Меню

Бытовые единицы измерения работы



ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ

Единица измерения работы измеряется в джоулях, а единица измерения мощности это ватт (обозначение вт), равный мощности генератора, ежесекундно производящего 1 джоуль электрической энергии,
1вт = 1дж / 1 сек

Преобразуя это выражение, находим:
1 дж =1 вт • 1 сек
откуда следует, что джоуль и ватт-секунда представляют собой одну и ту же единицу работы. С другой стороны,
1 дж = 1 в • 1 к,
откуда
1 вт = 1 в • 1 к / 1 сек = 1 в • 1 а.
т.е. 1 вт есть мощность электрического тока в 1 а при напряжении в 1 в.

Более крупными единицами измерения мощности являются:
1 гектоватт = 1 гвт = 10 -2 вт, 1 киловатт = 1 квт = 10 -3 вт.

Более крупными единицами электрической энергии являются:
1 ватт•час = 1 вт • ч = 3,6 • 10 -3 вт • сек, 1 гектоватт • час = 1 гвт • ч = 3,6 • 10 -5 вт • сек, 1 киловатт • час = 1 квт • ч = 3,6 •10 -6 вт • сек.

Выбор единиц зависит от величины измеряемой мощности. Так, например, мощность электрических ламп измеряется обыкновенно в ваттах, мощность электродвигателей — в киловаттах, а мощность крупных станций — в тысячах киловатт.

Электрическая энергия, расходуемая в мелких установках на освещение и нагревательные приборы, подсчитывается обыкновенно в гектоватт-часах; энергия, потребляемая заводами и фабриками, — в киловатт-часах. В практике, кроме единиц практической системы МКСА, встречаются иные единицы тех же величин. Ниже приведены соотношения между некоторыми единицами основных величин в различных системах единиц.

Известно, что:
1 кГ • м = 9,81 дж = 9,81 вт • сек:
1 дж = 1/9,81 кГ • м = 0,102 кГ • м;
1 кГ • м/сек = 9,81 дж/сек = 9,81 вт.

Есть еще и такая единица мощности, как лошадиная сила. Тогда,
1 лошадиная сила (л. с.) = 75 кГ • м/сек = 736 вт = 0,736 квт;
1 квт = 1 / 0,736 л. с. = 1,36 л. с.

Далее, так как:
1 калория (кал) = 0,427 кГ • м,
то
1 дж = 0,102 / 0,427 кал = 0,24 кал.

Пример 1. Нагревательный прибор, включенный в сеть с напряжением 220 в потребляет ток 5 а. Определить мощность прибора, и расход энергии в течение 3 час.

Р = UI = 120 • 5 = 600 вт.
Энергия, израсходованная прибором в течение 3 час.,
W = Р • t = 600 • 3 = 1800 = 1,8 квт•ч.

Пример 2. Мощность двигателя, включенного в сеть с напряжением 220 в составляет 11 квт. Определить ток двигателя.
Так как
Р = UI,
то
I = P / U = 11000 / 220 = 50 а.

Источник

Таблица единиц измерения работы в СИ (по ОКЕИ ОК 015-94)

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».

СИмеждународная 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 техническими единицами только таблицы с величинами измерения работы.

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

Международные единицы измерения работы (СИ), включенные в ОКЕИ

Ко д ОКЕ И Наименование единицы измерения Условное обозначение Кодовое буквенное обозначение
национальное международное национальное международное
243 Ватт-час Вт · ч W · h ВЧ · Ч WHR
245 Киловатт-час кВт · ч kW · h КВТ · Ч KWH
246 Мегаватт-час; МВт · ч; MW · h МЕГАВТ · Ч; MWH
1000 киловатт-часов 10 3 кВт · ч ТЫС КВТ · Ч
247 Гигаватт-час (миллион киловатт-часов) ГВт · ч GW · h ГИГАВТ · Ч GWH
271 Джоуль Дж J ДЖ JOU
273 Килоджоуль кДж kJ КДЖ KJO
Читайте также:  Нулевой метод измерения индуктивности

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

Национальные единицы измерения работы, включенные в ОКЕИ

Источник

Единица измерения работы

Элементарной работой ($dA$) называют физическую величину, которая равна скалярному произведению силы ($\overline$) на бесконечно малое перемещение ($d\overline$), которое происходит под воздействием этой силы:

Если тело перемещается по прямой линии на пути $s$ под воздействием постоянной силы $\overline$, то работу можно вычислить как:

где $\alpha $ — угол между направлением силы и направлением перемещения тела.

