Обозначение единицы измерения Вт (ватт). Что измеряется в ваттах: определение Единица измерения электрической мощности в системе си

Выбирая в магазине фен, блендер или пылесос, можно заметить, что на его лицевой панели всегда указаны цифры с латинской литерой W. Причем, по утверждению продавцов, чем выше ее значение - тем лучше и быстрее будет выполнять свои прямые функции данный электроприбор. Справедливо ли такое утверждение? Возможно, это очередной рекламный трюк? Как расшифровывается W, и что это за величина? Давайте узнаем ответы на все эти вопросы.

Определение

Вышеупомянутая буква - это латинское сокращение от хорошо знакомой всем с уроков физики величины - ватт (watt). Согласно нормативам международной системы СИ, Вт (W) является единицей измерения мощности.

Если вернуться к вопросу с характеристиками бытовых электроприборов, то, чем выше число ватт в любом из них, тем он мощнее.

К примеру, на витрине лежат два блендера с одинаковой стоимостью: один из них - популярной фирмы в 250 W (Вт), другой - менее известного производителя, зато с мощностью в 350 W (Вт).

Эти цифры означают, что второй будет измельчать или взбивать продукты быстрее первого на протяжении одного и того же промежутка времени. Поэтому, если покупателю в первую очередь важна скорость выполнения процесса, стоит выбрать второй вариант. Если быстрота не играет ключевой роли, можно приобрести первый, как более надежный и, возможно, долговечный.

Кто придумал использовать ватты

Как ни странно это звучит сегодня, но до появления ватт единицей измерения мощности практически во всем мире были лошадиные силы (л.с., на английском - hb), реже использовалась фут-фунт-сила в секунду.

Названы ватты были в честь человека, который придумал и внедрил эту единицу - шотландского инженера и изобретателя Джеймса Ватта (James Watt). Из-за этого данный термин в сокращении пишется с заглавной буквы W (Вт). Это же правило касается любой единицы в системе СИ, названной фамилией ученого.

Название, как и сама единица измерения, впервые было официально рассмотрено в 1882 г. в Великобритании. После этого чуть менее ста лет понадобилось ваттам, чтобы быть принятыми во всем мире и стать одной из единиц Международной системы СИ (это произошло в 1960).

Формулы для нахождения мощности

С уроков физики многие помнят разнообразные задачки, в которых нужно было высчитать мощность тока. Как тогда, так и сегодня используется для поиска ватт формула: N = A/t.

Расшифровывалась она следующим образом: А - это количество работы, разделенное на время (t), на протяжении которого она была выполнена. А если еще вспомнить, что работа измеряется в Джоулях, а время - в секундах, получается, что 1 Вт - это 1Дж/1с.

Рассмотренную формулу можно немного видоизменить. Для этого стоит вспомнить простейшую схему для нахождения работы: A = F х S. Согласно ей получается, что работа (А) равна производной совершающей ее силы (F) на путь, пройденный объектом под воздействием данной силы (S). Теперь для нахождения мощности (ватт) формулу первую совмещаем со второй. Получается: N = F х S /t.

Дольные единицы ватт

Разобравшись с вопросом «Ватты (Вт) - это что такое?», стоит узнать какие дольные единицы можно образовывать исходя из имеющихся данных.

При изготовлении измерительных приборов для медицинских целей, а также важных лабораторных исследований, необходимо, чтобы они обладали невероятной точностью и чувствительностью. Ведь от этого зависит не просто результат, а иногда жизнь человека. Столь "чутким" аппаратам, как правило, нужна небольшая мощность - в десятки раз меньше ватта. Чтобы не мучиться со степенями и нолями, для ее определения используются дольные единицы ватта: дВт (дециватты - 10 -1), сВт (сантиватты - 10 -2), мВт (милливатты - 10 -3), мкВт (микроватты - 10 -6), нВт (нановатты -10 -9) и еще несколько более мелких, вплоть до 10 -24 - иВт (иоктоватты).

С большинством вышеперечисленных дольных единиц обычный человек не сталкивается в быту. Как правило, с ними работают только ученые-исследователи. Также данные величины фигурируют в различных теоретических расчетах.

Ватты, киловатты и мегаватты

Разобравшись с дольными, стоит рассмотреть и кратные единицы ватт. Как раз с ними каждый человек сталкивается довольно часто, разогревая воду в электрочайнике, заряжая мобильный телефон или выполняя другие ежедневные «ритуалы».

Всего на сегодняшний день учеными выделено около десятка таких единиц, однако широко известны из них всего две - киловатты (кВт - kW) и мегаватты (MW, МВт - в данном случае ставится заглавная литера «м», чтобы не путать эту единицу с милливаттами - мВт).

Один киловатт равен тысяче ватт (10 3 Вт), а один мегаватт - миллиону ватт (10 6 Вт).

Как и в случае с дольными единицами, и среди кратных есть особые, которые применяются только на узкопрофильных предприятиях. Так, на электростанциях иногда используются ГВт (гигаватты - 10 9) и ТВт (тераватты - 10 12).

Кроме указанных выше, выделяются петаватты (ПВт - 10 15), эксаватты (ЭВт - 10 18), зеттаватты (ЗВт - 10 21) и иоттаватты (ИВт - 10 24). Как и особо малые дольные единицы, большие кратные используются в основном при теоретических расчетах.

Ватт и ватт-час: в чем отличие?

Если на электроприборах мощность отображается литерой W (Вт), то при взгляде на обычный бытовой электросчетчик можно увидеть несколько другое сокращение: kW⋅h (кВт⋅ч). Оно расшифровывается как «киловатт-час».

Помимо них выделяются и ватт-часы (Вт⋅ч - W⋅h). Стоит обратить внимание, что по международным и отечественным стандартам подобные единицы в сокращенном виде записываются всегда только с точкой, а в полном варианте - через тире.

Ватт-часы и киловатт-часы являются отличными единицами от Вт и кВт. Разница состоит в том, что с их помощью измеряется не мощность передаваемой электроэнергии, а сама она непосредственно. То есть, киловатт-часы показывают, какое именно ее количество было произведено (передано или использовано) за единицу времени (в данном случае за один час).

Таблица с единицами измерения мощности приведена в ОК 015-94 (MK 002-9) ОКЕИ. Единицы измерения мощности входят в

ОКЕИ — это Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ), который является документом в области национальной системы стандартизации.

ОКЕИ разработан на основе:

• Международной классификации единиц измерения ЕЭК ООН «Коды для единиц измерения, используемых в международной торговле»
• Товарной номенклатуры внешнеэкономической деятельности (ТН ВЭД) в части используемых единиц измерения и с учетом требований международных стандартов ИСО 31/0-92 «Величины и единицы измерения. Часть 0. Общие принципы» и ИСО 1000-92 «Единицы СИ и рекомендации по применению кратных единиц и некоторых других единиц».

СИ — международная система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. (метрическая система - это общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и килограмма)

Выделим из таблиц с только таблицы с величинами измерения мощности.

Согласно разделу 1 ОК 015-94 (MK 002-9):

Международные единицы измерения мощности (СИ), включенные в ОКЕИ

Согласно разделу 2 ОК 015-94 (MK 002-9):

Национальные единицы измерения мощности , включенные в ОКЕИ

Согласно приложению А ОК 015-94 (MK 002-9):

Международные единицы измерения мощности (СИ), не включенные в ОКЕИ

Ватт (обозначение: Вт , W ) — в системе СИ единица измерения мощности. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1889 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. На XIX Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году ватт был включён в Систему Интернациональную.

Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая ими мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию о количестве ватт, необходимых для его работы.

Что такое Ватт. Определение

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль .

Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

Вт = Дж / с = кг·м²/с³

Вт = H·м/с

Вт = В·А

Кроме механической (определение которой приведено выше), различают ещё тепловую и электрическую мощность:

1 ватт мощности теплового потока эквивалентен механической мощности в 1 ватт.

1 ватт активной электрической мощности также эквивалентен механической мощности в 1 ватт и определяется как мощность постоянного электрического тока силой 1 ампер, совершающего работу при напряжении 1 вольт.

Перевод в другие единицы измерения мощности

Ватт связан с другими единицами измерения мощности следующими соотношениями:

1 Вт = 107 эрг/с

1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с

1 Вт ≈ 1,36×10−3 л. с.

1 кал/ч = 1.163×10−3 Вт

Чем киловатт отличается от киловатт-часа?

Приставка «кило» перед любой величиной измерения (ватты, амперы, вольты, граммы и т.д.) означает «тысяча».

1 киловатт (кВт) = 1000 ватт (Вт).

Ватт — единица измерения мощности . Мощность - это скорость с которой расходуется энергия. Один ватт равен мощности, при которой работа (энергетические затраты) объемом один джоуль осуществляется за одну секунду.

Киловатт-час — единица измерения, используемая для измерения электроэнергии в быту. Означает количество энергии, которую устройство мощностью 1 киловатт производит/потребляет в течение одного часа.

Ватт/киловатт и киловатт-час — разные понятия.

Для того чтобы характеризовать скорость с которой совершается работа ($A$) используют понятие мощности (P), которую определяют как:

выражение (1) - это мгновенная мощность.

Мгновенную мощность можно определить как:

где $\overline{F}$ - вектор силы, которая совершает работу; $\overline{v}$ - вектор скорости перемещения точки, к которой приложена сила $\overline{F}$.

Ватт - единица измерения мощности в системе СИ

Из определения мощности видно, что за единицу измерения мощности можно принять:

\[\left=\frac{Дж}{с}.\]

Однако у единицы мощности есть собственное название: ватт - единица измерения мощности. Обозначается ватт как Вт. Мощность равна 1 Вт, если за одну секунду совершается работа равная одному джоулю. Необходимо отметить, что ватт - единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ). Ватт не является основной единицей измерения в системе СИ. Свое название ватт получил в честь изобретателя Дж. Ватта.

Ватт как единицу измерения мощности стали применять после 1882 года. До этого момента мощность рассчитывали в лошадиных силах или в фут-фунтах в минуту. В системе СИ ватт - единица измерения мощности, начиная с 1960 г (с момента принятия самой системы).

Используя определение мгновенной мощности (2), легко получить комбинацию основных единиц измерения, из которых получается ватт.

\[\left=Н\cdot \frac{м}{с}=кг\cdot \frac{м}{с^2}\cdot \frac{м}{с}=кг\cdot \frac{м^2}{с^3}.\]

Определения (1) и (2) - это механические определения мощности. Выделим еще электрическую мгновенную мощность:

где $I$ - сила тока на некотором участке цепи; $U$ - напряжение на рассматриваемом участке. Ватт - единица измерения электрической мощности, при этом из определения (3), следует, что:

\[\left=А\cdot B,\]

где $\left=A$ (ампер); $\left=B$ (вольт).

Единицы измерения мощности в других системах единиц

В системе СГС (система основными единицами в которой служат: сантиметр, грамм и секунда) специального названия единица измерения мощности не имеет. В этой системе:

\[\left=\frac{эрг}{с},\]

где $эрг$ - единица измерения энергии (работы) в СГС.

Лошадиная сила (л.с.) - это внесистемная единица измерения мощности. В мире различают несколько разных единиц, называя их «лошадиная сила». В нашей стране имеется в виду «метрическая лошадиная сила», считают:

\ \

Эта единица практически выведена из использования в расчетах. Однако ее все еще используют, например, при вычислении налогов на транспортные средства.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Покажите, что единицей электрической мощности является ватт.

Решение. За основу решения задачи примем определение мгновенной электрической мощности:

Единица силы тока (ампер) является основной в Международной системе единиц:

\[\left=A\ (1.2).\]

Единица напряжения является вспомогательной, разберемся, как ее выразить через основные единицы измерения системы СИ. Используем определение напряжения ($U$) в виде:

где $A"$ - работа электрического поля по переносу пробного заряда из одной точки поля в другую; $q$ - величина заряда.

\[\left=Н\cdot м=кг\cdot \frac{м^2}{с^2}(1.4).\] \[\left=Кл=A\cdot c(1.5).\]

Из двух предшествующих равенств имеем:

\[\left=кг\cdot \frac{м^2}{с^2}:A\cdot c=кг\frac{м^2}{A\cdot с^3}\left(1.6\right).\]

Для получения размерности мощности используем (1.1), (1.2) и (1.6):

\[\left=кг\frac{м^2}{A\cdot с^3}\cdot A=кг\frac{м^2}{с^3}\ \left(1.7\right).\]

В выражении (1.7) мы получили единицу измерения механической мощности, а именно ватт, выраженный через основные единицы системы СИ.

Пример 2

Задание. Тело, имеющее массу $m,$ падает с высоты, равной $h$. Какова мгновенная мощность силы тяжести на высоте $\frac{h}{2}$? Сопротивление воздуха не учитывать. Проверьте единицы измерения получившейся величины.

Решение. Сделаем рисунок.

Зная, что тело движется под действием силы тяжести, запишем кинематическое уравнение движения тела:

где из выбора системы отсчета (рис.1) видно, что $y_0=0.\ $Начальная скорость тела равна нулю ($v_0=0$).

