Ватт (обозначение: Вт , W ) — в системе СИ единица измерения мощности.
Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ, используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов, пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).
Из-за схожих названий, киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к электроприборам. Однако эти две единицы измерения относятся к разным физическим величинам. В ваттах и, следовательно, киловаттах измеряется мощность, то есть количество энергии, потребляемое прибором за единицу времени. Ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения энергии, то есть ими определяется не характеристика прибора, а количество работы, выполненной этим прибором.
Эти две величины связаны следующим образом. Если лампочка мощностью в 100 Вт работала на протяжении 1 часа, её работа потребовала 100 Вт·ч энергии, или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит такое же количество энергии за 2,5 часа. Мощность электростанции измеряется в мегаваттах, но количество проданной электроэнергии будет измеряться в киловатт-часах (мегаватт-часах).
Следовательно Килова́тт-час (кВт·ч) — внесистемная единица измеренияработы или количества произведенной энергии. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.
Интересные факты
С помощью 1 кВт·ч можно добыть 75 кгугля, 35 кгнефти, испечь 88 буханок хлеба, выткать 10 метровситца, вспахать 2,5 соткиземли
Ватт – это единица измерения активной электрической мощности. Кроме активной мощности существует реактивная мощность и полная мощность. Если рассматривать мощность с точки зрения физики, то это процесс, при котором идёт расход энергии за определённую единицу времени. Получается, один ватт электрической мощности равен расходу одного джоуля (1 Дж) за одну секунду (1 с).
Название единицы мощности произошло от фамилии изобретателя шотландско-ирландского происхождения по имени Джеймс Уатт, который прославился тем, что в своё время создал паровую машину.
До того, как современная единица измерения электрической мощности начала использоваться официально (с 1882г.), мощность считали в лошадиных силах. Теперь же электрическая мощность обозначается в ваттах (Вт). Для более мощных потребителей электрическую мощность указывают в киловаттах (кВт).
Переводим ватты в киловатты
Для того чтобы знать сколько в одном киловатте ватт, необходимо понимать, что приставка «кило» обозначает кратность одной тысяче. Т.е. 1 киловатт = 1 * 1000 ватт = 1000 ватт. Из этого следует, что 2 киловатта = 2 * 1000Вт = 2000 ватт. Если же величина мощности равна 0,5 киловатт, то мощность в ваттах составит 0,5 * 1000Вт = 500 ватт.
Если необходимо посчитать, сколько в одном ватте киловатт, то расчёт выполняется наоборот. Необходимо имеющееся значение мощности в ваттах разделить на тысячу. Т.е. 1 ватт = 1/1000 ватт = 0,001 киловатта. Получается, что 1 ватт составляет одну тысячную часть от киловатта. Тогда 1000 ватт = 1000/1000 ватт = 1 киловатт. Если величина мощности равна 500 ватт, то мощность в киловаттах будет равна 500/1000 ватт = 0,5 киловатта.
Где указывается мощность (Вт и кВт)
Практически для каждого потребителя электрической энергии указывается его номинальная величина потребляемой мощности. Мощность указывается либо в паспорте потребителя, либо значение наносится на само устройство.
К примеру, на лампе накаливания мощность указывается на стеклянной части, называемой колбой. Это может быть 60 ватт, 75 ватт, 95 ватт, 100 ватт, 150 ватт, 500 ватт. Стоит отметить, что для обычных ламп накаливания (да и для других ламп) мощность также указывается и на картонной упаковке.
Кроме ламп накаливания, номинальная мощность потребления указывается на электрических чайниках, обогревателях, бойлерах и т.д. Номинальная мощность электрических чайников обычно равна 1,5 киловатта. Мощность обогревателя может быть 2 киловатта, а мощность бойлера может и вовсе равняться 2,5 киловатта.
Суммарная мощность в ваттах (киловаттах)
Иногда необходимо посчитать суммарную мощность потребления нескольких приборов или устройств. Например, это нужно для того, чтобы правильно подобрать сечение электрического кабеля или провода. Также суммарную мощность желательно знать при выборе коммутационной или защитной аппаратуры.
Чтобы посчитать мощность всех потребителей электроэнергии, необходимо знать, сколько ватт в киловатте и наоборот, ведь на одних потребителях мощность указывается в ваттах, а на других потребителях для удобства она указывается в киловаттах. При расчёте суммарной мощности необходимо значение мощности отдельных потребителей перевести (преобразовать) в ватты или в киловатты.