Джоуль — единица измерения работы в системе СИ

Единица измерения работы носит название джоуль (Дж). Его можно определить исходя из выражения (2), так имеем:

Один джоуль равен работе, которая совершается при перемещении точки, к которой приложена сила величиной в один ньютон, на расстояние один метр в том направлении, в котором действует сила.

Джоуль — единица измерения работы, являющаяся производной в Международной системе единиц (СИ). Через основные единицы этой системы джоуль выражается как:

В электродинамике встречается определение работы, которую совершают силы электрического поля за промежуток времени равный одной секунде напряжении один вольт для того, чтобы поддерживать силу тока равному одному амперу. В таком случае джоуль можно выражать как:

Десятичные кратные и дольные единицы джоуля в системе СИ образуют при помощи стандартных приставок системы единиц. Например, кДж (килоджоуль): 1 кДж=1000 Дж; фДж (фемтоджоуль): 1фДж=$<10>^<-15>Дж.$

Эрг — единица измерения работы в системе единиц СГС

В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда) работа измеряется в эргах (эрг). При этом одни эрг равен:

\[1\ эрг=1\ дин\cdot 1\ см.\]

Единицы измерения работы в технической системе единиц (МКГСС)

В системе МКГСС (в данной системе единиц основными являются метр, килограмм-сила, секунда) единицей измерения работы является килограмм-сила-метр ($кгс\cdot м$). 1$\ кгс\cdot м$ — это работа которую совершает сила 1 кгс (килограмм-сила), если точка ее приложения перемещается благодаря ей на один метр в направлении действия силы. Джоуль и $кгс\cdot м$ соотносятся как:

\[1кгс\cdot м=9,80665\ Дж\ или\ 1\ Дж=0,101972кгс\cdot м.\ \]

Данная единица работы в настоящее время встречается редко и постепенно выводится из применения.

Примеры задач с решением

Задание. Используя определение джоуля — единицы измерения работы в электричестве как $Дж=Кл\cdot В,\ $получите выражение его через основные единицы системы СИ.

Решение. Рассмотрим каждую единицу, входящую в правую часть выражения:

Так, единица измерения заряда в Международной системе (Кл) может быть представлена с использованием основных единиц СИ как:

Рассмотрим выражение, которое связывает вольт ($В$) с основными единицами СИ:

В результате имеем:

Ответ. Единицу измерения работы (джоуль) можно представить как: $Дж=Кл\cdot В=<\rm Н>•<\rm м>=\frac<кг<\cdot м>^2><с^2>$

Задание. Тело массой 10 т скатывается с уклона по дороге под действием силы тяжести. Какова работа силы тяжести на пути в 100 м, если уклон дороги составляет c горизонтом 40? Запишите ответ в единицах системы СГС.

Решение. Сделаем рисунок.

За основу решения задачи, учитывая, что сила тяжести — постоянная сила, действующая на тело на всем пути его прямолинейного движения без изменения, примем формулу для вычисления работы вида:

где $\beta $ — угол между направлением силы ($m\overline$) и направлением вектора перемещения тела ($\overline$). Угол $\beta $ связан с углом наклона дороги (см. рис.1) как:

\[\beta =90<>^\circ -\alpha \ \left(2.2\right).\]

Используя выражение (2.2) и принимая во внимание, что величина силы, которая совершает работу, равна:

искомую работу примем равной:

Переведем массу тела в систему СИ:

