Calcul de la puissance de sortie

Teneur

Pas
Des astuces

La puissance est un concept physique qui a des significations différentes selon le contexte et les données disponibles. La puissance peut être une mesure de la quantité de travail que quelqu`un ou quelque chose fait au fil du temps. Dans un second contexte, la puissance peut être calculée en fonction de la vitesse (à quelle vitesse vous pouvez faire bouger un poids). Enfin, la puissance électrique est le produit de la tension et du courant. Si vous connaissez le contexte et que vous savez par quelles données commencer, vous pouvez choisir la bonne formule et calculer la puissance.

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Méthode 1 sur 3: Calcul de la puissance mécanique en fonction du travail

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 01

1. Calculer le travail. En mécanique, le travail est la quantité de force nécessaire pour déplacer quelque chose sur une certaine distance. La formule du travail est :

$la main d`oeuvre = Puissance * Distance$ ${displaystyle {text{Travail}}={text{Force}}*{text{Distance}}}$
Pour comprendre ce concept, considérons un bloc de ciment de 100 kilos. Déplacer ce bloc sur deux mètres nécessite deux fois plus de travail que déplacer le même bloc sur un mètre. C`est aussi la même quantité de travail qu`il faut pour déplacer un bloc de 200 livres sur un demi-mètre.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 02

2. Définir la force mécanique. La puissance est la vitesse à laquelle le travail est effectué au fil du temps. La formule de base pour définir la puissance est :

Pouvoir = \frac{la main d`oeuvre}{Temps}

${displaystyle {text{Power}}={frac {text{Labour}}{text{Time}}}}$

Repensez au bloc de ciment de 100 kilos. Déplacer ce bloc de deux mètres en 10 secondes nécessite deux fois plus de force que déplacer le même bloc de la même distance en 20 secondes. Déplacer le même objet plus rapidement nécessite plus de force.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 03

3. Déterminez les unités que vous utilisez pour le travail et la puissance. Vous afficherez généralement le travail et la puissance en unités métriques, pas en unités impériales.

L`unité impériale pour le travail est le `pied-livre`. C`est le produit de la distance en pieds par la force en livres. L`unité de force vient de la division par le temps, en secondes. L`unité de puissance est le "pied-livre par seconde". Un terme plus familier est le « cheval-vapeur », qui est défini comme 550 pieds-livres par seconde.

1 puissance = 550 \frac{pieds-livres}{seconde.}

${displaystyle 1{text{Horsepower}}=550{frac {text{ foot-pounds}}{text{sec.}}}}$

L`unité métrique du travail est le joule. Un joule est égal à un newton-mètre, qui est la quantité de travail nécessaire pour déplacer 1 newton sur une distance de 1 mètre. Si vous divisez le travail par le temps, vous obtenez de la puissance, mesurée en joules par seconde. C`est aussi ce qu`on appelle un Watt.

1 Watt = 1 \frac{Joules}{seconde.} = 1 \frac{Newton-mètre}{seconde.}

${displaystyle 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec.}}}=1{frac {text{ Newton-Meter}}{text{ seconde.}}}}$

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 04

4. Collecter les données disponibles. Que vous résolviez un problème de physique en classe ou que vous calculiez la puissance réelle d`un exemple du monde réel, vous devez d`abord rassembler certaines informations. Vous pouvez trouver les informations dont vous avez besoin en consultant les unités.

Par exemple, supposons que vous vouliez calculer le problème suivant : Un étudiant faisant des tractions à la barre soulève son corps de 60 kg (600 N) sur 0,5 m en 2 secondes. Quelle force l`élève exerce-t-il ??

Puissance = 600 kg

${displaystyle {text{Force}}=600{text{ kg}}}$

Distance = 0, 5 m

${displaystyle {text{Distance}}=0,5{text{ m}}}$

Temps = 2 seconde.

${displaystyle {text{Time}}=2{text{ sec.}}}$

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 05

5. Multipliez la puissance par la distance et divisez le produit par le temps. Que ce soit dans le système métrique ou dans le système impérial, une fois que vous avez collecté les données de puissance, de distance et de temps, appliquez-les à la formule pour trouver la puissance mécanique.

Pouvoir = Puissance * Distance Temps

${displaystyle {text{Power}}={frac {{text{Power}}*{text{Distance}}}{text{Time}}}}$

Pouvoir = 600 N * 0, 5 cm 2 seconde.

${displaystyle {text{Power}}={frac {600{text{ N}}*0,5{text{cm}}}{2{text{sec}}}}}$

Pouvoir = 300 N-m 2 seconde.

${displaystyle {text{Power}}={frac {300{text{ N-m}}}{2{text{sec}}}}}$

Pouvoir = 150 \frac{N-m}{seconde.}

${displaystyle {text{Power}}=150{frac {text{ N-m}}{text{sec}}}}$

Étant donné qu`une puissance équivaut à 736 N-m (ou 736 watts), cela équivaut à peu près à un cinquième de puissance.