Расчёт суммарной мощности потребителей
Допустим, имеется несколько потребителей. Это лампа накаливания 75 ватт, лампа накаливания 100 ватт, электрический обогреватель мощностью 2 киловатта, бойлер 2,5 киловатта и электрический чайник мощностью 1500 ватт.
Как видно, мощность ламп накаливания и чайника указана в ваттах, а мощность электрического обогревателя и бойлера указана в киловаттах. Поэтому для расчёта суммарной мощности всех указанных потребителей необходимо привести все значения к единой величине измерения, т.е к ваттам или к киловаттам.
Суммарная мощность в ваттах
Определяем мощность в ваттах для тех потребителей, у которых изначально мощность указана в киловаттах. Это электрический обогреватель и бойлер.
У обогревателя мощность 2 киловатта, а т.к. в одном киловатте 1000 ватт, то мощность обогревателя в ваттах будет 2 киловатта * 1000 = 2000 ватт. Аналогично рассчитывается значение и для бойлера. Т.к. его мощность в киловаттах равна 2,5 киловатта, то мощность в ваттах будет равна 2,5 киловатта * 1000 = 2500 ватт.
Т.к. теперь известна мощность в ваттах для всех потребителей, то суммарная мощность будет равна сумме мощностей всех потребителей. Складываем мощность одной и второй лампы накаливания, электрического обогревателя, бойлера и электрического чайника. Получаем суммарную мощность, равную 75 ватт + 100 ватт + 2000 ватт + 2500 ватт + 1500 ватт = 6175 ватт.
Суммарная мощность в киловаттах
Определяем мощность в киловаттах для тех потребителей, у которых изначально номинальная мощность указана в ваттах. Это лампы накаливания и электрический чайник. У одной лампы мощность 75 ватт, а т.к. один ватт – это тысячная часть киловатта, то мощность этой лампы равна 75 ватт/1000 = 0,075 киловатта. Мощность второй лампы равна 100 ватт, что в киловаттах составит 100 ватт/1000 = 0,1 киловатта. Потребляемая мощность электрического чайника равна 1500 ватт, а в киловаттах она будет равна 1500 ватт/1000 = 1,5 киловатта.
Мощность каждого отдельного потребителя известна, поэтому общая мощность в киловаттах будет равна сумме всех мощностей, т.е. 0,075 киловатта + 0,1 киловатта + 2 киловатта + 2,5 киловатта + 1,5 киловатта = 6,175 киловатта.
Величина ватт-час или киловатт-час
В электричестве регулярно встречается такая величина, как ватт-час и киловатт-час. Многие не видят никакой разницы между величинами ватт и ватт-час или киловатт и киловатт-час, считая их одним и тем же значением. Однако на самом деле это две разные величины, хоть их названия и похожи.
Если ватт и киловатт – это мощность, то ватт-час (Вт*ч) или киловатт-час (кВт*ч) – это количество потреблённой электроэнергии. На практике это выглядит следующим образом: лампа накаливания мощностью 100 ватт за один час потребляет 100 ватт-час электроэнергии. За два часа такая лампа потребляет 100 ватт * 2 часа = 200 ватт-час. Ну а за 10 часов лампа мощностью 100 ватт потребляет 100 ватт * 10 часов = 1000 ватт-час потребления электроэнергии, т.е. 1 киловатт-час.
Ватт - это физическая величина, с которой каждому приходится сталкиваться ежедневно, даже не зная об этом. Что же ею измеряется, когда она возникла и по какой формуле ее можно найти? Давайте найдем ответы на все эти вопросы.
Что такое ватт
Прежде всего, стоит узнать определение данного термина. Итак, ватт - единица используемая в Международной системе СИ.
Она может быть трех видов:
- Механическая.
- Электрическая.
- Тепловая.
История появления
Впервые ватты стали использовать как величину для измерения мощности в Великобритании в 1882 г. До этого в ходу были лошадиные силы, причем в отдельных странах их понимание отличалось.
Изобретателем этой единицы измерения (ватт) стал «отец» промышленной революции - Джеймс Ватт (встречается вариант написания Уатт). В честь него, кстати, она и была названа. По этой причине, как и джоуль (назван фамилией британского ученого Джеймса Прескотта Джоуля), так и ватт, в сокращенном виде всегда пишется с большой буквы - Вт (по-английски W).
Начиная с 1960 г. ватт - единица измерения мощности, применяемая во всем мире. Ведь именно тогда он был признан
Формула мощности
Разобравшись с определением и историей появления ватта, стоит узнать его формулу. Выглядит она таким образом: N = А/t. И расшифровывается это как работа, разделенная на время.