учтём, что $g=9,8\ \frac<м><с^2>\approx 10\frac<м><с^2>$, проведем вычисления:

\[A=<10>^4\cdot 10\cdot 100 <<\rm sin\ >\left(4<>^\circ \right)\ >=7\cdot <10>^5\left(Дж\right).\]

Переведем джоули в эрги, учитывая их соотношение:

Читайте также:  Тесла никола единица измерения

Ответ. $А=7\cdot <10>^<12>$ эрг

Источник

Урок физики по теме «Единицы работы электрического тока, применяемые на практике»

Презентация к уроку

Цель урока: Научить применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающего мира, применять знания о работе и мощности тока к объяснению работы бытовых приборов.

Задачи урока:

  • обосновать связь между работой и мощностью электрического тока и внесистемной единицей работы (кВтч);
  • познакомить учащихся с методами измерения работы и мощности тока; с приемами применения полученных знаний при работе с электрическими приборами;
  • создать научное представление о работе и мощности тока как о физической величине,показать связь с жизнью;
  • проконтролировать уровень усвоения основных формул и показать, что они вытекают из теории и подтверждаются экспериментально.
  • формировать навыки самоконтроля.
  • воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету, к учебе, воспитывать инициативу, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, умение слушать и быть услышанными.
  • продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач;
  • развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы;
  • развивать речевые навыки.

Знания, умения, навыки и качества, которые приобретут/закрепят/ ученики в ходе урока: Приобретут знания о внесистемной единице измерения работы электрического тока, усвоят формулы, позволяющие определить эти величины на уровне понимания о практическом их применении в быту, технике. Научатся применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающего мира и объяснению работы бытовых приборов. Приобретут умения проводить расчёты стоимости электроэнергии потребляемой в домашних условиях и способах её экономии.

Необходимое оборудование и материалы: Компьютер, мультимедиа-проектор, компьютерная презентация к уроку, индивидуальные карточки с заданиями, карточки для групповой работы.

Ход урока

I. Организационный момент.

— Здравствуйте, ребята. Мы продолжаем изучать величайшую науку — физику. Подходить к этому процессу надо серьёзно. Надеюсь, что вы поможете мне сегодня дать ответы на некоторые вопросы.

II. Подведение к теме урока.

В начале урока давайте вспомним с вами, что такое международная система единиц или просто СИ — система интернациональная?

Назовите семь основных единиц физических величин килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела

Почему здесь нет единиц измерения площади, объёма, силы, работы?

Потому что это — Производные единицы, их получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление.

  • площадь — м 2 =м·м
  • сила — Н=кг·м/c 2
  • работа — Дж=Н·м=кг·м 2 /c 2

У вас на столах лежат некоторые квитанции, которые вы сейчас внимательно посмотрите и постарайтесь найти нечто, имеющее отношение к физике.

Да. действительно, это единицы измерения мощности и времени. Странно видеть их на нашем извещении. Что они определяют?

Это единица измерения работы. Но так как её нет среди единиц СИ, то называют её.

. верно Внесисистемная единица измерения работы, применяемая на практике. Это и буде тема нашего урока.

Слайд 1.

Сегодня мы с вами узнаем о внесистемной единице измерения работы электрического тока, научимся применять её на практике.

Слайд 2.

III. «Корзина знаний».

Повторим некоторые основные формулы, котрые помогут вам разобраться в новом материале.

  • Закон Ома
  • Мощность электрического тока
  • Работа электрического тока
  • Единица измерения работы

Слайд 3.

IV. Взаимоконтроль.

Возьмите, пожалуйста, тестовые задания. На их выполнение у вас 5 минут.

Обменяйтесь карточками с соседом по парте и проведите проверку. Ответы и критерии оценивания на доске. Сдайте работы мне, я проверю вашу объективность при выставлении оценок.

Слайд 4.

V. Изучение нового материала.

А теперь приступаем непосредственно к выяснению, какая есть ещё единица измерения работы электрического тока и почему ей удобно пользоваться на практике.

Слайд 5.

