Использование энергии

Физика > Использование энергии

 

Читайте описание использования электрической энергии – киловатт-час. Изучите, что такое электрическая мощность, формула по закону Ома, источники, сокращение.

Использование энергии – интеграл времени электрической мощности.

Задача обучения

• Сформулировать взаимосвязь между потреблением энергии и электрической силой.

Основные пункты

• Мощность – скорость, с которой потребляется и создается энергия: P = IV.
• Используемая энергия – величина заряда (q), перемещаемого сквозь напряжение (V) за временной промежуток (t).
• Для описания использования энергии применяют киловатт-час (1000 Вт в течение часа).

Термин

• Киловатт-час – единица электрической энергии, отвечающая одному киловатту, действующему в течение часа (кВтч).

Во многих случаях приходится рассчитывать потребление энергии при помощи электрического устройства или даже целого набора. Например, нужно определить денежную сумму, которую потребуется заплатить за потребленную электрику. Важно запомнить, что энергия, используемая схемой или компонентом, выступает интегралом времени электрической мощности.

Мощность

Мощность – скорость потребления или произведения энергии (измеряется в Вт). Электрическая мощность отображается как P = QV/t = IV (Q – электрический заряд в кулонах, t – время в секундах, I – электрический ток в амперах, а V – электрическое напряжение в вольтах).

Если используется закон Ома, то можно передать как P = I²R = V²/R (R – электрическое сопротивление). Сила не выступает постоянной и способна изменяться со временем. Тогда общая формула для электрической мощности:

Р (t) = I (t) V(t), где ток и напряжение могут изменяться.

Энергия

В любом временном промежутке энергия вычисляется как PE = qV (E – электрическая энергия, V – напряжение, q – величина заряда, перемещаемого во временном промежутке). Можно объединить общую энергию и потребляемую мощность при помощи интеграции с временным промежутком.

Положительная энергия отвечает употребленной, а отрицательная – производству энергии. Если мощность стабильная по временному интервалу, то энергия выражается как:

Е = Pt.

Единицы использования энергии

Мы уже сталкивались с единицей энергии – джоулями. Но, если вы посмотрите на свой тариф в доме, то заметите, что в нем указан киловатт-час (кВтч). Можно преобразовать эту величину в джоули: 1 Вт = 1 Дж/с, киловатт – 1000 Вт, а один час – 3600 секунд, поэтому 1 кВтч (1000 Дж/с) (3600 с) = 3.600.000 джоулей.

Сокращение использования энергии

Используемую электрическую энергию можно уменьшить, если сократить время пользования или снизить энергопотребление устройства. Причем, второй вариант лучше, так как не только принесет экономию, но и побережет окружающую среду. Чаще всего начинают с освещения, так как примерно 20% потребленной энергии уходит на него. Флуоресцентные лампы считаются в 4 раза эффективнее, чем лампы накаливания. Например, чтобы заменить стандартную лампу в 60 Вт, вам понадобится 15-Вт люминесцентная. Тем более, что и прослужат они в 10 раз дольше.

Они намного эффективнее ламп накаливания, поэтому что потребляют меньше энергии для освещения

---