Что такое Ватт

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 измерения мощности, используемая в Международной системе СИ.

Она может быть трех видов:

• Механическая.
• Электрическая.
• Тепловая.

Принято считать, что 1 ватт — это такая мощность, при которой за 1 секунду (t) совершается работа (А) в 1 джоуль.

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 системой СИ.

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), напряжения (вольты) 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^-9Вт) — 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 150 ватт 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 — 10¹ и гектоватт – 10²) 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 – 10⁶) с микроваттами (мВт) и другие похожие величины.

Наиболее употребляемым является хорошо известный всем – киловатт (кВт). Он равен тысяче ватт (10³). Второй по популярности — вышеупомянутый мегаватт. Данная единица чаще всего используется в сфере электроэнергетики. Реже в ней применяются такие величины, как гигаватты (ГВт – 10⁹) и тераватты (ТВт – 10¹²). К примеру, за один год в среднем человечество потребляет около 1,9 ТВт электроэнергии.

Оставшиеся четыре величины – петаватты (ПВт — 10¹⁵), эксаватты (ЭВт — 10¹⁸), зеттаватты (ЗВт — 10²¹) и иоттаватты (ИВт 10²⁴) – 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).

Ватт (обозначение: Вт, W) — в системе СИ единица измерения мощности. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1889 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. На XIX Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году ватт был включён в Систему Интернациональную.

Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая ими мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию о количестве ватт, необходимых для его работы.

Что такое Ватт. Определение

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.

Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

Вт = Дж / с = кг·м²/с³

Вт = H·м/с

Вт = В·А

Кроме механической (определение которой приведено выше), различают ещё тепловую и электрическую мощность:

1 ватт мощности теплового потока эквивалентен механической мощности в 1 ватт.

1 ватт активной электрической мощности также эквивалентен механической мощности в 1 ватт и определяется как мощность постоянного электрического тока силой 1 ампер, совершающего работу при напряжении 1 вольт.

Перевод в другие единицы измерения мощности

Ватт связан с другими единицами измерения мощности следующими соотношениями:

1 Вт = 107 эрг/с

1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с

1 Вт ≈ 1,36×10−3 л. с.

1 кал/ч = 1.163×10−3 Вт

 

Чем киловатт отличается от киловатт-часа?

Приставка «кило» перед любой величиной измерения (ватты, амперы, вольты, граммы и т.д.) означает «тысяча».

1 киловатт (кВт) = 1000 ватт (Вт).

Ватт — единица измерения мощности. Мощность — это скорость с которой расходуется энергия. Один ватт равен мощности, при которой работа (энергетические затраты) объемом один джоуль осуществляется за одну секунду.

Киловатт-час — единица измерения, используемая для измерения электроэнергии в быту. Означает количество энергии, которую устройство мощностью 1 киловатт производит/потребляет в течение одного часа.

Ватт/киловатт и киловатт-час — разные понятия. 

В ваттах/киловаттах (Вт)	измеряется мощность
В киловатт-часах (кВт•ч)	измеряется количество потребленной электроэнергии

На основе данных о потребляемой электроэнергии решают бытовые и профессиональные задачи. Единица измерения мощности – Ватт. Изучение представленных ниже сведений поможет корректно сравнивать КПД и функциональные параметры разных моделей техники, создавать надежные линии для подключения источников питания. Эта информация пригодится на этапе выбора и в процессе эксплуатации оборудования.

Для измерения потребляемой мощности применяют специальную аппаратуру

Что такое ватт

Тематическая направленность данной публикации – электричество. Однако ватт это универсальная единица. В соответствующих единицах также измеряют механическую и тепловую энергию. Данные правила утверждены на международном уровне стандартизации системой СИ.

История появления

Работа тока – в чем измеряется

На протяжении многих тысячелетий для выполнения тяжелых рабочих операций человечество использовало конную тягу. В конце 19 века, например, на основе этой традиционной технологии функционировал общественный транспорт в США. Общая протяженность железных дорог соответствующего назначения составляла примерно 8,9 тыс. км.

Именно в этот временной промежуток активно начали внедрять новые источники энергии: паровые и электрические машины. Одновременно возникла потребность в более точном измерении мощности. Новая единица мощности была определена в рамках научного конгресса (Великобритания, 1882г.). После этого длительное время применяли альтернативное обозначение – лошадиную силу (л.с.). Только в 1960 г. Ватт (watt) официально утвержден одновременно с другими единицами измерения системы СИ в качестве международного стандарта. Ватт сокращение – Вт.

Кто придумал использовать ватты

В чем измеряется мощность

Специфическое наименование дано этой единице измерения по фамилии шотландского изобретателя Д. Ватта. Именно он впервые предложил использовать нормированную величину мощности – лошадиную силу. Такой подход стал основой для стандартизации этого важнейшего параметра, основной оценки энергетического потенциала силовых агрегатов.

Чертеж паровой машины, которую усовершенствовал James Watt

К сведению. Одна лошадиная сила эквивалентна мощности, необходимой для подъема предмета с весом 75 кг на высоту 1 метр за секунду (≈734 Вт).

Формула мощности

Сколько ватт в киловатте

По базовому определению из рассмотренного выше примера с лошадиной силой понятен принцип расчета потребленной энергии. Мощность (P) можно измерить через работу (А), выполненную за определенный временной интервал (t) следующим образом:

P=A/t.

Обратная пропорциональность подчеркивает относительное увеличение затрат энергии на быстрое выполнение определенного действия.

Допустимо представить рассматриваемый параметр через приложенную к предмету силу (F) и скорость перемещения (V):

P = F * V.

Прямая зависимость мощности от двух компонентов из второй части формулы понятна без подробного объяснения. Если скорость выразить через пройденное расстояние (D) за определенное время (V = D/t), можно после простого математического преобразования получить следующий результат:

P = (F * D)/t.

Ватты, вольты и амперы

Представленные выше формулы вполне пригодны для расчетов механических систем. Однако для работы с электрическими схемами применяют специальные величины и соответствующие единицы измерения:

• Ампер (А) – сила тока (I);
• Вольт (В или V) – напряжение;
• Ом – электрическое сопротивление.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

Для вывода зависимостей между рассматриваемыми параметрами можно вернуться к определению с работой. В этом случае рассматривают перемещение заряда (Q) на заданное расстояние. При движении из точки F1 в F2 будет выполнена работа (А), равная изменению потенциала или напряжению. Базовую формулу несложно преобразовать:

P=A/t = (U/t)*Q.

Сила тока определяется величиной заряда, который перемещается за контрольное время (I = Q/t). После совмещения отмеченных зависимостей получится следующий результат:

P = U * I.

Из этого выражения убраны «сопутствующие» параметры. Оставлены типичные электрические величины. Если добавить известную формулу закона Ома, можно установить рабочие соотношения для расчетов с учетом электрического сопротивления:

P = U2/ R = I2 * R.

Базовые формулы для расчета

К сведению. Представленные зависимости позволяют получить точный результат вычислений при работе с источником постоянного тока. Однако в стандартной бытовой сети применяют однофазное питание 220 V. Амплитуда сигнала изменяется с нормированной частотой 50Гц, поэтому нужно учитывать особенности потребления энергии разными типами нагрузок.

Если подключается классическая лампа накаливания или бойлер с ТЭНом для нагрева воды, допустимо применение рассмотренных выше формул. Однако простая технология не подходит при работе с реактивным сопротивлением нагрузки. Индуктивные и емкостные компоненты образуют колебательный контур. Активизируется процесс накопления и обмена энергии с источником питания. В ходе подобных циклов часть мощности расходуется впустую, поэтому для точной оценки выделяют активную составляющую:

Pакт = U * I * cos ϕ.

Дополнительный множитель в формуле характеризует потери в определенной нагрузке. Значение cos ϕ указывают на шильдиках электродвигателей, в сопроводительной документации к станкам, трансформаторам, генераторам.

Специалисты советуют не забывать о «бесполезной» реактивной мощности (Pреакт = U * I * sin ϕ). Прохождение тока по цепи в любом направлении увеличивает энергетический потенциал молекулярной решетки проводника. Этот процесс сопровождается нагревом. Если исключить данную составляющую из расчетов, увеличивается риск возникновения поломок и аварийных ситуаций. Полную мощность ватт можно вычислить по формуле:

Pполн = √((Pакт)2 + (Pреакт)2).

Для проверки рабочих схем, ремонта и настройки применяют специальное оборудование. Измерять мощность можно ваттметром. Для постоянного контроля в режиме онлайн такой блок можно установить в электрощитке. Изделия этой категории оснащают индикацией показаний. Некоторые модели способны передавать информацию по локальной сети и через интернет.

В мобильном варианте исполнения ваттметр используют для уточнения потребления электроэнергии подключенными к розетке устройствами

Вместо специализированной техники можно применить типовой универсальный мультиметр. Чтобы измерить ток, прибор включают в электрическую цепь последовательно с нагрузкой. Параллельное подсоединение поможет узнать напряжение. Далее по представленным выше формулам вычисляют, какую мощность вт потребляет телевизор или другая техника.

Дольные единицы Вт

Выяснив, что измеряется в ваттах, можно перейти к важным для практики нюансам. В некоторых ситуациях базовые единицы слишком велики для оценки рабочих параметров. Так, некоторые датчики (тепла, освещенности) потребляют минимум электроэнергии. Мощность подходящего блока питания можно определить после выполнения расчета. Для удобства вместо 1 ватт применяют дробные значения:

• 10-3 – мвт, милливатт;
• 10-6 – мквт, микроватт;
• 10-9 – нвт, нановатт.

Зептоватты (10-21) и другие мельчайшие единицы практического значения в быту не имеют. Этими значениями пользуются при теоретических вычислениях различных физических процессов.

Кратные единицы Вт

Базовая величина (1 вт) слишком мала для оценки бытовых потребностей. Для наглядного примера можно изучить эксплуатацию современной стиральной машины. Суммарную мощность техники определяют рабочие параметры:

• электродвигателя, вращающего барабан;
• нагревательного элемента (ТЭНа);
• насоса для принудительного слива жидкости;
• блока управления и контроля.

 На реальный расход электроэнергии оказывают влияние следующие факторы:

• рабочая температура;
• длительность и другие особенности отдельных режимов;
• скорость вращения;
• объем загрузки.

Приведенная информация демонстрирует невозможность получения корректных результатов с помощью измерений. Для удобства покупателей на стадии выбора установлены стандарты энергоэффективности. Современные модели маркируют латинской буквой «А» с добавлением «плюсов». Чем больше итоговое обозначение, тем меньше будет счет за потребленную электроэнергию.

По сопроводительной документации можно уточнить параметры, которые официально указывает производитель. Пример современной модели по энергопотреблению (Samsung WF60):

• класс – А+++;
• за один стандартный рабочий цикл –860 Вт;
• за год – 175 000 Вт.

Для упрощения оценки подобных потребителей удобно использовать обозначение киловатт – 103 (кватт, кВт). Применив такую размерность, можно получить следующий результат вместо приведенных в предыдущем перечне данных:

• за цикл потребление составит 0,86 кВт;
• за год – 175 кВт.

Из этого примера понятно, что обозначение ватт подходит для уровней мощности от 0,1 до 999.

В распределительных и магистральных сетях, а также в производственных технологических процессах оперируют со значительно большими величинами. Ватт единица измерения не подходит. Для выполнения расчетов применяют кратность 106 (мегаватт сокращение МВт). Большую букву «М» используют, чтобы исключить путаницу с мВт. Таким дополнением при необходимости будет обозначаться дольная часть ватта (0,03 Вт = 30 мВт).

Ватты и ватт-часы

Что такое ват, понятно. Однако при изучении документации и справочной информации часто встречается упоминание ватт-часов. Этим термином обозначают потребление энергии за соответствующий промежуток времени (60 минут).

Следующий пример объясняет, что такое вт * час на практике. Если для повышения температуры в комнате нагреватель мощностью 900 Вт работал 180 минут, значит, было израсходовано 2,7 кВт*ч электроэнергии. Выбрав модель 1 800 Вт, можно сократить время процедуры до 90 мин. Однако энергетические затраты останутся неизменными:

1 800 *1,5 = 2 700 = 2,7 кВт*ч.

Перевод в другие единицы измерения мощности

По базовому определению один вт это потребленная мощность для выполнения работы 1 джоуль (дж) за секунду. Сколько будет затрачено энергии при подстановке определенных исходных параметров, можно узнать по формуле:

P=A/t.

Перевод в другие единицы показан в следующем перечне. 1 ватт равен:

• В*А;
• Н*м/с;
• 0,102 кгс*м/с;
• 0,00136 л.с.;
• 859,85 кал/час.

Примеры в природе и технике

Из следующего списка можно понять, что такое вт и производные мощности потребления в окружающем мире:

• лазерный измеритель дальности – 4 мкВт;
• смартфон в режиме разговора – от 0,8 до 1,2 Вт;
• тепловой вентилятор – 1,2 кВт;
• легковой автомобиль с бензиновым двигателем 140 л.с. – 103 кВт;
• современный электропоезд – 1,3*107 Вт;
• молния – 1012 Вт.
• поток солнечного излучения, попадающий на поверхность Земли, – 1,7*1017 Вт.

Мощность разных моделей бытовых ветрогенераторов

Для правильной оценки энергетических параметров нужно совместно учитывать мощность и время рабочего процесса. При работе с технической документацией выполняют перевод в одинаковые единицы измерения для удобства расчета.

Видео

Используемые источники:

• https://fb.ru/article/336029/vatt—edinitsa-izmereniya-moschnosti
• https://calcsbox.com/post/cto-takoe-vatt.html
• https://amperof.ru/teoriya/vatt-edinica-vychisleniya-oboznachenie.html

</ul></h2>