Ватт — единица измерения мощности¶

Ватт (символ: Вт, международное обозначение: W) — единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ). Один ватт равен мощности, при которой за одну секунду совершается работа в один джоуль. Ватт применяется для измерения мощности механических, электрических, тепловых и иных систем, а также интенсивности потоков энергии.

¶История

Единица названа в честь шотландского инженера и изобретателя Джеймса Ватта (1736—1819), внёсшего значительный вклад в совершенствование паровой машины. Ватт разработал метод сравнения мощности паровой машины с мощностью тягловых лошадей, что привело к введению понятия «лошадиная сила».

Впервые термин «ватт» был предложен Великобританской ассоциацией содействия развитию науки в 1889 году. В 1908 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) утвердила ватт как единицу электрической мощности. В 1960 году, на 11-й Генеральной конференции по мерам и весам, ватт был официально принят в качестве единицы мощности в системе СИ.

¶Определение и размерность

В системе СИ ватт выражается через базовые единицы следующим образом:

1 Вт = 1 кг·м²/с³ = 1 Дж/с = 1 Н·м/с

То есть один ватт соответствует мощности, при которой за одну секунду совершается работа в один джоуль, либо мощности, создающей усилие в один ньютон при перемещении точки приложения силы на один метр за одну секунду.

Ватт является производной единицей СИ и не имеет собственного определения, зависящего от конкретного физического явления, что позволяет применять его универсально.

¶Кратные и дольные единицы

Для удобства использования вводятся кратные и дольные единицы ватта:

Наиболее распространены киловатт (1000 ватт) и мегаватт (1 000 000 ватт). В бытовой технике и электроприборах мощность обычно указывается в ваттах или киловаттах. В промышленности и энергетике применяются мегаватты и гигаватты.

¶Ватт и лошадиная сила

Ватт тесно связан с единицей «лошадиная сила» (л. с.), которая исторически использовалась для измерения мощности двигателей. Существует несколько разновидностей лошадиных сил:

• метрическая лошадиная сила ≈ 735,5 Вт;
• механическая (имперская) лошадиная сила ≈ 745,7 Вт;
• электрическая лошадиная сила = 746 Вт.

В России и большинстве стран, использующих метрическую систему, применяется метрическая лошадиная сила, равная 735,5 ватта. При этом ватт является предпочтительной и официальной единицей мощности в научной и технической литературе.

¶Применение

¶Электротехника и энергетика

Ватт и его кратные единицы используются для измерения мощности электрических машин, генераторов, трансформаторов, электродвигателей. Мощность электроприборов (ламп, компьютеров, бытовой техники) указывается в ваттах. Электрическая мощность рассчитывается по формулам:

• для постоянного тока: P = U·I (напряжение, умноженное на силу тока);
• для переменного тока: P = U·I·cos φ, где cos φ — коэффициент мощности.

¶Механика

В машиностроении мощность двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и турбин измеряется в ваттах и кратных единицах. Мощность характеризует скорость совершения механической работы.

¶Акустика

Мощность звукового излучателя (динамика, громкоговорителя) измеряется в ваттах. Однако субъективная громкость звука зависит не только от мощности излучателя, но и от чувствительности, частотной характеристики и условий воспроизведения.

¶Теплотехника

Мощность отопительных приборов, котлов и кондиционеров выражается в ваттах или киловаттах. Для измерения тепловых потоков также используются производные единицы: ватт на квадратный метр (Вт/м²) — плотность потока энергии.

¶Ядерная физика и радиотехника

В физике элементарных частиц мощность излучения ускорителей и мощность источников излучения выражаются в ваттах. В радиотехнике мощность передатчиков измеряется в ваттах или дБм (децибелах относительно одного милливатта).

¶Ватт в других системах единиц

В системе СГС ватт не является базовой единицей, но может быть выражен через неё. В английской системе мер мощность традиционно измеряется в лошадиных силах, фут-фунтах в секунду и других единицах, однако ватт применяется и в англоязычных странах, особенно в электротехнике.

¶Интересные факты

• Мощность человеческого организма в состоянии покоя составляет около 80—100 ватт, а при интенсивной физической нагрузке может достигать нескольких сотен ватт.
• Мощность обычной лампы накаливания составляет 40—100 ватт, тогда как светодиодная лампа обеспечивает сопоставимую светоотдачу при мощности 8—15 ватт.
• Солнечная постоянная — мощность солнечного излучения на единицу площади в верхних слоях атмосферы — составляет около 1361 Вт/м².

¶Источники

• Международная система единиц (СИ), справочник, Госстандарт России
• Физический энциклопедический словарь, т. 1, М.: Советская энциклопедия, 1983
• ГОСТ 8.417-2002. Единицы измерения величин
• БСЭ, статья «Ватт»