N ?r makt,
Ett arbete,
t - tid.

Enheten f?r effekt ?r watt (1W). 1 W ?r den effekt med vilken 1 joule arbete utf?rs p? 1 sekund. Denna enhet ?r uppkallad efter den engelske uppfinnaren J. Watt, som byggde den f?rsta ?ngmaskinen. Det ?r m?rkligt att Watt sj?lv anv?nde en annan kraftenhet - h?stkrafter, och kraftformeln i fysiken i den form som vi k?nner till den idag introducerades senare. M?tningen av h?stkrafter anv?nds ?n idag, till exempel n?r man talar om kraften hos en bil eller lastbil. En h?stkraft motsvarar ungef?r 735,5 watt.

Till?mpning av makt i fysiken

Kraft ?r den viktigaste egenskapen hos alla motorer. Olika motorer utvecklar helt olika kraft. Det kan vara s? mycket som hundradelar av en kilowatt, till exempel, motorn p? en elektrisk rakhyvel, eller miljontals kilowatt, till exempel, motorn i ett rymdfarkoster. Med olika belastning bilmotorn producerar olika effekt att forts?tta r?ra sig i samma hastighet. Till exempel, med en ?kning av lastens massa, ?kar bilens vikt respektive, friktionskraften p? v?gytan ?kar, och f?r att h?lla samma hastighet som utan lasten m?ste motorn g?ra mer arbete. F?ljaktligen kommer den effekt som genereras av motorn att ?ka. Motorn kommer att f?rbruka mer br?nsle. Detta ?r v?lk?nt f?r alla f?rare. Men vid h?g hastighet spelar tr?gheten hos ett fordon i r?relse ocks? en betydande roll, vilket ?r ju st?rre desto st?rre massa. Erfarna lastbilschauff?rer hittar den optimala kombinationen av hastighet och bensinf?rbrukning s? att bilen f?rbr?nner mindre br?nsle.

Vad ?r styrka och kraft? Vad denna indikator m?ts i, vilka instrument som anv?nds och hur dessa fysiska storheter till?mpas i praktiken kommer vi att ?verv?ga senare i artikeln.

Styrka

I v?rlden b?rjar alla kroppar av fysisk natur att r?ra sig p? grund av kraft. Under dess inflytande, med en passerande eller motsatt r?relseriktning av kroppen, utf?rs arbete. S?lunda verkar en viss kraft p? kroppen.

S? en cykel g?r iv?g tack vare styrkan i en persons ben, och dragkraften hos ett elektriskt lok verkar p? ett t?g. En liknande effekt uppst?r med alla r?relser. En krafts arbete ?r v?rdet i vilket kraftmodulen multipliceras, f?rskjutningsmodulen f?r punkten f?r dess applicering och cosinus f?r vinkeln mellan vektorerna f?r dessa indikatorer. Formeln i det h?r fallet ser ut s? h?r:

Om vinkeln mellan dessa vektorer inte ?r lika med noll, utf?rs alltid arbete. Det kan dock ha b?de positiva och negativa v?rden. Ingen kraft kommer att verka p? kroppen i en vinkel p? 90°.

T?nk till exempel en vagn som dras av en h?sts muskelkraft. Arbetet g?rs med andra ord av dragkraften i vagnens riktning. Men gravitationen, riktad ned?t eller vinkelr?tt, fungerar inte (f?rresten, h?stkrafter ?r vad motoreffekten m?ts i).

En krafts arbete ?r en skal?r storhet och m?ts i joule. Hon kan vara:

• resulterande (n?r flera krafter verkar);
• icke-konstant (d? utf?rs ber?kningen med integralen).

Kraft

Hur m?ts detta v?rde? L?t oss f?rst ta en titt p? vad det ?r. Det ?r tydligt att kroppens r?relse b?rjar p? grund av kraften som utf?r mekaniskt arbete. Men i praktiken, ut?ver detta, ?r det n?dv?ndigt att veta exakt hur det utf?rs.

det vill s?ga produkten av kraftvektorer genom r?relsehastigheten - och det finns kraft. Vad m?ts det i? Enligt det internationella SI-systemet ?r m?ttenheten f?r denna kvantitet 1 watt.

Watt och andra kraftenheter

Watt betyder effekt, d?r en joule arbete utf?rs p? en sekund. Den sista enheten fick sitt namn efter engelsmannen J. Watt, som uppfann och byggde den f?rsta ?ngmaskinen. Men samtidigt anv?nde han ett annat v?rde - h?stkrafter, som anv?nds ?n i dag. En h?stkraft ?r ungef?r lika med 735,5 watt.

S?lunda, f?rutom watt, m?ts effekten i metriska h?stkrafter. Och med ett mycket litet v?rde anv?nds ocks? Erg, lika med tio till minus sjunde potens av Watt. Det ?r ocks? m?jligt att m?ta i en enhet massa / kraft / meter per sekund, vilket ?r lika med 9,81 watt.

Motoreffekt

Det namngivna v?rdet ?r ett av de viktigaste i alla motorer, som kan ha v?ldigt olika effekt. Till exempel har en elektrisk rakhyvel hundradelar av en kilowatt, medan en rymdfarkostraket har miljoner.

Olika laster beh?ver olika effekt f?r att h?lla en viss hastighet. Till exempel kommer en bil att bli tyngre om mer last placeras i den. D? kommer friktionskraften p? v?gen att ?ka. F?r att h?lla samma hastighet som i obelastat tillst?nd kr?vs d?rf?r mer kraft. F?ljaktligen kommer motorn att ?ta mer br?nsle. Alla f?rare ?r medvetna om detta.

Men vid h?g hastighet ?r maskinens tr?ghet ocks? viktig, som ?r direkt proportionell mot dess massa. Erfarna f?rare som ?r medvetna om detta faktum hittar den b?sta kombinationen av br?nsle och hastighet n?r de k?r, s? att mindre bensin f?rbrukas.

Aktuell effekt

Hur m?ts effekt? I samma SI-enhet. Det kan m?tas direkt eller indirekt.

Den f?rsta metoden implementeras med hj?lp av en wattm?tare, som f?rbrukar betydande energi och kraftigt belastar str?mk?llan. Med den m?ts den fr?n tio watt eller mer. Den indirekta metoden anv?nds n?r det ?r n?dv?ndigt att m?ta sm? v?rden. Enheterna f?r detta ?r en amperemeter och en voltmeter anslutna till konsumenten. Formeln i det h?r fallet kommer att se ut s? h?r.

Hall?! F?r att ber?kna en fysisk storhet som kallas effekt anv?nds en formel d?r den fysiska kvantiteten - arbete divideras med den tid som detta arbete utf?rdes f?r.

Det ser ut s? h?r:

P, W, N=A/t, (W=J/s).

Beroende p? l?rob?cker och sektioner av fysik kan kraften i formeln betecknas med bokst?verna P, W eller N.

Oftast anv?nds kraft i s?dana delar av fysik och vetenskap som mekanik, elektrodynamik och elektroteknik. I varje fall har makt sin egen formel f?r ber?kning. F?r v?xelstr?m och likstr?m ?r det ocks? annorlunda. Wattm?tare anv?nds f?r att m?ta effekt.

Nu vet du att effekten m?ts i watt. P? engelska ?r watt watt, den internationella beteckningen ?r W, den ryska f?rkortningen ?r W. Detta ?r viktigt att komma ih?g, eftersom alla hush?llsapparater har en s?dan parameter.

Makt ?r en skal?r storhet, den ?r inte en vektor, till skillnad fr?n kraft, som kan ha en riktning. Inom mekanik kan den allm?nna formen av kraftformeln skrivas p? f?ljande s?tt:

P=F*s/t, d?r F=A*s,

Av formlerna kan man se hur vi ist?llet f?r A ers?tter kraften F multiplicerad med banan s. Som ett resultat kan kraft i mekanik skrivas som kraft multiplicerad med hastighet. Till exempel tvingas en bil som har en viss effekt att sakta ner n?r den k?r i uppf?rsbacke, eftersom detta kr?ver mer kraft.

Den genomsnittliga m?nskliga effekten tas till 70-80 watt. Kraften hos bilar, flygplan, fartyg, raketer och industrianl?ggningar m?ts ofta i h?stkrafter. H?stkrafter anv?ndes l?ngt f?re introduktionen av watt. En h?stkraft ?r lika med 745,7W. Dessutom ?r det i Ryssland accepterat att l. Med. motsvarar 735,5 watt.

Om du pl?tsligt av misstag fr?gar om 20 ?r i en intervju bland f?rbipasserande om makt, och du kommer ih?g att makt ?r f?rh?llandet mellan arbete A utf?rt per tidsenhet t. Om du kan s?ga det, ?verraska publiken glatt. Faktum ?r att i denna definition ?r det viktigaste att komma ih?g att divisorn h?r ?r arbete A, och den delbara tiden ?r t. Som ett resultat, med arbete och tid, och dividera den f?rsta med den andra, kommer vi att f? den efterl?ngtade kraften.

