| Мощность | |
| N , P , W = d A d t {\displaystyle N,P,W={\frac {dA}{dt}}} | |
| Размерность | L2MT−3 |
| Единицы измерения | |
| СГС | эрг·−1 |
У этого термина существуют и другие значения, см. Мощность (значения).
Мо́щность
— скалярная физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени[1].
Единицы измерения
В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт (Вт), равный одному джоулю в секунду (Дж/с). В теоретической физике, астрофизике, в качестве единицы для мощности часто используют эрг в секунду (эрг/с).
Другой распространённой, но ныне устаревшей единицей измерения мощности, является лошадиная сила. 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»[2].
Соотношения между единицами мощности
| Единицы | кВт | МВт | кгс·м/с | эрг/с | л. с.(мет.) | л. с.(анг.) | |
| 1 ватт | 1 | 10−3 | 10−6 | 0,102 | 107 | 1,36·10−3 | 1,34·10−3 |
| 1 киловатт | 103 | 1 | 10−3 | 102 | 1010 | 1,36 | 1,34 |
| 1 мегаватт | 106 | 103 | 1 | 102·103 | 1013 | 1,36·103 | 1,34·103 |
| 1 килограмм-сила-метр в секунду | 9,81 | 9,81·10−3 | 9,81·10−6 | 1 | 9,81·107 | 1,33·10−2 | 1,31·10−2 |
| 1 эрг в секунду | 10−7 | 10−10 | 10−13 | 1,02·10−8 | 1 | 1,36·10−10 | 1,34·10−10 |
| 1 лошадиная сила (метрическая) | 735,5 | 735,5·10−3 | 735,5·10−6 | 75 | 7,355·109 | 1 | 0,9863 |
| 1 лошадиная сила (английская) | 745,7 | 745,7·10−3 | 745,7·10−6 | 76,04 | 7,457·109 | 1,014 | 1 |
Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах?
«В то время, как наши космические корабли бороздят просторы Вселенной…» мы продолжаем измерять мощность двигателя в лошадиных силах. Откуда взялись эти «лошадиные силы» и почему в век высоких технологий, беспроводной передачи информации и покорения космоса мы продолжаем пользоваться этой единицей измерения?
Термин «horse power» (лошадиная сила) придумал в 1789 году шотландец Джеймс Уатт. В те времена для поднятия воды, которая скапливалась на дне шахт, использовали либо традиционную лошадиную силу, либо паровую машину Ньюкомена. Джеймсу Уатту удалось сконструировать машину, которая по своей эффективности значительно превосходила детище Ньюкомена и потребляла на 70% меньше топлива.
Несмотря на очевидные преимущества, консервативные хозяева шахт не спешили приобретать разработку Уатта. Для того, чтобы продать свою машину, необходимо было описать её преимущества. А это значит, сравнить её с тем, что использовало большинство владельцев шахт – с лошадью.
Перед Уаттом встала задача измерить, с какой силой лошадь может выполнять какую-либо работу. Для этого им и был придуман термин horse power. До сих пор неизвестно, как именно проводил свою эксперименты Уатт, но, возможно, он наблюдал за тем, как лошади вытаскивали бочку из шахты. Проведя множество наблюдений, Джеймс установил, что средняя скорость вытаскивания лошадьми бочки объемом 160 л (≈1 баррель) составляет 3,6 км/ч (≈2 мили/ч). Умножив 2 мили/ч на ½ барреля (мы ведь считаем силу одной лошади), получаем результат 1 миля/ч × 1 баррель, что в более мелких измерениях равно 33 000 футо-фунтов*. Если перевести получившееся значение в Ватты (которые, кстати, и получили название в честь Джеймса Уатта), то выясним, что одна лошадиная сила равняется ≈745,699 Вт. Это значение получило название «Механическая лошадиная сила» и используется в США и Великобритании. В России и Европе пользуются Метрической лошадиной силой, определяющую мощность, которую необходимо затратить на подъем груза в 75 кг на 1 метр. Её значение равняется ≈735,49 Вт.
Вычисления вычислениями, а что же было с Джеймсом Уаттом? С помощью нового термина он смог наглядно показывать хозяевам шахт, сколько лошадей смогут заменить его чудо-машины. Результат не заставил себя ждать: инженер обрел популярность и положил начало индустриальной революции в Англии, а введенный им термин «лошадиные силы» стал настолько удачливым, что на столетия укоренился в языках по всему миру.