Работа находится по формуле А=Рt, Запишем единицы измерения каждой физической величины. Мы видим, что 1Дж=1Вт·1с. Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например в бытовых приборах – в течение нескольких часов, в электропоездах – даже в течение нескольких суток. Поэтому на практике, вычисляя работу тока, удобнее время выражать в часах, а работу не в джоулях, а в других единицах: ватт ∙ час (Вт ∙ ч) и кратных им единицах.

Читайте также:  Расчет погрешностей измерений диаметра

1 к Вт · ч = 1 000 Вт · ч = 3 600 000 Дж

В каждой квартире для учета израсходованной электроэнергии устанавливаются специальные приборы-счетчики электроэнергии, которые показывают работу электрического тока, совершенную за какой-то отрезок времени при включении различных бытовых электроприборов. Эти счетчики показывают работу электрического тока ( расход электроэнергии) в «кВт.ч».

Слайд 6.

Посмотрим небольшой видеоролик о работе счётчика электрической энергии. (гиперссылка)

Как же рассчитать, какую работу производит электрический ток в наших квартирах?

Слайд 7.

Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени.

Рассмотрим работу пылесоса. Мощность его написана прямо на корпусе — 1500 Вт, если мы пользуемся пылесосом в течении 30 минут, то по формуле А=Рt рассчитаем, какую работу производит электрический ток. Переведём сразу Вт в кВт, а минуты в часы. Получаем А= 1,5кВт·0,5ч=2,25кВт·ч.

Ток выполняет работу, благодаря которой мы может использовать электрические приборы, а за работу, как известно, надо платить. Для этого необходимо знать существующий тариф, то есть цену 1кВт·ч. На сегодняшний день она составляет 2,8 рубля. Умножаем работу на тариф 2,25кВт·ч·2,8р=6,3 рубля.

Предлагаю вам решить ещё одну задачу самостоятельно.

VI. Закрепление изученного.

Слайд 8.

Сначала на доске только условие, через 2-3 минуты открываем решение.

Вы отлично справились!

Вернёмся к нашим квитанциям, которые мы рассматривали в начале урока.

Слайд 9.

Такие или очень похожие ваши родители ежемесячно несут в банк, чтобы оплатить работу электрического тока. Обратите внимание, что здесь записываются показания счётчика в начале месяца и в конце, находится их разность — это и есть расход электроэнергии за месяц. Затем это число умножается на тариф — мы нашли стоимость работы электрического тока.

Слайд 10.

Поиогите разобраться, какую лампочку мне стоит купить для освещения маленькой комнаты в ночное время? Давайте внимательно рассмотрим представленные лампы — для каких целей они предназначены. Как можно сэкономить деньги и электрическую энергию? Надо применять лампы меньшей мощности там, где это возможно.

VII. Работа в группах.

Предлагаются папки с распечатанным текстом и вопросами по ним. Каждая группа обсуждает, ищет ответ, выступает перед классом.

Группа 1. «Экономический всеобуч»

Группа 2. «Энергосберегающие лампы»»

Группа 3. «Зачем экономить электричество?»

Учащиеся работают в группах в течении 5-7 минут. После чего делают сообщения классу.

Слайд 11 (для группы №1)

Слайд 12 (для группы №2)

Слайд 13 (для группы №3)

Спасибо всем за хорошую плодотворную работу.

VIII. Задание на дом.

Слайд 14.

Посчитайте, сколько электроэнергии потребляет ваша семья в будний день, а сколько в выходной. Подумайте, где бы вы могли сэкономить потребление энергии. Какая сумма может получиться за месяц? За год?

IX. Рефлексия. Итог урока.

Слайд 15.

Сегодня наш урок очень насыщен материалом, который вам обязательно пригодится в жизни. Оцените, пожалуйста, как вы разобрались в новой теме? Кому были понятно и интересно? Кто пытался понять, но было трудно? Кто задаст мне вопросы после урока?

По вашим ответам я вижу, что урок получился! Спасибо вам всем за работу!

Источник