Ватт

Ватт
Ватт
	Вт, W
Величина	мощность
Система	СИ
Тип	производная

О типе морских побережий см. Ватты

Ватт (русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ)^[1]. Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м²).

Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором конгрессе Британской научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом^[2].

Одной из основных характеристик всех электроприборов является потребляемая мощность, поэтому на любом электроприборе (или в инструкции к нему) можно найти информацию об этой мощности, выраженной в ваттах.

ОпределениеПравить

Ваттметр — прибор для измерения мощности, потребляемой элементами электрических цепей

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль^[3]. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с основными единицами СИ соотношением:

Вт =

\text{[math]}

{\cfrac {{\text{кг}}\cdot {\text{м}}^{2}}{{\text{с}}^{3}}}

Через другие единицы СИ ватт можно выразить следующим образом:

Вт = Дж / с

Вт = H·м/с

Вт = В·А.

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

Перевод в другие единицы измерения мощностиПравить

Ватт связан с другими, не входящими в систему СИ 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 Вт = 859,8452279 кал/ч

Кратные и дольные единицыПравить

Для расчётов, связанных с мощностью, не всегда удобно использовать ватт сам по себе. Иногда, когда измеряемые величины очень большие или очень маленькие, гораздо удобнее пользоваться единицей измерения со стандартными приставками, что позволяет избежать постоянных вычислений порядка значения. Так, при проектировании и расчёте радаров и радиоприёмников чаще всего используют пВт или нВт, для медицинских приборов, таких как ЭЭГ и ЭКГ, используют мкВт. В производстве электричества, а также при проектировании железнодорожных локомотивов, пользуются мегаваттами (МВт) и гигаваттами (ГВт).

Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.

Кратные	Дольные
величина	название	обозначение	величина	название	обозначение
10¹ Вт	декаватт	даВт	daW	10⁻¹ Вт	дециватт	дВт	dW
10² Вт	гектоватт	гВт	hW	10⁻² Вт	сантиватт	сВт	cW
10³ Вт	киловатт	кВт	kW	10⁻³ Вт	милливатт	мВт	mW
10⁶ Вт	мегаватт	МВт	MW	10⁻⁶ Вт	микроватт	мкВт	µW
10⁹ Вт	гигаватт	ГВт	GW	10⁻⁹ Вт	нановатт	нВт	nW
10¹² Вт	тераватт	ТВт	TW	10⁻¹² Вт	пиковатт	пВт	pW
10¹⁵ Вт	петаватт	ПВт	PW	10⁻¹⁵ Вт	фемтоватт	фВт	fW
10¹⁸ Вт	эксаватт	ЭВт	EW	10⁻¹⁸ Вт	аттоватт	аВт	aW
10²¹ Вт	зеттаватт	ЗВт	ZW	10⁻²¹ Вт	зептоватт	зВт	zW
10²⁴ Вт	иоттаватт	ИВт	YW	10⁻²⁴ Вт	иоктоватт	иВт	yW
10²⁷ Вт	роннаватт	РВт	RW	10⁻²⁷ Вт	ронтоватт	рВт	rW
10³⁰ Вт	кветтаватт	КвВт	QW	10⁻³⁰ Вт	квектоватт	квВт	qW
рекомендовано к применению применять не рекомендуется

Символы ЮникодаПравить

Обозначения в Юникоде.^[4]
Символ	Название	Номер Юникода
㎺	Пиковатт (Square PW)	U+33BA
㎻	Нановатт (Square NW)	U+33BB
㎼	Микроватт (Square Mu W)	U+33BC
㎽	Милливатт (Square MW)	U+33BD
㎾	Киловатт (Square KW)	U+33BE
㎿	Мегаватт (Square MW MEGA)	U+33BF

Примеры в природе и техникеПравить

Величина	Описание
10⁻⁹ ватт	Излучение мощностью примерно в 1 нВт падает на участок поверхности Земли площадью 1 м² от звезды яркостью в +1,4 звёздной величины.
5⋅10⁻³ ватт	Такую мощность (или близкую к ней) имеет излучение обычных лазерных указок, сравнительно безопасное для человеческого зрения.
1 ватт	Примерная мощность передатчика обычного мобильного телефона.
1⋅10³ ватт	Небольшой обогреватель. Примерная мощность излучения, падающего на 1 м² поверхности Земли от Солнца, находящегося в зените. Средняя годовая мощность, потребляемая одним домашним хозяйством в США (среднее потребление энергии — примерно 8900 кВт•ч/год)^[5].
6⋅10⁴ ватт	Легковой автомобиль с двигателем в 80 лошадиных сил.
1,2⋅10⁷ ватт	Электропоезд Eurostar.
8,212⋅10⁹ ватт	Мощность при пиковых нагрузках крупнейшей в мире АЭС Касивадзаки-Карива (Касивадзаки, Япония).
2,24⋅10¹⁰ ватт	Проектная мощность крупнейшей в мире ГЭС «Три ущелья» (Санься, Китай).
10¹² ватт	Пиковая мощность среднего удара молнии.
1,9⋅10¹² ватт	Средняя оценочная электрическая мощность, потреблявшаяся человечеством в 2007 году^[6].
1,5⋅10¹⁵ ватт	Рекордная мощность импульсного лазерного излучения, достигнутая на установке Nova в 1999 году^[7]. Энергия в импульсе составляла 660 Дж, длительность импульса — 440⋅10⁻¹⁵ с.
1,74⋅10¹⁷ ватт	Исходя из среднего значения облучённости на поверхности Земли в 1,366 кВт/м²^[8] общий поток солнечного излучения на поверхности Земли составляет примерно 174 ПВт. Если бы Земля не переизлучала эту энергию в пространство, она становилась бы массивнее на 1,94 кг каждую секунду.
3,828⋅10²⁶ ватт	Полная мощность излучения Солнца оценивается учёными в 382,8 ИВт, что более чем в два миллиарда раз больше, чем мощность излучения, падающего на поверхность Земли. Другими словами, вследствие термоядерных реакций в центре Солнца наше светило ежесекундно теряет массу в размере 4 260 000 тонн^[9].

