>

Ktorý otvoril moc vo fyzike. Elektrická energia

Z listov klienta:
Povedz mi, pre Boha, prečo je sila UPS indikovaná vo Volt-Amps, a nie v obvyklých kilowattoch. Je ťažké. Koniec koncov, každý je dlho zvyknutý na kilowatts. Áno, a sila všetkých zariadení je označená hlavne v kW.
Alexej. 21. jún 2007.

V technických vlastnostiach akéhokoľvek UPS sú celková kapacita [kVA] a aktívny výkon [kW] charakterizovaný nosnosťou UPS. Príklad, pozrite si nižšie uvedené fotografie:

Napájanie nie všetky zariadenia je indikované v W, napríklad:

  • Sila transformátorov je indikovaný vo VA:
    http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (TP TRANSFORMERS: pozri aplikáciu)
    http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (TSGL transformátory: cm app)
  • Kapacita kondenzátorov je uvedená v mene:
    http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (K78-39 Kondenzátory: cm App)
    http://www.kvar.su/produkciya/25-Nizkogo-napraygeniya-vbi (britské kondenzátory: cm app)
  • Príklady iných zásielok - pozri nižšie uvedené aplikácie.

Výkonové charakteristiky zaťaženia môžu byť presne nastavené na jeden jediný parameter (aktívny výkon v w) len pre prípad priamej prúdom, pretože existuje jeden typ odporu v jednosmernom obvode - aktívny odpor.

Výkonové charakteristiky zaťaženia pre prípad AC nemôžu presne nastaviť jeden jediný parameter, pretože existujú dva rôzne druhy odporu v AC ACTIVE a reaktívni. Preto len dva parametre: aktívny výkon a reaktívny výkon presne charakterizujú zaťaženie.

Princíp fungovania aktívnych a reaktívnych odporov je úplne iný. Aktívny odpor - ireverzibilne prevádza elektrickú energiu do iných druhov energie (tepelná, svetlo atď.) - Príklady: žiarovka, elektrický ohrievač (odsek 39, fyzik 11 triedy V.A. Kasyanov M.: Drop, 2007).

Reaktívna odolnosť - striedavo sa akumuluje energiu, potom ju vráti späť do siete - príklady: Kondenzátor, indukčná cievka (bod 40.41, fyzika 11 trieda V.A. Kasyanov M.: Drop, 2007).

Ďalej v akomkoľvek učebni na elektrotechniku, môžete si prečítať, že aktívny výkon (rozptýlený na aktívnej odolnosti) sa meria vo wattoch a reaktívny výkon (cirkulujúci reaktívnou rezistenciou) sa meria v nory; Na charakterizáciu nosnosti sa používajú aj ďalšie dva parametre: Plný výkon a výkon. Všetky tieto parametre:

  1. Aktívny výkon: Označenie P. \\ t, jednotka: Watt
  2. Reaktívny výkon: Označenie Q., jednotka: Var. (Volt ampér jet)
  3. Plná sila: Označenie S., jednotka: V. (Volt ampér)
  4. Faktor napájania: Označenie k. alebo cosf, Jednotka merania: bezrozmerná hodnota

Tieto parametre sú spojené so vzťahmi: s * s \u003d p * p + q * q, cosf \u003d k \u003d p / s

Tiež cosf s názvom Power Coefficient ( Faktor energie – Pivo)

Preto sú všetky dva z týchto parametrov nastavené v elektrotechnike na elektrárne, pretože zvyšok nájdete z týchto dvoch.

Napríklad elektrické motory, lampy (vypúšťanie) - v tých. Údaje zadané P [kW] a COSF:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (Air Engines: pozri prílohu)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num\u003d38 (lampy DRL: pozri prílohu)
(Príklady technických údajov pre rôzne zaťaženia nájdete v aplikácii nižšie)

Rovnaké s zdrojmi energie. Ich výkon (nosnosť) sa vyznačuje jedným parametrom pre zdroje napájania DC - aktívny výkon (W) a dva parametre pre východ. Napájanie. Typicky sú tieto dva parametre kompletný výkon (BA) a aktívny (W). Pozri napríklad parametre DSU a UPS.

Väčšina kancelárskych a domácich spotrebičov, aktívnych (reaktívny odpor neprítomný alebo trochu), takže ich sila je uvedená vo wattoch. V tomto prípade sa pri výpočte zaťaženia použije hodnota výkonu UPS vo wattoch. Ak sú zaťaženie počítače s napájacími zdrojmi (BP) bez korekcie vstupného faktora (APFC), laserovú tlačiareň, chladničku, klimatizáciu, elektromotor (napríklad ponorné čerpadlo alebo motor v stroji), Luminiscenčné predradné lampy atď. - Pri výpočte všetkých outs sa používajú. DATA UPS: KVA, KW, CHARAKTERISTIKA NA PREZKÚŠIE atď.

Pozri elektrické učebnice, napríklad:

1. EVDOKIVOV F. E. Teoretické základy elektrotechniky. - M.: Vydavateľské centrum "Academy", 2004.

2. NEMTSOV M. V. Elektrické zariadenia a elektroniku. - M.: Vydavateľské centrum "Academy", 2007.

3. FreeWomans L. A. Elektrotechnika. - M.: Vyššia škola, 1989.

Stačí vidieť striedavý prúd, energetický faktor, elektrický odpor, reaktancia http://en.wikipedia.org
(Preklad: http://electron287.Narod.ru/pages/page1.html)

žiadosť

Príklad 1: Sila transformátorov a autotransformátorov je indikovaná vo VA (volt · ampéry)

http://metz.by/download_files/catalog/transformform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (TSGL transformátory)

Jednofázové autotransformátory

TDGC2-0,5 kVA, 2A
AOSN-2-220-82
TDGC2-1.0 KVA, 4A Neskôr 1.25 AOSN-4-220-82
TDGC2-2.0 KVA, 8A Neskôr 2.5 AOSN-8-220-82.
TDGC2-3,0 KVA, 12A

TDGC2-4.0 KVA, 16A

TDGC2-5.0 KVA, 20A
AOSN-20-220.
TDGC2-7.0 KVA, 28A

TDGC2-10 KVA, 40A
AOMENN-40-220
TDGC2-15 KVA, 60A

TDGC2-20 KVA, 80A

http://www.gstransformers.com/products/voltage-regalators.html (laboratórne autotransformers TDGC2)

Príklad 2: Sila kondenzátorov je indikovaná v mene (volt · ampers tryska)

http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondenzátory K78-39)

http://www.kvar.su/produukciya/25-Nizkogo-napraygeniya-vbi (CC Conensers)

Príklad 3: Technické údaje elektromotorov obsahujú aktívny výkon (kW) a COSF

Pre takéto zaťaženia ako elektromotory, svietidlá (vypúšťanie), napájacie zdroje, kombinované zaťaženia atď. - v technických údajoch P [kW] a COSF (aktívny výkon a výkonový koeficient) alebo S [kVA] a COSF (plný výkon a koeficient) Moc).

http://www.weiku.com/products/10359463/stainless_steel_cutting_machine.html
(Kombinované zaťaženie - plazmový rezací stroj / invertor plazmový rezač LGK160 (IGBT)

http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid\u003d365&area\u003dsk (PC napájanie)

Doplnok 1.

Ak má zaťaženie vysoký výkonový faktor (0,8 ... 1,0), potom sa jej vlastnosti približujú k aktívnemu zaťaženiu. Takéto zaťaženie je ideálne pre sieťovú čiaru aj zdroje elektriny, pretože V systéme nevytvára reaktívne prúdy a výkon.

Mnohé krajiny preto prijali normy normalizáciu energetického faktora.

Doplnok 2.

Jednorazové zariadenie (napríklad PC BP) a Multi-Pass kombinovaný (napríklad frézovací priemyselný stroj, ktorý má niekoľko motorov, ks, osvetlenie atď.) Majú nízke výkonové koeficienty (menej ako 0,8) vnútorné jednotky (napríklad PC BP usmerňovač alebo elektrický motor majú výkonový koeficient 0,6 .. 0,8). Preto má v súčasnosti väčšina zariadení vstupný blok korektora výkonového faktora. V tomto prípade je vstupným faktorom 0,9 ... 1,0, ktorý zodpovedá regulačným normám.

DOPLNKA 3. DÔLEŽITÉ POZNÁMKA TÝKAJÚCE SA POTREBUJÚCEHO FAKTORU POTREBUJÚCICH STABILOV

Nosnosť UPS a DGU sa normalizuje na štandardné priemyselné zaťaženie (výkonový koeficient 0,8 s indukčným znakom). Napríklad UPS 100 kVA / 80 kW. To znamená, že zariadenie môže podávať aktívne zaťaženie maximálneho výkonu 80 kW alebo zmiešaného (aktívneho reakcie) zaťaženie maximálneho výkonu 100 kVA s indukčným koeficientom výkonu 0,8.

V stabilizátoroch napätia je to iné. Pre stabilizátor je koeficient nosnosti kapacita ľahostajný. Napríklad stabilizátor napätia 100 kVA. To znamená, že zariadenie môže podávať aktívne zaťaženie maximálneho výkonu 100 kW alebo akéhokoľvek iného (čisto aktívneho, čisto reaktívneho, zmiešaného) výkonu 100 kVA alebo 100 KARS s akýmkoľvek koeficientom kapacitného alebo indukčného výkonu. Všimnite si, že je to pravda pre lineárne zaťaženie (bez vyššieho harmonického prúdu). S veľkými harmonickými deformáciami zaťaženia (vysoké knihy) sa zníži výstupný výkon stabilizátora.

Doplnok 4.

Vizuálne príklady čistého aktívneho a čistého loženia:

  • Sieť AC 220 VAC je pripojená k 100 W žiarovke - všade v okruhu je vedenie prúdu (cez drôtené vodiče a svietidlá s valníkmi). Charakteristiky zaťaženia (lampy): Power S \u003d P ~ \u003d 100 VA \u003d 100 W, PF \u003d 1 \u003d\u003e Všetka elektrická energia je aktívna, čo znamená, že je úplne v hromadnej lampách a zmení sa na silu tepla a svetla.
  • Nepolárny kondenzátor 7 ICF je pripojený k sieti AC 220 VAC - v drôtenom okruhu je vedenie prúd, prúdový prúd (cez dielektrický) je v kondenzátore. Vlastnosti zaťaženia (kondenzátor): Power S \u003d Q ~ \u003d 100 VA \u003d 100 var, PF \u003d 0 \u003d\u003e Všetky elektrické sily reaktívne, a preto sa neustále cirkulujú zo zdroja na zaťaženie a späť, opäť na zaťaženie atď.
Dodatok 5.

Na označenie prevládajúceho reaktívneho odporu (indukčný alebo kapacitný) výkonový faktor pripisovaný znameniu:

+ (plus) - Ak je celková reaktívna odolnosť indukčná (príklad: pF \u003d + 0,5). Súčasná fáza zaostáva za fázou napätia v uhle F.

- (mínus) - Ak je celková reaktívna odolnosť konzumácia (príklad: pf \u003d -0,5). Súčasná fáza je pred napätím fázy napätia v uhle F.

Dodatok 6.

Ďalšie otázky

Otázka 1:
Prečo vo všetkých učebniciach elektrických zariadení Pri výpočte striedavých prúdových obvodov sa používajú imaginárne čísla / hodnoty (napríklad reaktívny výkon, reaktívny odpor atď.), Ktorý neexistujú v skutočnosti?

Odpoveď:
Áno, všetky jednotlivé hodnoty v okolitom svete sú platné. Vrátane teploty, reaktívnej rezistencie atď. Použitie imaginárnych (integrovaných) čísel je len matematický príjem, ktorý uľahčuje výpočty. V dôsledku výpočtu sa získa platné číslo. Príklad: Jednotka nosnosť (kondenzátor) 20kvar je skutočným prúdom energie, to znamená, že skutočné watty cirkulujúce v obvode zdroja. Ale čo by sa rozlišovalo týmito watts z wattov, neodvolateľných naložených zaťažení, tieto "cirkulujúce watty" sa rozhodli volať voltu · s Amperasom reaktívnym.

Komentár:
Predtým sa vo fyzike použili iba jednotné hodnoty a vo výpočte všetkých matematických hodnôt zodpovedajúce skutočným hodnotám okolitého sveta. Vzdialenosť je napríklad rýchlosť vynásobiť časom (s \u003d v * t). Potom s vývojom fyziky, to znamená, že ako zložitejšie objekty, svetlo, vlny, striedavý elektrický prúd, atóm, priestor atď.) Zdá sa, že taký veľký počet fyzických veličín, ktoré nebolo možné počítať každý samostatne. Toto je problém nielen manuálny výpočet, ale aj problém kompilovania programov pre počítače. Na vyriešenie tohto problému sa začali kombinovať blízke jednotlivé hodnoty do zložitejšieho (vrátane 2 alebo viacerých jednotlivých hodnôt), čím sa hodia zákony o transformácii známej v matematike. Takže existovali skalárne (jednotné) množstvá (teplota, atď.), Vektor a komplexná duálna (impedancia atď.), Vektorová štruktúra (magnetické pole vektor atď.), A zložitejšie hodnoty - matrice a tenzory (dielektrická konštanta , Tensor Ricci et al.) Na zjednodušenie očakávaní v elektrotechnike sa používajú nasledujúce imaginárne (komplexné) dvojité hodnoty:

  1. Plná odolnosť (impedancia) Z \u003d R + IX
  2. Full Power S \u003d P + IQ
  3. Dielektrická konštanta E \u003d E "+ IE"
  4. Magnetická permeabilita m \u003d m "+ im"
  5. a atď.

Otázka 2:

Na stránke http://en.wikipedia.org/wiki/ac_Power, s p q f sa zobrazuje na komplexe, to znamená imaginárne / neexistujúce lietadlo. Čo to všetko musí robiť s realitou?

Odpoveď:
Výpočty správania s reálnymi sínusmi sú ťažké, preto sa na zjednodušenie výpočtov použije vektorové (integrované) reprezentáciu (integrované) znázornenie. vyššie. To však neznamená, že tie, ktoré sú uvedené na obrázku s p ia nesúvisia s realitou. Skutočné hodnoty S P Q môžu byť reprezentované v normálnej forme, na základe meraní signálov sínusového osciloskopu. Hodnoty S P Q F I u v ackom okruhu "Zdrojové zaťaženie" závisia od zaťaženia. Nižšie je príkladom skutočných sínusových signálov s P Q a F pre prípad zaťaženia pozostávajúceho z postupne pripojeného aktívneho a reaktívneho (indukčného) rezistencie.

Otázka 3:
Konvenčné prúdové kliešte a multimeter sa meralo pomocou nosného prúdu 10 A a napätie na zaťažení 225 V. sa strieda a získanie zaťaženia vo W: 10 A · 225V \u003d 2250 W.

Odpoveď:
Máte (vypočítané) plnú nosnosť 2250 VA. Preto vaša odpoveď bude spravodlivá, ak je vaša záťaž čisto aktívny, potom naozaj volt · ampér sa rovná watt. Pre všetky ostatné druhy zaťaženia (napríklad elektrický motor) - nie. Ak chcete merať všetky vlastnosti akéhokoľvek ľubovoľného zaťaženia, musíte použiť sieťový analyzátor, napríklad APPA137:

Pozri dodatočnú literatúru, napríklad:

EVDOKIMOV F. E. Teoretické základy elektrotechniky. - M.: Vydavateľské centrum "Academy", 2004.

NEMTSOV M. V. Elektrické zariadenia a elektroniky. - M.: Vydavateľské centrum "Academy", 2007.

FREEWOOD L. A. Elektrotechnika. - M.: Vyššia škola, 1989.

Napájanie, výkonový faktor, elektrický odpor, reaktancia
http://sk.wikipedia.org (Preklad: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)

Teória a výpočet malých výkonových transformátorov YU.N. Starodubtsev / Radiosoft Moskva 2005 / REV D25D5R4FEB2013

Mechanické práce. Práce.

V každodennom živote pod pojmom "práca" chápeme všetko.

Vo fyzike, koncept práca Trochu iné. Ide o určitú fyzickú hodnotu, čo znamená, že je možné merať. Vo fyzike sa študuje predovšetkým mechanické práce .

Zvážte príklady mechanickej práce.

Vlak sa pohybuje pod akciou elektriny elektrickej lokomotívy, zatiaľ čo mechanické práce sa vykonáva. Pri snímaní z pištole, tlak tlaku práškového plynu robí prácu - pohybuje guľku pozdĺž hlavne, rýchlosť sa zvyšuje guľku.

Z týchto príkladov je možné vidieť, že mechanické práce sa vykonáva, keď sa telo pohybuje pod činnosťou sily. Mechanické práce sa vykonáva v prípade, keď sila, pôsobiaca na tele (napríklad silu trenia), znižuje rýchlosť jeho pohybu.

Chcú posunúť šatníkovú skriňu, stlačíme ho s silou na ňom, ale ak sa nedostane do pohybu, nerobíme mechanickú prácu. Môžete si predstaviť prípad, keď telo sa pohybuje bez účasti síl (zotrvačnosť), v tomto prípade sa neuskutočňuje mechanické práce.

Tak, mechanické práce sa vykonáva len vtedy, keď sila pôsobí na tele, a pohybuje sa .

Nie je ťažké pochopiť, že čím väčšia je sila pôsobí na telo a tým dlhšia cesta, ktorú telo prechádza podľa pôsobenia tejto sily, sa vykonáva väčšia práca.

Mechanická práca je priamo úmerná aplikovanej silu a priamo úmernej ceste .

Preto bolo dohodnuté, že sa dohodli na meranie mechanickej práce prácou sily na ceste, ktorá bola prijatá v tomto smere tejto sily:

práca \u003d sila × cesta

kde ALE - Práca, F. - moc I. s. - cestovala vzdialenosť.