Méthode 2 sur 3: Calcul de la puissance mécanique en fonction de la vitesse

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 06

1. Réécrire la formule du pouvoir. La formule originale du pouvoir se concentre sur le travail, en tant que force multipliée par la distance, divisée par le temps qu`il faut pour faire ce travail. Une autre façon de considérer les mêmes composants est la suivante :

$Pouvoir = Puissance * \frac{Distance}{Temps}$ ${displaystyle {text{Power}}={text{Power}}*{frac {text{Distance}}{text{Time}}}}$
En regroupant les termes de cette manière, vous devez reconnaître que $\frac{Distance}{Temps}$ ${displaystyle {frac {text{Distance}}{text{Time}}}}$ une autre façon est d`afficher la vitesse. Vous pouvez donc conclure que :
$Pouvoir = Puissance * Vitesse$ ${displaystyle {text{Puissance}}={text{Puissance}}*{text{Vitesse}}}$
Prendre une voiture de 1000 kilos. Déplacer cette voiture à une vitesse de 50 km/h prend deux fois plus de puissance que déplacer la même voiture à une vitesse de 25 km/h.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 07

2. Inverser les unités si besoin. Les unités de puissance sont généralement calculées en Watts (c`est-à-dire en Joules/sec. ou Newton-mètres par seconde -- ou en chevaux ou livres-pieds par seconde. N`oubliez pas que 1 hp = 550 ft-lb/sec ou 736 N-m. Si vous présentez des données de situation ou de problème dans différentes unités, vous devez les convertir. Certains des facteurs de conversion les plus utiles sont :

1 mile = 5280 pieds

1 heure = 60 minutes = 3600 secondes

1 kg = 9,8 N (force)

Pour le problème avec la voiture en mouvement, les données sont fournies en miles, heures et kg. Vous devez convertir 50 miles en 50*5280=264.000 pieds, conversion des heures en 3600 secondes. Ensuite, vous pouvez reformuler le problème en calculant la force de déplacement d`une voiture de 1000 kg à une vitesse de 264.000/3.600 = 73,33 pieds par seconde.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 08

3. Multiplier la force par la vitesse. Lorsque vos données ont les bonnes unités, vous pouvez calculer la puissance comme le produit de la force par la vitesse. Pour le problème de la voiture cela devient :

Pouvoir = Puissance * Vitesse

${displaystyle {text{Puissance}}={text{Puissance}}*{text{Vitesse}}}$

Pouvoir = 2000 livres sterling * 73.33 \frac{pieds}{seconde}

${displaystyle {text{Power}}=2000{text{ livres}}*73.33{frac {text{ feet}}{text{sec}}}}$

Pouvoir = 146.660 \frac{pieds-livres}{seconde}

${displaystyle {text{Power}}=146,660{frac {text{foot-pounds}}{text{sec}}}}$

Vous pouvez écrire cela en tant que puissance de la voiture ou convertir cela en puissance en divisant par 550.

Pouvoir = 146.660 / 550 = 266.65 puissance

${displaystyle {text{Power}}=146.660/550=266.65{text{ Horsepower}}}$

Le moteur a exercé une puissance de 266,65 chevaux pour déplacer la voiture de 1 000 livres à une vitesse de 75 km/h.

Méthode 3 sur 3: Calcul de la puissance électrique

Image intitulée Calculate Power Output Step 09

1. Mesurer la tension du circuit. La tension d`un circuit est analogue à la force exercée dans un mouvement mécanique. La tension indique la quantité de charge électrique transportée dans un circuit. Tout comme déplacer un bloc de ciment lourd nécessite une grande force mécanique, déplacer une haute tension nécessite une grande force électrique. La tension est mesurée en unités de Volt, en abrégé V. Dans les équations, la tension est représentée par le symbole E.

Lorsque vous lisez le schéma d`un circuit, la tension est écrite quelque part sur le schéma. Si vous construisez un vrai circuit, la tension est la puissance provenant de la source de la batterie. Par exemple, une seule batterie de 9 volts fournit 9 volts au circuit.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 10

2. Mesurer le courant dans le circuit. Le courant d`un circuit électrique est analogue à la vitesse appliquée dans un mouvement mécanique. Le courant indique à quelle vitesse la charge est conduite à travers le circuit. Le courant est mesuré en unités appelées Ampère, abrégé en Ampère ou simplement A. Dans les calculs, le courant est symbolisé par la lettre majuscule I.

Le courant peut être mesuré directement à l`aide d`un ampèremètre. Alternativement, le problème auquel vous faites face peut simplement indiquer le nombre d`ampères dans le circuit.

Par exemple, un circuit qui transporte un courant de 4 ampères déplacera la charge deux fois plus vite qu`un circuit qui transporte un courant de seulement 2 ampères.

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 11

3. Définir la puissance électrique. Tout comme la puissance au sens mécanique peut être définie comme la quantité de travail effectué au fil du temps, la puissance électrique est également une quantité de travail effectué au fil du temps. Cependant, dans l`énergie électrique, le travail calculé est le travail des électrons en mouvement à travers un circuit électrique. Un circuit qui déplace plus d`électrons ou qui bouge plus vite aura donc plus de puissance.

L`unité de puissance électrique est le Watt. Il est calculé comme suit :

Pouvoir = Ampère * Tension

${displaystyle {text{Puissance}}={text{Ampère}}*{text{Tension}}}$

p = je E

${style d`affichage P=IE}$

Image intitulée Calculer la puissance de sortie, étape 12

4. Calculer la puissance d`un circuit. Supposons qu`un certain circuit électrique ait un courant de 6 ampères et une charge de 18 volts. Pour calculer la puissance dans le circuit, vous devez multiplier comme suit:

Pouvoir = Ampère * Tension

${displaystyle {text{Puissance}}={text{Ampère}}*{text{Tension}}}$

Pouvoir = 6 * 18 = 108 W une t t

${displaystyle {text{Power}}=6*18=108Watt}$

Des astuces

Il est essentiel dans les calculs de main-d`œuvre et de puissance que vous écriviez les unités de vos données dans vos calculs. Par exemple, si vous vous retrouvez avec un mètre par Newton, alors vous remarquez que vous avez divisé alors que vous auriez dû multiplier, car la bonne unité est N-m.