Watt

Informace
Watt

Systém	Jednotky odvozené z mezinárodního systému
Jednotka…	Napájení
Symbol	Ž
Eponym	James watt
Převody
1 W za ...	je rovný...
Základní jednotky SI	1 kg m 2 s -3
CGS	1 × 10 7 erg s −1

Watt , symbol W, je mezinárodní jednotka o výkonu nebo toku energie (včetně tepelného toku ). Jeden watt je jeden joule za sekundu .

Jméno watt vzdává poctu skotskému inženýrovi Jamesi Wattovi ( 1736 - 1819 ), který se podílel na vývoji parního stroje . Stejně jako všechny názvy jednotek v mezinárodním systému je „watt“ běžný název, proto je psán malými písmeny (a ve francouzštině má značku v množném čísle); ale protože pochází z vlastního jména, je přidružený symbol W psán velkým písmenem .

Definice

Watt je výkon systému, ve kterém je jedna joule energie přenášena rovnoměrně po dobu jedné sekundy . Rovná se tedy jedné joule za sekundu. Joule je produktem newtonu o metr a newtonového kilogramu metru za metr na čtvereční sekundu, watt se rovná newtonovému metru za sekundu nebo dokonce kilogramu čtverečního za sekundu:

{\ displaystyle 1 \; \ mathrm {W = 1 \; J \; s ^ {- 1} = 1 \; N \; m \; s ^ {- 1} = 1 \; kg \; m ^ {2 } \; s ^ {- 3}}}

Společné násobky

Kilowatt ( kW ) nebo 1 000 W (10 3 W ) je jednotka, která se často používá k definování výkonu motorů, elektrických nebo tepelných.
MW ( molekulová hmotnost ), nebo jeden milion wattů (10 6 W ), je jednotka velkých elektrických jednotek: napájení z elektrické lokomotivy je několik MW . Tato jednotka se často používá při výrobě elektřiny: francouzský jaderný reaktor má instalovaný výkon mezi 500 a 1 650 MW elektřiny.
Gigawatt ( GW ) neboli jedna miliarda wattů (10 9 W ). Průměrný výkon francouzských jaderných reaktorů je 1 GW .
Pro celkový výkon se používá terawatt ( TW ) nebo jeden bilion wattů (10 12 W ).
Petawatt ( PW ), nebo jeden milion miliard wattů (10 15 W ), je rozsah výkonu, kterého lze dosáhnout soustředěním energie laserového pulzu o výkonu 30 J do jediného, velmi krátkého (30 femtosekundových) pulsů světlo.

Řádové řády

Stejně jako by neměla být zaměňována koncepce zrychlení (vyjádřená v m / s 2 v mezinárodním systému ) s pojmem rychlosti ( m / s ), neměla by být zaměňována ani koncepce výkonu (wattů) s pojmem „ energie ( jouly) ). Síla je podíl energie v čase:

1 W = 1 J / s

Pokud je tedy vytvořena zakázka 600 J , bude provedena například:

za 10 minut (tj. 600 sekund) se strojem s výkonem 1 W ;
za 1 minutu (60 sekund) se strojem s výkonem 10 W (jako výkon malého elektrického motoru);
za 1 sekundu se strojem o výkonu 600 W (jako výkon elektrické vrtačky).

Watt lze považovat za malou jednotku v lidském měřítku:

starší žárovky obvykle spotřebovávají 60 W energie . Ze stejného osvětlení, spotřeba dioda emitující světlo (LED lampy) se sníží na pouhých 9 W .
řády pro různé typy osobních počítačů:
- počítač typu netbook nebo nettop vyžaduje přibližně 15 W ,
- stacionární stolní počítač s obrazovkou z tekutých krystalů vyžaduje výkon přibližně 90 až 200 W ,
- počítač hráče vyžaduje výkon 250 až 1 200 W pro příslušné konfigurace 1 až 4 GPU .
velmi profesionální cyklista na vysoké úrovni může poskytnout při plném úsilí, například během časovky nebo během horské události, okamžitý výkon (po dobu přibližně 30 až 45 minut ) přibližně 430 W ;
pračka vyžaduje výkon řádově od 1 000 do 2 000 W ;
automobilový motor o výkonu 100 k poskytuje výkon 73 600 W , tj. 73,6 kW ( 1 k = 736 W );
vlakový motor má průměrný výkon 4 MW ;
jaderná elektrárna má výkon několik miliard wattů ( GW ); Gravelines jaderná elektrárna má, například, nominální výkon 5,4 GW .

Watt v mechanice

V mechanice je watt síla vyvinutá silou 1 newtonu pohybující se na vzdálenost 1 metru po dobu 1 sekundy . Pokud se bod aplikace síly 1 newton pohybuje rychlostí 1 metr za sekundu , má výkon hodnotu 1 watt:

{\ displaystyle P = {\ frac {\ mathrm {d} W} {\ mathrm {d} t}} = F {\ frac {\ mathrm {d} l} {\ mathrm {d} t}} = F \ , v}

$P$ : výkon (W);
$Ž$ : práce ( jouly );
$t$ : čas ( sekundy );
$F$ : síla ( newtony );
$l$ : vzdálenost ( metry );
$v$ : rychlost ( metry za sekundu ).

Watt v elektřině

V elektřině je watt pohonná jednotka systému, který dodává nebo absorbuje intenzitu 1 ampér při napětí 1 volt . Okamžitá energie je součinem napětí a proudu:

{\ displaystyle P (t) = U (t) \, já (t)}

$P ( t )$ : výkon , funkce času $t$ (watt);
$U ( t )$ : elektrické napětí , funkce času $t$ ( volty );
$I ( t )$ : intenzita elektrického proudu , funkce času $t$ ( ampéry ).

Tím integraci této síly v průběhu 1 hodiny , získáme množství energie , jehož proud praktický jednotka je kilowatthodina ekvivalentní 3,600,000 joulů .

Pro střídavé proudy jsou také definovány střední výkon a efektivní výkon . Jsou také vyjádřeny ve wattech.

Elektrický watt a tepelný watt

Technické termíny „ elektrický watt “ ( We ) a „ tepelný watt “ ( Wt nebo Wth ) odpovídají energii vyrobené v elektrické formě, respektive v tepelné formě. Jejich násobky jsou elektrický megawatt (MWe) a elektrický gigawatt (GWe) a tepelný megawatt (MWt nebo MWth) a tepelný gigawatt (GWt nebo GWth).

Tato přesnost se běžně používá k odlišení výroby elektřiny od rozptylu tepla v elektrárně. Síla zařízení se obecně vyjadřuje ve formě elektrické energie. Tepelná energie jaderné elektrárny je obvykle trojnásobek její elektrické energie. Rozdíl odpovídající termodynamické účinnosti (přímo související s provozní teplotou) a konverzním ztrátám, vzhledem k tomu, že transformaci tepelné energie na elektrickou lze provést pouze se ztrátami (účinnost řádově 30 při 40 % ). Vysvětluje důležitou potřebu chlazení tepelných elektráren. Například jaderná elektrárna Embalse v Argentině vyrábí 2 109 MW tepla (2 109 MWth ) pouze za 648 MW elektřiny (648 MWe ).

Toto použití (symbolů s indexy) nedoporučuje Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM), který se domnívá, že existuje pouze jeden watt: mění se měřená veličina, nikoli jednotka použitá k měření. Obecně „symbol jednotky by neměl být používán k poskytnutí konkrétních informací o daném množství a nikdy by neměl být jediným zdrojem informací o množství. Jednotky by nikdy neměly být použity k poskytnutí dalších informací o povaze množství; tento typ informací musí být připojen k symbolu velikosti, a nikoli k symbolu jednoty “ .

Světelný watt

Watt může mít při charakterizaci světla dva významy:

ve fyzice měří tok energie ;
po dlouhou dobu byl zneužíván jako jednotka měření svítivosti žárovek na základě jejich elektrické spotřeby - tato korespondence mezi svítivostí a elektrickou spotřebou v zásadě zmizela. S kompaktními zářivkami a LED diodami přišlo použití měření světelné intenzity v kandelách a světelného toku v lumenech .

Poznámky a odkazy

Élie Lévy, Slovník fyziky , University Press of France , Paříž, 1988, s. 835.
např odpovídající energie potřebné ke zvýšení teploty ve sklenici vody 100 cm 3 18,5 až 20 ° C .
„Soubor Netbook (část II) - Technologická kritéria ...“ , na tt-hardware.com .
„Bureautique - Check-list“ , na energii.wallonie.be , konzultováno 12. června 2009.
„Listing Council n o 105 - Energy office“, 2005 , na ecoconso.be , přístup 12. června 2009.
(in) „ Náhled Radeon HD 4870 X2 “ na guru3d.com .
Frédéric Grappe, Cyklistika a optimalizace výkonu - Věda a metodika tréninku , vyd. Univerzita De Boeck, kol. „Vědy a sportovní praxe“, 2005, 448 s. , ( ISBN 2-8041-4894-7 a 9782804148942 ) , kap. 17-18, s. 350-366 [ číst online (stránka byla konzultována 9. června 2009)] .
International Bureau of Weights and Measures , The International System of Units (SI) , Sèvres, BIPM,2019, 9 th ed. , 216 s. ( ISBN 978-92-822-2272-0 , číst online [PDF] ) , kap. 5.4.2 („Symboly veličin a jednotek“), str. 37.

Podívejte se také

Související články

James watt
Články o veličinách využívajících watt: Výkon , Watt-peak , Negawatt .
Články o odvozených jednotkách: Watt na metr čtvereční , Watt na kelvinový metr , Watt na metr čtvereční-kelvin .