Pre jednotku práce je práca vykonávaná silou v 1N, na ceste rovnú 1 m.

Jednotka práce - jazdiť (J. ) Pomenované na počesť anglického vedec Joule. Touto cestou,

1 J \u003d 1N · m.

Použité kilodzhouley (kj.) .

1 kJ \u003d 1000 J.

Vzorec A \u003d FS. Uplatniteľné v prípade, keď je moc F. konštantné a zhoduje sa so smerom pohybu tela.

Ak sa smer sily zhoduje so smerom pohybu tela, potom táto sila robí pozitívnu operáciu.

Ak sa pohyb tela vyskytne v smere oproti smeru aplikovanej sily, napríklad sily zdvih, potom táto sila robí negatívnu prácu.

Ak je smer sily pôsobiaceho na tele je kolmé na smer pohybu, potom táto sila nefunguje, práca je nula:

V budúcnosti, povesť o mechanickej práci, budeme stručne nazývame v jednom slovom.

Príklad. Vypočítajte prácu vykonanú pri zdvíhaní žulovej dosky s objemom 0,5 m3 do výšky 20 m. Hustota žula je 2500 kg / m3.

Dano:

ρ \u003d 2500 kg / m3

Rozhodnutie:

kde F-NSET, ktoré chcete pripájať na rovnomerne zdvihnúť dosku hore. Táto sila v module sa rovná pevnosti ťažkého paliva, pôsobí na sporáku, t.j. f \u003d palivo. A výkon gravitácie môže byť určená hmotnosťou dosky: FLAY \u003d GM. Vypočíta sa hmotnosť dosky s vedomím jeho objem a hustotu žuly: m \u003d ρv; S \u003d H, t.j. cesta sa rovná výške výťahu.

Tak, m \u003d 2500 kg / m3 · 0,5 m3 \u003d 1250 kg.

F \u003d 9,8 N / kg · 1250 kg ≈ 12 250 N.

A \u003d 12 250 n · 20 m \u003d 245 000 J \u003d 245 KJ.

Odpoveď: A \u003d 245 KJ.

Páky. Energie. Energia

Na Komisiu tú istú prácu si rôzne motory vyžadujú rôzne časy. Napríklad zdvíhacie žeriav na stavenisku trvá niekoľko minút do horného poschodia budovy stoviek tehál. Ak boli tieto tehly ťahajú pracovníka, potom by to trvalo tento čas. Ďalší príklad. Hectares Zeme sa môžu čerpať po dobu 10-12 hodín, traktor s multi-zemským pluhom ( lemeh - časť pluhu, rezanie pozemkov Zeme zdola a prenáša ho do skládky; Multi-Earth - Mnoho LemHehov), táto práca bude vykonávať o 40-50 minút.

Je zrejmé, že zdvíhací žeriav rovnakú prácu robí rýchlejšie ako pracovník a traktor je rýchlejší ako kôň. Rýchlosť výkonu sa vyznačuje špeciálnou hodnotou s názvom Power.

Power sa rovná pomeru práce v čase, počas ktorého sa vykonalo.

Ak chcete vypočítať výkon, musíte pracovať v čase, počas ktorého bola táto práca vykonaná. Power \u003d práca / čas.

kde N. - Moc, A. - Práca, t. - Doba dokončenej práce.

Power - Hodnota je konštantná, keď sa pre každú sekundu vykonáva rovnaká práca, v iných prípadoch A / T. Určuje stredný výkon:

N.wed \u003d. A / T. . Pre jednotku moci sa takáto sila prijala, pri ktorej 1 s prácou v J.

Táto jednotka sa nazýva watt ( T.) Na počesť iného anglického vedeckého wattu.

1 watt \u003d 1 joule / 1 sekundaalebo 1 w \u003d 1 j / s.

Watt (JOULE za sekundu) - W (1 j / s).

Technika je široko používaná väčšie výkonové jednotky - kilowatt (kw), megawatt (MW.) .

1 MW \u003d 1 000 000 W

1 kw \u003d 1000 w

1 MW \u003d 0,001 W

1 W \u003d 0,000001 MW

1 W \u003d 0,001 kW

1 W \u003d 1000 MW

Príklad. Nájdite si silu toku vody prúdiacej cez priehradu, ak je výška poklesu vody 25 m a jeho spotreba je 120 m3 za minútu.

Dano:

ρ \u003d 1000 kg / m3

Rozhodnutie:

Hmotnosť padajúcej vody: m \u003d ρv.,

m \u003d 1000 kg / m3 · 120 m3 \u003d 120 000 kg (12 · 104 kg).

Gravitácia, pôsobenie na vode:

F \u003d 9,8 m / S2 · 120 000 kg ≈ 1 200 000 h (12 · 105 h)

Práca vykonaná prúdom za minútu:

A - 1 200 000 N · 25 m \u003d 30 000 000 J (3 · 107 J).

Prietokový výkon: N \u003d A / T,

N \u003d 30 000 000 J / 60 c \u003d 500 000 W \u003d 0,5 MW.

Odpoveď: N \u003d 0,5 MW.

Rôzne motory majú kapacitu od stotín a desatín kilowatty (elektrický holiaci strojček, šijací stroj) až stovky tisíc kilowatt (voda a parné turbíny).

Tabuľka 5.

Sila niektorých motorov, kW.

Každý motor má znamenie (motorový pas), ktorý označuje niektoré údaje o motore, vrátane jeho výkonu.

Ľudská sila za normálnych prevádzkových podmienok v priemere je 70-80 W. Tvorba skokov, riadenia schodov, človek môže vyvinúť výkon až 730 W av niektorých prípadoch a ešte väčšia.

Zo vzorca n \u003d a / t nasleduje

Na výpočet práce je potrebné vynásobiť výkon po dobu, počas ktorého bola táto práca vykonaná.

Príklad. Motor vnútorného ventilátora má výkon 35 wattov. Aká práca robí za 10 minút?

Zapíšeme stav úlohy a vyriešite ho.

Dano:

Rozhodnutie:

A \u003d 35 W * 600С \u003d 21 000 W * C \u003d 21 000 J \u003d 21 KJ.

Odpoveď A. \u003d 21 kJ.

Jednoduché mechanizmy.

Od nepamäti, osoba používa rôzne zariadenia na vykonanie mechanickej práce.

Každý z nich je známy, že ťažká položka (kameň, skrinka, stroj), ktorý sa nedá presunúť svojimi rukami, možno presunúť s dostatočnou dlhou pákou.

V súčasnej dobe sa predpokladá, že s pomocou pák, pred tromi tisíckami, pred výstavbou pyramíd v starovekom Egypte, ťažké kamenné dosky boli zvýšené do veľkej výšky.

V mnohých prípadoch, namiesto zdvíhania ťažkého zaťaženia na určitej výške, môže byť varená alebo vložená na rovnakú výšku pozdĺž šikmej roviny alebo zdvihák s blokmi.

Zariadenia slúžiace pre konverziu energie sa nazývajú mechanizmy .

Medzi jednoduché mechanizmy patria: páky a odrody - blok, brána; Šikmá rovina a jeho odrody - klin, skrutka. Vo väčšine prípadov sa používajú jednoduché mechanizmy na získanie výhier, to znamená, že niekoľkokrát zvyšuje silu pôsobiacu na tele.

Jednoduché mechanizmy sú k dispozícii aj v domácnostiach a vo všetkých komplexných továrňach a výrobných strojoch, ktoré strihajú, twist a pečiatka veľké listy ocele alebo ťahajú tie najlepšie vlákna, z ktorých sú tkanivá vyrobené. Tieto rovnaké mechanizmy možno nájsť v moderných komplexných strojoch, vytlačených a počítacích strojoch.

Rameno páky. Rovnovážne sily na páke.

Zvážte najjednoduchší a najbežnejší mechanizmus - páka.

Páka je pevná, ktorá sa môže otáčať okolo pevnej podpory.

Na obrázkoch je znázornený ako pracovník na zdvíhanie nákladu ako páka, šrotu. V prvom prípade pracuje s silou F. Stlačte na koniec šrotu B., v druhej - zdvihne koniec B..

Pracovník musí prekonať hmotnosť hmotnosti P. \\ t - sila smerujúca vertikálne nadol. Otočí sa šrot okolo osi prechádzajúcej jediným pevný Bod šrotu - bod jeho podpory O. Silový F.S ktorým pracovník pôsobí na páčku, je menej P. \\ tTakže pracovník dostane víťazstvo v moci. Pomocou páky môžete zdvihnúť také ťažké zaťaženie, ktoré nie je možné zdvihnúť na vlastnú päsť.

Obrázok zobrazuje páku, ktorej os rotácie O (Bod podpory) sa nachádza medzi bodmi aplikačných síl ALE a V. Na inom obrázku sa zobrazuje diagram tejto páky. Oba sily F.1 I. F.2, pôsobiaci na páčku, sú nasmerované v jednom smere.

Najkratšia vzdialenosť medzi bodom podpory a priamkou, pozdĺž ktorej sa sila pôsobí na páčku, sa nazýva rameno výkonu.