* Энергия, которую нужно затратить, чтобы поднять тело массой 1 фунт (453,6 г) на высоту 1 фут
При публикации были использованы изображения с сайтов:
https://adland.tv/ooh/porsche-911-rear-horsepower-billboards-china
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
comments powered by HyperComments
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, с которой движется тело:
| N = F ⋅ v = F ⋅ v ⋅ cos α , {\displaystyle N=\mathbf {F} \cdot \mathbf {v} =F\cdot v\cdot \cos \alpha ,} |
где F
— сила,
v
— скорость, α {\displaystyle \alpha } — угол между вектором скорости и силы.
Частный случай мощности при вращательном движении:
| N = M ⋅ ω = 2 π ⋅ M ⋅ n 60 {\displaystyle N=\mathbf {M} \cdot \mathbf {\omega } ={\frac {2\pi \cdot \mathbf {M} \cdot \mathbf {n} }{60}}} |
M
— момент силы, ω {\displaystyle \mathbf {\omega } } — угловая скорость, π {\displaystyle \pi } — число ,
n
— частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин.).
Формулы для измерения
Мощность — величина, которая непосредственным образом связана с другими показателями. Так, она прямым образом связана со временем, силой, скоростью, вектором силы и скоростью, модулем силы и скорости, моментом силы и частотой вращения. Нередко в формулах при вычислении электрической мощностной разновидности задействуется также число Пи, показатель сопротивления, мгновенный ток с напряжением на конкретном участке электрической сети, активная, полная и реактивная сила. Непосредственным участником в вычислении является амплитуда с угловой скоростью и начальной силой тока с напряжением.
Вам это будет интересно Щупы для мультиметра
В расчетах гидравлической мощностной разновидности, принимает участие давление и расход жидкости. Нередко берется в расчеты показатель количества оборотов двигателя за конкретный промежуток времени.
Дополнительная информация! Чтобы рассчитать тягу, коэффициент полезного действия с другими рабочими параметрами устройства, изучается температура, сила трения и проводниковое сопротивление с реактивными нагрузками.
Основные формулы для измерения
Электрическая мощность
Основная статья: Электрическая мощность
Электри́ческая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Мгновенная электрическая мощность P ( t ) {\displaystyle P(t)} участка электрической цепи:
P ( t ) = I ( t ) ⋅ U ( t ) {\displaystyle P(t)=I(t)\cdot U(t)\,} где I ( t ) {\displaystyle I(t)} — мгновенный ток через участок цепи; U ( t ) {\displaystyle U(t)} — мгновенное напряжение на этом участке.
При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия:
- активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной мощности,
- реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно,
- полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.
Приборы для измерения электрической мощности
| Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. |
- Ваттметры (в том числе варметры)
Приборы для измерения
Чтобы измерить мощность, используется ваттметр, вольтметр, варметр и мультиметр с тестером. Они широко используются в различных сферах энергетики с промышленностью, связью, транспортом, наукой, медициной и бытом. В быту их используют, чтобы подсчитать потребляемую электрическую энергию и вычислить возможные повреждения диодов. Стоит отметить, что все существующие приборы для измерения делятся на щитовые с переносными и стационарными, показывающие с регистрирующими, оценивающие и сравнивающие.
Перечисленные приборы подключаются параллельным образом к нагрузке либо источнику электричества. Ваттметры с варметрами отличаются от других тем, что могут определять показатель в электромагнитно сигнале. Делятся на те, что созданы для измерений низких и высоких частот. Что касается вольтметров, они бывают аналоговыми, цифровыми, жиодно-компенсационными, импульсными, фазочувствительными и селективными.
Мультиметры являются комбинированными устройствами. Они, как и вольтметры, делятся на цифровые и аналоговые. Служат как для вычисления напряжения, так и электрической емкости с индуктивностью, температурой, силой тока и сопротивления.
