Hur beräknar jag effekt?

För att beräkna elkraft använder du formeln Effekt = Ström × Spänning. Spänning berättar hur mycket elektrisk laddning som passerar genom kretsen. Kretsens ström berättar hur snabbt laddningen passerar genom kretsen. När du har beräknat ström och spänning multiplicerar du de två för att få den elektriska effekten och skriver sedan den elektriska effekten i watt. För att lära dig hur man beräknar mekanisk effekt som en funktion av arbetet, fortsätt läsa!

André Viklund
André Viklund
• 8 min läsning
Kräver att en hög spänning flyttas en stor elektrisk effekt
Precis som att flytta ett tungt cementblock kräver stor mekanisk kraft, kräver att en hög spänning flyttas en stor elektrisk effekt.

Kraft är ett fysiskt begrepp som har flera olika betydelser, beroende på sammanhanget och den information som finns. Kraft kan vara ett mått på hur mycket arbete någon eller något utför över tiden. I ett andra sammanhang kan effekt beräknas som en funktion av hastighet, hur snabbt du får en vikt att röra dig. Slutligen är elkraft produkten av spänning och ström. Om du känner till sammanhanget och vet vilka mätningar du måste börja med kan du välja lämplig formel och beräkna effekt.

Metod 1 av 3: beräkning av mekanisk effekt som en funktion av arbetet

  1. 1
    Beräkna arbete. I mekanisk fysik är arbete mängden kraft som behövs för att flytta något över ett valt avstånd. Formeln för arbete är:
    • Work = Force Force Distance {\ displaystyle {\ text {Work}} = {\ text {Force}} * {\ text {Distance}}}
    • För att förstå detta koncept, tänk på ett 45 kg cementblock. Att flytta blocket 2 meter kräver dubbelt så mycket arbete som att flytta samma block 1 meter. Detta är också samma mängd arbete som krävs för att flytta ett block på 91 kg på ett avstånd av 15 centimeter (0,5 fot).
  2. 2
    Definiera mekanisk kraft. Kraft är den takt som arbetet utförs över tiden. Grundformeln för att definiera kraft är:
    • Power = WorkTime {\ displaystyle {\ text {Power}} = {\ frac {\ text {Work}} {\ text {Time}}}}
    • Tänk igen på 45 kg cementblock. Att flytta blocket 2 meter på 10 sekunder kräver dubbelt så mycket kraft som att flytta samma block på samma avstånd på 20 sekunder. Att flytta samma objekt snabbare kräver mer kraft.
  3. 3
    Bestäm vilka enheter du använder för arbete och kraft. Du måste avgöra om du mäter arbete och kraft i traditionella engelska enheter eller i metriska enheter.
    • Den engelska enheten för arbete är "foot-pund". Detta kommer från att multiplicera avståndet uppmätt i fot med kraften uppmätt i pund. Enheten för kraft kommer från att dela efter tid, i sekunder. Kraftenheten är "fotpund per sekund". En mer bekant term är "hästkrafter", som definieras som 550 meter-pund per sekund.
      • 1 Hästkrafter = 550fot-poundssek. {\ Displaystyle 1 {\ text {Hästkrafter}} = 550 {\ frac {\ text {foot-pounds}} {\ text {sek.}}}}
    • Den metriska enheten för arbete är en joule. En joule är lika med en Newton-meter, vilket är den mängd arbete som krävs för att flytta en 1 Newton-kraft ett avstånd på 1 meter. När du delar upp arbetet efter tid får du kraft, mätt i jouleenheter per sekund. Detta kallas också en Watt.
      • 1 Watt = 1 Joule Sek. = 1 Newton Meter Sek. {\ Displaystyle 1 {\ text {Watt}} = 1 {\ frac {\ text {Joule}} {\ text {Sek.}}} = 1 {\ frac {\ text {Newton-Meter}} {\ text {sek.}}}}
    Men med elektrisk kraft är det arbete som beräknas arbetet med att flytta elektroner genom en elektrisk
    Men med elektrisk kraft är det arbete som beräknas arbetet med att flytta elektroner genom en elektrisk krets.
  4. 4
    Samla in tillgängliga data. Oavsett om du löser ett fysikproblem i klassen eller faktiskt beräknar kraft från en verklig applikation, måste du samla in viss information först. Du kan lära dig den information du behöver genom att granska måttenheterna.
    • Antag till exempel att du vill beräkna i följande problem: En student som gör chin-ups lyfter sin kropp på 150 kg ett avstånd på 1,5 meter på 2 sekunder. Hur mycket kraft utövar eleven?
      • Kraft = 150 pund. {\ Displaystyle {\ text {Force}} = 150 {\ text {pund.}}}
      • Avstånd = 1,5 meter {\ displaystyle {\ text {Distance}} = 1,5 {\ text {feet}}}
      • Tid = 2 sek. {\ Displaystyle {\ text {Time}} = 2 {\ text {sek.}}}
  5. 5
    Multiplicera kraft med avstånd och dela efter tid. Oavsett om det är det metriska systemet eller det engelska systemet, när du har samlat in data för kraften, avståndet och tiden, tillämpa dem på formeln för att hitta den mekaniska effekten.
      • Kraft = kraft ∗ DistanceTime {\ displaystyle {\ text {Power}} = {\ frac {{\ text {Force}} * {\ text {Distance}}} {\ text {Time}}}}
      • Effekt = 150 lb. ∗ 1,5feet2sec. {\ Displaystyle {\ text {Power}} = {\ frac {150 {\ text {lb.}} * 1,5 {\ text {fot}}} {2 {\ text {sek.}}}}}
      • Effekt = 225ft-lb2sec. {\ Displaystyle {\ text {Power}} = {\ frac {225 {\ text {ft-lb}}} {2 {\ text {sek.}}}}}
      • Effekt = 112,5ft-lbsec. {\ Displaystyle {\ text {Power}} = 112,5 {\ frac {\ text {ft-lb}} {\ text {sek.}}}}
      • Eftersom 1 hästkrafter är lika med 550 ft-lb / sek. Är det ungefär lika med en femtedel av en hästkraft.

Metod 2 av 3: beräkning av mekanisk effekt som en funktion av hastighet

  1. 1
    Skriv om formeln för kraft. Den ursprungliga formeln för makt fokuserar på arbete, som en kraft gånger avstånd, och delar med den tid det tar att utföra det arbetet. Ett annat sätt att överväga samma komponenter är följande:
    • Kraft = kraft ∗ DistanceTime {\ displaystyle {\ text {Power}} = {\ text {Force}} * {\ frac {\ text {Distance}} {\ text {Time}}}}
    • Genom att gruppera termerna annorlunda, på detta sätt, bör du inse att DistanceTime {\ displaystyle {\ frac {\ text {Distance}} {\ text {Time}}} är ett annat sätt att representera hastighet. Därför kan du dra slutsatsen att:
    • Kraft = kraft ∗ hastighet {\ displaystyle {\ text {kraft}} = {\ text {kraft}} * {\ text {hastighet}}}
    • Tänk på en bil på 907 kg. Att flytta den bilen med en hastighet av 50 miles per timme tar dubbelt så mycket kraft som att flytta samma bil med en hastighet av 25 miles per timme.
  2. 2
    Konvertera enheterna efter behov. Kraftenheterna beräknas vanligtvis i antingen watt, vilket är Joule / sek. eller Newton-meter per sekund, eller i hästkrafter (hk) eller foot-pounds per sekund. Kom ihåg att 1 hk = 550 ft-lb / sek. Om din situation eller ditt problem presenterar data i olika enheter måste du konvertera. Några av de mest användbara omvandlingsfaktorerna är:
    • 1 mil = 5280 meter
    • 1 timme = 60 minuter = 3600 sekunder
    • 1 kg = 9,8 N (kraft)
    • För problemet med rörliga bilar tillhandahålls uppgifterna i miles, timmar och pund. Du måste konvertera 50 miles till 50 * 5280 = 264000 meter och konvertera timmar till 3600 sekunder. Då kan du återställa problemet genom att beräkna kraften att flytta en 907 kg bil med en hastighet av 264000/3600 = 73,33 meter per sekund.
    Spänning multiplicerar du de två för att få den elektriska effekten
    När du har beräknat ström och spänning multiplicerar du de två för att få den elektriska effekten och skriver sedan den elektriska effekten i watt.
  3. 3
    Multiplicera kraften med hastigheten. När dina data är i rätt format kan du beräkna effekt som produkten av kraft gånger hastighet. För bilproblemet blir detta:
    • Kraft = kraft ∗ hastighet {\ displaystyle {\ text {kraft}} = {\ text {kraft}} * {\ text {hastighet}}}
    • Effekt = 2000 pund ∗ 73,33feetsec {\ displaystyle {\ text {Power}} = 2000 {\ text {pund}} * 73,33 {\ frac {\ text {fot}} {\ text {sek}}}}
    • Power = 146660foot-poundssec {\ displaystyle {\ text {Power}} = 146660 {\ frac {\ text {foot-pounds}} {\ text {sec}}}}
    • Du kan rapportera detta som bilens kraft, eller konvertera till hästkrafter genom att dela med 550. Effekt = 146660/550 = 266,65 hästkrafter {\ displaystyle {\ text {Power}} = 146660/550 = 266,65 {\ text { hästkraft}}}
    • Motorn ansträngde 266,65 hästkrafter när den flyttade 907 kg-bilen med en hastighet av 50 km / h.