Ak chcete nájsť rameno sily, je potrebné znížiť kolmá na rad sily na vedenie pôsobenia.

Dĺžka tohto kolmého a bude rameno tejto sily. Obrázok to ukazuje Oa - Ramenný výkon F.1; Ová - Ramenný výkon F.2. Sily, ktoré pôsobia na páku, sa môžu otočiť okolo osi v dvoch smeroch: pozdĺž cesty alebo proti priebehu v smere hodinových ručičiek. Tak, sila F.1 otáča páku pozdĺž šípky v smere hodinových ručičiek a napájaním F.2 otáča ho proti smeru hodinových ručičiek.

Podmienka, pri ktorej je páka v rovnováhe pod akciou sily pripojených k nemu, môže byť inštalovaná na základe skúseností. V tomto prípade je potrebné si uvedomiť, že výsledok pôsobenia sily závisí nielen na jeho numerickú hodnotu (modul), ale aj na ktorom bode sa aplikuje na telo, alebo podľa pokynov.

Na páčku (pozri obr.) Na oboch stranách bodu podpory sú rôzne nákladné miesto pozastavené tak, aby vždy zostala páka v rovnováhe. Silné vysielanie na páčke sa rovnajú hmotnosti týchto výrobkov. Pre každý prípad sa meria moduly síl a ich ramenami. Zo skúseností z obrázku 154 je možné vidieť túto silu 2 N. Stála sila 4. N.. Zároveň, ako je možné vidieť z výkresu, rameno menšej sily je 2-násobok ramena väčšej sily.

Na základe takýchto experimentov bol stanovený stav (pravidlo) pákovým rovnováhou.

Páka je v rovnováhe, keď sily pôsobia na neho sú nepriamo úmerné ramenám týchto síl.

Toto pravidlo môže byť napísané ako vzorec:

F.1/F.2 = l. 2/ l. 1 ,

kde F.1 aF. 2 - sily pôsobiace na páčku, \\ t l.1 al. 2 , - ramená týchto síl (pozri obr.).

Pravidlo pákovej rovnováhy bolo stanovené archimenzionálnym približne 287-212. Bc e. (Ale koniec koncov, v minulosti odsek povedal, že páky používali Egypťans? Alebo robí slovo "nainštalované" dôležitú úlohu?)

Z tohto pravidla vyplýva, že menšia sila môže byť vyvážená pomocou väčšej sily páky. Nechajte jednu ramennú páku 3-krát viac ako ostatné (pozri obr.). Potom, aplikovanie na bode na základe cnosti, napríklad v 400 n, je možné zvýšiť kameň váženie 1200 N. 0,0Bs, aby zvýšil ešte ťažší náklad, musíte zvýšiť dĺžku páky, na ktorú pracujúci pracujúci .

Príklad. Použitie páky, pracovník vyvoláva dosku s hmotnosťou 240 kg (pozri obr. 149). Akú silu vzťahujú na väčšie rameno páky, rovná sa 2,4 m, ak je menšie rameno 0,6 m?

Píšeme stav úlohy a vyriešite ho.

Dano:

Rozhodnutie:

Podľa rovnovážnej hladiny páky F1 / F2 \u003d L2 / L1, od miesta, kde F1 \u003d F2 L2 / L1, kde F2 \u003d P je hmotnosť kameňa. Hmotnosť kameňa ASD \u003d GM, F \u003d 9,8 N · 240 kg ≈ 2400

Potom, F1 \u003d 2400 N · 0,6 / 2,4 \u003d 600 N.

Odpoveď : F1 \u003d 600 N.

V našom príklade pracovník prekonáva silu 2400 n, nanesenie sily 600 N. na páčku, ale zároveň rameno, na ktorom je pracovník 4-krát dlhší ako hmotnosť kameňa ( l.1 : l. 2 \u003d 2,4 m: 0,6 m \u003d 4).

Uplatnenie pravidla páky, môžete najmenšie vyvážiť najväčšiu silu. Zároveň by mal byť rameno menšej sily dlhšie ako rameno väčšej sily.

Moment sily.

Už poznáte pravidlo rovnováhy páky:

F.1 / F. 2 = l.2 / l. 1 ,

Použitie vlastnosti podielu (produkt jeho extrémnych členov, ktoré sa rovná produktu svojich priemerných členov), napíšte ho do tohto formulára:

F.1l.1 = F. 2 l. 2 .

V ľavej časti rovnosti je práca sily F.1 na jej ramene l.1 a v pravej strane sily F.2 na jej ramene l.2 .

Produkt modulu sily otáčajúceho telo na jej ramene moment moci; \\ T Je to indikované písmenom M.

Páka je v rovnováhe pod pôsobením dvoch síl, ak je moment sily otáčajúcim v smere hodinových ručičiek rovný okamihu momentu sily otáčania proti smeru hodinových ručičiek.

Toto pravidlo okamih , Môže byť napísaný ako vzorec:

M1 \u003d m2.

V skutočnosti sme v experimente uvažovali (§ 56) súčasné sily sa rovná 2 hodiny a 4 h, ich ramenami boli 4 a 2 pákový tlak, tj momenty týchto síl sú rovnaké s rovnováhou páka.

Momentálny moment sily, ako aj akákoľvek fyzická hodnota. Pre jednotku sily sa moment sily odoberie za 1 hodinu, ktorého rameno je presne 1 m.

Táto jednotka sa nazýva newton-meter (N · M.).

Moment sily charakterizuje účinok sily a ukazuje, že zároveň závisí od výkonového modulu a z ramena. V skutočnosti už vieme, napríklad, že účinok sily na dverách závisí od modulu sily a miesto, kde sa aplikuje sila. Dvere sú ľahšie otáčať ďalej od osi otáčania, ktoré na ňom pôsobia. Nut, je lepšie odskrutkovať dlhý kľúč ako krátky. Vedro je ľahšie zdvihnúť z studne, tým dlhšia rukoväť je na všetkých, atď.

Páky v technike, každodenný život a príroda.

Pákové pravidlo (alebo pravidlo momentov) podkladí pôsobenie rôznych druhov nástrojov a zariadení používaných v technike a každodennom živote, kde sú výhry potrebné alebo na ceste.

VYTVÁRANIE VPLYVUJEME POTREBUJEME POTREBUJEME S NOŽIKA. Nožnice - toto je páka (Obr), os otáčania, ktorá sa vyskytuje cez skrutku, ktorá spája obe polovice nožníc. Pôsobiť F.1 je svalová sila mužskej ruky, komprimuje nožnice. Protiprúdové právomoci F.2 - Sila rezistencie takéhoto materiálu, ktorý je rezaný nožnicami. V závislosti od vymenovania nožníc je ich zariadenie iné. Kancelárske nožnice, určené na rezanie papiera, majú dlhé čepele a takmer rovnakú dĺžku rukoväte. Pre rezanie papiera nevyžaduje veľa energie, a je vhodnejšie znížiť dlhú čepeľ v priamke. Nožnice na rezanie plechu (obr.) Majú rukoväte oveľa dlhšie ako čepele, pretože sila odolnosti kovu je veľká a pre jeho ekvilibráciu existujúcej sily sa musí významne zvýšiť. Ešte väčší rozdiel medzi dĺžkou rukoväte a vzdialenosť reznej časti a osou otáčania boxy (Obr.), Navrhnuté na občerstvenie drôtu.

Páky rôznych typov sú k dispozícii v mnohých automobiloch. Šijacia rukoväť, pedále alebo ručne vyrobená bicyklová brzda, automobilové pedále a traktor, klavírne klávesy - všetky tieto príklady pák používaných v týchto strojoch a nástrojoch.

Príklady používania pák sú rukoväte zverák a pracovných žien, páka vŕtacieho stroja atď.

Na princípe páky sú založené na stupnici akcie a páky (obr.). Tréningové váhy uvedené na obrázku 48 (s. 42) pôsobia ako vyrovnávacia páka . V desatinné váhy Rameno, ku ktorému je poháre hmotností pozastavený, 10-krát dlhší ako ramenný náklad. To výrazne zjednodušuje váženie veľkého nákladu. Váženie nákladu na desatinné váhy by ste mali vynásobiť hmotnosť hmotnosti 10.

Vážené zariadenie na váženie nákladných áut je tiež založené na pravidle páky.

Páky sa nachádzajú aj v rôznych častiach tela zvierat a ľudí. To je napríklad ruky, nohy, čeľuste. Mnohé páky sa nachádzajú v tele hmyzu (čítanie knihy o hmyzoch a štruktúre ich tiel), vtákov, v štruktúre rastlín.

Uplatňovanie pákového rovnovážneho zákona k bloku.

Blokovať Je to koleso s žľabom, opevnené v klipe. Lano, kábel alebo reťaz je preskočený okolo bloku bloku.

Stacionárny blok Tento blok sa nazýva os, ktorá je upevnená, a pri zdvíhaní tovaru sa nevyskytuje a nevynecháva (obr.)