Иногда для того, чтобы узнать количество ватт, формулу мощности используют несколько другую: N = F х V. В данном примере искомая величина вычисляется не при помощи работы и времени, а с использованием данных силы и скорости.
Фактически вторая формула - это своеобразная адаптация классической. Просто взято во внимание, что работа равна производной силы на расстояние (А = F х S), а скорость - частное от деления расстояния на время (V = S/t). Если поставить все эти данные: получается такой пример: N = F х S/t = F х V.
Ватты, вольты и амперы
Помимо рассмотренной в предыдущем пункте формулы для поиска изучаемой физической величины, есть и другая. Она демонстрирует взаимосвязь мощности (ватты), и силы тока (амперы).
Однако, прежде чем ознакомиться с ней, стоит узнать немного больше об этих единицах измерения.
Вольт (В, по-английски V) - это единица измерения электрического напряжения. В формулах обозначается латинской литерой U.
Ампер (А, по-английски тоже А) - величина характеризующая силу электрического тока, обозначается буквой І.
Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока
Кратко рассмотрев особенности всех этих величин, получаем данную формулу.
Выглядит она таким образом: Р = U х І. В ней Р - мощность (ватты), U - напряжение (вольты), І - сила тока (амперы).
При необходимости данную формулу можно моделировать, если мощность уже известна, но нужно найти силу тока (І = Р / U) или напряжение (U = Р/ І).
При современном развитии технологий, для того чтобы узнать, сколько ватт содержится в определенном количестве ампер, можно просто найти в интернете специализированную программу расчета мощности и ввести в нее имеющиеся данные. Сделать это несложно, в строке любого поисковика нужно искать фразу «калькулятор перевода ватт в амперы», и система выдаст адреса нужных сайтов.
Дольные единицы Вт
Помимо практического применения, рассматриваемые единицы часто используются для произведения многочисленных теоретических расчетов. Однако, если мощность крайне мала, записывать ватты с помощью десятичных дробей с многочисленными нулями довольно непрактично. Для облегчения этой задачи учеными были введены дольные единицы Вт. Обычно они записываются в виде степеней с минусом.
На сегодняшний день их выделено целый десяток, однако на практике многие из них не используются.
К примеру, первые две дольных единицы ватта: дВт (дециватт, равен 10 -1 Вт) и сВт (сантиватт, равен 10 -2 Вт) не рекомендуются к применению. Зато милливатт (мВт, равен 10 -3), микроватт (мкВт равен 10 -6) и нановатт (нВт равен 10 -9 Вт) - одни из самых используемых. Причем не только в расчетах, но и при изготовлении различных измерительных приборов.
К примеру, в таких медицинских аппаратах, как электрокардиограф и электроэнцефалограф, единицами измерения являются микроватты (мкВт).
Помимо перечисленных выше, есть еще пять дольных единиц: пиковатт (10 -12), фемтоватт (10 -15), аттоватт (10 -18), зептоватт (10 -21) и иоктоватт (10 -24). Однако все они применяются в редких случаях, и то лишь в теоретических расчетах.
Кратные единицы Вт
Сама по себе рассматриваемая единица относительно невелика. К примеру, чтобы постирать один килограмм белья за один час в автоматической стиральной машинке класса А++, понадобится электроэнергии. Однако, если учесть, что в среднем одновременно стирается около 3,5 килограмм вещей, значит, расходуется 525 Вт. И это лишь одна стирка, а сколько их происходит за месяц или год? Немало, как и количества расходуемых ватт. Чтобы облегчить их запись, на основе Вт выделяются десять кратных единиц, записываемых в виде степеней.
Как и в случае с дольными величинами, первые две из них (декаватт - 10 1 и гектоватт - 10 2) не принято использоваться, так что они существует лишь «де-юре».
Стоит отметить, что при записи сокращений кратных единиц часто первые буквы - заглавные. Это делается для того, чтобы не путать мегаватты (МВт - 10 6) с микроваттами (мВт) и другие похожие величины.
Наиболее употребляемым является хорошо известный всем - киловатт (кВт). Он равен тысяче ватт (10 3). Второй по популярности - вышеупомянутый мегаватт. Данная единица чаще всего используется в сфере электроэнергетики. Реже в ней применяются такие величины, как гигаватты (ГВт - 10 9) и тераватты (ТВт - 10 12). К примеру, за один год в среднем человечество потребляет около 1,9 ТВт электроэнергии.