Разница между понятиями киловатт и киловатт-часПравить

Из-за схожих названий киловатт и киловатт-час часто путают в повседневном употреблении, особенно когда это относится к бытовым электроприборам. Следует, однако, учитывать, что это две различных единицы измерения, относящиеся к различным физическим величинам. В ваттах и киловаттах измеряется мощность — скорость изменения (передачи, преобразования, потребления) энергии. В то же время ватт-час и киловатт-час являются единицами измерения самой энергии (работы). В ватт-часах и киловатт-часах выражается энергия, произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) за определённое время. Если мощность прибора постоянна, то произведённая (переданная, преобразованная, потреблённая) прибором энергия равна произведению мощности прибора на время работы прибора.

Например, если лампочка мощностью 100 Вт работала на протяжении 1 часа, то она потребила (входящая энергия) и выделила в виде света и тепла (исходящая энергия) 100 Вт·ч или 0,1 кВт·ч. 40-ваттная лампочка потребит (выделит) такое же количество энергии за 2,5 часа. Сказанное справедливо и для производимой электроэнергии. Так, мощность электростанции измеряется в киловаттах (мегаваттах), но количество поставленной потребителям в течение некоторого времени электроэнергии равно произведению мощности электростанции на упомянутое время и выражается в киловатт-часах (мегаватт-часах).

Сказанное справедливо для любого вида энергии: электрической, тепловой, механической, электромагнитной и так далее.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 26—27. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
↑ Resolution 12 of the 11th CGPM (неопр.). BIPM. Дата обращения: 15 ноября 2018. Архивировано 14 мая 2013 года.
↑ Ватт (неопр.). Физическая энциклопедия. Дата обращения: 3 апреля 2010. Архивировано 27 января 2012 года.
↑ Unicode Consortium. The Unicode Standard 12.0 – CJK Compatibility ❰ Range: 3300—33FF ❱ (неопр.). Unicode.org (2019). Дата обращения: 24 мая 2019. Архивировано 1 сентября 2021 года.
↑ The Physics Factbook (англ.). Дата обращения: 17 февраля 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
↑ International Energy Statistics (англ.). U.S. Energy Information Administration. Архивировано 22 августа 2011 года.
↑ M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses (англ.) // Optics Letters. — 1999. — Vol. 24, no. 3. — P. 160—162.
↑ Construction of a Composite Total Solar Irradiance (TSI) Time Series from 1978 to present (англ.). Дата обращения: 5 октября 2005. Архивировано 22 августа 2011 года.
↑ Williams D. R. Sun Fact Sheet (англ.). NASA Goddard Space Flight Center (29 февраля 2016). Дата обращения: 7 июня 2016. Архивировано 27 мая 2020 года.

[1] Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 26—27. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.

[2] Resolution 12 of the 11th CGPM (неопр.). BIPM. Дата обращения: 15 ноября 2018. Архивировано 14 мая 2013 года.

[3] Ватт (неопр.). Физическая энциклопедия. Дата обращения: 3 апреля 2010. Архивировано 27 января 2012 года.

[Unicode-U3300-4] Unicode Consortium. The Unicode Standard 12.0 – CJK Compatibility ❰ Range: 3300—33FF ❱ (неопр.). Unicode.org (2019). Дата обращения: 24 мая 2019. Архивировано 1 сентября 2021 года.

[5] The Physics Factbook (англ.). Дата обращения: 17 февраля 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.

[6] International Energy Statistics (англ.). U.S. Energy Information Administration. Архивировано 22 августа 2011 года.

[7] M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses (англ.) // Optics Letters. — 1999. — Vol. 24, no. 3. — P. 160—162.

[TSI-8] Construction of a Composite Total Solar Irradiance (TSI) Time Series from 1978 to present (англ.). Дата обращения: 5 октября 2005. Архивировано 22 августа 2011 года.

[9] Williams D. R. Sun Fact Sheet (англ.). NASA Goddard Space Flight Center (29 февраля 2016). Дата обращения: 7 июня 2016. Архивировано 27 мая 2020 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]