Pevný blok je možné zobraziť ako rovnocenná páka, v ktorej sú ramená sily rovné polomerom kolesa (obr): Oa \u003d os \u003d r. Takýto blok nedáva víťazovi. ( F.1 = F.2), ale umožňuje zmeniť smer sily. Pohyblivý blok - Toto je blok. Os, ktorá stúpa a znižuje spolu s nákladom (obr.). Obrázok zobrazuje zodpovedajúcu páku: O - Pákové podporné miesto Oa - Ramenný výkon Ročník a Ová - Ramenný výkon F.. Od ramena Ová 2-násobok ramena Oa, táto sila F. 2-krát menej výkonu Ročník:

F \u003d p / 2 .

Touto cestou, hnuteľný blok dáva výhru 2 krát .

To môže byť dokázané a používanie koncepcie sily. Pri rovnovážnych blokoch F. a Ročník sú rovnaké. Ale výkon ramena F. 2-násobok ramena energie Ročníkto znamená F. 2-krát menej výkonu Ročník.

Zvyčajne sa používa kombinácia pevného bloku s pohyblivou (obr.). Pevná jednotka sa vzťahuje len na pohodlie. Nedáva výhry, ale mení smer sily. Napríklad vám umožňuje zvýšiť náklad, stojaci na zemi. To je prikývne mnohí ľudia alebo pracovníci. Napriek tomu dáva WINN 2 krát viac ako obvykle!

Rovnosť práce pri používaní jednoduchých mechanizmov. "Zlaté pravidlo" mechanika.

Pri vykonávaní práce v prípadoch sme sa uplatňovali jednoduché mechanizmy, keď je potrebné vyvážiť inú silu na ekvilibrovanie ďalšej sily.

Samozrejme, že otázka vzniká: dáva výhru v sile alebo cestách, či už jednoduché mechanizmy víťazstva v práci nedávajú? Odpoveď na pridelenú otázku možno získať zo skúseností.

Vyrovnanie na páke dvoch rôznych modulov F.1 I. F.2 (Obr.), Dajte páčku do pohybu. Ukazuje sa, že v rovnakom čase bod nižšej sily F.2 prechádza väčším spôsobom s.2 a bod aplikácie je väčšia sila F.1 - malý spôsob s.1. Meranie týchto ciest a modulov síl zistíme, že cesty, na ktoré sa vzťahujú body aplikačných síl na páke, sú nepriamo úmerné silám:

s.1 / s.2 = F.2 / F.1.

Tak, koná na dlhom ramene páky, sme vyhrali v sile, ale zároveň stratíme v rovnakom čase.

Práca sily F. Na ceste s. Tam je práca. Naše experimenty ukazujú, že diela vykonané sílmi pripojenými k páke sú navzájom rovné:

F.1 s.1 = F.2 s.2, t.j. ALE1 = ALE2.

Tak, pri použití víťaznej páky v práci nebude fungovať.

Využívanie páky, môžeme vyhrať alebo platiť, alebo v diaľke. Konajúcou silou na krátke rameno páky, sme vyhrali vo vzdialenosti, ale zároveň strácali platnosť.

Tam je legenda, že archimedes potešený otvorením pravidiel páky zvolal: "Daj mi bod podpory a obrátim Zem!".

Samozrejme, archimedesy sa nemohli vyrovnať s takouto úlohou, ak mu dostal aj bod podpory (ktorý by musel byť mimo zeme) a páku požadovanej dĺžky.

Ak chcete zvýšiť zem, len 1 cm dlhá ramenná páka by musela opísať oblúk obrovskej dĺžky. Ak chcete presunúť dlhý koniec páky pozdĺž tejto cesty, napríklad pri rýchlosti 1 m / s, bolo potrebné milióny!

Nedáva víťazstvo v práci a pevnom bloku, Čo je ľahké sa uistiť, že skúsenosť (pozri obr.). Spôsoby, ako prechádzajú body aplikačných síl F. a F., rovnaká, rovnaká a sila, čo znamená rovnaké a práca.

Môžete merať a porovnať navzájom, vykonávané pomocou mobilnej jednotky. Aby sa zvýšil náklad na výšku h pomocou mobilnej jednotky, je potrebné ukončiť lano, ku ktorému je dynamometer pripojený, ako ukazuje skúsenosti (obr.), Presuňte sa do výšky 2H.

Touto cestou, prijímanie výhier 2 krát, stráca 2 krát na ceste, a preto pohyblivý blok, dáva výhry v práci.

CENTRY STAROSTLIVOSTI Žiadny z mechanizmov nedostáva zisk v práci. Aplikujte rôzne mechanizmy, aby sa zabezpečilo, že v závislosti od pracovných podmienok, vyhrať v sile alebo na ceste.

Už staroveký vedec bol známy pravidlo aplikovaný na celý mechanizmus: pokiaľ mnohokrát vyhráme v platnosti, stratíme v rovnakom čase vo vzdialenosti. Toto pravidlo sa nazýva mechanika "Zlaté pravidlo".

Účinnosť mechanizmu.

Vzhľadom na zariadenie a pôsobenie páky sme nezohľadnili trenie, ako aj hmotnosť páky. V týchto ideálnych podmienkach práca vykonaná priloženou silou (zavoláme túto prácu plný), rovnocenné užitočný Pracovať na zdvíhaní tovaru alebo prekonanie akéhokoľvek odporu.

V praxi je kompletná práca perfektná s mechanizmom vždy niekoľko užitočnejších prác.

Časť práce sa vykonáva proti trecím silám v mechanizme a na pohybe jeho jednotlivých častí. Používanie mobilnej jednotky je teda potrebné dodatočne vykonávať prácu na vzostupe samotného bloku, lana a na určenie trecej sily v osi bloku.

Aký druh mechanizmu sme nebrali, užitočnú prácu, dokonalý s ním, je vždy len súčasťou plnej práce. Takže, označujúcu užitočnú prácu písmen AP, plná (strávená) práca listu AZ, môže byť napísaná:

Ap.< Аз или Ап / Аз < 1.

Pomer užitočnej práce na dokončenie práce sa nazýva účinnosť mechanizmu.

Skrátená účinnosť je označená účinnosťou.

Účinnosť \u003d hore / az.

Účinnosť je zvyčajne vyjadrená ako percento a je označená gréckom písmenom η, číta sa ako "toto":

η \u003d up / az · 100%.

Príklad: Na krátkom ramene páky prerušilo záťaž s hmotnosťou 100 kg. Pre jeho zdvíhanie na dlhé rameno, výkon 250 N. Zaťaženie bolo zvýšené do výšky H1 \u003d 0,08 m, zatiaľ čo bod aplikácie hnacej sily klesol na výšku H2 \u003d 0,4 m. Nájdite páčku KPD.

Zapíšeme stav úlohy a vyriešite ho.

Dano :

Rozhodnutie :

η \u003d up / az · 100%.

Plná (strávená) práca AZ \u003d FH2.

Užitočná práca AP \u003d PH1

P \u003d 9.8 · 100 kg ≈ 1000 N.

AP \u003d 1000 N · 0,08 \u003d 80 J.

AZ \u003d 250 N · 0,4 m \u003d 100 J.

η \u003d 80 J / 100 J · 100% \u003d 80%.

Odpoveď : η \u003d 80%.

V tomto prípade sa však vykonáva "zlaté pravidlo". Časť užitočnej práce - 20% z neho sa vynakladá na prekonanie trenia v osi páky a odolnosti vzduchu, ako aj pohyb samotného páky.

Účinnosť akéhokoľvek mechanizmu je vždy nižšia ako 100%. Stavebné mechanizmy, ľudia sa snažia zvýšiť ich efektívnosť. Na to sa zníži trenie v osiach mechanizmov a ich hmotnosť.

Energie.

V továrňach a továrňach sú stroje a stroje poháňané elektromotormi, ktoré konzumujú elektrickú energiu (teda názov).

Stlačený pružina (ryža), narovnanie, robiť prácu, zdvihnite náklad na výšku, alebo urobiť vozík ťah.

Pevný náklad zdvihol nad zemou nerobí prácu, ale ak tento náklad padá, môže to fungovať (napríklad, môže skóre hromadu do zeme).

Akékoľvek pohybujúce sa telo má schopnosť pracovať. Takže, kto prešiel z naklonenej roviny oceľovej gule A (obr.), Zasiahnutie dreveného baru, pohybuje ho na chvíľu. V rovnakej dobe sa práca vykonáva.

Ak telo alebo niekoľko orgánov, ktoré medzi nimi) môžu pracovať, hovorí sa, že majú energiu.

Energia - Fyzická hodnota, ktorá ukazuje, aký druh práce môže urobiť telo (alebo niekoľko orgánov). Energia je vyjadrená v systéme SI v rovnakých jednotkách, ktoré fungujú, t.j. v jazdiť.

Väčšia práca môže urobiť telo, tým väčšia je energia, ktorú má.

Pri vykonávaní práce sa energia orgánov mení. Perfektná práca sa rovná zmene energie.

