Ватт

Статья на основе материалов из Википедии

: О типе морских побережий см. Ватты

Ватт (русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной, реактивной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ)[1]. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).

Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом[2].

Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию об этой мощности, выраженной в ваттах.

Определение

Ваттметр — прибор для измерения мощности, потребляемой элементами электрических цепей

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль[3]. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с основными единицами СИ соотношением: : Вт = кг·м²/с³. Через другие единицы СИ ватт можно выразить следующим образом: : Вт = Дж / с : Вт = H·м/с : Вт = В·А.

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

Перевод в другие единицы измерения мощности

Ватт связан с другими, не входящими в систему СИ единицами измерения мощности, следующими соотношениями:

: 1 Вт = 107 эрг/с : 1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с : 1 Вт ≈ 1,36 л. с. : 1 Вт = 859,8452279 кал/ч

Кратные и дольные единицы

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).

Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.

Примеры в природе и технике

ВеличинаОписание
10−9 ваттнВт падает на участок поверхности Земли площадью 1 м² от звезды яркостью в +1,4 звёздной величины.
−3 --> ваттлазерных указок, сравнительно безопасное для человеческого зрения.
1 ваттмобильного телефона.
3 --> ватт2 поверхности Земли от Солнца, находящегося в зените. Средняя годовая мощность, потребляемая одним домашним хозяйством в США (среднее потребление энергии — примерно 8900 киловатт-час>кВт•ч/год)[4].
15 --> ваттлазерного излучения, достигнутая на установке Nova (лазер) >Nova в 1999 году[5]. Энергия в импульсе составляла 660 Дж, длительность импульса — 440 с.
17 --> ваттоблучённости на поверхности Земли в 1,366 кВт/м²[6].

Разница между понятиями киловатт и киловатт-час

Из-за схожих названий киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к бытовым электроприборам. Следует, однако, учитывать, что это две различных единицы измерения, относящиеся к различным физическим величинам. В ваттах и киловаттах измеряется мощность — скорость изменения (передачи, преобразования, потребления) энергии. В то же время ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения самой энергии (работы). В ватт-часах и киловатт-часах выражается энергия, произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) за определённое время. Если мощность прибора постоянна, то произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) прибором энергия равна произведению мощности прибора на время работы прибора.

Например, если лампочка мощностью 100 Вт работала на протяжении 1 часа, то она потребила (входящая энергия) и выделила в виде света и тепла (исходящая энергия) 100 Вт·ч или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит (выделит) такое же количество энергии за 2,5 часа. Сказанное справедливо и для производимой электроэнергии. Так, мощность электростанции измеряется в киловаттах (мегаваттах), но количество поставленной потребителям в течение некоторого времени электроэнергии равно произведению мощности электростанции на упомянутое время и выражается в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Сказанное справедливо для любого вида энергии: электрической, тепловой, механической, электромагнитной и т. д.

См. также

Примечания

  1. Единицы величин. Словарь-справочник — М. : Издательство стандартов, 1990 — 240 — 26—27 — ISBN 5-7050-0118-5
  2. Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960) на сайте Международного бюро мер и весов
  3. Ватт - физическая энциклопедия — 2010-04-03 — 2011-08-22
  4. .4 --> ваттлошадиных сил.7 --> ваттEurostar.9 --> ваттАЭС Касивадзаки-Карива (Касивадзаки, Япония).10 --> ваттГЭС Три ущелья (электростанция)> «Три ущелья» (Санься, Китай).1012 ваттмолнии.12 --> ваттчеловечеством в 2007 году
  5. M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses — http://dx.doi.org/10.1364/OL.24.000160 — en — Optics Letters, 1999 — 24 — 3 — 160—162
  6. общий поток солнечного излучения на поверхности Земли составляет примерно 174 ПВт. Если бы Земля не переизлучала эту энергию в пространство, она становилась бы массивнее на 1,94 кг каждую секунду.26 --> ваттСолнца оценивается учёными в 382,8 ИВт, что более чем в два миллиарда раз больше, чем мощность излучения, падающего на поверхность Земли. Другими словами, вследствие термоядерных реакций в центре Солнца наше светило ежесекундно теряет массу в размере 4260000 тоннSun Fact Sheet — Williams D. R. — 2016-02-29 / NASA Goddard Space Flight Center — 2016-06-07 — en
Единицы СИ
Основные единицы
Производные единицы
со специальными наименованиями
Принятые для
использования с СИ
См. также
I am not robot