Effekt
Den här artikeln behöver källhänvisningar för att kunna verifieras. (2018-12) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan. |
Effekt anger inom fysiken den mängd energi som omvandlas per tidsenhet.
Effekt | |
Glödlampor kategoriseras efter sin effekt, det vill säga sin energiförbrukning per tidsenhet | |
Grundläggande | |
---|---|
Definition | Mängden energi som omvandlas per tidsenhet |
Enheter | |
SI-enhet | W |
SI-dimension | M·L2·T–3 |
CGS-enhet | erg·s–1 = 10–7 W |
CGS-dimension | M·L2·T–3 |
Effekt betecknas ofta med bokstaven P från engelskans power och kan bland annat yttra sig i form av ett värmeflöde eller mekaniskt arbete. SI-enheten för effekt är watt (W), där en watt motsvarar en energiomvandling på en joule per sekund (W=J/s). Utöver watt finns det ett flertal enheter som betecknar effekt, exempelvis enheten hästkraft, vilket i Sverige motsvarar en effekt på 735,5 watt. Andra länder har liknande storheter, som Pferdestärke (PS) och cheval vapeur (CV).
Om ΔW är den energimängd som omvandlats under tiden Δt, kan medeleffekten skrivas som
Den momentana effekten är medeleffekten eller gränsvärdet då tidsintervallet Δt går mot 0:
Elektrisk effekt
redigeraLikström och likspänning
redigeraDen momentana effektutvecklingen i en resistor är produkten av spänningen över komponenten och den elektriska strömmen genom komponenten:
Enligt Ohms lag gäller
vilket ger
där I är momentana strömmen i ampere (A) och U är momentana spänningen i volt (V) och där R är komponentens resistans i ohm (Ω).
Sinusformad växelström och växelspänning
redigeraFör periodiska strömmar och spänningar beräknas medelvärdet av dessa som det kvadratiska medelvärdet vilket kallas växelstorhetens effektivvärde och växelstorheterna kan därigenom representeras av en konstant (effektivvärdet).
Den medeleffekt som utvecklas i ett elektriskt motstånd (resistor), är proportionell mot produkten av effektivvärdena för den sinusformade spänningen över komponenten och den sinusformade strömmen genom komponenten. Medeleffekten kallas även aktiv effekt (den effekt som förbrukas) och skiljer sig från den skenbara effekten S = UI genom förekomsten av effektfaktorn som antar värden vars belopp är mindre än 1 om fasförskjutning föreligger mellan spänning och ström:
där U är den sinusformade växelspänningens effektivvärde i volt (V) och I är den sinusformade växelströmmens effektivvärde i ampere (A) och är fasskillnaden mellan spänning och ström.
Ovanstående gäller för specialfallet sinusformad spänning och ström, men
gäller alltid.
För effekt i trefassystem, se artikel om trefas.
Mekanisk effekt
redigeraEffekt i mekaniska system beror av en kombination av krafter och rörelser. I synnerhet är mekanisk effekt produkten av en kraft på ett föremål och föremålets hastighet, eller produkten av ett vridmoment på en axel och axelns vinkelhastighet.
Mekanisk effekt kan också beskrivas som arbetets tidsderivata. Om ett mekaniskt arbete uträttas genom att en kraft F verkar på ett objekt som rör sig längs en kurva C, ges arbetet av linjeintegralen
där x definierar C och v är hastigheten längs denna kurva.
Om kraften F kan härledas från en potential och genom att tillämpa gradientteoremet (gradient theorem) erhålls
där A och B är ändpunkterna för den kurva längs vilken arbete uträttas.
Effekten i varje punkt längs kurvan C är tidsderivatan
Observera att [ ] representerar skalärprodukt och ej multiplikation.[1]
I en dimension, kan detta förenklas till
Tecknet [ ] representerar här multiplikation.[1]
För roterande system är effekten produkten av vridmomentet τ och rotationshastigheten ω enligt
där mäts i radianer per sekund. Observera att [ ] representerar skalärprodukt och ej multiplikation.
För pneumatiska system, sådana som pneumatiska pumpar, ges effekten av
där är trycket angivet i pascal (N/m2) och är flödeshastigheten (m3/s).
Se även
redigeraKällor
redigera- ^ [a b] Nicholas, Apazidis (på svenska). Mekanik 1 Statik och partikeldynamik (2:4). Lund: Studentlitteratur AB. sid. 250-251. ISBN 978-91-44-08910-2
Externa länkar
redigera- Wikimedia Commons har media som rör Effekt.
- Power from The Physics Hypertextbook
- Tony R. Kuphaldt: Lessons In Electric Circuits -- Volume II: Power factor. Power in resistive and reactive AC circuits