Potenciálna a kinetická energia.

Potenciál (z lat.účinnosť - Možnosť) energie sa nazýva energia, ktorá je určená vzájomnou polohou interakčných telies a častí toho istého tela.

Potenciálna energia má napríklad telo zvýšené vzhľadom na povrch zeme, pretože energia závisí od vzájomnej polohy a zeme. A ich vzájomná atrakcia. Ak zvážite potenciálnu energiu tela ležiaceho na zemi, rovná nule, potenciálna energia tela zdvihnutá do určitej výšky je určená prácou, že sila gravitácie je vyrobená, keď telo padá na zem. Označujú potenciálnu telesnú energiu E.p, pretože E \u003d A. A práca, ako vieme, sa rovná práci sily na ceste, potom

A \u003d FH.,

kde F. - gravitácia.

To znamená, že potenciálna energia EP sa rovná:

E \u003d FH, alebo E \u003d GMH,

kde g. - zrýchlenie gravitácie, \\ t m. - telesná hmotnosť, h. - Výška, na ktorú sa telo zvýši.

Voda v riekach držaných priehradami má obrovskú potenciálnu energiu. Spadá dole, voda robí prácu, vedúca v pohybe silné turbíny elektrární.

Potenciálna energia kladiva Copra (obr.) Používa sa v stavebníctve, aby sa práca na bodovaní hromady.

Otvorenie dverí pružinou sa práce vykonáva na napínacej (alebo kompresii) pružinách. Vzhľadom k získanej energii pružiny, zmenšuje sa (alebo rovnanie), robí prácu, zatvára dvere.

Energia stlačených a povýšených pružín sa používa napríklad v manuálnych hodinách, rôznych hodinových hračkách atď.

Akékoľvek elastické deformované telo má potenciálnu energiu. Potenciálna energia stlačeného plynu sa používa pri prevádzke termálnych motorov, v jackhammeroch, ktoré sú široko používané v ťažobnom priemysle, počas výstavby ciest, vytláčania pevnej pôdy atď.

Energia, ktorú telo má kvôli jeho pohybu, sa nazýva kinetické (z gréčtiny.kinema - pohyb) energie.

Kinetická energia tela je indikovaná listom E.do.

Pohybujúca sa voda, ktorá vedie k otáčaniu turbíny vodných elektrární, spotrebuje svoju kinetickú energiu a robí prácu. Kinetická energia má pohyblivý vzduch - vietor.

Čo závisí kinetická energia? Otočte na zážitok (pozri obr.). Ak sa vrátite loptu a z rôznych výšok, potom môžete vidieť, že s väčšou výškou, lopta sa valí, tým viac je jeho rýchlosť a ďalej propaguje bar, to znamená, že robí skvelú prácu. Kinetická energia tela závisí od jeho rýchlosti.

Kvôli rýchlosti veľkej kinetickej energie má lietajúcu guľku.

Kinetická energia tela závisí od jeho hmotnosti. Ešte raz urobíme naše skúsenosti, ale budeme jazdiť na inú guľu s šikmou rovinou - viac hmoty. Bar v sa bude pohybovať ďalej, t.j., viac práce bude vykonaná. Kinetická energia druhej gule je teda väčšia ako prvá.

Čím väčšia je telo a rýchlosť, s ktorou sa pohybuje, tým väčšia je jeho kinetická energia.

Na určenie kinetickej energie tela sa aplikuje vzorec:

Ek \u003d mV ^ 2/2,

kde m. - telesná hmotnosť, v. - rýchlosť tela.

Kinetické energetické telá sa používajú v technike. Voda zadržaná voda má, ako už bola spomenutá, veľká potenciálna energia. Pri páde z priehrady sa voda pohybuje a má rovnakú väčšiu kinetickú energiu. To vedie k pohybu turbíny pripojeného k generátoru elektrického prúdu. Vzhľadom na kinetickú energiu vody sa vyrába elektrická energia.

Energia pohybujúcej sa vody má veľký význam v národnom hospodárstve. Táto energia sa používa s použitím výkonných vodných elektrární.

Energia padajúcej vody je environmentálne šetrný zdroj energie, na rozdiel od energie paliva.

Všetky orgány v prírode vzhľadom na podmienenú nulovú hodnotu majú buď potenciálnu alebo kinetickú energiu, a niekedy spolu. Napríklad lietajúce lietadlo má relatívne k zemi a kinetickej a potenciálnej energii.

Zoznámili sme sa s dvoma typmi mechanickej energie. Ďalšie druhy energie (elektrické, interné atď.) Sa budú brať do úvahy v iných častiach priebehu fyziky.

Transformácia jedného typu mechanickej energie do druhého.

Fenomén konverzie jedného typu mechanickej energie do druhého je veľmi výhodné pozorovať na prístroji uvedenom na obrázku. Zdvihnite závitovku na osi. Disk, zvýšený, má určitú potenciálnu energiu. Ak ho uvoľníte, potom sa otáča, začne padať. Ako potenciálne kvapky energie z disku, znižuje, ale zároveň sa jeho kinetická energia zvyšuje. Na konci pádu má disk takáto rozpätie kinetickej energie, ktorá môže opäť stúpať takmer až do rovnakej výšky. (Časť energie sa vynakladá na prácu proti trecím silám, takže disk nedosiahne počiatočnú výšku.) Zvyšuje sa, disk sa opäť pád, a potom stúpa. V tomto experimente, keď sa disk pohybuje dole, jeho potenciálna energia sa zmení na kinetické a pri pohybe smerom nahor sa kinetické zmení na potenciál.

Konverzia energie z jedného druhu k druhému nastane, keď sú dva elastické telesá zasiahnuté, napríklad gumová guľa okolo podlahy alebo oceľového balónika o oceľovej doske.

Ak zdvihnete oceľovú guľu nad oceľovou doskou (ryža) a uvoľnite ho z rúk, bude spadnúť. Ako lopta klesá, jeho potenciálna energia sa znižuje a kinetické sa zvyšuje, pretože sa zvyšuje rýchlosť lopty. Keď narazíte na loptu o sporáku, vyskytne sa kompresia lopty a dosiek. Kinetická energia, ktorú má lopta vlastnená, sa zmení na potenciálnu energiu stlačenej dosky a stlačenú guľu. Potom kvôli pôsobeniu elastických síl, sporák a lopta vezme svoj pôvodný tvar. Lopta sa odrazí z taniera, a ich potenciálna energia sa premení na kinetickú energiu lopty: lopta sa odrazí rýchlosťou, takmer rovnakou rýchlosťou, ktorá má v momente sporáku. Pri zdvihnutí rýchlosti lopty, a preto jeho kinetická energia znižuje, potenciálna energia sa zvyšuje. Bills od sporáku, lopta stúpa takmer do tej istej výšky, s ktorou začal spadnúť. V hornom bode výťahu sa jeho celá kinetická energia zmení na potenciál.

Fenomény prírody je zvyčajne sprevádzaná transformáciou jedného typu energie v inej.

Energia sa môže prenášať z jedného tela do druhého. Napríklad pri snímaní z luku, potenciálna energia natiahnutého kužeľa ide do kinetickej energie lietajúceho boomu.

Ak potrebujete jednotku merania výkonu, aby ste dosiahli jeden systém, použijete náš prevod energie - online konvertor. A pod vami si môžete prečítať, akú meria si výkon.


Sila je fyzická hodnota rovnajúca sa pomeru práce vykonávanej na určité časové obdobie, do tejto doby.

Aký je merací výkon?

Jednotky merania výkonu, ktoré sú známe každému žiareniu, sú akceptované v medzinárodnom spoločenstve - wattoch. Pomenovaný na počesť vedec J. Watt. Uvedené Latinské W alebo W.

1 watt - jednotka merania výkonu, pri ktorej sa vyskytne druhá operácia Joule. Watt je rovná výkonu prúdu, ktorej sila je 1 ampér a napätie je 1 volt. Technika spravidla aplikujte megawatts a kilowatts. 1 kilowatt je 1000 wattov.
Napájanie sa meria av ERG za sekundu. 1 ERG za sekundu. Rovná 10 v mínus siedmy stupeň Watt. V súlade s tým je 1 watt 10 v siedmom stupni ERG / S.

A ďalšia jednotka merania moci je považovaná za incident "Horsepower". Bol predstavený v obrate v osemnástom storočí a naďalej sa uplatňuje v automobilovom priemysle. Je to pravda:

  • L.S. (v ruštine),
  • HP (v angličtine).
  • Ps (v nemčine),
  • Cv (francúzsky).

Pri prekladaní sily, pamätajte, že existuje nepredstaviteľný zmätok v rukete s obálkou konských síl vo Watta. V Rusku, krajinách CIS a niektorých iných štátoch 1 HP rovná 735, 5 wattov. V Anglicku a Amerike 1 HP sa rovná 745, 7 wattov.

Ahoj! Ak chcete vypočítať fyzické množstvo, nazývané napájanie, použite vzorec, kde je fyzické množstvo - práca rozdelená na čas, na ktorý sa táto práca vyrobila.

