قانون وات: چیست؟ فرمول، نمونهها و مثلث قانون وات
قانون وات چیست؟
قانون وات رابطه بین توان، جریان و افت ولتاژ در یک مدار الکتریکی را تعریف میکند. قانون وات همچنین بیان میکند که توان یک مدار الکتریکی حاصل ضرب ولتاژ و جریان آن است.
فرمول قانون وات
فرمول قانون وات به صورت زیر ارائه میشود. این فرمول روابط بین توان (وات)، جریان (آمپر) و ولتاژ (ولت) را نشان میدهد.
مثال ۱ قانون وات
فرض کنید میخواهید بفهمید چند دستگاه روشنایی ۵۰۰ واتی میتوانید به یک مدار وصل کنید بدون اینکه فیوز شما باز شود.
ابتدا، شما میخواهید بدانید چقدر جریان میتواند از مدار کشیده شود. بیشتر خانهها دارای مدارهای ۱۵ آمپری هستند و بیشتر مدارها دارای برشدهنده مدار ۲۰ آمپری هستند. پس، توان کل چقدر خواهد بود؟
ما میدانیم که وات = ولت × آمپر. بنابراین، مقادیر ولت و جریان به ترتیب ۱۱۰ ولت و ۲۰ آمپر است. حالا، توان محاسبه شده ۲۲۰۰ وات خواهد بود. بنابراین، هر چیزی که به مدارمان وصل میکنیم باید کمتر از ۲۲۰۰ وات باشد، زیرا این همه توان موجود در این مدار است. شما میتوانید چهار چراغ ۵۰۰ واتی را به مدار وصل کنید (یا دو چراغ ۱۰۰۰ واتی) با یک حاشیه ایمنی ۲۰۰ وات.
مثال ۲ قانون وات
اگر ولتاژ یک لامپ ۱۲۰ ولت و توان آن ۶۰ وات باشد، جریان واقعی چقدر خواهد بود؟
بنابراین، ولتاژ و توان یک لامپ به ترتیب ۱۲۰ ولت و ۶۰ وات است. ما میدانیم که جریان = توان / ولتاژ. بنابراین، با جایگذاری مقادیر، مقدار جریان ۰.۵ آمپر خواهد بود.
مثال ۳ قانون وات
در نظر بگیرید یک لامپ ۱۰۰ واتی در خانه شما. ما میدانیم که ولتاژ اعمال شده به لامپ معمولاً ۱۱۰ ولت یا ۲۲۰ ولت است، بنابراین جریان مصرفی به صورت زیر اندازهگیری میشود.
I = P/V = ۱۰۰ وات / ۱۱۰ ولت = ۰.۹۱ آمپر یا I = P/V = ۱۰۰ وات / ۲۲۰ ولت = ۰.۴۵ آمپر.
اما میتوانید ببینید که استفاده از یک لامپ ۶۰ واتی سادهتر است. فراهمکننده برق شما معمولاً برای مصرف در واحد کیلووات ساعت (kWh) صورت میرساند. یک kWh مقدار انرژی مورد نیاز برای انجام ۱۰۰۰ وات انرژی برای یک ساعت است.
قانون وات در مقابل قانون اهم
قانون وات رابطه بین توان، ولتاژ و جریان را بیان میکند.
توان: توان نرخی است که انرژی مصرف میشود. واحد اندازهگیری توان الکتریکی وات نامیده میشود که به نام جیمز وات نامگذاری شده است. هر زمان که یک ولت برای حرکت یک آمپر در یک مدار استفاده میشود، کار انجام شده برابر با یک وات توان است.
وقتی الکترونها از طریق یک مقاومت در یک مدار الکتریکی عبور میکنند، الکترونها با یکدیگر و با اتمهای تشکیلدهنده مقاومت برخورد میکنند. این برخوردها گرما تولید میکنند و منجر به از دست دادن انرژی میشوند. بنابراین یک تغییر در قانون وات به صورت زیر ارائه میشود:
