Как называется единица мощности в системе си. Киловатт и киловатт-час

С физической величиной Вт (ватт) каждый сталкивается чаще, чем может показаться на первый взгляд. Многие знают, что она имеет отношение к физике. Однако не все со школьных времен помнят о том, для чего именно величина используется и зачем была придумана. Не все догадываются, что применяться она может не только в разделе физики, изучающем электрические явления, но и во многих других областях.

Прежде чем приступать к подробному рассмотрению ватта, нужно дать ему правильное обозначение. Ватт - это единица , которая используется для измерения мощности. Чаще всего название записывается в сокращенном виде - Вт. Английское сокращение величины - W.

История единицы измерения Вт начинается с конца позапрошлого века. Ее впервые стали использовать в Великобритании. Но это не означает, что необходимость измерять мощность появилась именно в то время. Ее определяли и до появления этой единицы.

Для измерения физической величины, которая сегодня у многих ассоциируется преимущественно с электричеством, уже в XVIII веке использовалась единица, называемая лошадиной силой. За ее основу была взята мощность ездовых лошадей. Традиция измерять в лошадиных силах сохранилась и сегодня, будучи успешно перенесенной с лошадей на автомобили. Сегодня одна лошадиная сила равна примерно 735 Вт.

До введения ватта лошадиные силы в различных странах были разными. Единица Вт получила свое название в честь ученого, которого считают прародителем промышленной революции. Его звали Джеймсом Ваттом. Жил он в XVIII-XIX столетиях и прославился тем, что создал паровой универсальный двигатель.

Много своих работ ученый посвятил изучению мощности. Именно он для ее измерения впервые начал использовать лошадиную силу. Спустя 63 года после его смерти была введена и названа в его честь та самая единица, которая используется до сих пор.

Взаимосвязь величин

Чтобы лучше понять предназначение этой единицы, следует иметь представление о том, что такое мощность. Многие думают, что это просто сила. Однако в физике это совершенно разные величины, которые друг к другу почти не имеют никакого отношения. Если говорить максимально кратко, закрывая глаза на некоторые незначительные нюансы, то мощность - это скорость, с которой тот или иной объект потребляет энергию.

Например, лампочка осветительного прибора может светиться ярко или тускло. Всё зависит от того, с какой скоростью ею потребляется электрическая энергия. Если горит ярко, значит, энергия расходуется быстро. Когда свет, исходящий от лампы, тусклый, она потребляет энергию с небольшой скоростью. Еще проще можно сказать так:

• если лампа светится ярко, значит, ее мощность высока;
• если же свет ее тусклый, значит, она обладает небольшой силой.

То же самое касается и любых других приборов, работающих от электричества. Но когда говорят о мощности, не всегда имеют в виду электрические приборы или какие-то другие объекты, связанные с электричеством.

Например, если взять движущийся автомобиль, то он обладает определенной силой. Чем быстрее потребляется вырабатываемая топливом в бензобаке энергия, тем мощнее автомобиль. Правда, автомобилисты измеряют мощность своих «железных коней» в других единицах, называемых лошадиными силами. Однако это вовсе не означает, что традиционные ватты для этого случая неприменимы. Одну единицу легко можно перевести в другую, зная, что одна лошадиная сила - это примерно 735 Вт. Всего существует три вида мощности:

1. Электрическая. Именно ее имеют в виду, когда говорят о лампочках или других электроприборах.
2. Механическая. «Лошадиные силы» автомобиля как раз относятся к этой категории.
3. Тепловая. О том, насколько большой тепловой мощностью обладает тот или иной объект, можно судить по его температуре.

Мощность - это скорость, с которой потребляется энергия. Пытаясь понять, чему равен 1 ватт, какая энергия и за какое время должна использоваться объектом, чтобы о нем можно было сказать, что его мощность равна одному ватту, физики выводили такую величину, как мощность, исходя из других простых величин - времени и энергии. Они взяли их основные единицы измерения и условились считать, что если физическое тело получает или вырабатывает 1 джоуль энергии за 1 секунду, значит, оно обладает мощностью 1ватт.

В основе этого простого определения лежит формула: N=A/t . Обозначение знаков здесь следующее:

• N - это обозначение мощности;
• A в физике традиционно обозначает работу, которая измеряется в тех же единицах, что и энергия;
• t - это обозначение времени.

Если необходимо определить механическую величину, то для этой цели может быть использована иная формула, основанная на других величинах: N=FV . Проще говоря, нужно силу умножить на скорость.

Отношение к амперам и вольтам

Помимо двух формул, которые были рассмотрены выше, для определения часто используется еще одна. Сфера ее применения - электрика. Между мощностью и основными величинами, характеризующими электрический ток, также прослеживается определенная взаимосвязь.