Vyzerá takto:

P, w, n \u003d a / t, (w \u003d j / s).

V závislosti od učebníc a sekcií fyziky môže byť výkon vo vzorci označovaný písmenami p, w alebo N.

Najčastejšie sa aplikuje napájanie, v týchto častiach fyziky a vedy, as mechaniky, elektrodynamiky a elektrotechniky. V každom prípade má výkon svoj vlastný vzorec pre výpočet. Pre AC a DC je tiež iná. Wattterters sa používajú na meranie výkonu.

Teraz viete, že sila sa meria vo wattoch. V angličtine Watt - Watt, Medzinárodné označenie - W, Ruská skratka - W. Je dôležité si uvedomiť, pretože vo všetkých domácich spotrebičoch existuje taký parameter.

Napájanie je skalárna hodnota, nie je vektorom, na rozdiel od sily, ktorá môže mať smer. V mechanike môže byť všeobecný pohľad na napájací prípravok napísaný ako:

P \u003d f * s / t, kde f \u003d a * s,

Zo vzorcov je možné vidieť, ako namiesto nahradenia výkonu f násobeného cestou s. V dôsledku toho je možné zaznamenať výkon v mechanike, pretože sila vynásobená rýchlosťou. Napríklad auto s určitým výkonom je nútené znížiť rýchlosť pri riadení hory, ako to vyžaduje väčšiu silu.

Priemerná sila osoby je akceptovaná pre 70-80 W. Sila automobilov, lietadiel, lodí, rakiet a priemyselných zariadení sa často merajú v konskole. Horská silová sily dlho pred zavedením wattov. Jedna konská sila je 745,7 W. A v Rusku je to, že l. z. rovná 735,5 W.

Ak sa zrazu náhodne opýtate za 20 rokov v rozhovore medzi okoloidúcimi o moci, a spomínate si, že sila je pomer práce A, dokonalý na jednotku času t. Ak tak môžete povedať, príjemne prekvapiť dav. Koniec koncov, v tejto definícii je hlavná vec pamätá, že delič tu pracuje A, ale zlodej čas t. V dôsledku toho, že máte prácu a čas, a rozdeliť prvé do druhej, dostaneme dlho očakávanú moc.

Pri výbere v obchodoch je dôležité venovať pozornosť výkonu zariadenia. Čím rýchlejšia kanvica, tým rýchlejšie dostane vodu. Napájanie klimatizácie určuje, ktorá veľkosť priestoru môže vychladnúť bez extrémneho zaťaženia na motore. Čím väčšia je sila elektrického spotrebiča, tým viac prúdu spotrebuje, tým viac elektriny strávi, tým väčší je poplatok za elektrinu.

Vo všeobecnom prípade je elektrická energia určená vzorcom:

kde som súčasný silu, U-napätie

Niekedy sa meria v volt-ampér, nahrávanie ako v * a. V volt-ampéri merajú plnú moc a vypočítať aktívnu silu, musíte vynásobiť efektívnosť účinnosti (efektívnosť) prístroja, potom získame aktívnu energiu vo wattoch.

Takéto zariadenia, ako sú klimatizácia, chladnička, železná práca cyklicky, vrátane a odpojenia od termostatu, a ich priemerný výkon pre celkový pracovný čas môže byť malý.

Pri striedaní prúdových reťazcov, okrem konceptu okamžitého výkonu, ktorý sa zhoduje s médiami, existuje aktívny, reaktívny a kompletný výkon. Kompletný výkon sa rovná množstvu aktívneho a reaktívneho výkonu.

Elektronické zariadenia sa používajú na meranie výkonu - wattterters. Jednotka merania WATT, dostala svoj názov na počesť vynálezcu zlepšeného parného auta, ktoré urobilo revolúciu medzi energetickými postojmi tej doby. V dôsledku tohto vynálezu sa vývoj priemyselnej spoločnosti zrýchlil, vlaky, parné člnky, rastliny, ktoré používajú parný motor pre pohyb a výrobu produktov.

Všetci sme čelia mnohokrát s koncepciou moci. Napríklad rôzne autá sú charakterizované rôznym výkonom motora. Aj elektrické spotrebiče môžu mať rôzny výkon, aj keď majú rovnaký cieľ.

Napájanie je fyzická hodnota, ktorá charakterizuje rýchlosť práce.

Respektíve, mechanický výkon je fyzická hodnota, ktorá charakterizuje rýchlosť mechanickej práce:

To znamená, že moc je práca na jednotku času.

Napájanie v systéme SI sa meria vo wattoch: N.] \u003d [W].

1 W je práca v 1 J, ideálna pre 1 s.

Existujú aj iné jednotky merania napájania, ako sú konské siete:

Je najčastejšie meraný výkon motora automobilov.

Vráťme sa späť do vzorca pre napájanie: vzorec, pre ktorý je vypočítaná práca, vieme: Preto môžeme previesť výraz na výkon:

Potom vo vzorci máme vzťah pohybu modulu podľa časového intervalu. Takto viete rýchlosť:

Len všimnite, že vo výslednom vzorec používame rýchlostný modul, pretože v tom čase sme sa nerozhodli, aby sme sa nepohybovali, ale jeho modul. Tak, napájanie sa rovná produktu silového modulu, rýchlostného modulu a kosínus uhla medzi ich smermi.

Je to celkom logické: povedzme, že sila piestu môže byť zvýšená zvýšením jeho sily. Aplikácia veľkej sily, to urobí viac práce v rovnakom čase, to znamená, že zvýši výkon. Ale aj keď opustíte silnú konštantu a nechajte piest pohybovať rýchlejšie, nepochybne zvýši prácu vykonanú na jednotku času. V dôsledku toho sa energia zvýši.

Príklady riešenia problémov.

Úloha 1.Motocyklová sila sa rovná 80 HP Presúvanie pozdĺž horizontálneho miesta, motocyklista vyvíja rýchlosť 150 km / h. Zároveň motor beží 75% svojho maximálneho výkonu. Určiť silu trenia pôsobiaceho na motocykli.


Úloha 2.Fighter, pod pôsobením konštantného ťahu, nasmerovaného pod uhlom 45 ° k horizontu, zrýchľuje z 150 m / s až 570 m / s. Zároveň sa zvislá a horizontálna rýchlosť bojovníka zvyšuje na rovnakú hodnotu v každom okamihu času. Hmotnosť bojovníka je 20 ton. Ak bojovník zrýchľuje jednu minútu, potom, čo je sila svojho motora?



Okamžité napájanie je produkt okamžitého napätia a aktuálnych hodnôt na ľubovoľnej časti elektrického obvodu.

DC Power

Vzhľadom k tomu, hodnoty prúdu prúdu a napätia sú konštantné a sú rovnaké ako okamžité hodnoty kedykoľvek, výkon môže byť vypočítaný vzorcom:

P \u003d i ⋅ u (Displaystyle p \u003d i cdot u) .

Pre pasívny lineárny reťazec, v ktorom sa pozoruje OHM zákon, môžete napísať:

P \u003d i 2 ⋅ r \u003d u 2 R (displej, p \u003d i ^ (2) cdot r \u003d (\\ frac (u ^ (2)) (R))kde R (Displaystyle R) - elektrický odpor.

Ak reťaz obsahuje zdroj EDC, potom sa elektrický výkon absorbuje na ňom alebo absorbuje na ňom je rovný:

P \u003d i ⋅ e (displaystyle p \u003d i cdot (mathcal (e)))kde E (Displaystyle (MathCal (E))) - EDF.

Ak je prúd vo vnútri EDC rovnocenný s potenciálnym gradientom (tečúcim vo vnútri EDC z plus do mínus), potom je napájanie absorbovaný zdrojom EDC zo siete (napríklad, keď elektrický motor alebo nabitie batérie), ak Spolupracovaný (toky vo vnútri EDC z mínus na plus), potom je zdroj uvedený v sieti (povedzme, pri prevádzke galvanickej batérie alebo generátora). Pri zohľadnení vnútorného odolnosti zdroja EDS prideleného na ňu P \u003d i 2 ⋅ r (displejstyle p \u003d i ^ (2) cdot r) Pridané na absorbovanie alebo odpočítanie z daného.

Napájanie

V AC reťazcov je možné aplikovať vzorec pre DC výkon len na výpočet okamžitého výkonu, ktorý sa v priebehu času zmenil a pre väčšinu jednoduchých praktických výpočtov nie je príliš užitočné priamo. Priamy výpočet priemernej hodnoty napájania vyžaduje časovú integráciu. Ak chcete vypočítať napájanie v reťazcoch, kde pravidelne sa zmení napätie a prúd, priemerný výkon sa môže vypočítať, integrovať okamžitý výkon počas obdobia. V praxi je najväčšou hodnotou výpočtu výkonu v reťazcoch premenných sínusových napätí a prúdu.