Найдем момент времени ($t"$), в который тело достигнет высоты $\frac{h}{2}$. Для этого положим $y=\frac{h}{2}$:

\[\frac{h}{2}=\frac{g{t"}^2}{2}\to t"=\sqrt{\frac{h}{g}}\left(2.2\right).\]

Уравнение для скорости тела:

\[\overline{v}=\overline{g}t\ \to v=gt\ \left(2.3\right).\]

Скорость тела в момент времени равный $t"$:

Мгновенную скорость найдем как:

в нашем случае ${\cos \alpha =1,\ }\ $так как сила, совершающая работу (сила тяжести) сонаправлена с вектором скорости движения тела. Для рассматриваемого нами момента времени ($t"$) мы получаем мгновенную мощность равную:

Проверим единицы измерения величины, которая получена в правой части заключительной формулы:

\[\left=кг\ \sqrt{м\cdot \frac{м^3}{с^6}}=кг\frac{м^2}{с^3}=Вт\]

Ответ. $P\left(t"\right)=m\sqrt{hg^3}$

Киловатт - кратная единица, образованная от «Ватт»

Ватт

Ватт (Вт, W) - системная единица измерения мощности.
Ватт - универсальная производная единица в системе СИ, имеющая специальное наименование и обозначение. Как единица измерения мощности, «Ватт» был признан в 1889г. Тогда же эта единица и была названа в честь Джеймса Уатта (Ватта).

Джеймс Ватт - человек, который придумал и сделал универсальную паровую машину

Как производная единица системы СИ, «Ватт» был включён в неё в 1960г.
С тех пор, в Ваттах измеряется мощность всего подряд.

В системе СИ, в Ваттах, допускается измерять любую мощность - механическую, тепловую, электрическую и т.д. Также допускается образование кратных и дольных единиц от исходной единицы (Ватт). Для этого рекомендовано использовать набор стандартных префиксов системы СИ, вида - кило, мега, гига и т.д.

Единицы измерения мощности, кратные ватт:

• 1 ватт
• 1000 ватт = 1 киловатт
• 1000 000 ватт = 1000 киловатт = 1 мегаватт
• 1000 000 000 ватт = 1000 мегаватт = 1000 000 киловатт = 1гигаватт
• и т.д.

Киловатт-час

В системе СИ нет такой единицы измерения.
Киловатт-час (кВт⋅ч, kW⋅h) - это внесистемная единица, которая выведена исключительно для учёта использованной или произведённой электроэнергии. В киловатт-часах учитывается количество потреблённой или произведённой электроэнергии.

Использование «киловатт-час», как единицы измерения, на территории России регламентирует ГОСТ 8.417-2002, в котором однозначно указано наименование, обозначение и область применения для «киловатт-час».

Скачать ГОСТ 8.417-2002 (cкачиваний: 3230)

Выдержка из ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин», п.6 Единицы, не входящие в СИ (фрагмент таблицы 5).

Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ

Для чего нужен киловатт-час

ГОСТ 8.417-2002 рекомендует использовать «киловатт-час», как основную единицу измерения для учёта количества использованной электроэнергии. Потому что «киловатт-час» - это наиболее удобная и практичная форма, позволяющая получать наиболее приемлемые результаты.

При этом, ГОСТ 8.417-2002 абсолютно не возражает против использования кратных единиц, образованных от «киловатт-час» в тех случаях, когда это уместно и необходимо. Например, при лабораторных работах или при учёте выработанной электроэнергии на электростанциях.

Образованные кратные единицы от «киловатт-час» выглядят, соответственно:

• 1 киловатт-час = 1000 ватт-час,
• 1 мегаватт-час = 1000 киловатт-час,
• и т.д.

Как правильно писать киловатт-час⋅

Правописание термина «киловатт-час» по ГОСТ 8.417-2002:

• полное наименование нужно писать через дефис:
  ватт-час, киловатт-час
• краткое обозначение нужно писать через точку:
  Вт⋅ч, кВт⋅ч, kW⋅h

Прим. Некоторые браузеры неверно интерпретируют HTML-код страницы и вместо точки (⋅) отображают знак вопроса (?) или иной кракозябр.

Аналоги ГОСТ 8.417-2002

Большинство национальных технических стандартов нынешних постсоветских стран увязаны со стандартами бывшего Союза, поэтому в метрологии любой страны постсоветского пространства можно найти аналог российского ГОСТ 8.417-2002, либо ссылку на него, либо его переработанный вариант.