N?r du v?ljer i butik ?r det viktigt att vara uppm?rksam p? enhetens kraft. Ju kraftfullare vattenkokaren ?r, desto snabbare kommer den att v?rma upp vattnet. Kraften hos luftkonditioneringen avg?r hur mycket utrymme den kan kyla utan extrem belastning p? motorn. Ju st?rre kraft apparaten har, desto mer str?m f?rbrukar den, desto mer elektricitet kommer den att spendera, desto h?gre betalning f?r el.

I det allm?nna fallet best?ms den elektriska effekten av formeln:

d?r I ?r str?mmen, U ?r sp?nningen

Ibland m?ts det till och med i volt-ampere, skrivet som V * A. I volt-ampere m?ts den totala effekten och f?r att ber?kna den aktiva effekten m?ste den totala effekten multipliceras med enhetens prestandakoefficient (COP), d? f?r vi den aktiva effekten i watt.

Ofta fungerar apparater som luftkonditionering, kylsk?p, strykj?rn cykliskt, sl?s p? och av termostaten, och deras genomsnittliga effekt ?ver den totala drifttiden kan vara liten.

I v?xelstr?mskretsar finns, f?rutom begreppet momentan effekt, som sammanfaller med allm?n fysisk effekt, aktiv, reaktiv och skenbar effekt. Skenbar effekt ?r lika med summan av aktiv och reaktiv effekt.

F?r att m?ta effekt anv?nds elektroniska enheter - Wattm?tare. M?ttenheten Watt, fick sitt namn f?r att hedra uppfinnaren av den f?rb?ttrade ?ngmaskinen, som revolutionerade d?tidens kraftverk. Tack vare denna uppfinning accelererade utvecklingen av industrisamh?llet, t?g, ?ngb?tar, fabriker d?k upp som anv?nde kraften fr?n en ?ngmaskin f?r att flytta och producera produkter.

Vi har alla st?tt p? begreppet makt m?nga g?nger. Till exempel k?nnetecknas olika bilar av olika motoreffekt. Dessutom kan elektriska apparater ha olika effekt, ?ven om de har samma syfte.

Kraft ?r en fysisk storhet som k?nnetecknar arbetshastigheten.

Respektive, mekanisk kraft ?r en fysisk storhet som k?nnetecknar hastigheten p? mekaniskt arbete:

Det vill s?ga kraft ?r arbete per tidsenhet.

Effekten i SI-systemet m?ts i watt: [ N] = [W].

1 W ?r 1 J arbete utf?rt p? 1 sekund.

Det finns andra kraftenheter, till exempel, till exempel h?stkrafter:

Det ?r i h?stkrafter som bilarnas motorkraft oftast m?ts.

L?t oss g? tillbaka till formeln f?r makt: Vi k?nner till formeln som arbete ber?knas med: D?rf?r kan vi omvandla uttrycket f?r makt:

Sedan har vi i formeln f?rh?llandet mellan f?rskjutningsmodulen och tidsintervallet. Detta ?r, som ni vet, hastigheten:

Observera bara att i den resulterande formeln anv?nder vi hastighetsmodulen, eftersom vi inte delade sj?lva r?relsen efter tid, utan dess modul. S?, effekt ?r lika med produkten av kraftmodulen, hastighetsmodulen och cosinus f?r vinkeln mellan deras riktningar.

Detta ?r ganska logiskt: s?g att kolvens kraft kan ?kas genom att ?ka kraften i dess verkan. Genom att applicera mer kraft kommer han att g?ra mer arbete p? samma tid, det vill s?ga ?ka kraften. Men ?ven om du l?mnar kraften konstant och f?r kolven att r?ra sig snabbare, kommer det utan tvekan att ?ka det utf?rda arbetet per tidsenhet. D?rf?r kommer kraften att ?ka.

Exempel p? probleml?sning.

Uppgift 1. Motorcykelns effekt ?r 80 hk. N?r en motorcyklist r?r sig l?ngs en horisontell sektion utvecklar en hastighet lika med 150 km/h. Samtidigt g?r motorn p? 75 % av sin maximala effekt. Best?m friktionskraften som verkar p? motorcykeln.

Uppgift 2. Fightern, under inverkan av en konstant dragkraft riktad i en vinkel p? 45 ° mot horisonten, accelererar fr?n 150 m/s till 570 m/s. Samtidigt ?kar jaktplanets vertikala och horisontella hastighet med samma m?ngd vid varje tidpunkt. Jagarens massa ?r 20 ton. Om jaktplanet accelererade i en minut, vad ?r d? kraften p? dess motor?

Om du beh?ver f?ra in kraftenheter i ett system beh?ver du v?r kraftomvandlare - onlineomvandlare. Och nedan kan du l?sa hur effekt m?ts.

