Snaga

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu

Snaga je u fizici mjera izvršenog rada u jedinici vremena. Može biti i količina energije koja je pretvorena iz jednog oblika u drugi za vrijeme jedne sekunde. Međunarodna (SI) jedinica za snagu je Vat (W), nazvana po pronalazaču Džejmsu Vatu. Zastarjela jedinica za snagu je konjska snaga.

U fizici se simbol P koristi za označavanje snage. Matematička relacija između snage, rada (ili energije) i vremena je iskazana sljedećom formulom:

gdje je P snaga, A je mehanički rad i t je vrijeme.[1]

Mehanička snaga[uredi]

U mehanici rad izvršen na objektu je u vezi sa silama koje na njega djeluju preko relacije:

gdje je

F sila
Δd je vektor pomjeranja (put) objekta.

Ovo se često objašnjava sljedećim riječima: Rad je jednak proizvodu sile koja djeluje na objekt i pomjeranju objekta (putu koji je objekt prešao). Pomjeranje u smjeru sile daje pozitivan rad, a u suprotnom negativan rad.

Diferenciranje po vremenu daje:

.

gdje je v(t) brzina objekta.

Prosječna snaga je onda:

.

Kod rotacionih sistema, snaga je vezana s obrtnim momentom (τ) i ugaonom brzinom (ω):

.

Prosječna snaga jest:

.

Kod hidrauličkih i pneumatskih sistema, snaga je povezana s pritiskom p i protokom T:

gdje je

p pritisak (u paskalima, or N/m2)
T protok (u m3/s)

Električna snaga[uredi]

Trenutna električna snaga[uredi]

Faradejev disk.

Trenutna električna snaga P data nekoj komponenti je data sa:

gdje je

P(t) trenutna električna snaga, u vatima.
V(t) razlika potencijala ili napon, u voltima.
I(t) električna struja kroj komponentu, u amperima.

Ako je komponenta otpornik onda je:

gdje je

R je električni otpor u omima.

Ako je komponenta kondenzator ili zavojnica, trenutna snaga je negativna kada su struja i napon suprotnog znaka.

Prosječna snaga za sinusoidalne napone[uredi]

Prosječna snaga komponente koja se napaja iz sinusoidalnog izvora električne energije je proizvod efektivnih vrijednosti napona i struje kroz komponentu, i faznog ugla između napona i struje.

gdje je

P prosječna snaga u vatima
I je efektivana vrijednost sinusoidalne struje, u amperima
V je efektivna vrijednost sinusoidalnog napona, u voltima
je fazni ugao (pomjeraj) između talasa napona i struje

Amplitude sinusoidalnih napona i struja se obično daju kao efektivne vrijednosti. Na primjer napon mreže od 220 volti znači da je efektivna vrijednost napona 220 volti, a ne vršna.

Ovako proračunata snaga se zove realna snaga, za razliku od prividne i reaktivne (jalove) snage. Za otporne potrošače kao što su grijači recimo, fazni ugao je nula (kosinus od nule je 1), i efektivna i prividna snaga su jednake.

Prosječna električna snaga za naizmjeničnu struju[uredi]

Gdje su v(t) i i(t) trenutne vrijednosti napona i struje.

Za čisto otporne komponente prosječna snaga je jednaka proizvodu efektivne struje i napona. Kod kompleksnih trošila, faktor korekcije (kosinus faznog ugla) se mora uzeti u obzir.

Vršna snaga i pulnsni talasni oblici[uredi]

Ako imamo povorku identičnih impulsa trenutna snaga je periodična funkcija vremena. Odnos trajanja impulsa prema periodu impulsa je jednak odnosu prosječne prema vršnoj snazi.

Ako imamo periodični signal s periodom , trenutna snaga je isto periodična funkcija perioda . Vršna snaga jest:

.

Vršna snaga se ne može uvijek lako izmjeriti, i mjerenje prosječne snage je češće. Ako je energija pulsa definisana kao:

onda je prosječna snaga:

.

Dužina impulsa se može iskazati sa tako da je , tako da odnosi postaju jednaki:

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. Electrical Machines, Drives, and Power Systems, 4th edition, Theodore Wildi, Prentice Hall, ISBN 0-13-082460-7, pp. 52.

Literatura[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]

Literatura[uredi]

  • Principles of Electric Circuits, 7th edition, Thomas I. Floyd, Prentice Hall, ISBN 0-13-098576-7.
  • Electrical Machines, Drives, and Power Systems, 4th edition, Theodore Wildi, Prentice Hall, ISBN 0-13-082460-7