Зная напряжение и силу тока, можно безошибочно определить электрическую мощность. Для этого достаточно перемножить два известных значения. Например, если сила тока составляет 5 ампер, а напряжение - 50 вольт, то искомая величина в этом случае будет равна 250 Вт. Такое число получается в результате умножения 5 на 50.

Формула для определения электрической величины записывается в виде P=IV . Буквенные обозначения следующие:

• P - электрическая мощность;
• I - сила тока;
• V - напряжение.

Если использовать вольтметр и амперметр, можно определить мощность. Но чтобы узнать мощность участка цепи, необязательно проводить вычислительные операции. Существует специальное измерительное устройство, которое по аналогии с вольтметром и амперметром называется ваттметром. Его достаточно включить в сеть, чтобы узнать значение.

Дольные и кратные единицы

Если мощность слишком велика или, наоборот, мала, то использование в качестве единицы измерения обычного ватта будет неудобным. В этом случае на помощь придут кратные и дольные единицы. Если говорить только об одной лампочке и о малых промежутках времени, то мощность будет не очень большой. Например, за час такой осветительный прибор может вырабатывать около 100 джоулей энергии.

Но когда требуется определить силу не одной, а нескольких таких лампочек (десятка, сотен, тысяч), и не за один час, а, например, за месяц или год, то число получится громоздким. Целесообразно использовать не ватты, а их кратные обозначения - киловатты (кВт), мегаватты (МВт), гигаватты (ГВт).

Значение кратных величин легко определить по префиксам, которые используются так же, как и в случаях с большинством других единиц. Приставка «кило» указывает на 1000 единиц, «мега» - на миллион, «гига» - на миллиард.

Чаще всего на практике используются киловатты. В одной такой кратной единице насчитывается тысяча ватт. То же самое касается и дольных долей, использующихся в тех случаях, когда необходимо указать малую мощность, которая в десятки, сотни, тысячи и миллионы раз меньше 1 Вт. Например:

• десятая часть вата - это дециват;
• сотая часть - сантиватт;
• тысячная - милливатт.

В некоторых медицинских аппаратах в качестве единицы измерения используются микроватты. Каждая такая единица в миллион раз меньше ватта.

Характеристика ватт-часов

В бытовой сфере часто используется очень похожая на ватт по названию единица измерения - ватт-час. Но между обычными ваттами и ватт-часами существует большая разница. Не стоит одну единицу принимать за другую. Их невозможно и переводить друг в друга. Ватт-час - это единица, с помощью которой измеряется количество выработанной или потребленной энергии, а не скорость ее потребления.

Чтобы можно было понять разницу между ваттом и ватт-часом, можно рассмотреть пример использования обычного телевизора мощностью в Вт, равной 250:

Ватт - это общепринятая единица измерения мощности. Если электроприбор имеет 1Вт, значит, он в секунду потребляет 1 джоуль электрической энергии. Такой мощностью обладает передатчик обычного мобильного телефона.

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.

Важным параметром, характеризующим работоспособность любых устройств и приборов, является мощность. Чем больше эта характеристика, тем большую производительность имеют механизмы. Однако, чем выше величина, тем выше и ресурсопотребление. Поэтому эта величина является одной из важных характеристик для электроприборов и часто указывается на упаковке, самом устройстве или в прилагаемой инструкции.

Внимание! Чем больше показатель, тем выше энергопотребление устройства. Поэтому перед выбором прибора нужно определиться с тем объёмом работы, который планируется выполнять с его помощью. Это нужно знать для того, чтобы не переплачивать лишние деньги при покупке.

Мощность

Согласно википедии, это величина, которая характеризует скорость изменения энергии системы, а также её передачи и преобразования. В физике она рассчитывается как работа, выполненная устройством за единичный промежуток времени.

В зависимости от раздела физики, обозначается следующими символами:

• Обозначение в механике – N, Р;
• Обозначение в электродинамике – Р. Согласно вики, этот символ взят от латинского слова potestas, что в переводе обозначает мощь.

Также можно встретить обозначение символом W, взятого от английского слова watt.

Таким образом, для расчёта используется следующая формула:

N = A/Δt, где:

• А – работа, которую выполняет механизм, измеряется в джоулях (Дж);
• Dt – промежуток времени, измеряется в секундах (с).

Также для измерения физической величины используются формулы в механике:

P = F × v × cos α, где:

• F – сила,
• v – скорость,
• α – угол между векторами F и v.

Мгновенное значение определяется как произведение мгновенной силы (F ) на мгновенную скорость (u ), то есть:

Для цепи постоянного электрического тока формула будет следующая:

P = I × U, где:

• I – сила тока,
• U – напряжение в цепи.

