Потужність струму

Поняття та формула

З курсу фізики за 7 клас ми знаємо, що механічною потужністю називають відношення механічної роботи до часу, протягом якого вона виконувалася. По суті справи, потужність — це швидкість виконання роботи.

Електричний струм теж виконує роботу, яку ми вже вміємо обчислювати, тому буде справедливим таке означення потужності електричного струму:

Використовуючи дане означення, виведемо формулу для обчислення потужності струму. За означенням, \(P=\frac{A}{t}\). Робота струму \(A=UIt\). Підставимо у формулу для \(P\):

\(P=\frac{UIt}{t}=UI\). Отже, в кінцевому вигляді маємо формулу \[P=UI.\]

Одиниці вимірювання

Основною одиницею потужності в міжнародній системі одиниць СІ є один ват. \[\left[P\right]=1\,\text{Вт}\] Це потужність, за якої робота в \(1\,\text{Дж}\) виконується за \(1\,\text{с}\). Тобто \[1\,\text{Вт}=\frac{1\,\text{Дж}}{1\,\text{с}}.\]

Із розглянутої формули для обчислення потужності електричного струму, можемо зробити ще такий висновок:

\[1\,\text{Вт}=1\,\text{В}\cdot 1\,\text{А}=1\,\text{ВА}\]

Тому, на практиці (в електротехніці), іноді використовують таку одиницю потужності, як вольт-ампер (за своєю суттю — той самий ват). Насправді, один ват — дуже маленька потужність, тому зручніше використовувати кіловати, мегавати і гігавати.

• 1 кіловат \(1\,\text{кВт}=1\cdot 10^3\,\text{Вт}\) — тисяча ват;
• 1 мегават \(1\,\text{МВт}=1\cdot 10^6\,\text{Вт}\) — мільйон ват;
• 1 гігават \(1\,\text{ГВт}=1\cdot 10^9\,\text{Вт}\) — мільярд ват.

Фактична та номінальна потужність

Потужність, яку ми розраховуємо за формулою \(P=UI\), є фактичною потужністю. Тобто, такою, якою вона є насправді за даного струму та напруги. Разом з тим, на різних приладах теж зазначено потужність електричного струму. Цю, заявлену виробником, потужність називають номінальною потужністю. Так, на Мал.1, показано фрагмент наліпки на електричному приладі з вказаною номінальною потужністю.

Це означає, що електричний струм у даному приладі буде мати потужність \(3{,}68\,\text{кВт}\) у тому випадку, коли мережа, до якої його підключено, буде відповідати зазначеним параметрам. Ці параметри на малюнку представлені рядком "\(220-230\text{V} \sim 50\text{Hz}\)".