Ват

от Уикипедия, свободната енциклопедия
(пренасочване от Киловат)
Направо към: навигация, търсене
Емблема за пояснителна страница Тази статия е за единицата за мощност. За латинската буква вижте W (латиница).

Ватметър – уред за измерване на електрическа мощност

Ват (означава се със символа W) е единицата за измерване на мощност в Международната система единици (SI). Мощността по дефиниция е отношението на извършената работа към времето за нейното извършване. Тъй като във физиката работа и енергия са практически тъждествени, на мощността може да се гледа като на скоростта на промяна на енергията с времето.

Мощността е един ват, когато за една секунда (s) се пренася един джаул (J) енергия (или дадена сила извършва работа един джаул).[1] Един ват в електричеството също така е равен на един волт при електрически ток един ампер (1 W = 1 V · A):

Портрет на Джеймс Уат

Единицата „ват“ е наречена на името на Джеймс Уат (1736 – 1819), шотландски учен и инженер, заради приноса му към развитието на парната машина. Името е прието от Втория конгрес на Британската асоциация за развитие на науката през 1889 г. Дотогава се използва единицата конска сила, въведена също от Уат. Единицата ват влиза като стандартна единица в SI на 11-тата Генерална конференция по мерки и теглилки през 1960 г. Една от основните характеристики на всеки електроуред е употребяваната мощност, затова в инструкциите към използването му винаги може да се намери информация за това колко вата са необходими за неговата правилна работа.

Широко използвана кратна единица е 1 kW = 1000 W. Все още се използва и конската сила, особено при двигателите с вътрешно горене. Тя е равна приблизително на 735 W (или точно 735,49875 W).

Формулата за мощност се дава с:

където F е силата (N), d – разстоянието (m), t – времето (s), v – скоростта (m/s) и W – работата (J).

Електрическата мощност се изчислява като:

където P (t) е мощността като функция на времето t, а U (t) и I (t) – съответно електрическият потенциал и токът.

Някои интересни примери[редактиране | редактиране на кода]

В таблицата по-долу са дадени някои характерни стойности на мощности по реда на нарастване.

Стойност Описание
10−9 W Поток енергия с мощност примерно 1 nW пада на повърхността на земята на площ 1 m² от звезда с яркост +1,4 звездна величина.
5×10−3 W Такава мощност имат обикновено лазерните показалки.
1 W Примерна мощност на приемник/предавател на обикновен мобилен телефон.
25 – 100 W Средна мощност на лампа с нажежаема жичка
10³ W Неголям нагревател има мощност от порядъка на 1 kW. Средното потребление на енергия на едно домакинство в САЩ е примерно 8 900 киловатчаса за година, което съответства на равномерно потребление на мощност 1 kW в течение на една година.[2]
6×104 W Лек автомобил с двигател в 80 конски сили има мощност примерно равна на 60 kW.
12×106 W Електрическият влак Eurostar има мощност около 12 MW.
8,2×109 W Електростанцията в град Касивадзаки (Япония), най-голямата в света атомна електроцентрала, при най-големите натоварвания в пиковите часове изработва 8,212 GW електроенергия.
2,24×1010 W Най-голямата електростанция в света, Три клисури, намираща се в Китай, има проектна мощност от 22,4 GW.
1012 W Средната мощност на една гръмотевица е примерно равна на 1 ТW.
1,9×1012 W Общата мощност на употребената от човечеството електроенергия през 2007 г. се оценява на 1,95 ТW[3].
174×1015 W Изхождайки от средния мощностен поток енергия на повърхността на Земята от 1,366 kW/m²,[4] общата мощност на потока енергия от слънчевото излъчване, падащо на Земята, е примерно равна на 174 PW. По този начин, ако Земята не излъчваше енергия в пространството, тя би станала по-тежка с 1,94 kg всяка секунда.
3,86×1026 W Пълната мощност на излъчване от Слънцето се оценява от учените на 386 YW,[5] което е повече от два милиарда повече, отколкото мощността на излъчване, падаща на земята. С други думи, вследствие на термоядрените реакции в центъра на Слънцето, светилото ежесекундно губи маса от около 4 000 000 тона.

Кратни единици[редактиране | редактиране на кода]

При практически изчисления, свързани с мощността, не винаги е удобно да се използва единицата ват. По принцип ват е малка величина. Понякога, когато измерваните мощности са особено големи или особено малки (на няколко порядъка), по-удобни се оказват единици, образувани със стандартните представки. Така например, при проектиране и разчет на радарни устройства или радиоприемници често се използват pW и nW (пиковати и нановати), а при медицинските уреди (например в електроенцефалографията и електрокардиографията) се употребяват µW (микровати). В производството на електричество, а също така при проектирането на железопътни локомотиви и влакове се използват MW (мегавати) и GW (гигавати). В таблицата по-долу са дадени различни стойности, образувани чрез стандартните представки в SI.

Кратни единици за мощност
Стойност Символ Име Стойност Символ Име

10-1 W
10-2 W
10-3 W
10-6 W
10-9 W
10-12 W
10-15 W
10-18 W
10-21 W
10-24 W

dW
cW
mW
µW
nW
pW
fW
aW
zW
yW

дециват
сантиват
миливат
микроват
нановат
пиковат
фемтоват
атоват
септоват
йоктоват

101 W
102 W
103 W
106 W
109 W
1012 W
1015 W
1018 W
1021 W
1024 W

daW
hW
kW
MW
GW
TW
PW
EW
ZW
YW

декават
хектоват
киловат
мегават
гигават
терават
петават
ексават
сетават
йотават

Връзка с други единици за измерване[редактиране | редактиране на кода]

Ватът е свързан с някои други единици за измерване по следния начин:

1 W = 107 erg/s (ерг за секунда)
1 W ≈ 0,102 kgf·m/s (килограм сила метър в секунда)
1 W ≈ 1,36×10−3 hp (конски сили)
1 W = 859,8452279 cal/h (калории в час)
1 cal/h = 1,163×10−3 W (100 kcal=116,3 W)

Разлика между ват, ват/час и киловатчас[редактиране | редактиране на кода]

Много често във всекидневието термините за мощност и енергия се объркват едни с други. Трябва да се помни, че мощността е енергията, генерирана за единица време. Те имат различни мерни единици.

Така например, когато електрическа крушка от 100 W работи в продължение на един час, употребената от нея енергия е 100 W•h (ватчаса), 0,1 kW•h (киловатчаса) или 360 kJ (килоджаула). Същата енергия би употребила електрическа крушка от 40 W в продължение на 2,5 часа, или крушка от 50 W за 2 часа. Мощността на дадена електростанция се изразява в мегаватове, докато произведена от нея енергия за дадено време се дава в мегаватчаса. 1 киловатчас (kWh) е равен на енергията, отдавана със средна мощност от 1 kW в продължение на 1 час (равна също така на 3,6 MJ).

Терминът W/h (ват/час, ват за час) също често се употребява неправилно.[6] Ват за час (W/h) може да се използва за означаване на работната мощност на дадена машина.

Електрически и топлинни ватове[редактиране | редактиране на кода]

В електрическата индустрия електрически мегават (MWe[7] или MWe[8]) е термин, който се отнася до електрическа мощност, докато топлинният мегават[9] (MWt, MWth, MWt, или MWth) се отнася до произведена топлинна мощност. Понякога същата логика се прилага и към гигавата (GWe).[10] [11]

Така например реактор в Аржентина генерира 2109 MWt топлина, което създава пара, която задвижва турбина, която от своя страна генерира 648 MWe електрическа мощност. Разликите се дължат на неефективност и вследствие на резултатите от цикъла на Карно.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]