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 измерения мощности, используемая в Международной системе СИ.
Она может быть трех видов:
- Механическая.
- Электрическая.
- Тепловая.
Принято считать, что 1 ватт - это такая мощность, при которой за 1 секунду (t) совершается работа (А) в 1 джоуль.
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 системой СИ.
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), напряжения (вольты) 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 10-9Вт) - 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 150 ватт 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 - 101 и гектоватт – 102) 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 – 106) с микроваттами (мВт) и другие похожие величины.
Наиболее употребляемым является хорошо известный всем – киловатт (кВт). Он равен тысяче ватт (103). Второй по популярности - вышеупомянутый мегаватт. Данная единица чаще всего используется в сфере электроэнергетики. Реже в ней применяются такие величины, как гигаватты (ГВт – 109) и тераватты (ТВт – 1012). К примеру, за один год в среднем человечество потребляет около 1,9 ТВт электроэнергии.
Оставшиеся четыре величины – петаватты (ПВт - 1015), эксаватты (ЭВт - 1018), зеттаватты (ЗВт - 1021) и иоттаватты (ИВт 1024) – 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).
