物理的な力は、単位時間当たりの仕事（またはエネルギー消費）の量を指します。電力はスカラーの大きさであり、国際単位系での測定単位は1秒あたりのジュール（J / s）であり、ジェームズワットを称えるワットとして知られています。
別のかなり一般的な測定単位は、伝統的な馬力です。物理学では、さまざまな種類の力が研究されています。とりわけ、機械力、音響力、熱量などです。一般に、効力の意味の直感的な考えがあります。それは通常、より大きな電力、より多くの消費に関連しています。
したがって、電球の電力が大きい場合、電球はより多くの電気エネルギーを消費します。ヘアドライヤー、ラジエーター、パソコンも同様です。
このため、その意味、存在するさまざまな種類のパワー、およびその計算方法と、最も一般的な測定単位間の関係を理解する必要があります。
フォーミュラ
定義により、時間間隔で消費または供給される電力を計算するには、次の式を使用します。
P = W / t
この式では、Pはパワー、Wは仕事、tは時間です。
瞬時電力を計算する必要がある場合は、次の式を使用する必要があります。
この式では、Δtは時間の増分、Fは力、vは速度です。
単位
国際単位系における電力の一意性は、ワット（W）として知られる1秒あたりのジュール（J / s）です。また、特定の状況では、特にキロワット（kW）、馬力（CV）などの他の単位を使用することもよくあります。
もちろん、キロワットは1000ワットに相当します。部分的には、馬力とワットの等価性は次のとおりです。
1 CV = 745.35 W
別の電力単位は、その使用は一般的ではありませんが、毎秒のエルグ（erg / s）であり、これは10 -7 Wに相当します。
電力量ではなくエネルギーまたは仕事の単位であるため、キロワット時とキロワット時（kWh）を区別することが重要です。
パワータイプ
存在するさまざまなタイプのパワーの中で、最も重要なもののいくつかは、以下で検討されるものです。
機械力
剛体に加えられる機械的力は、加えられた合力の合計とその物体に伝達される速度との積をとることによって得られます。
P = F∙v
この式は、式P = W / tと同等であり、実際にはそれから取得されます。
さらに、剛体の回転運動があり、したがって剛体に加えられた力がその角速度を変更し、角加速度を生じさせる場合、次のことを行う必要があります。
P = F∙v + M∙ω
この式では、Mは加えられた力から生じるモーメントであり、ωは物体の角速度です。
電力
電気部品によって供給または消費される電力は、前記部品によって送達または吸収される電気エネルギーの量と、その部品に費やされる時間を除算した結果です。次の式から計算されます。
P = V∙I
この方程式では、Vはコンポーネント全体の電位差であり、Iはコンポーネントを通過する電流の強さです。
コンポーネントが電気抵抗である特定のケースでは、次の式を使用して電力を計算できます。P= R∙I 2 = V 2 /R。ここで、Rは問題のコンポーネントの電気抵抗の値です。
火力
構成要素の発熱量は、単位時間内に前記構成要素によって熱として放散または放出されるエネルギーの量として定義されます。次の式から計算されます。
P = E / t
この式では、Eは熱の形で放出されるエネルギーです。
音響パワー
音響パワーは、特定の表面を介して時間単位で音波によって輸送されるエネルギーとして定義されます。
このようにして、音響パワーは、音波の強度と、その波が交差する表面の両方に依存し、次の積分によって計算されます。
P S =⌠ S I S ∙D S
この積分では、Psは波の音響パワー、Isは波の音響強度、dSは波が交差する表面微分です。
定格電力と実際の電力
公称電力は、通常の使用条件下で機械またはモーターが必要とする、または提供できる最大電力です。つまり、マシンまたはモーターがサポートまたは提供できる最大電力です。
名目上の用語が使用されるのは、その力は一般的に、マシンを特徴付けるために、マシンに名前を付けるために使用されるためです。
一方、実際の電力または有効電力、つまり、機械またはモーターによって実際に使用、生成、または使用される電力は、通常、公称値とは異なり、通常は小さくなります。
例
最初の例
100 kgのピアノを20メートルの高さの7階にクレーンしたいとします。クレーンがピアノを上げるのに4秒かかります。クレーンの力を計算します。
解決
パワーを計算するには、次の式を使用します。
P = W / t
ただし、最初にクレーンで行われる作業を計算する必要があります。
W = F∙d∙cosα= 100∙9.8∙20∙1 = 19,600 N
したがって、クレーンの力は次のようになります。
P = 19,600 / 4 = 4900 W
2番目の例
電流が10 Aの場合、10Ω抵抗で消費される電力を計算します。
解決
この場合、次の公式が使用される電力を計算する必要があります。
P = R∙I 2 = 10∙10 2 = 1000 W
参考文献
- Resnik、Halliday&Krane（2002）。Physics Volume 1。チェッカ。
- 力（物理的）。（nd）。ウィキペディアで。2018年5月3日、es.wikipedia.orgから取得。
- パワー（物理学）。（nd）。ウィキペディアで。2018年5月3日、en.wikipedia.orgから取得。
- Resnick、Robert&Halliday、David（2004）。物理学4位 CECSA、メキシコ。
- セルウェイ、レイモンドA ;; Jewett、John W.（2004）。科学者とエンジニアのための物理学（第6版）。ブルックス/コール。