Watt

Meren rannikoiden tyypit, katso Watts
Watt
W
Arvo tehoa
Järjestelmä SI
Tyyppi johdannainen

Watti (venäläinen nimitys: W , kansainvälinen: W ) on tehon yksikkö sekä lämpövirta , äänienergiavirta , tasavirtateho , aktiivinen vaihtosähköteho , säteilyvirta ja ionisoivan säteilyn energiavirta kansainvälisessä järjestelmässä yksiköiden (SI) [1] . Yksikkö on nimetty skotlantilais-irlantilaisen mekaanisen keksijän James Wattin (Watt) mukaan, joka on yleishöyrykoneen luoja .

Tiedemiesten mukaan nimettyjä johdettuja yksiköitä koskevien SI-sääntöjen mukaisesti wattiyksikön nimi kirjoitetaan pienellä kirjaimella ja sen nimitys isolla kirjaimella . Tämä nimityksen kirjoitusasu säilyy myös muiden johdettujen yksiköiden nimityksissä, jotka on muodostettu käyttämällä wattia. Esimerkiksi radianssin mittayksikön nimitys "wattia steradiaanineliömetriä kohti " kirjoitetaan muodossa W / ( sr m 2 ).

Watti tehoyksikkönä hyväksyttiin ensimmäisen kerran British Scientific Associationin toisessa kongressissa vuonna 1882 . Ennen tätä useimmat laskelmat käyttivät James Watin esittelemiä hevosvoimia sekä jalka-nauloja minuutissa. Watti otettiin kansainväliseen yksikköjärjestelmään (SI) XI :n paino- ja mittakonferenssin päätöksellä vuonna 1960, samanaikaisesti kun koko SI-järjestelmä otettiin käyttöön [2] .

Yksi kaikkien sähkölaitteiden pääominaisuuksista on virrankulutus, joten mistä tahansa sähkölaitteesta (tai sen ohjeista) löydät tietoa tästä tehosta watteina ilmaistuna.

Määritelmä

1 watti määritellään tehoksi, jolla tehdään 1 joule työtä 1 sekunnissa [3] . Siten watti on johdettu mittayksikkö ja se on suhteessa SI-perusyksikköihin suhteella:

W =

Muina SI-yksiköinä watit voidaan ilmaista seuraavasti:

W = J / s W = H m /s W \ u003d VA .

Mekaanisen (jonka määritelmä on annettu edellä) lisäksi on myös lämpö- ja sähkövoimaa.

Muuntaminen muihin tehoyksiköihin

Watti on suhteessa muihin ei-SI-tehoyksiköihin seuraavilla suhteilla:

1 W = 107 erg / s 1 W ≈ 0,102 kgf m / s 1 W ≈ 1,36⋅10 −3 l. Kanssa. 1 W = 859,8452279 cal / h

Kertoja ja osakertoja

Tehoa koskevissa laskelmissa ei aina ole kätevää käyttää wattia yksinään. Joskus, kun mitattavat suuret ovat hyvin suuria tai hyvin pieniä, on paljon kätevämpää käyttää mittayksikköä vakioetuliitteillä, jolloin vältetään jatkuvat suuruusluokan laskelmat. Joten tutka- ja radiovastaanottimia suunniteltaessa ja laskettaessa käytetään useimmiten pW:tä tai nW:tä, lääketieteellisissä laitteissa , kuten EEG ja EKG , käytetään mikrowattia. Sähkön tuotannossa sekä rautatievetureiden suunnittelussa käytetään megawattia (MW) ja gigawattia (GW).

Vattien vakio - SI-etuliitteet on annettu seuraavassa taulukossa.

Useita Dolnye
suuruus otsikko nimitys suuruus otsikko nimitys
101W _ _ dekawattia daW daW 10-1 W _ desiwattia dW dW
102W _ _ hektawattia gW hW 10-2 W _ senttiwattia svt cW
103W _ _ kilowatti kW kW 10-3 W _ milliwattia mW mW
106 W _ megawattia MW MW 10-6 W _ mikrowattia µW µW
109W _ _ gigawattia GW GW 10–9 W _ nanowattia nW nW
10 12 W terawattia TW TW 10-12 W _ pikowattia pvt pW
10 15 W petawattia HW PW 10-15 W _ femtowatt fw fW
10 18 W exawattia eWt ew 10-18 W _ attowatt aW aW
10 21 ti zettawattia ZW ZW 10-21 W _ zeptowattia wt zW
10 24 W yottawattia IVt YW 10-24 W _ ioktowatt iW yW
     suositellaan käytettäväksi      sovellusta ei suositella

Unicode-merkit

Nimet Unicodessa . [neljä]
Symboli Nimi Unicode-numero
Picowatt (Square PW) U+33BA
Nanowatti (neliö NW) U+33BB
Mikrowatti (Square Mu W) U+33BC
Milliwatti (neliö MW) U+33BD
Kilowatti (neliö kW) U+33BE
Megawatti (neliö MW MEGA) U+33BF

