Закон Ватта: що це? Формула, приклади та трикутник Ватта

Electrical4u

Поле: Основи електротехніки

China

Що таке закон Ватта?

Закон Ватта визначає зв'язок між потужністю, струмом та спадком напруги в електричному колі. Закон Ватта також стверджує, що потужність електричного кола є добутком його напруги та струму.

Формула закона Ватта

Формулу закона Ватта можна подати наступним чином. Вона показує зв'язки між потужністю (ватт), струмом (ампер) та напругою (вольт).

$\begin{align*} Power = Voltage\times Current\end{align*}$

$\begin{align*}Voltage = \frac{Power}{Current} \end{align*}$

$\begin{align*}Current = \frac{Power}{Voltage} \end{align*}$

Приклад 1 до закона Ватта

Допустим, ви намагаєтесь дізнатися, скільки освітлювальних пристроїв по 500 ватт ви можете під'єднати до кола без перегоріння предохранителя.

Спочатку ви хочете знати, скільки струму можна отримати з кола. Більшість домівок мають кола на 15А, а більшість кіл мають автоматичний виключник на 20А. Отже, якою буде загальна потужність?

Ми знаємо, що Ватти = Вольти х Ампери. Тут дані значення напруги та струму становлять 110В та 20А. Тепер розраховані ватти становитимуть 2200Вт. Отже, все, що ми підключаємо до нашого кола, повинно бути менше 2200 ватт, оскільки це вся потужність, доступна на цьому колі. Ви могли б безпечно підключити чотири світильники по 500 ватт до кола (або два світильника по 1000 ватт) з запасом 200 ватт для безпеки.

Приклад 2 до закона Ватта

Якщо напруга лампи становить 120 вольт, а потужність — 60 ватт, то який насправді струм?

Тут дані напруга і потужність лампи становлять 120В і 60Вт відповідно. Ми уже знаємо, що струм = Потужність / Напруга. Отже, після підстановки значень, значення струму становитиме 0,5 ампер.

Приклад 3 до закона Ватта

Розглянемо вашу домашню лампу на 100 ватт. Ми знаємо, що напруга, прикладена до лампи, зазвичай становить 110В або 220В, тому споживаний струм можна виміряти наступним чином.

I = P/V = 100Вт / 110В = 0,91 Ампер або I = P/V = 100Вт / 220В = 0,45 Ампер.

Однак ви можете побачити, що простіше використовувати лампу на 60 ватт. Ваш електропостачальник зазвичай зараховує за використання в кіловатт-годинах (кВт·год). Один кВт·год — це кількість енергії, необхідної для виконання 1000 ватт енергії протягом одного години.

Закон Ватта проти закона Ома

Закон Ватта визначає зв'язок між потужністю, напругою та струмом.

Потужність: Потужність — це швидкість, з якою використовується енергія. Одиниця вимірювання електричної потужності називається ватт, названа на честь Джеймса Ватта. Коли один вольт використовується для переміщення одного ампера через коло, виконана робота дорівнює одному ватту потужності.

$\begin{align*} P = V \times I\end{align*}$

Коли електрони проходять через опір в електричному колі, вони зіткуються один з одним і з атомами, що утворюють опір. Ці зіткнення виробляють тепло та призводять до втрати енергії. Тому варіація закона Ватта подається наступним чином:

$\begin{align*}P = I^{2}R\end{align*}$