Elektrivoolu võimsus

Me kõik teeme iga päev palju tööd. Liigutame meid ümbritsevaid esemeid (koolikott, kohvitass, jõusaalis olevad hantlid jms) ja iseennast. Tööd tehes on oluline, kui kiiresti töö tehtud saab. Miks teeb aga mõni inimene, loom või masin töö ära kiiremini kui teine?

Ще на цю тему

Võimsus

Kui töö tehakse ära ruttu, st lühikese aja jooksul, öeldakse, et võimsus on suur. On kokku lepitud, et mis tahes töö korral nimetatakse suurust, mis näitab ajaühikus tehtud töö hulka, võimsuseks[mõiste: võimsus – füüsikaline suurus, mis näitab ajaühikus tehtud töö hulka]. Võimsust tähistatakse tähega N ja arvutatakse valemiga $N = \frac{A}{t}$ . Võimsuse ühik on 1 vatt (1 W): $1 W = \frac{1 J}{1 s}$ .

Elektrivoolu võimsus näitab samuti ajaühikus tehtud tööd: $N = \frac{A}{t} = \frac{I \cdot U \cdot t}{t} = I \cdot U$ . Seega, elektrivoolu võimsus on võrdne voolutugevuse ja pinge korrutisega ning $1 W = 1 A \cdot 1 V$ .

Võimsuse tähisena kasutatakse ka tähte P.

Võimsus näitab ajaühikus tehtud töö hulka

Elektrivoolu võimsust mõõdetakse vattmeetriga[mõiste: vattmeeter – mõõteriist elektrivoolu võimsuse mõõtmiseks]. See on mõõteriist, millel on kaks mähist[joonealune: mähis on traadikeerdudest moodustatud elektriahel]. Pingemähis ühendatakse tarvitiga rööbiti ja voolumähis jadamisi. Mähised tekitavad magnetväljad, mille koostoimel hakkab skaalal olev osuti liikuma. On olemas nii analoog- kui ka digitaalvattmeetrid.

Digitaalne vattmeeter pannakse pistikupessa ja selle külge ühendatakse seade, mille võimsust mõõdetakse. Näit kuvatakse digitaalselt ekraanile

Analoogvattmeeter mõõdab nii pinget kui ka voolutugevust, kuid skaalal esitatakse väärtus vattides

Nii nagu elektrivoolu tööd, saab ka võimsust avaldada ainult voolutugevuse või pinge kaudu. Tööd saab arvutada selliste valemitega: $A = \frac{U^{2} \cdot t}{R}$ ja $A = I^{2} \cdot R \cdot t$ . Kui nende võrrandite mõlemad pooled läbi jagada ajaga t, saame valemid võimsuse arvutamiseks: $N = \frac{U^{2}}{R}$ ja $N = I^{2} \cdot R$ .

Andmed:

= 230 V

= 0,26 A

= ?

Millist valemit kasutad võimsuse arvutamiseks?

1) $N = \frac{U}{I}$

2) $N = U \cdot I$

3) $N = \frac{I}{U}$

1)
2)
3)

Vastus. Lambi võimsus on W.

Andmed:

= 230 V

= 50 Ω

= ?

Milliseid valemeid on võimalik kasutada selle ülesande lahendamiseks?

1) $N = \frac{U}{I}$

2) $N = \frac{U}{R^{2}}$

3) $I = \frac{U}{R}$

4) $N = U \cdot I$

5) $N = \frac{R}{I^{2}}$

6) $I = U \cdot R$

7) $N = \frac{U^{2}}{R}$

8) $N = R \cdot I^{2}$

9) $I = \frac{R}{U}$

1)
4)
7)
2)
5)
8)
3)
6)
9)

Vastus. Tolmuimeja võimsus on W.

Andmed:

= 12 V

= 60 W

= ?

Millise valemiga saab selle ülesande lahendada?

1) $R = \frac{U^{2}}{N}$

2) $R = \frac{N}{I^{2}}$

3) $R = \frac{N}{U^{2}}$

4) $R = N \cdot I^{2}$

5) $R = N \cdot U^{2}$

6) $R = \frac{I^{2}}{N}$

1)
3)
5)
2)
4)
6)

Vastus. Juhtme takistus on Ω.

Mõtle!

Kas 100 W pirni takistus on suurem või väiksem kui 75 W pirni takistus?
Kas ja kuidas saaks elektrivoolu võimsust määrata ilma vattmeetrita?

Ще на цю тему

Lisalugemine. Hobujõud

Võimsust mõõdetakse ka hobujõududes. Selle ühiku võttis üle 200 aastat tagasi kasutusele Inglise leidur ja füüsik James Watt. Tema järgi tõstab töötav hobune 1 sekundis 1 jala (0,305 m) kõrgusele keskmiselt 550 naelase koorma (1 nael = 0,454 kg). Selle järgi on 1 hobujõud (1 HP) = 746 W. Nii on Ameerikas ja Inglismaal. Meil peetakse hobujõuks (1 hj) võimsust, mida on tarvis, et 1 s jooksul tõsta 1 m kõrgusele 75 kg ehk 1 hj = 735 W.

Hobujõud on võimsus, mida tuleb rakendada, et tõsta 75 kg raskus 1 s jooksul 1 m kõrgusele

1 kg raskus 75 s jooksul 1 m kõrgusele.
1 kg raskus 550 sekundi jooksul 1 jala kõrgusele.
75 kg raskus 1 sekundi jooksul 1 jala kõrgusele.
75 kg raskus 1 sekundi jooksul 1 m kõrgusele.
550 kg raskus 1 sekundi jooksul 1 m kõrgusele.

Mõtle!

Milliste seadmete võimsust väljendatakse tänapäeval endiselt tihti hobujõududes?

Ще на цю тему

Elektriseadme võimsus

Võimsus on elektriseadmeid kirjeldav põhiparameeter, näiteks igale elektripirnile on kirjutatud selle võimsus. Nii on ka pliidi, külmiku, mootorite ja kõigi teiste elektriseadmetega. Ja kui on teada seadme võimsus, siis on väga lihtne kasutusaja järgi teada saada ka seadmega tehtud töö, sest A = N·t. Töö ühikuks tuleb niimoodi arvutades 1 W · 1 s, mida nimetatakse vattsekundiks. See on aga väga väike töö, näiteks saab selle tööga panna 100 W pirni põlema 0,01 sekundiks. Sellepärast kasutatakse praktikas elektrienergia töö mõõtmiseks palju suuremat ühikut 1 kWh (kilovatt-tund). See on töö, mille arvel põleb 100 W pirn 10 tundi.

Kui me maksame kasutatud elektrienergia eest, siis ei maksa me mitte tarbitud võimsuse, vaid tehtud töö eest. Tehtud tööd, mida mõõdetakse kilovatt-tundides, mõõdab vooluarvesti ehk voolumõõtja[mõiste: voolumõõtja – mõõteriist, mis mõõdab elektrivoolu tööd kilovatt-tundides (kWh)].

Paljude elektriseadmete korpusele on kirjutatud seadme võimsus

Voolumõõtja mõõdab elektriseadme tehtud tööd kilovatt-tundides (kWh)

Kuna töö tavaline mõõtühik on 1 J (džaul), on vaja teada kilovatt-tunni ja džauli vahelist seost: $1 kW \cdot h = 1000 W \cdot 3600 s = 3 600 000 J = 3,6 \cdot 10^{6} J$ .

0,5 kW · 1 h = W · s = J = MJ

2,7 MJ = J = Ws= $\frac{W s}{\frac{s}{h}}$ = Wh = kWh

Mõtle!

Mitu vattsekundit on ühes kilovatt-tunnis?

Ще на цю тему

Nimipinge ja nimivõimsus

Mõistet elektriseadme võimsus kasutatakse kõigi elektririistade korral. Näiteks võib akutrelli[sõnaseletus: akutrell – trellpuur, mis kasutab energiaallikaks akusid] võimsus olla $850 W$ , blenderil[sõnaseletus: blender – kannmikser toiduainete purustamiseks ja kokteilide valmistamiseks] $500 W$ , tolmuimejal $1000 W$ . Aga see võimsus on seadmel ainult siis, kui ta töötab sellisel pingel, mis on talle ette nähtud. Seda pinget nimetatakse nimipingeks[mõiste: nimipinge – pinge, mis on seadme tööks ette nähtud]. Nimipinge väärtus on enamasti standarditud, näiteks Euroopas on vahelduvvooluvõrgu nimipinge 230 V.

Nimipingele vastavat võimsust nimetatakse nimivõimsuseks[mõiste: nimivõimsus – võimsus, mida seade saab maksimaalselt rakendada nimipinge korral]. See on võimsus, mida elektriseade võib maksimaalselt arendada pika aja jooksul. Paljud riistad töötavad ka madalamal pingel kui nimipinge, näiteks tolmuimejal on nupp, mille pööramisel mootori pöörded langevad, sest me vähendame nupu pööramisega pinget mootoris. Nii töötab tolmuimeja nimivõimsusest väiksema võimsusega.

Veekeetja korpusel on info tema nimipinge ja nimivõimsuse kohta

Elektriseadme nimivõimsus ja -pinge

Kaardil on näidatud maailma eri piirkondade elektrivõrkudes kasutusel olevad vahelduvvoolu pinge ja sageduse standardid

Seadme nimipinge on V ja nimivõimsus on W.

Kui suur on voolutugevus seadmes, kui see töötab nimipingel ja -võimsusel?

Voolutugevus on A.

Uuri!

Milline on standarditud nimipinge Ameerika vahelduvvooluvõrgus?

Ще на цю тему

Lisalugemine. Kõrgepingeliin

Elektrienergia edastamiseks kaugete vahemaade taha kasutatakse kõrgepingeliine. Aga miks? Põhjus on selles, et vool soojendab juhtmeid, milles ta liigub, see on aga asjatu energiakadu. Juhtmete soojenemist saab vähendada, kui vähendada juhtmete takistust või voolutugevust.

Juhtme takistuse vähendamiseks tuleb suurendada juhtme läbimõõtu. Sellepärast ongi kõrgepingeliinide juhtmed jämedad. Aga see pole parim variant, sest sellega kaasneb suur metallikulu, mis teeb juhtmed kalliks. Rasked juhtmed eeldavad ka tugevaid ja suuri maste.

Teine võimalus on hoida voolutugevus võimalikult väike. Et ülekantav võimsus ei väheneks, tuleb seda teha pinget suurendades $(N = U \cdot I)$ .

Elektrienergiat edastatakse kõrgepingeliinide kaudu, kus kõrge pinge võimaldab hoida voolutugevuse väiksena. Nii ei vähene ülekantav võimsus, aga vähenevad energiakaod

Ще на цю тему

Jätan meelde

Elektrivoolu võimsus näitab ajaühikus tehtud tööd.
Võimsuse ühik on 1 vatt (W) ja see avaldub voolutugevuse ja pinge kaudu: 1 W = 1 A · 1 V.
Elektrivoolu tööd saab leida võimsuse kaudu $(A = N \cdot t)$ ja seda mõõdetakse kilovatt-tundides (kWh).
$1 kW \cdot h = 1000 W \cdot 3600 s = 3 600 000 J = 3,6 \cdot 10^{6} J$
Elektriseadmele ettenähtud tööpinget nimetatakse nimipingeks ja sellele vastavat võimsust nimetatakse nimivõimsuseks.

Ще на цю тему

Послугу здійснює Star Cloud OÜ

Приєднайтесь до Opiq

Прогрес в Opiq

	Роботи
	Параграф опрацьовано

Elektrivoolu võimsus

Ще на цю тему

Võimsus

Mõtle!

Ще на цю тему

Lisalugemine. Hobujõud

Mõtle!

Ще на цю тему

Elektriseadme võimsus

Mõtle!

Ще на цю тему

Nimipinge ja nimivõimsus

Uuri!

Ще на цю тему

Lisalugemine. Kõrgepingeliin

Ще на цю тему

Jätan meelde

Ще на цю тему

Додати матеріал

Файли для завантаження

Повідомити про помилку

Сюди пишіть лише про помилки Opiq. Будь ласка, опишіть помилку якомога детальніше.

Якщо Ви погоджуєтеся поділитися інформацією про себе, повідомте свої контактні дані (e-mail, телефон).

Поставте галочку, щоб допомогти нам боротися зі спамом

Opiq використовує файли cookie