Ватт

Единица измерения мощности в физике – это Ватт (watt, Вт).

Изначально расчёты велись в лошадиных силах (л.с.). Эту единицу ввёл шотландский учёный и изобретатель Джеймс Уатт. Она показывала количество лошадей, которое требовалось для выполнения работы, которую совершала созданная этим изобретателем паровая машина. В странах Европы пользуются в основном метрической лошадиной силой. Она определялась как величина, равная затрачиваемой мощности на равномерное поднимание тела массой 75 кг со скоростью 1 м/с.

Watt был официально признан в 1882 году на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации. Назван в честь Дж. Уатта.

В середине XX века XIX Генеральной конференцией по мерам и весам единица мощности Ватт введена в состав Международной системы СИ. Исходя из формулы для расчёта, ватт – это производная единица измерения, которая вводится как:

Также в ваттах измеряются такие физические величины, как тепловой поток, поток излучения, поток звуковой энергии, поток энергии ионизирующего излучения и др.

С другой стороны 1 ватт можно определить, как:

• 1 Вт = 1Н· м/с;
• 1 Вт = 1В · 1А.

Кроме этого также используются (или использовались ранее) следующие единицы:

• лошадиная сила;
• калория в секунду;
• килограмм · метр / секунду;
• эрг в секунду.

Таблица для перехода между внесистемными единицами и ваттом

Внимание! В настоящее время лошадиную силу используют в основном для измерения мощности автомобильных двигателей. При этом в расчётах учитывают, что 1 л.с. » 0,735 киловатт.

Помимо метрической л.с., в физике используются электрические, гидравлические и механические лошадиные силы:

• механическая л.с. » 0,745 киловатт;
• электрическая л.с. » 0,746 киловатт.

К сведению. Для перевода значений из внесистемных единиц в системные (Watt) в сети Интернет имеется большое число конвертеров, которые позволяют осуществлять быстрый онлайн перевод данных из одной единицы измерения в другую.

Для записи больших или, наоборот, малых значений величин допускается использование специальных стандартных приставок. Например, тысяча watt равна одному киловатт.

Впервые приставки были введены Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году.

Таблица перевода для часто используемых приставок

Что такое ваттметр

Для того чтобы оборудование не испортилось при работе, а в сети не возникло короткого замыкания, нужно обязательно проверять, чтобы мощность приборов не превышала общее значение по сети.

Для цепи постоянного тока её можно определить, зная значения тока и напряжения. Для измерения этих параметров электрической сети используют амперметр и вольтметр. Амперметром измеряют силу тока (в амперах), а вольтметром – напряжение (в вольтах), приложенное к сети. Далее эти два параметра перемножают и получают искомую величину в watt.

Для измерения в сетях переменного тока используются специальные приборы, которые называются ваттметрами.

В зависимости от назначения, различают несколько типов ваттметров:

• Измеритель мощности – применяется для нахождения количества ватт в оптическом или радиодиапазоне;
• Киловаттметр – используется при выполнении замера больших значений (порядка сотен киловатт);
• Милливаттметр – для измерения малых значений (меньше единицы);
• Варметр – служит для измерения показаний реактивной мощности цепи;
• Ваттварметр – позволяет получать показатели активной и реактивной мощности в цепи переменного тока.

Значение мощности – важный показатель для любого электрического устройства или механического приспособления, поскольку это показатель работы, которую может выполнить оборудование.

Видео

Таблица с единицами измерения мощности приведена в ОК 015-94 (MK 002-9) ОКЕИ. Единицы измерения мощности входят в

ОКЕИ — это Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ), который является документом в области национальной системы стандартизации.

ОКЕИ разработан на основе:

• Международной классификации единиц измерения ЕЭК ООН «Коды для единиц измерения, используемых в международной торговле»
• Товарной номенклатуры внешнеэкономической деятельности (ТН ВЭД) в части используемых единиц измерения и с учетом требований международных стандартов ИСО 31/0-92 «Величины и единицы измерения. Часть 0. Общие принципы» и ИСО 1000-92 «Единицы СИ и рекомендации по применению кратных единиц и некоторых других единиц».

СИ — международная система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. (метрическая система - это общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и килограмма)

Выделим из таблиц с только таблицы с величинами измерения мощности.

Согласно разделу 1 ОК 015-94 (MK 002-9):

Международные единицы измерения мощности (СИ), включенные в ОКЕИ

Согласно разделу 2 ОК 015-94 (MK 002-9):

Национальные единицы измерения мощности , включенные в ОКЕИ

Согласно приложению А ОК 015-94 (MK 002-9):

Международные единицы измерения мощности (СИ), не включенные в ОКЕИ

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).