Aby sa spojili koncepcie kompletnej, aktívnej, reaktívnej kapacity a výkonu, je vhodné odkazovať na teóriu komplexných čísel. Dá sa predpokladať, že výkon v sieťovom okruhu je vyjadrený v komplexnom čísle tak, aby aktívna sila bola jeho skutočná časť, reaktívny výkon - imaginárny diel, plný výkonový modul a uhol (fázový posun) - argument. Pre takýto model sú všetky vzťahy vypúšťané nižšie platné.

Aktívny výkon

Jednotka merania v Si - Watt.

Priemer za obdobie T (Displaystyle T) Okamžitá hodnota napájania sa nazýva aktívna elektrická energia alebo elektrická energia: P \u003d 1 t ∫ 0 t p (t) d t (dispozičný p \u003d (\\ frac (1) (t)) int limity _ (0) ^ (t) p (t) dt). V reťazcoch jednofázový sínusový prúd P \u003d u ⋅ i ⋅ cos \u2061 φ (Displaystyle p \u003d u cdot i cdot cos varphi)kde U (Displaystyle U) a I (Displaystyle I) - zapaľovacie napätie a aktuálne hodnoty, φ (Displaystyle varphi) - uhol posunu fázového posunu. Pre reťazce non-conkuncial prúd sa elektrická energia rovná súčtu zodpovedajúcej priemernej sily individuálnych harmonických. Aktívny výkon charakterizuje rýchlosť ireverzibilnej konverzie elektrickej energie do iných druhov energie (tepelná a elektromagnetická). Aktívny výkon môže byť tiež vyjadrený v pevnosti pevnosti, napätia a aktívnej zložke rezistencie na reťaz R (Displaystyle R) alebo jej vodivosť G (Displaystyle G) Podľa vzorca P \u003d i 2 ⋅ r \u003d u 2 ⋅ g (Displaystyle p \u003d i ^ (2) cdot r \u003d u ^ (2) cdot g). V každom elektrickom okruhu sinusionálneho a non-sínusového prúdu je aktívny výkon celého okruhu rovný súčtu aktívnych kapacít jednotlivých častí reťazca, pre trojfázové okruhy, elektrický výkon je definovaný ako suma kapacít jednotlivých fáz. S plnou kapacitou S (DisplayStyle S) Aktívny vzťah P \u003d s ⋅ cos \u2061 φ (displaystyle p \u003d s cdot cos varphi).

.

Líšia sa ako reaktívny výkon reťazca s sínusovým striedavým prúdom pri aktívnych hodnotách napätia 1 V a prúd 1 A, ak sa fázový posun medzi prúdom a napätím π 2 (Displaystyle (Frac (PI) (2))) .

Reaktívny výkon - hodnota, ktorá charakterizuje zaťaženie vytvorené v elektrických zariadeniach osciláciami energie elektromagnetického poľa v okruhu sínusového striedavého prúdu, sa rovná produktu hodnôt napätia RMS U (Displaystyle U) a prúd I (Displaystyle I)multiplifikované sínusovým uhlom fázy posunu φ (Displaystyle varphi) Medzi nimi: Q \u003d u ⋅ i ⋅ hriech \u2061 φ (Displaystyle q \u003d u cdot i cdot hriech varphi) (Ak prúd zaostáva za napätím, posun fázy sa považuje za pozitívny, ak je dopredu negatívny). Reaktívny výkon je spojený s plnou kapacitou S (DisplayStyle S) a aktívna sila P) Pomerom: | Q | \u003d S 2 - P 2 (Displaystyle | Q | \u003d (sqrt (s ^ (2) -p ^ (2))))).

Fyzikálnym významom reaktívneho výkonu je energia čerpaná zo zdroja do reaktívnych prvkov prijímača (indukčnosť, kondenzátory, vinutie motora) a potom sa vracajú k zdroju v zdroji počas jedného obdobia oscilácie, na ktoré sa odvoláva na toto obdobie.

Treba poznamenať, že hodnota pre hodnoty φ (Displaystyle varphi) Od 0 do plus 90 ° je pozitívna hodnota. Hodnota SIN \u2061 φ (DISPORTSTYLE HRPHI) Pre hodnoty φ (Displaystyle varphi) Od 0 do -90 ° je záporná hodnota. V súlade so vzorcom Q \u003d u i hriech \u2061 φ (Displaystyle q \u003d ui hriech varphi)Reaktívny výkon môže byť ako pozitívna hodnota (ak má zaťaženie aktívny indukčný charakter) a negatívny (ak má zaťaženie aktívny kapacitný charakter). Táto okolnosť zdôrazňuje skutočnosť, že reaktívny výkon sa nezúčastňuje na prevádzke elektrického prúdu. Keď má zariadenie pozitívny reaktívny výkon, je obvyklé povedať, že to spotrebuje, a keď negatívne - vyrába, ale je to čistý konvenčný z dôvodu skutočnosti, že väčšina spotreby energie (napríklad asynchrónne motory), Rovnako ako čisto aktívne zaťaženie, pripojené cez transformátor, sú aktívne indukčné.

Synchrónne generátory inštalované v elektrických staniciach môžu produkovať aj konzumovať reaktívny výkon v závislosti od veľkosti excitačného prúdu prúdiacim prúdom v navíjaní rotora generátora. Vďaka tejto funkcii synchrónnych elektrických strojov sa upraví zadaná úroveň sieťového napätia. Na odstránenie preťaženia a zvýšenie energetického faktora elektrických zariadení, je vykonaná reaktívna kompenzácia výkonu.

Použitie moderných elektrických meracích prevodníkov na mikroprocesorové zariadenia vám umožňuje vytvárať presnejší odhad hodnoty energie vrátenej z indukčného a kapacitného zaťaženia do zdroja striedavého napätia.

Plná sila

Jednotka merania v Si - Watt. Okrem toho sa používa extra systémová jednotka volt-ampér (Ruské označenie: B · A.; \\ T International: V · A.). V Ruskej federácii sa táto jednotka môže používať ako incidentová jednotka bez obmedzenia obdobia s oblasťou používania "elektrotechnika".

Kompletný výkon - hodnota rovná produktu súčasných hodnôt periodického elektrického prúdu I (Displaystyle I) v reťazí a napätiach U (Displaystyle U) Na jej svorkách: S \u003d u ⋅ i (displaystyle s \u003d u cdot i); \\ T spojené s aktívnou a reaktívnou kapacitou pomerom: S \u003d P 2 + Q2, (DisplayStyle S \u003d (Sqrt (P ^ (2) + Q ^ (2))),) Kde P) - aktívny výkon, Q (Displaystyle Q) - Reaktívny výkon (s indukčným zaťažením Q\u003e 0 (Displaystyle Q\u003e 0)a kedy kapacitné Q.< 0 {\displaystyle Q<0} ).

Vektorový vzťah medzi plným, aktívnym a reaktívnym výkonom je vyjadrený vzorcom: S ⟶ \u003d p ⟶ + q ⟶. (Displaystyle (DOWTREPL) \u003d (\\ DOWTREL (LONGRIGHTROW) (P)) + (DOCKREL (LONGRIGHTROW) (Q)).)

Plná sila má praktickú hodnotu ako hodnota, ktorá opisuje záťaž, ktoré je skutočne uložené spotrebiteľom na prvky dodávacej elektrárne (drôty, môže byť napísané v komplexnej forme:

S ˙ \u003d u ˙ i ˙ * \u003d i 2 z \u003d u 2 z *, (Displaystyle (Dot (y)) \u003d (Dot (U)) (DOT (I)) ^ (*) \u003d I ^ (2) MathBB (Z) \u003d (frac (u ^ (2)) (MATHBB (Z) ^ (*))),) Kde U ˙ (Displaystyle (Dot (U))) - komplexné napätie, I ˙ (Displaystyle (Dot (i))) - komplexný prúd, Z (Displaystyle MathBB (Z)) - impedancia, * - komplexný operátor párovania.

Komplexný výkonový modul | S ˙ | (Displaystyle, vľavo | (Dot (y)) Right | rovná úplnému výkonu S (DisplayStyle S). Skutočná časť R e (s ˙) (displaystyle \\ tharsrm (re) ((dot (y))) rovná aktívnym výkonom P)a imaginárny I m (s ˙) (Displaystyle Mathrm (IM) ((DOT (y)))) Tabuľka označuje hodnoty výkonu niektorých elektrických spotrebiteľov:

Elektrický spotrebič Power, W
Žiarovka svietidla 1
Sieťový router, Hub 10…20
PC systémová jednotka 100…1700
Server systémovej jednotky 200…1500
Monitor pre PC CRT 15…200
Monitor pre PC LCD 2…40
Luminiscenčná domáca lampa 5…30
Hodnota domácností 25…150
Domácnosť chladničky 15…700
Elektrické toky 100… 3000
Elektrické železo. 300…2 000
Podložka 350…2 000
Elektrická dlažba 1 000…2 000
Zvárací prístroje Domácnosť 1 000…5 500
Výťah Engine Nízke dom 3 000…15 000
Električkový motor 45 000…50 000
Motor Electrovoza 650 000
Motor zdvíhacieho stroja hriadeľa 1 000 000…5 000 000