Kas yra jėga ir galia? Kas matuojama šiuo rodikliu, kokie prietaisai yra naudojami ir kaip įvardyti fizikiniai dydžiai taikomi praktikoje, mes svarstysime toliau straipsnyje.
Pasaulyje prasideda visi fizinio pobūdžio kūnaijudėjimas dėl jėgos. Kai jis yra veikiamas, artėjančia ar priešinga kūno judesio kryptimi, darbas atliekamas. Taigi kūnas veikia jėgą.
Taigi, dviratis pradeda judėti dėl jėgosžmogaus kojos, o traukinyje veikia elektrinio lokomotyvo traukos jėga. Panašus poveikis pasireiškia bet kokiu judesiu. Jėgos darbas yra reikšmė, kuria padauginamas jėgos modulis, jos taikymo taško poslinkio modulis ir kampo kosinusas tarp šių rodiklių vektorių. Šiuo atveju formulė yra tokia:
A = F s cos (F, s)
Jei kampas tarp šių vektorių nėra lygus nuliui, tadadarbas visada atliekamas. Be to, ji gali turėti tiek teigiamų, tiek neigiamų vertybių. Jėga nedarys įtakos kūnui 90 ° kampu.
Pavyzdžiui, apsvarstykite vežimėlį, kurį patraukėtearklio raumenų jėgą. Kitaip tariant, darbas atliekamas traukiant vežimo judesio kryptimi. Bet gravitacija, nukreipta žemyn arba statmenai, neatlieka darbo (beje, arklio galia yra ta, kuria matuojama variklio galia).
Jėgos darbas yra skaliarinis dydis ir matuojamas džauliais. Tai gali būti:
Kuo matuojamas šis kiekis?Pirmiausia analizuosime, kas tai yra. Akivaizdu, kad kūnas pradeda judėti dėl jėgos, kuri atlieka mechaninį darbą. Tačiau praktiškai, be viso to, būtina žinoti, kaip tai daroma.
Darbai gali būti baigti skirtingu metu.Pavyzdžiui, tą patį veiksmą gali atlikti mažas variklis arba didelis elektros variklis. Tik klausimas, kiek laiko jis bus gaminamas. Kiekis, atsakingas už tokią užduotį, yra galia. Ką jis matuojamas, paaiškėja iš apibrėžimo - tai konkretaus laiko darbo santykis su jo verte:
N = A / Δt.
Atlikdami loginius veiksmus, gauname tokią formulę:
N = Fv
tai yra jėgos vektorių ir judesio greičio sandauga yra galia. Kuo jis matuojamas? Pagal tarptautinę SI sistemą šio kiekio matavimo vienetas yra 1 vatas.
Vatai reiškia galią per vieną sekundędarbas atliekamas vienu džauliu. Paskutinis agregatas buvo pavadintas anglo J. Watt vardu, kuris išrado ir pastatė pirmąjį garo variklį. Bet jis panaudojo kitokią vertę - arklio galią, kuri naudojama iki šiol. Vieno arklio galia yra maždaug lygi 735,5 vatams.
Taigi, be vato, galia matuojama irmetrinės arklio galios. Taip pat naudojamas Ergas, turintis labai mažą vertę - lygus dešimčiai, atėmus septintąją vatos galią. Taip pat galima išmatuoti vienu masės / jėgos / metro per sekundę vienetu, kuris yra lygus 9,81 vatų.
Įvardinta vertė yra viena iš svarbiausių.bet kuriame variklyje, kurio energija yra labai skirtinga. Pavyzdžiui, elektrinis skustuvas turi šimtas kilovatų, o erdvėlaivio raketa - milijonus.
Skirtingoms apkrovoms reikalinga skirtinga galia.išlaikyti tam tikrą greitį. Pavyzdžiui, automobilis taps sunkesnis, jei į jį bus įdėta daugiau krovinių. Tuomet padidės trinties jėga kelyje. Todėl norint išlaikyti tokį patį greitį kaip ir neapkrautos būsenos, reikia daugiau energijos. Atitinkamai, variklis sunaudos daugiau degalų. Šis faktas yra žinomas visiems vairuotojams.
Dideliu greičiu taip pat svarbu mašinos inercija,kuris yra tiesiogiai proporcingas jo masei. Patyrę vairuotojai, žinantys šį faktą, vairuodami randa geriausią degalų ir greičio derinį, kad sunaudotų mažiau dujų.
Kaip matuojama dabartinė galia? Tame pačiame SI vienete. Ją galima išmatuoti tiesiogiai arba netiesiogiai.
Pirmasis metodas įgyvendinamas naudojant vatmetrą,sunaudoja daug energijos ir stipriai apkrauna srovės šaltinį. Su jo pagalba jis matuojamas nuo dešimties ar daugiau vatų. Netiesioginis metodas naudojamas, kai reikalingos mažos vertės. Priemonės tam yra ampermetras ir voltmetras, prijungtas prie vartotojo. Šiuo atveju formulė atrodys taip:
P = U I.
Turėdami žinomą atsparumą apkrovai, mes išmatuojame per jį tekančią srovę ir randame galią taip:
P = Aš2 ∙ Rn.
Pagal formulę P = I2/ RP. taip pat galima apskaičiuoti dabartinę galią.
Kaip jis matuojamas trifaziame srovės tinkle,taip pat ne paslaptis. Tam naudojamas jau pažįstamas prietaisas - vatmetras. Be to, galima išspręsti elektros energijos matavimo problemą naudojant vieną, du ar net tris prietaisus. Pavyzdžiui, norint sumontuoti keturių laidų, reikės trijų įrenginių. O trijų laidų su nesubalansuota apkrova - du.