Metod 3 av 3: beräkning av elektrisk kraft

  1. 1
    Registrera kretsens spänning. En kretsspänning är analog med den kraft som appliceras vid en mekanisk rörelse. Spänningen visar hur mycket elektrisk laddning som passerar genom en krets. Precis som att flytta ett tungt cementblock kräver stor mekanisk kraft, kräver att en hög spänning flyttas en stor elektrisk effekt. Spänningen mäts i enheter kallar volt, förkortad V. I ekvationer representeras spänningen av symbolen E.
    • Om du läser ett kretsschema kommer spänningen att skrivas någonstans på diagrammet. Om du bygger en faktisk krets är spänningen den ström som kommer från batterikällan. Till exempel ger ett 9-voltsbatteri 9 volt till kretsen.
  2. 2
    Spela in kretsens ström. Strömmen hos en elektrisk krets är analog med hastigheten som appliceras i en mekanisk rörelse. Strömmen berättar hur snabbt laddningen passerar genom kretsen. Ström mäts i enheter som kallas Amperes, förkortas som Amps eller bara A. I beräkningar symboliseras ström med stor bokstav I.
    • Ström kan mätas direkt med hjälp av en läsare som kallas en amperemeter. Alternativt kan problemet du arbetar med helt enkelt ange antalet förstärkare i kretsen.
    • Till exempel rör en krets som har en ström på 4 ampere laddningen dubbelt så snabbt som en krets med en ström endast 2 ampere.
  3. 3
    Definiera elkraft. Precis som kraft kan definieras i mekanisk mening som mängden arbete som utövas över tid, är elektrisk kraft också en mängd arbete som utförs över tiden. Men med elektrisk kraft är det arbete som beräknas arbetet med att flytta elektroner genom en elektrisk krets. En krets som rör fler elektroner eller rör dem snabbare kommer att definieras som större kraft.
    • Enheten för elektrisk kraft är Watt. Den beräknas enligt följande:
    • Effekt = Ström ∗ Spänning {\ displaystyle {\ text {Power}} = {\ text {Ström}} * {\ text {Spänning}}}
    • P = IE {\ displaystyle P = IE}
    Beräkna effekt
    Om du känner till sammanhanget och vet vilka mätningar du måste börja med kan du välja lämplig formel och beräkna effekt.
  4. 4
    Beräkna en kretss effekt. Antag att en given elektrisk krets har en ström på 6 ampere och en laddning på 18 volt. För att beräkna effekten i kretsen måste du multiplicera enligt följande:
    • Effekt = Ström ∗ Spänning {\ displaystyle {\ text {Power}} = {\ text {Ström}} * {\ text {Spänning}}}
    • Effekt = 6 ∗ 18 = 108 Watt {\ displaystyle {\ text {Power}} = 6 * 18 = 108 Watt}

Tips

  • Det är viktigt med arbets- och kraftberäkningar att du skriver ner måttenheterna under dina beräkningar. Om du exempelvis upptäcker att du hamnar med enheter fot per pund, bör du inse att du delade när du borde ha multiplicerat, eftersom rätt enhet är fotpund.

Läs också: Hur man beräknar elflöde?

Frågor och svar

  • Har armar eller ben mer effekt, och varför?
    Benen arbetar hårdare. Deras storlek säger det. De bär din kroppsvikt när du står och går.

Läs också:

  1. Hur man beräknar acceleration?
  2. Hur beräknar man kinetisk energi?
  3. Hur beräknar man mätaren?
Relaterade artiklar
  1. Hur beräknar jag hastighet?Birgitta Pettersson
  2. Hur beräknar man vridmoment?Kristine Jönsson
  3. Hur hittar man nettokraft?Seth Eliasson
  4. Hur löser jag ett projektil rörelseproblem?Berit Löfgren
  5. Hur beräknar jag fart?Karola Lindström
  6. Hur beräknar man fraktklass?Nils-Erik Sjöberg
FacebookTwitterInstagramPinterestLinkedInGoogle+YoutubeRedditDribbbleBehanceGithubCodePenWhatsappEmail