La puissance physique fait référence à la quantité de travail effectué (ou d'énergie consommée) par unité de temps. La puissance est une grandeur scalaire, son unité de mesure dans le Système international d'unités étant le joule par seconde (J / s), connu sous le nom de watt en l'honneur de James Watt.
Une autre unité de mesure assez courante est la puissance traditionnelle. En physique, différents types de puissance sont étudiés: puissance mécanique, puissance sonore, puissance thermique, entre autres. En général, il y a une idée intuitive de la signification de la puissance. Il est généralement associé à une plus grande puissance, une plus grande consommation.
Ainsi, une ampoule consomme plus d'énergie électrique si sa puissance est plus grande; il en va de même pour un sèche-cheveux, un radiateur ou un ordinateur personnel.
Pour cette raison, il est nécessaire de bien comprendre sa signification, les différents types de pouvoirs qui existent et comprendre comment il est calculé et quelles sont les relations entre ses unités de mesure les plus courantes..
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Par définition, pour calculer la puissance consommée ou fournie dans un intervalle de temps, l'expression suivante est utilisée:
P = W / t
Dans cette expression P est la puissance, W est le travail et t est le temps.
Si vous voulez calculer la puissance instantanée, vous devez utiliser la formule suivante:
Dans cette formule ∆t est l'incrément de temps, F est la force et v est la vitesse.
Le caractère unique de la puissance dans le Système international d'unités est le joule par seconde (J / s), connu sous le nom de watt (W). Il est également assez courant dans certains contextes d'utiliser d'autres unités telles que le kilowatt (kW), la puissance (CV), entre autres..
Bien sûr, le kilowatt équivaut à 1000 watts. De son côté, l'équivalence entre la puissance et le watt est la suivante:
1 CV = 745,35 W
Une autre unité de puissance, bien que son utilisation soit beaucoup moins courante, est l'erg par seconde (erg / s), qui équivaut à 10-7 W.
Il est important de distinguer le kilowatt du kilowattheure (kWh), car ce dernier est une unité d'énergie ou de travail et non de puissance.
Parmi les différents types de pouvoir qui existent, certains des plus importants sont ceux qui seront étudiés ci-dessous..
La puissance mécanique exercée sur un solide rigide est obtenue en faisant le produit entre la force résultante totale appliquée et la vitesse transmise à ce corps.
P = F ∙ v
Cette expression est équivalente à l'expression: P = W / t, et en fait elle est obtenue à partir de celle-ci.
Dans le cas où un mouvement de rotation du solide rigide se produit également et que, par conséquent, les forces exercées sur celui-ci modifient sa vitesse angulaire, donnant lieu à une accélération angulaire, il faut suivre:
P = F ∙ v + M ∙ ω
Dans cette expression, M est le moment résultant des forces appliquées et ω est la vitesse angulaire du corps.
La puissance électrique fournie ou consommée par un composant électrique est le résultat de la division de la quantité d'énergie électrique délivrée ou absorbée par ledit composant et du temps passé dessus. Il est calculé à partir de l'expression suivante:
P = V ∙ I
Dans cette équation, V est la différence de potentiel à travers le composant et I est l'intensité du courant électrique qui le traverse.
Dans le cas particulier où le composant est une résistance électrique, les expressions suivantes peuvent être utilisées pour calculer la puissance: P = R ∙ Ideux = Vdeux / R, où R est la valeur de la résistance électrique du composant en question.
Le pouvoir calorifique d'un composant est défini comme la quantité d'énergie dissipée ou libérée sous forme de chaleur par ledit composant dans une unité de temps. Il est calculé à partir de l'expression suivante:
P = E / t
Dans cette expression E est l'énergie libérée sous forme de chaleur.
La puissance sonore est définie comme l'énergie transportée par une onde sonore dans une unité de temps à travers une certaine surface.
De cette manière, la puissance sonore dépend à la fois de l'intensité de l'onde sonore et de la surface traversée par ladite onde, et est calculée au moyen de l'intégrale suivante:
PS = ⌠S jeS ∙ d S
Dans cette intégrale Ps est la puissance sonore de l'onde, Is est l'intensité sonore de l'onde, et dS est le différentiel de surface traversé par l'onde.
La puissance nominale est la puissance maximale qu'une machine ou un moteur nécessite ou peut offrir dans des conditions normales d'utilisation; c'est-à-dire la puissance maximale que la machine ou le moteur peut supporter ou offrir.
Le terme nominal est utilisé car cette puissance en général est utilisée pour caractériser la machine, pour la nommer.
D'autre part, la puissance réelle ou utile - c'est-à-dire la puissance réellement utilisée, générée ou utilisée par la machine ou le moteur - est généralement différente de la puissance nominale, étant généralement inférieure..
Vous souhaitez soulever un piano de 100 kg avec une grue jusqu'à un septième étage d'une hauteur de 20 mètres. Il faut 4 secondes pour que l'ascenseur soulève le piano. Calculez la puissance de la grue.
Pour calculer la puissance, l'expression suivante est utilisée:
P = W / t
Cependant, tout d'abord, il est nécessaire de calculer le travail effectué par la grue.
W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N
Par conséquent, la puissance de la grue sera:
P = 19 600/4 = 4900 W
Calculer la puissance dissipée par une résistance de 10 Ω si un courant de 10 A passe à travers.
Dans ce cas, il est nécessaire de calculer la puissance électrique, pour laquelle la formule suivante est utilisée:
P = R ∙ Ideux = 10 ∙ 10deux = 1 000 W
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