Ваттметр как основной измерительный прибор для электрических приборов
Гидравлическая мощность
Основная статья: Объёмный гидропривод § Мощность объёмного гидропривода
Мощность гидромашины или гидроцилиндра равна произведению перепада давления на машине (разности давлений на входе и выходе) на расход жидкости:
N H = Q H ⋅ P H , {\displaystyle N_{H}=Q_{H}\cdot P_{H},} где Q H {\displaystyle Q_{H}} — расход жидкости, м3/с; P H {\displaystyle P_{H}} — перепад давления, .
К примеру, насос НП-89Д, стоящий на Су-24, Ту-134 и Ту-154, имеет производительность 55 л/мин (~ 0,000917 м3/с) при давлении 210 кгс/см2 (21 МПа)[3] — следовательно, его гидравлическая мощность составляет примерно 19,25 кВт.
Измерить мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя составлена активной, реактивной составляющими. Предприятиям установлен штрафной тариф. Потому важно понимать измеряемые величины.
Инструкция токовых клещей пишет: оценивают среднеквадратический ток. Чистая математика.
Сие означает: прибор делает выборку определенного интервала, берет корень суммы квадратов отдельных измерений, деленной на общее количество.
Уподобим усреднению за некоторый период времени. Активный ток, полный, реактивный (вряд ли). Вопрос нужно выяснить: токовые клещи, показанные фото, с завидной регулярностью дают мощность приборов на 11% ниже номинала.
Ссылки
- Электрическая работа и мощность
- Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г.
- Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов
Для улучшения этой статьи по физике желательно:
|
Разница крутящего момента у малолитражки бензинового или дизельного двигателя
Принято считать, что почти все автомобили-малолитражки с «тяговитыми» двигателями, а также авто с дизельными моторами. Водители автомобилей с дизельным двигателем особенно замечают быстрый разгон даже при низких оборотах. Они, похваляясь, чаще всего говорят, что в нем, в крутящем моменте, вся сила. Теперь ясно: крутящий момент не в меньшей степени, чем лошадиные силы, важная характеристика железного коня. На него следует смотреть в первую очередь при покупке нового автомобиля, а также при подборе подержанного.
Лошадиная сила в транспортном налогообложении
Россия
| Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Следует исправить раздел согласно стилистическим правилам Википедии. (24 октября 2017) |
В России величина транспортного налога зависит от мощности двигателя в лошадиных силах. Пересчёт в лошадиные силы осуществляется путём умножения мощности двигателя, выраженной в кВт, на множитель, равный 1,35962 (то есть используется переводной коэффициент 1 л. с. = (1 / 1,35962) кВт). Хотя законом вопрос не урегулирован, налоговые органы советуют при таком пересчете во внесистемные единицы мощности (л. с.) округлять с точностью до второго знака после запятой[7].
Каждый регион имеет право увеличивать или уменьшать размер налога в пределах федеральных норм.
Если мощность меньше 100 л. с., то, например, в Московской области платится 7 рублей/л. с. в год, а если чуть больше — уже 29 рублей/л. с. в год. Причем, от 101 л. с. до 150 л. с. ставка налога одинакова. Таким образом, из-за разных значений мощности цена меняется с менее чем 700 до нескольких тысяч рублей в год. Этот факт приводит к досадным курьёзам. Так, мощность южнокорейского автомобиля Hyundai Accent равна строго 75 кВт, то есть 102 л. с. Для американского автовладельца получилась бы ещё более обидная цифра 100,7 hp, но в США налог не зависит от лошадиных сил. В США некоторые налоги (дорожный, экологический) включены в цену бензина[источник не указан 3094 дня
], кроме того, ежегодно надо платить налог с личного имущества (personal property tax), прямо пропорциональный цене автомобиля.
Другие страны
В прошлом в некоторых странах (например, в Великобритании, Германии, Бельгии, Франции, Испании) транспортный налог зависел от мощности в лошадиных силах. В одних странах отказались от использования мощности при налогообложении (например, в Великобритании в сороковых годах вместо мощности стали использовать размеры автомобиля), в других (например, во Франции), вместо лошадиных сил стали использовать киловатты. От тех времён остались выражения «Caballo fiscal» и «Cheval fiscal».
Помимо использования лошадиных сил в расчетах транспортного налога, в РФ также данный вид единицы мощности применяется в страховании. А именно при расчете страховой премии при обязательном страховании гражданской ответственности владельцев транспортных средств (в просторечии — «автогражданка»).