Обозначение мощности электроприборов

Общепринятая практика - обозначать мощность электроприборов на их корпусе.
Возможно следующее обозначение мощности электрооборудования:

• в ваттах и киловаттах (Вт, кВт, W, kW)
  (обозначение механической или тепловой мощности электроприбора)
• в ватт-часах и киловатт-часах (Вт⋅ч, кВт⋅ч, W⋅h, kW⋅h)
  (обозначение потребляемой электрической мощности электроприбора)
• в вольт-амперах и киловольт-амперах (VA, кVA)
  (обозначение полной электрической мощности электроприбора)

Единицы измерения для обозначения мощности электроприборов

ватт-час и киловатт-час (Вт ⋅ч, кВт ⋅ч, W ⋅h, kW ⋅h) — внесистемные единицы измерения потребляемой электрической энергии (потребляемой мощности). Потребляемая мощность - это количество электроэнергии, расходуемое электрооборудованием за единицу времени своей работы. Чаще всего, «ватт-часы» и «киловатт-часы» применяются для обозначения потребляемой мощности бытовой электротехники, по которой её собственно и выбирают.

вольт-ампер и киловольт-ампер (ВА, кВА, VA, кVA) — Единицы измерения электрической мощности в системе СИ, эквивалентные ватт (Вт) и киловатт (кВт). Используются в качестве единиц измерения величины полной мощности переменного тока. Вольт-амперы и киловольт-амперы применяются при электротехнических расчётах в тех случаях, когда важно знать и оперировать именно электрическими понятиями. В этих единицах измерения можно обозначать электрическую мощность любого электроприбора переменного тока. Такое обозначение будет наиболее соответствовать требованиям электротехники, с точки зрения которой - все электроприборы переменного тока имеют активную и реактивную составляющие, поэтому общая электрическая мощность такого прибора должна определяться суммой её частей. Как правило, в «вольт-амперах» и кратным им единицам измеряют и обозначают мощность трансформаторов, дросселей и других, чисто электрических преобразователей.

Выбор единиц измерения в каждом случае происходит индивидуально, на усмотрение производителя. Поэтому, можно встретить бытовые микроволновки от разных производителей, мощность которых указана в киловаттах (кВт, kW), в киловатт-часах (кВт⋅ч, kW⋅h) или в вольт-амперах (ВА, VA). И первое, и второе, и третье - не будет ошибкой. В первом случае производитель указал тепловую мощность (как нагревательного агрегата), во втором - потребляемую электрическую мощность (как электропотребителя), в третьем - полную электрическую мощность (как электроприбора).

Поскольку бытовое электрооборудование достаточно маломощное, чтобы учитывать законы научной электротехники, то на бытовом уровне, все три цифры - практически совпадают

Учитывая вышеизложенное можно ответить на главный вопрос статьи

Киловатт и киловатт-час | Какая разница?

• Самая большая разница заключается в том, что киловатт - это единица измерения мощности, а киловатт-час - это единица измерения электроэнергии. Путаница и неразбериха возникает на бытовом уровне, где понятия киловатт и киловатт-час отождествляются с измерением производимой и потребляемой мощности бытового электроприбора.
• На уровне бытового прибора-электропреобразователя - разница только в разделении понятий выдаваемой и потребляемой энергии. В киловаттах измеряется выдаваемая тепловая или механическая мощность электроагрегата. В киловатт-часах измеряется потребляемая электрическая мощность электроагрегата. Для бытового электроприбора цифры вырабатываемой (механической или тепловой) и потребляемой (электрической) энергии практически совпадают. Поэтому, в быту нет никакой разницы, в каких понятиях выражать и в каких единицах измерять мощность электроприборов.
• Связывание единиц измерения киловатт и киловатт-час применимо только для случаев прямого и обратного преобразования электрической энергии в механическую, тепловую и т.д.
• Совершенно недопустимо применять единицу измерения «киловатт-час» в случае отсутствия процесса преобразования электроэнергии. Например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность дровяного отопительного котла, но можно измерять потребляемую мощность электрического отопительного котла. Или, например, в «киловатт-час» нельзя измерять потребляемую мощность бензинового двигателя, но можно измерять потребляемую мощность электромотора
• В случае прямого или обратного преобразования электрической энергии в механическую или тепловую, увязать киловатт-час с другими единицами измерения энергии можно при помощи онлайн-калькулятора сайта tehnopost.kiev.ua: