พลังทางกายภาพ: สูตรประเภทของพลังและตัวอย่าง - กายภาพ - 2026

อำนาจทางกายภาพหมายถึงปริมาณของการทำงาน (หรือพลังงาน) ต่อหน่วยเวลา กำลังไฟฟ้าเป็นขนาดสเกลาร์ซึ่งเป็นหน่วยวัดในระบบหน่วยสากลคือจูลต่อวินาที (J / s) หรือที่เรียกว่าวัตต์เพื่อเป็นเกียรติแก่เจมส์วัตต์

หน่วยการวัดที่พบบ่อยอีกอย่างหนึ่งคือแรงม้าแบบดั้งเดิม ในทางฟิสิกส์มีการศึกษาพลังงานประเภทต่างๆ: พลังกลพลังเสียงพลังความร้อนและอื่น ๆ โดยทั่วไปมีความคิดที่เข้าใจง่ายเกี่ยวกับความหมายของความแรง มักจะเกี่ยวข้องกับพลังงานที่มากขึ้นการบริโภคที่มากขึ้น

ดังนั้นหลอดไฟจะใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้นหากกำลังไฟมากกว่า เช่นเดียวกับไดร์เป่าผมหม้อน้ำหรือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องเข้าใจความหมายของมันอย่างถ่องแท้อำนาจประเภทต่างๆที่มีอยู่และเข้าใจวิธีคำนวณและอะไรคือความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยวัดที่พบบ่อยที่สุด

สูตร

ตามความหมายในการคำนวณพลังงานที่ใช้หรือจ่ายในช่วงเวลาจะใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

P = W / t

ในนิพจน์นี้ P คือกำลัง W คืองานและ t คือเวลา

หากสิ่งที่คุณต้องการคือการคำนวณกำลังทันทีคุณควรใช้สูตรต่อไปนี้:

ในสูตรนี้ ∆t คือเวลาที่เพิ่มขึ้น F คือแรงและ v คือความเร็ว

หน่วย

เอกลักษณ์ของกำลังในระบบหน่วยสากลคือจูลต่อวินาที (J / s) หรือที่เรียกว่าวัตต์ (W) นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องปกติในบางบริบทที่จะใช้หน่วยอื่นเช่นกิโลวัตต์ (กิโลวัตต์) แรงม้า (CV) เป็นต้น

แน่นอนกิโลวัตต์เท่ากับ 1,000 วัตต์ ในส่วนของมันความเท่าเทียมกันระหว่างแรงม้าและวัตต์มีดังนี้:

1 CV = 745.35 ว

หน่วยกำลังอีกหน่วยหนึ่งแม้ว่าจะมีการใช้งานน้อยกว่ามาก แต่ก็คือ erg ต่อวินาที (erg / s) ซึ่งเทียบเท่ากับ 10 ^-7 W.

สิ่งสำคัญคือต้องแยกกิโลวัตต์ออกจากกิโลวัตต์ชั่วโมง (กิโลวัตต์ชั่วโมง) เนื่องจากหน่วยหลังเป็นหน่วยของพลังงานหรืองานและไม่ใช่พลังงาน

ประเภทพลังงาน

ในบรรดาพลังประเภทต่างๆที่มีอยู่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือพลังที่จะได้รับการศึกษาด้านล่าง

กำลังกล

กำลังกลที่กระทำกับของแข็งแข็งนั้นหาได้จากการสร้างผลิตภัณฑ์ระหว่างแรงผลลัพธ์ทั้งหมดที่กระทำกับความเร็วที่ส่งไปยังร่างกายนั้น

P = F ∙ v

นิพจน์นี้เทียบเท่ากับนิพจน์: P = W / t และในความเป็นจริงมันได้มาจากมัน

ในกรณีที่นอกจากนี้ยังมีการเคลื่อนที่แบบหมุนของของแข็งแข็งดังนั้นแรงที่กระทำต่อมันจะปรับเปลี่ยนความเร็วเชิงมุมทำให้เกิดความเร่งเชิงมุมเราต้อง:

P = F ∙ v + M ∙ω

ในนิพจน์นี้ M คือโมเมนต์ที่เกิดจากแรงที่กระทำและωคือความเร็วเชิงมุมของร่างกาย

พลังงานไฟฟ้า

พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายหรือใช้โดยส่วนประกอบไฟฟ้าเป็นผลมาจากการหารปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ส่งหรือดูดซับโดยส่วนประกอบดังกล่าวและเวลาที่ใช้ไป คำนวณจากนิพจน์ต่อไปนี้:

P = V ∙ฉัน

ในสมการนี้ V คือความต่างศักย์ของส่วนประกอบและ I คือความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

ในกรณีเฉพาะที่ส่วนประกอบมีความต้านทานไฟฟ้าสามารถใช้นิพจน์ต่อไปนี้เพื่อคำนวณกำลังไฟฟ้า: P = R ∙ I ² = V ² / R โดยที่ R คือค่าของความต้านทานไฟฟ้าของส่วนประกอบที่เป็นปัญหา

พลังงานความร้อน

พลังงานความร้อนของส่วนประกอบหมายถึงปริมาณพลังงานที่กระจายหรือปล่อยออกมาเป็นความร้อนโดยส่วนประกอบดังกล่าวในหน่วยเวลา คำนวณจากนิพจน์ต่อไปนี้:

P = E / t

ในนิพจน์นี้ E คือพลังงานที่ปล่อยออกมาในรูปของความร้อน

พลังเสียง

พลังเสียงหมายถึงพลังงานที่ส่งผ่านคลื่นเสียงในหน่วยเวลาหนึ่งผ่านพื้นผิวที่แน่นอน

ด้วยวิธีนี้พลังเสียงขึ้นอยู่กับทั้งความเข้มของคลื่นเสียงและพื้นผิวที่ข้ามด้วยคลื่นดังกล่าวและคำนวณโดยใช้อินทิกรัลต่อไปนี้:

P _S = ⌠ _Sฉัน_S ∙ d S

ใน Ps อินทิกรัลนี้คือพลังเสียงของคลื่น Is คือความเข้มเสียงของคลื่นและ dS คือความแตกต่างของพื้นผิวที่ข้ามด้วยคลื่น

กำลังไฟและพลังที่แท้จริง

กำลังไฟที่กำหนดคือกำลังสูงสุดที่เครื่องจักรหรือมอเตอร์ต้องการหรือสามารถนำเสนอได้ภายใต้สภาวะการใช้งานปกติ กล่าวคือกำลังสูงสุดที่เครื่องหรือมอเตอร์สามารถรองรับหรือเสนอได้

มีการใช้คำที่ระบุเนื่องจากอำนาจนั้นโดยทั่วไปใช้เพื่อกำหนดลักษณะของเครื่องเพื่อตั้งชื่อ

ในทางกลับกันพลังงานที่แท้จริงหรือมีประโยชน์นั่นคือกำลังไฟฟ้าที่ใช้สร้างหรือใช้โดยเครื่องจักรหรือมอเตอร์โดยทั่วไปจะแตกต่างจากค่าเล็กน้อยซึ่งมักจะต่ำกว่า

ตัวอย่าง

ตัวอย่างแรก

คุณต้องการยกเปียโนขนาด 100 กก. ไปที่ชั้น 7 ซึ่งมีความสูง 20 เมตร เครนใช้เวลา 4 วินาทีในการยกเปียโน คำนวณพลังของเครน

สารละลาย

ในการคำนวณกำลังจะใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

P = W / t

อย่างไรก็ตามก่อนอื่นจำเป็นต้องคำนวณงานที่ทำโดยเครน

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9.8 ∙ 20 ∙ 1 = 19,600 N

ดังนั้นพลังของเครนจะเป็น:

P = 19,600 / 4 = 4900 วัตต์

ตัวอย่างที่สอง

คำนวณกำลังที่กระจายโดยตัวต้านทาน 10 Ωถ้ากระแส 10 A

สารละลาย

ในกรณีนี้จำเป็นต้องคำนวณพลังงานไฟฟ้าซึ่งใช้สูตรต่อไปนี้:

P = R ∙ฉัน² = 10 ∙ 10 ² = 1,000 วัตต์

อ้างอิง

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). ฟิสิกส์เล่ม 1. Cecsa
2. พลัง (ทางกายภาพ) (ND) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2018 จาก es.wikipedia.org.
3. พลัง (ฟิสิกส์). (ND) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2018 จาก en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). ฟิสิกส์ 4. CECSA เม็กซิโก
5. เซอร์เวย์, เรย์มอนด์ก.; จิวเวตต์, จอห์นดับเบิลยู. (2004). ฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร (พิมพ์ครั้งที่ 6) บรูคส์ / โคล.