詹姆斯·瓦特是一个伟大的科学家和工程师,以他的蒸汽机。事实上,这不是真的。他非常出名的是困惑许多应对能源的人。但c .威廉西门子是罪魁祸首的。我得到超前了,让我们从头开始。

能量是什么?

能源是一个永不停止的有趣的话题,到我们生活的每一部分。甚至更远。因为它是一个抽象的物理量,科学家世纪获得很好地理解它。这里是要点:

1. 能量是做功的能力。这也是一个衡量做了多少工作。
2. 能量存在于许多形式:机械、热、化学、核、电磁和引力。它可以从一种形式转换到另一个地方。
3. 能量不能被创造或毁灭。这就是能量守恒定律,一个最重要的自然法则。

如上所述,能量是能量,无论什么形式。对于我们的目的,我想主要关注电能。

权力是什么?

能源是一个数量与一定量的相关工作。如果你要举起100磅。重量,例如,能源需要这样做只取决于重量和你把它的高度。你可以把它在一秒钟或有一天,它仍然需要相同数量的能量。

但绝对是不同的,当你把它更快。这就是权力。使用能量(或工作)更快,你需要更多的权力。权力是能量的时间变化率。

权力的令人困惑的单位

我们叫一个单位一个焦耳的能量(J)。这是什么世界上大多数,毕竟。这个单位命名詹姆斯·普雷斯科特焦耳在这个问题上,他做了开创性的工作。焦耳是一个小单位的能量。需要超过4000 = 1卡路里的食物能量。(我们所说的卡路里,不过,实际上是一个千卡)。

对于电子示例,打开一盏灯三球。低,它使用能源。中,它使用更多的能量和提供更多的光。高,这是最聪明的,并使用最多的能源。

灯泡,然而,不是额定焦耳的能量使用。他们认为在瓦,单位的电力。等待,瓦特? !

是的,真的。如果你想知道时间变化率(权力)没有每秒或每小时或其他单位时间,好吧,现在你知道这个问题。瓦特,由于c .威廉先生西门子,被定义为一个焦耳每秒。时间单位是在那里,但是它的藏身之处。

计算能源和电力

能源和电力之间的关系很简单。因为权力是时间变化率的能量,我们可以这样写:

如果你测量的能量在一小时内使用,例如,和除以一个小时,给你小时的平均功率。假设你在一个小时内使用3600 J。平均功率将每小时3600 J。用的混淆单位瓦特,我们需要转换为时间单位秒。你猜怎么着!原来有一小时后3600秒。这就是我喜欢做单位转换:

当你设置它这种方式,您可以看到小时消掉,留下J / s,等于瓦特。

另一个方向,我们可以发现使用的能量如果知道的力量和设备运行多久。

如果你的三方灯作用于高20 W,你离开6个小时,你将找到你使用多少能量。在这种情况下,20 W * 6小时给你120瓦特时(Wh)。自从电力收费千瓦时(度),让我们转换。和之前一样,我们想取消一个单位,瓦特在这种情况下,用千瓦和替换它。

这不是那么难,是吗?不幸的是,很多人与本单位有困难,瓦特,因为它隐藏了时间单位。最常见的错误之一是,人们想要添加一个时间单位,让它看起来像一个率。最近我看到一个视频,抛出了瓦特每小时数。他们真正的意思是瓦。

一个例子

假设你有一个热泵操作在4800 W。多少能量使用如果运行15分钟吗?让我们做数字:

watt-minute不是我们想要的单位,但是,让我们把它转换成千瓦时。我用两个步骤,首先从watt-minutes瓦特小时。再一次,我们设置转换因子(1小时= 60分钟)的一小部分分钟消掉了。这意味着60分钟分母。

现在,最后一步是容易的,你可以在你的脑海中只有小数点移动。但是让我们做这件事。

让事情清楚

如果西门子先生从来没有提出使用瓦特代替焦耳每秒,就少了很多困惑。但这并不是我们生活的世界。这意味着我们必须记住,任何时候我们看到单位瓦特,一个隐藏的时间单元内。

一个趋势是人们说,好吧,我的吹风机使用1500瓦,如果我使用了一个小时,每小时1500瓦。不!你应该把所以你最终瓦特小时或千瓦时。真正的答案是,你使用1500 Wh,或1.5千瓦时。

每小时单位瓦特是一个重要的单位在某些情况下,但这不是能量。它告诉你有快速变化的力量。电厂运营商关心,当他们将不得不决定是否带额外的容量的电力来自他们网格增加。(看我的文章了鸭曲线。)

在家庭能源使用,我们处理的单位是瓦特(或其倍数或分数,作为前缀)所指出的,瓦时(也修改前缀)。

容易peasy !对吧?

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Allison a·贝尔斯三世,博士学位是一个演讲者、作家、建筑科学顾问,和能源先锋在迪凯特的创始人,格鲁吉亚。他有一个物理学博士学位和写能源先锋的博客。他还写了一本关于建筑科学。你可以在推特上跟随他@EnergyVanguard。照片的作者。