Куәт

Куәт — ул энергиянең бер физик системадан икенчесенә кулланылыш процессында күчү тизлеген билгели торган скаляр физик зурлык (энергия) һәм гадәттә тапшырылган энергиянең тапшыру вакытына нисбәте белән билгеләнә. СИ системасында күәтне үлчәү берәмлеге булып ватт тора, ул 1 секунд эчендә тапшырылган 1 джоуль энергиягә тиң. 1 Вт ≡ 1 Дж/с ≡ 1 Н⋅м/с.

Мисалларда төшенчәнең мәгънәсе

100 Вт куәтле лампочка яктылык бирер өчен секунд саен 100 Дж энергия куллана, ягъни 1 сәгать эчендә 0,1 кВт·сәг (360 000 Дж).

1 кВт вал куәте булган электр двигателе әйләнү аша секундына 1 кДж механик энергия тапшыра ала, бу якынча 100 кг авырлыктагы йөкне 1 секунд эчендә 1 метр биеклеккә күтәрү өчен җитә. Шул ук вакытта, бу двигательнең кулланылган электр көче 1 кВт,-тан югарырак булачак, чөнки электр двигателенең файдалы эш коэффициенты һәрвакыт 100 %-ан түбән, һәм кулланылган барлык электр энергиясен валда эшкә әйләндереп булмый.

100 кВт (136 ат көче) эчке яну двигателе машинаның тәгәрмәчләренә секундына 100 кДж энергия тапшыра ала, бу заманча җиңел машинага сәгатенә 200 км-га кадәр тизлеккә җитәргә мөмкинлек бирә. Шул ук вакытта двигатель төре (бензин яки дизель) да, аның эш күләме дә, тышкы тизлек үзенчәлекләре дә мөһим түгел.

Красноярск ГЭСының 6 ГВт куәте әлеге ГЭСның секунд саен 6000 МДж энергия эшләп чыгарырга сәләтле булуын аңлата. Бу, югарыдагы мисалдагы кебек, максималь куәттә эшләүче 60 000 автомобиль двигателе җитештергән энергиягә тиң һәм безгә электр энергиясен тапшыру һәм үзгәртү югалтуларын исәпкә алмаганда, 60 миллион 100 ваттлы электр лампасын кабызырга мөмкинлек бирә.

Кулланылган тамгалаулар

Гамәлдәге ИСО 80000 халыкара стандартлары механика формулалары өчен дә, электродинамика формулалары өчен дә куәтне P символы (баш хәреф белән) белән билгеләргә куша. Символның этимологиясе латинча potestas яки инглизчә power сүзеннән килеп чыккан.

Физика буенча рус телле әдәбиятта куәт механика һәм гидродинамика формулаларында N символы белән күрсәтелергә мөмкин, ләкин бу билгеләмәнең этимологиясе төгәл билгеле түгел.

Төп формулалар

Δ 𝑡 вакыт арауыгында уртача куәт 𝐴 эшенең (яки Δ 𝐸 энергия үзгәрешенең) Δ 𝑡 вакытына чагыштырмасы дип билгеләнә:

$P={\frac {A}{\Delta t}}={\frac {\Delta E}{\Delta t}},$

монда $P$ ул куәт,

$A$ — эш,

$E$ — энергия,

$t$ — вакыт.

Моменталь куәт энергиянең вакыт чыгарылмасы буларак билгеләнә:

$P={\frac {dE}{dt}}.$

Билгеле бер вакыт аралыгында тиз куәтнең интегралы бу интервалда бирелгән гомуми энергиягә, яки, шул ук, башкарылган эшкә тигез:

$\int _{t_{0}}^{t_{1}}P(t)dt=\Delta E=A.$

Үлчәү берәмлекләре

Халыкара берәмлекләр системасында (СИ) куәтне үлчәү берәмлеге — ватт (Вт), ул секундына бер джоульга (Дж/с) тиң.

Теоретик физикада һәм астрофизикада куәт берәмлеге буларак еш кына СГС система берәмлеге — секундына эрг (эрг/с) кулланыла.

Автомобиль, локомотивларның һәм судноларның эчке яну двигательләренең куәтен үлчәүнең иң еш очрый торган берәмлеге — ат көче. Ләкин, Халыкара юридик метрология оешмасы (ХМО) үз тәкъдимнәрендә «хәзерге вакытта кулланылышта булган очракта мөмкин кадәр тизрәк әйләнештән алынырга һәм кулланылмаган очракта кертелмәскә тиешле» үлчәү берәмлекләре арасында ат көчен дә кертә.

Куәт берәмлекләре арасындагы мөнәсәбәтләр.

Берәмлекләр	Вт	кВт	МВт	кгс м/с	эрг/с	ат көче	ат көче (инглизчә)
1 ватт	1	10 −3.	10 −6.	0.102	10 7	1.36 ×10−3	1.34 ×10−3
1 киловатт	10 3	1	10 −3.	102	10 10	1.36	1.34
1 мегаватт	10 6	10 3	1	102 ×103	10 13	1.36 ×103	1.34 ×103
1 килограмм-көч-метр-секунд	9.81	9.81 ×10−3	9.81 ×10−6	1	9.81 ×107	1.33 ×10−2	1.31 ×10−2
Секундына 1 эрг	10 −7.	10 −10	10-13	1.02 ×10−8	1	1.36 ×10−10	1.34 ×10−10
1 ат көче (метрик)	735.5	735.5 ×10−3	735.5 ×10−6	75	7,355 ×109	1	0.9863
1 ат көче (инглизчә)	745.7	745.7 ×10−3	745.7 ×10−6	76.04	7,457 ×109	1014	1

Механикада куәт

Әгәр хәрәкәтләнүче җисемгә көч тәэсир итсә, ул көч эш башкара. Бу очракта куәт көч векторының җисем хәрәкәте тизлеге векторына скаляр тапкырчыгышына тигез:

N = $\mathbf {F}$*$\mathbf {v}$ = F*v cos$\alpha$

монда $\mathbf {F}$ көч векторы;

$\mathbf {v}$ тизлек векторы;

$\alpha$ — тизлек һәм көч векторлары арасындагы почмак;

$F$ көч векторының модуле;

$v$ тизлек векторының модуле.