Оставшиеся четыре величины - петаватты (ПВт - 10 15), эксаватты (ЭВт - 10 18), зеттаватты (ЗВт - 10 21) и иоттаватты (ИВт 10 24) - очень редко используются, в основном при проведении теоретических расчетов. К примеру, согласно одному из них, предполагается, что полная мощность излучаемой Солнцем энергии равна 382,8 ИВт.
Несмотря на множество кратных и дольных единиц ватта, осуществлять с ними математические действия несложно. Проще всего переводить все в ватты и далее совершать действия со степенями.
Еще один простой способ, как узнать ватты (количество при использовании больших или малых, связанных с ними величин) - найти в интернете онлайн-калькулятор. Кстати, с его помощью можно переводить Вт даже в лошадиные силы.
Ватты и ватт-часы
Разобравшись с тем, что за единица измерения ватт (а также узнав кратные и дольные ее величины и формулы нахождения), стоит уделить время рассмотрению такого близкого понятия, как ватт-часы (Вт⋅ч). Хотя названия у Вт и Вт⋅ч очень похожи, они обозначают немного разные понятия.
Вторая единица используется для измерения энергии, произведенной за определенный временной промежуток (один час).
Чтобы более понятна была разница, стоит рассмотреть работу обыкновенного электрочайника, с мощностью в 2200 Вт. Для приготовления компотов на зиму хозяйка практически непрерывно нагревала с его помощью воду на протяжении одного часа. За этот время прибор использовал 2200 Вт⋅ч. Если бы женщина взяла более слабый чайник в 1100 Вт, он бы вскипятил такое же количество жидкости за два часа и все равно бы использовал все те же 2200 Вт⋅ч.
Вся поставляемая потребителям электроэнергия измеряется не в ваттах, а именно в ватт-часах (чаще в киловатт-часах, тоже соотношения, один к тысячи). Для подтверждения этого можно просто подойти к любому домовому счетчику. Независимо от страны и фирмы-производителя, возле цифр (демонстрирующих количество используемого электричества) будет стоять пометка «киловатт-час» (кВт⋅ч). Она может быть также на английском: kilowatt-hour (kW⋅h).
При этом мощность любой синтезирующей ее электростанции измеряется в обычных ваттах (киловаттах и мегаваттах).
Международное обозначении ватт - W, а на русском языке - "Вт". Сейчас этот параметр измерения энергии широко используется в различных механизмах - от бытовых приспособлений до сложных технических конструкций.
История
Единица измерения ватт была названа в честь - шотландского инженера, создавшего паровую машину, макет которой он доработал у изобретения Ньюкомена.
Так, была принята на втором конгрессе научной ассоциации в Великобритании в 1882-м. До этого для большинства расчетов энергии использовался параметр "лошадиные силы", одна метрическая единица которой равняется примерно 735 ваттам.
Ватт как величина в физике
Чтобы лучше понять, что измеряется в ваттах, нужно освежить в памяти школьные уроки по физике и вспомнить определение энергии. Физическая величина, которая использует в международной системе СИ единицу джоуль (Дж) и называется энергией. Она применяется как общая мера эффективности различных тепловых процессов или взаимодействия между предметами и другими явлениями, происходящими с материей - в науке, природе, в технике и прочее.
Вот что измеряется в ваттах - мощность, определяющая, сколько различные объекты потребляют или выделяют энергии. Также рассчитывается скорость ее передачи через объекты и преобразования одной форму в иную. Другими словами, мощность, определяемая в ваттах, равняется 1 единице энергии, поделенной на 1 единицу времени - секунду:
- 1Вт=1Дж/1сек
Вольты и ватты
А в чем отличие вольта от ватта? В вольтах происходит вычисление напряжения. Допустим, напряжение источника питания - батарейки, аккумулятора или сети - должно быть равно или незначительно отклоняться (в %) от напряжения, которое установлено на приборе - лампе или сложном электронном оборудовании.
А что измеряется в ваттах? Ответ здесь уже ясен - это мощность, которая может исчисляться как потребляемая энергия, например, при выборе чайника - нагреется быстрее, но будет больше затрачивать электричества. Или при выходной мощности, допустим, динамика или усилителя, чем больше, тем шире диапазон и громче звук. Ватт также указывается в двигателях внутреннего сгорания - машинах, мотоциклах, триммерах и других механизмах. Тем не менее для таких двигателей в других странах часто используется измерение "лошадиные силы".
Мощность электроприборов
Мощность бытовых приборов измеряется в ваттах, что обычно указывается производителем. Некоторые приборы, как светильники, могут устанавливать ограничения по мощности, чтобы при сильном накаливании патрона они не вышли из строя. Что ограничит срок использования. Как правило, такие проблемы возникают с лампами накаливания. В Европе, например, ограничили использование этих ламп в связи с высокой мощностью.
Светодиодные лампы потребляют гораздо меньше электричества, при этом яркость такой лампы не уступает лампам накаливания. Например, при средней яркости 800 люмен потребление энергии лампы накаливания, измеряемой в ваттах, будет равняться 60, а светодиодной - от 10 до 15 ватт, а это в 4-6 раз меньше. Мощность люминесцентной светильника - 13-15 ватт. Таким образом, хоть и стоимость выше, светодиодное или люминесцентное освещение становится более распространенным, так как служит дольше и экономично потребляет энергию.
Многим известна единица измерения ватт, являющаяся составной частью Международной системы СИ. Однако, не все люди точно знают и до конца понимают, что измеряется в ваттах. Между тем, этот параметр характеризует такое понятие, как мощность, применяемую к механическим, электрическим и другим агрегатам. По своей сути, данная единица определяет, сколько может быть выполнено полезной работы за установленный промежуток времени.
Что такое ватт
Свое название единица измерения мощности получила в честь шотландского инженера Джеймса Уатта - создателя паровой машины. Уже в те времена делались попытки точно установить работоспособность этого механизма. Для расчетов использовалась , составляющая приблизительно 730-740 ватт. Окончательно в качестве единицы мощности он был принят в 1882 году на конгрессе Британской научной ассоциации.
С этого времени во всех странах стали постепенно переходить на ватт вместо неточной и устаревшей лошадиной силы. В настоящее время ватт прочно закрепился в электротехнике, а мощность машин и механизмов до сих пор неофициально измеряется в лошадиных силах. Поэтому, теперь всем известно, что можно измерить в ваттах.
В сокращенном виде данная единица выглядит как «Вт» или «W» в соответствии с международными обозначениями, принятыми в системе СИ. Согласно этих стандартов, ватт представляет собой производную единицу, находящуюся в прямой зависимости с метром, килограммом и секундой. По сути получается, что 1Вт является мощностью, эквивалентной одному работы, совершенной в течение одной секунды. Данная зависимость выражается следующим образом: 1Вт = 1Дж/1с = 1Н х м/с = 1 кг х м 2 /с 3 = 1 кг х 1 м 2 х с 3 .
Кроме того, существует связь ватта и некоторых несистемных единиц. В качестве примера можно привести калорию. Получается, что 1Вт = 859, 845 кал/час. С помощью этого соотношения можно легко определить количество теплоты, выделяемое различными электрическими устройствами, например, обогревателями.
Ватт и другие единицы измерения
Если с помощью ватта измеряется мощность, то обязательно должна быть и формула, применяемая для таких вычислений. Поскольку мощность считается определенной работой, совершаемой в единицу времени, то в виде формулы она будет выглядеть, как P=A/t. В свою очередь, работа определяется в виде A=F x S, где F является силой, а S - расстоянием.
Следовательно, формула мощности может быть представлена и в другом виде: Р = F х S /t. Все известно, что S /t является скоростью V. Поэтому следующий вариант будет выглядеть, как Р = F х V.
Существует взаимосвязь ватта с и вольтом, с помощью которых измеряется сила тока и напряжение. В этом случае мощность постоянного тока представляется как 1Вт = 1А х 1В или P = I x U
При выполнении расчетов нередко применяются более удобные единицы - , мегаватты или микроватты. Они являются производной от основной единицы, изменяясь в большую или меньшую сторону. Таким образом, мощность измеряется в ваттах и составляет: 1 киловатт (кВт) = 1000Вт, а 1 мегаватт (мВт) = 1000000Вт. Для измерения малых мощностей используется микроватт (мкВт), равный 1Вт х 10-6, то есть, по факту, это одна миллионная часть ватта. Существуют и другие единицы ватта, не используемые на практике, а лишь при выполнении всевозможных расчетов.
Учет электроэнергии
Единица измерения мощности широко применяется при измерениях и . Основой является ватт х час, показывающий количество работы, произведенной в течение 1 часа при электрической мощности 1Вт.
Однако данная единица имеет небольшое значение и не очень удобна для подсчетов существенных объемов потребленной электроэнергии. Поэтому общепринятым параметром считается киловатт-час (кВт х час), равный 1 тысяче ватт-часов.
Нередко возникает потребность в измерении мощности того или иного устройства. Для этих целей используется - . Он предназначен для замеров активной мощности и включает в себя 4 контакта. Два из них подключаются последовательно с измеряемой нагрузкой, а два других - параллельно.
