Ismétlés:
Tavaly már tanultál munkáról, energiáról és teljesítményről. Mivel kapcsolatban?
A mechanikában, dinamikában a mozgásokkal, mechanikai erőhatásokkal foglalkozó leckékben volt erről szó. Akkor a fizikai, mechanikai értelemben vett munkavégzésről tanultál. Ezt az erőhatás és a hatás irányában történt elmozdulás szorzataként definiáltam neked. W = F * s a képlet. Mértékegysége pedig a Newtonméter [Nm], más néven a Joule [J].
Az energiáról pedig azt mondtam, hogy az munkavégző képesség. Energia kell a munkához, benzin elégetésével nyert energia felhasználásával végez munkát pl. a markoló, a dömper. A víz energiája kell a malomnak, hogy megőrölje a búzát.
A munka fogalmához nagyon szorosan kapcsolódik annak hatékonysága, a teljesítmény. Nem mindegy, hogy 1 tonna szenet 3 óra alatt szállítasz el 10 km távolságba vagy 1 nap alatt. Tehát az egységnyi idő alatti munkavégzés volt a teljesítmény. P = W / t. Mértékegység: J / sec, más néven Watt.
Elektromos munka, elektromos teljesítmény:
Nem meglepő módon az elektomosságban is fontosak a fenti fogalmak. Tartalmuk ugyanaz, mérésük viszont természetesen különböző. Szerencsére mértékegységük ugyanaz - óriási baj lenne, ha nem így lenne.
Az energia általánosan, minden területen a munkavégző képességet jelenti. Energia kell az elektromos munkához is, mert a lakásokban a 230 V-os hálózatból kivett/nyert energia felhasználásával végez munkát pl. a mosógép, a hajszárító, a fűrész, a kávédaráló.
Az energiaszolgáltatónak fizetnek szüleid, nem a munkaszolgáltatónak.
Ugyanígy energia felhasználásával melegíti fel a vizet a boyler, mert munka kell a hőmérséklet emeléséhez.
Az energiamegmaradás tárgyalásánál említettem, hogy ekkor a boyler elektromos energiát alakít át hőenergiává.
A kísérletek szerint az eszközök (mint a fentiek) által végzett elektromos munka, az energia mennyisége három tényezőtől függ és egyenes arányosságban:
- az elektromos hálózat (az áramkör) feszülségétől,
- az eszközön átfolyó áram erősségétől,
- a munkavégzés időtartamától.
Képletben felírva, tehát a munka kiszámítása a következő: W = U * I * t
Mértékegysége: V * A * sec, amit Joule-nak kell hívni, mert így érvényesül a fizika egységessége.
Tehát 1 Joule az az elektromos munka, amely 1 Volt feszültség hatására, 1 Amper áramerősséggel végez a fogyasztó 1 másodperc alatt.
A teljesítmény lényegében a munkavégzés sebessége, az egységnyi idő alatt végzett munka. Az előbbi értelmében a P = W / t képlet szolgál a teljesítmény kiszámítására.
Mértékegysége a Watt, mint a mechanikában. 1 Watt a teljesítménye annak a fogyasztónak, amely 1 Joule munkát végez 1 másodperc alatt.
A P = W / t képletből következik, hogy P = U * I, tehát úgy is fogalmazhatunk, hogy 1 Watt a teljesítménye annak a fogyasztónak, amelyen 1 Volt feszültségű és 1 Amper áramerősségű áram folyik át.
Még egy dolgot beszéljünk meg. A villanyszámlán az elfogyaszott kWh mennyisége után fizetünk, a gázszámlán pedig a mJ mennyisége után. A villanyszámlán ezt fogyasztásnak, a gázszámlán hőmennyiségnek hívják.
Össze lehet hasonlítani ezeket? Miért ne?
1 kWh = 1000 W * 3600 sec = 3 600 000 Ws = 3 600 000 J = 3,6 MJ
Vagyis 1 kWh (el.) energia egyenértékű 3,6 MJ (hő)energiával.
HF: tankönyv 38. oldal példája és munkafüzet 31. oldal 1. 6. 32. oldal 8. és 33. oldal 11. 13. példa
Az előbbit az elektromos áram esetén is el lehet mondani.
az elektromos hálózatból felvett energia felhasználásával végez munkát pl. a mosógép, a porszívó. Energia kell a boylernek, hogy a hőtermelő munkájával felmelegítse a vizet.