Esimerkkejä luonnosta ja tekniikasta

Arvo Kuvaus
10-9 wattia _ Säteilyä, jonka teho on noin 1 nW , putoaa 1 m²:n alueelle maan pinnalla tähdestä, jonka kirkkaus on +1,4 magnitudia .
5⋅10 -3 wattia Tällä teholla (tai lähellä sitä) on tavanomaisten laserosoittimien säteily , joka on suhteellisen turvallista ihmisen näkökyvylle.
1 wattia Tyypillisen matkapuhelimen likimääräinen lähettimen teho .
1⋅10 3 wattia Pieni lämmitin. Maan pinta-alalle 1 m 2 :lle tulevan säteilyn likimääräinen teho Auringosta sen zeniitissä. Yhden kotitalouden keskimääräinen vuotuinen sähkönkulutus Yhdysvalloissa (keskimääräinen energiankulutus on noin 8900 kWh /vuosi) [5] .
6⋅10 4 wattia Henkilöauto 80 hevosvoiman moottorilla .
1,2⋅10 7 wattia Eurostar sähköjuna .
8,212⋅10 9 wattia Maailman suurimman ydinvoimalan Kashiwazaki-Kariwan ( Kashiwazaki , Japani ) teho huippukuormilla .
2,24⋅10 10 wattia Maailman suurimman Kolmen rotkon vesivoimalan suunnittelukapasiteetti ( Sanxia , ​​Kiina ).
10 12 wattia Keskimääräisen salamaniskun huipputeho .
1,9⋅10 12 wattia Ihmiskunnan arvioitu keskimääräinen sähkönkulutus vuonna 2007 [6] .
1,5⋅10 15 wattia Pulssilasersäteilyn ennätysteho saavutettiin Novan tehtaalla vuonna 1999 [7] . Pulssin energia oli 660 J, pulssin kesto 440⋅10 −15 s.
1,74⋅10 17 wattia Maan pinnan keskimääräisen irradianssin arvon 1,366 kW/m² [8] perusteella auringon säteilyn kokonaisvirtaus maan pinnalla on noin 174 PW. Jos maapallo ei säteilisi tätä energiaa uudelleen avaruuteen, siitä tulisi 1,94 kg joka sekunti massiivisempi.
3,828⋅10 26 wattia Tiedemiehet arvioivat Auringon kokonaissäteilytehoksi 382,8 W , mikä on yli kaksi miljardia kertaa suurempi kuin maan pinnalle tulevan säteilyn teho. Toisin sanoen Auringon keskustassa tapahtuvien lämpöydinreaktioiden vuoksi valomme menettää massaa joka sekunti 4 260 000 tonnia [9] .

Kilowattien ja kilowattituntien ero

Samankaltaisista nimistä johtuen kilowatti ja kilowattitunti sekoittuvat usein jokapäiväisessä käytössä, varsinkin kun viitataan kodin sähkökoneisiin . On kuitenkin pidettävä mielessä, että nämä ovat kaksi eri mittayksikköä, jotka liittyvät erilaisiin fysikaalisiin suureisiin. Teho mitataan watteina ja kilowatteina - energian  muutosnopeus (siirto, muunnos, kulutus). Samaan aikaan wattitunnit ja kilowattitunnit ovat itse energian (työn) mittayksiköitä. Wattitunteina ja kilowattitunteina ilmaistaan ​​tietyn ajan tuotettu (siirretty, muunnettu, kulutettu) energia. Jos laitteen teho on vakio, niin laitteen tuottama (siirretty, muunnettu, kulutettu) energia on yhtä suuri kuin laitteen tehon ja laitteen toiminta-ajan tulo.

Esimerkiksi, jos 100 W:n hehkulamppu toimi 1 tunnin ajan, se kulutti (saapuvaa energiaa) ja vapautui valon ja lämmön muodossa (lähtevä energia) 100 Wh tai 0,1 kWh. 40 watin hehkulamppu kuluttaa (vapauttaa) saman määrän energiaa 2,5 tunnissa. Sama pätee tuotettuun sähköön. Voimalaitoksen teho mitataan siis kilowatteina (megawateina), mutta kuluttajille tietyn ajanjakson aikana toimitetun sähkön määrä on yhtä suuri kuin voimalaitoksen tehon ja mainitun ajan tulo ja ilmaistaan kilowattituntia (megawattituntia).

Tämä pätee kaikentyyppiseen energiaan: sähköiseen, lämpöön, mekaaniseen, sähkömagneettiseen ja niin edelleen.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. Dengub V. M. , Smirnov V. G. Summien yksiköt. Sanakirjan viittaus. - M . : Publishing House of Standards, 1990. - S. 26-27. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  2. 11. CGPM:n päätös 12 . BIPM . Haettu 15. marraskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 14. toukokuuta 2013.
  3. wattia . Fyysinen tietosanakirja . Haettu 3. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 27. tammikuuta 2012.
  4. Unicode Consortium. Unicode-standardi 12.0 - CJK-yhteensopivuus ❰ Alue: 3300-33FF ❱ . Unicode.org (2019). Haettu 24. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 1. syyskuuta 2021.
  5. Fysiikan  tietokirja . Käyttöpäivä: 17. helmikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011.
  6. Kansainväliset  energiatilastot . Yhdysvaltain energiatietohallinto . Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011.
  7. MD Perry et ai. Petawattilaserpulssit  (englanniksi)  // Optics Letters. - 1999. - Voi. 24 , nro. 3 . - s. 160-162 .
  8. Komposiittisen aurinkosäteilyn (TSI) aikasarjan rakentaminen vuodesta 1978 tähän  päivään . Haettu 5. lokakuuta 2005. Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011.
  9. Williams D.R. Sun  -tietolehti . NASA Goddard Space Flight Center (29. helmikuuta 2016). Haettu 7. kesäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 27. toukokuuta 2020.