Enligt driften av en elm?tare f?r l?genhet kan det ses att avvecklingen av kilowattimmar sker ju snabbare, desto st?rre belastning appliceras p? n?tverket. Detta ?r ett av s?tten hur effekt m?ts. Det finns flera varianter av indikatorn, betecknad med den f?rsta bokstaven i den engelska watt - W. M?ngden energif?rbrukning beror p? parametrarna f?r den elektriska kretsen i bostaden - den ?r direkt proportionell mot kraften hos de anslutna str?mavtagarna.

Typer av elektrisk kraft

Den fysiska kvantiteten W ?r f?r?ndringshastigheten, ?verf?ringen, f?rbrukningen och omvandlingen av energin i det aktuella systemet. Specifikt l?ter definitionen av effekt som f?rh?llandet mellan det arbete som utf?rs under en viss period och tidsintervallet f?r ?tg?rden: W \u003d DA / D t, J / s \u003d watt (W).

N?r det g?ller det elektriska n?tverket talar vi om laddningens r?relse under inverkan av sp?nning: A \u003d U. Potentialen mellan tv? punkter p? ledaren ?r indikatorn p? r?relseenergin f?r en enda nukleon. Det totala arbetet f?r fl?det av hela antalet elektroner ?r Ап=U*Q, d?r Q ?r det totala antalet laddningar i n?tverket. I det h?r fallet tar kraftformeln formen W = U * Q / t, uttrycket Q / t ?r den elektriska str?mmen (I), det vill s?ga W = U * I.

Inom energisektorn s?rskiljs flera W-termer:

Arten av den installerade utrustningen best?mmer redundansen Wp, n?r kapacitiva enheter dominerar och potentialen ?kar, eller knappheten, om n?tverksinduktansen r?der (sp?nningen minskar). N?r man anv?nder principen om motsatt verkan har enheter utvecklats som g?r det m?jligt att kompensera f?r skadligheten av Wp och f?rb?ttra kvaliteten och effektiviteten av energif?rs?rjningen.

N?tverksparametrars inverkan p? kilowatt

Fr?n formeln W \u003d U * I kan det ses att kraften samtidigt beror p? tv? egenskaper hos kraftsystemet - sp?nning och str?mstyrka. Deras inflytande p? n?tverksparametrar ?r paritet. Processen att generera elektrisk kraft kan beskrivas p? f?ljande s?tt:

• U ?r arbetet som gjorts f?r att flytta 1 h?nge;
• I ?r antalet laddningar som flyter genom ledaren p? 1 sekund.

Enligt det ber?knade v?rdet p? W best?ms den f?rbrukade energin i n?tverket genom att multiplicera m?ngden effekt med den tid den spenderas. Genom att ?ndra en av parametrarna W i riktning mot att minska eller ?ka ?r det m?jligt att h?lla systemets energi p? en konstant niv? - att f? en h?g str?mstyrka vid l?g sp?nning eller en stor n?tverkspotential med en svag r?relse av coulombs .

Konvertera enheter utformade f?r att ?ndra parametrar, kallas sp?nnings- eller str?mtransformatorer. De installeras vid elektriska transformatorstationer f?r att ?verf?ra energi fr?n en k?lla till konsumenter ?ver l?nga avst?nd.

Lastm?tningsmetoder

Du kan ta reda p? enhetens kraft genom att h?nvisa till dess instruktioner eller pass, och i avsaknad av det, titta p? namnskylten som ?r f?st p? fodralet. Om tillverkarens data inte ?r tillg?ngliga, finns andra metoder tillg?ngliga f?r att best?mma utrustningens energi. Den viktigaste ?r m?t belastningen med en wattm?tare(en anordning f?r att fixera elektrisk kraft).

Enligt deras syfte ?r de indelade i 3 klasser: likstr?m och l?gfrekvent (LF), optisk och mycket impulsiv. De senare h?nf?rs till radior?ckvidden och ?r indelade i 2 typer: de som ing?r i linjebrytningen (passerande kraft) och monterade vid ruttens slutpunkt som en ?verenskommen (absorberad) last. Enligt metoden f?r att f?ra information till operat?ren s?rskiljs digitala och analoga enheter - visar pekare och sj?lvinspelning. Korta egenskaper hos vissa m?tare:

F?rutom hj?lp av speciella enheter k?nns str?mmen igen genom att till?mpa ber?kningsformeln: en amperemeter ing?r i gapet p? en av matningsledningarna, str?mmen och sp?nningen i n?tverket best?ms. Att multiplicera v?rdena ger det ?nskade resultatet.