Әйләнү хәрәкәте вакытында көчнең махсус очрагы:

N = $\mathbf {M}$*${\boldsymbol {\omega }}$ =</math>{2pi</math></math>M</math> $n$} </math>{60},</math>|}} 

монда $\mathbf {M}$ көч моменты векторы (Н·м);

${\boldsymbol {\omega }}$ — почмак тизлеге векторы (рад/с);

$n$ — әйләнү ешлыгы (минутына әйләнүләр саны, rpm).

Электр энергиясе

Электр куәте — электр энергиясен тапшыру яки үзгәртү тизлеген характерлый торган физик зурлык.

Электр чылбыры кисәгенең тиз электр куәте $P(t)$ :

$P(t)=I(t)\cdot U(t),$

монда $I(t)$ — схема кисемтәсе аша кинәт (тиз арада) ток;

$U(t)$ бу кисемтәдәге кинәт көчәнеш.

Синусоидаль алмаш ток челтәрләрен характеристикалау өчен, гомумфизик билгеләмәгә туры килә торган кинәт куәттән тыш, шулай ук түбәндәге төшенчәләр кертелә:

• актив куәт, билгеле бер чордагы кинәт куәтнең уртача кыйммәтенә тигез,
  • кинәт актив куәт:

$p(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi \cos(2\omega t),$

монда $U_{m},~I_{m}$ синусоидаль көчәнеш һәм синусоидаль ток амплитудасы кыйммәтләре;

$\varphi$ башлангыч көчәнеш почмагы $\psi _{u}$ һәм токның башлангыч почмагы $\psi _{i}$ арасындагы аерма— $(\varphi =\psi _{u}-\psi _{i}){;}$

$\omega$ — челтәр көчәнешенең почмак ешлыгы;

$t$ — вакыт.

• Реактив куәте, ягъни энергиянең чыганак белән кулланучы арасында югалмыйча әйләнеп торуына туры килгән куәт.
  • тиз реактив куәт:

$\varphi >0{:}$

$q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t+{\frac {\pi }{2}}{\Bigr )},$

$\varphi <0{:}$

$q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t-{\frac {\pi }{2}}{\Bigr )}.$

• тулы куәт, фаза күчүен исәпкә алмыйча, кулланылган ток һәм көчәнеш кыйммәтләренең тапкырчыгышы буларак исәпләнә.
  • кинәт тулы куәт:

$s(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos {\Bigl (}2\omega t-\varphi {\Bigr )}.$

Электр энергиясен һәм нурланыш көчен үлчәү өчен җайланмалар

Аналоглы уклы ваттметр

• Ваттметрлар (шул исәптән варметрлар) — электр тогы көчен яки электромагнит нурланыш көчен билгеләү өчен эшләнгән үлчәү җайланмалары.

Максатлары һәм ешлык диапазоны буенча ваттметрларны өч төркемгә бүлергә мөмкин: түбән ешлыклы (һәм даими токлы), радиоешлыклы һәм оптик.

Радиодиапазонлы ваттметрлар, максатларына карап, ике төргә бүленә: тапшыру линиясендәге җитешсезлеккә тоташтырылган үткәрүчән куәт һәм линия очына килешенгән йөкләнеш буларак тоташтырылган сеңдерелгән куәт.

Үлчәнгән мәгълүматларны функциональ үзгәртү ысулына һәм аны күрсәтүгә карап, ваттметрлар аналоглы (күрсәтү һәм үз-үзен яздыру) һәм цифрлы дип классификацияләнә.

Гидравлик куәт

Гидравлик машинаның яки гидравлик цилиндрның куәте $N_{H}$ машинадагы басым үзгәрешен (керү һәм чыгу басымнары арасындагы аерманы) сыеклык агымына тапкырлауга тигез:

$N_{H}=Q_{H}\cdot P_{H},$

монда $Q_{H}$ сыеклык агымы тизлеге, ^м3 /с ;

$P_{H}$ — баҫым үҙгәреүе, Па.

Мәсәлән, Су-24, Ту-134 һәм Ту-154 самолетларында урнаштырылган НП-89Д насосының җитештерүчәнлеге 55 л/мин (0,055/60 ≈ 0,000917 м3/с) 210 кгс/см2 (21 МПа) басым булганда, аннан аның гидравлик куәте якынча 19,25 кВт тәшкил итә

Шулай ук карагыз

Видеодәрес: Көч

• Удель куәт
• Актив куәт
• Реактив куәт
• Светимость
• Энергия
• Механик эш
• Шартлаткыч җайланманың куәте
• Тавыш куәте
• Куәт көчәйткеч

Әдәбият

• Калып:AncГОСТ 8.417-2002. «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин». — Москва: Стандартинформ, 2002. — 39 с.Калып:Anc-end
• Калып:AncОрир Дж. Физика, полный курс = Physics by Jay Orear, Cornell University / пер. с англ. и научная редактура Ю. Г. Рудого и А. В. Беркова. — 2-е изд.. — Москва: Издательство «КДУ», 2010. — С. 100—101. — 752 с. — ISBN 978-5-98227-366-6.Калып:Anc-end

Сылтамалар

• Электрическая работа и мощность
• Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г. 2008 елның 11 июнь көнендә архивланган
• Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов.