Watt
Satuan turunan SI · besaran: daya, aliran energi
01 · Definisi
Daya yang padanya setiap detik dihabiskan satu joule energi. Bukan jumlah melainkan laju: watt menjawab pertanyaan «secepat apa», bukan «sebanyak apa».
Perbedaan antara watt dan watt jam adalah kekeliruan paling sering dalam energi rumah tangga. Ceret dua ribu watt tidak «menyimpan» energi, ia menghabiskannya pada laju tertentu; berapa yang habis akan ditunjukkan meteran dalam kilowatt jam. Pekerjaan yang sama bisa dilakukan cepat dengan daya besar atau lambat dengan daya kecil: seliter air dididihkan ceret dalam tiga menit dan pemanas celup lemah dalam setengah jam, dan energinya sama saja. Dari sini lahir aturan: daya menentukan waktu, energi menentukan tagihan.
Daya sebuah alat menyatakan secepat apa energi mengalir; meteran menghitung berapa banyak yang sudah masuk. Karena itu lampu led delapan watt dan lampu pijar enam puluh watt menyala sama terangnya, tetapi sebulan kemudian memberi angka berbeda pada tagihan. Dengan alasan yang sama kapasitas baterai ditulis dalam watt jam, bukan watt: baterai menyimpan sejumlah energi dan melepasnya pada laju yang diminta beban.
02 · Konversi
Watt, daya kuda, kalori per jam
Daya kuda ada dua: yang metrik tujuh ratus tiga puluh lima koma lima watt dan yang Inggris tujuh ratus empat puluh enam. Selisihnya sekitar satu setengah persen, dan pada spesifikasi mobil terlihat.
James Watt menurunkan daya kuda dari pengamatan atas kuda di sebuah pabrik bir: ia menganggap seekor kuda mengangkat tiga puluh tiga ribu pon setinggi satu kaki dalam satu menit, lalu menjual mesin uap dengan membandingkannya pada angka itu. Ukurannya ternyata murah hati — kuda sungguhan tidak tahan sebanyak itu lama-lama. Daya kuda metrik muncul kemudian sebagai tujuh puluh lima kilogram meter per detik dan tidak berimpit dengan yang Inggris.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| W | watt, satuan SI | 1 | rumah tangga dan ilmu |
| kW | kilowatt | 0,001 | mesin, pemanas ruangan |
| MW | megawatt | 1·10⁻⁶ | industri, pembangkit |
| GW | gigawatt | 1·10⁻⁹ | unit pembangkit, jaringan listrik |
| mW | miliwatt | 1000 | elektronika, laser |
| J/s | joule per detik | 1 | sama saja dengan watt |
| dk | daya kuda metrik | 0,0014 | surat kendaraan di Eropa |
| hp | daya kuda Inggris | 0,0013 | teknik berbahasa Inggris |
| kcal/h | kilokalori per jam | 0,8598 | daya termal ketel |
| BTU/h | satuan termal Britania per jam | 3,41 | pendingin udara dan pemanas |
| kgf·m/s | kilogram gaya meter per detik | 0,102 | perhitungan mekanika lama |
| erg/s | erg per detik, sistem CGS | 1·10⁷ | astrofisika, luminositas |
Joule per detik dan watt adalah hal yang sama. Arus dihitung untuk beban resistif dengan faktor daya sama dengan satu; pada motor dan catu daya sakelar akan lebih besar
03 · Orde besaran
dari arloji sampai luminositas MatahariSatu watt — pengisi daya yang dibiarkan siaga
04 · Alat ukur
Dengan apa daya diukur
Alat elektrodinamik mengalikan arus dengan tegangan secara mekanis: satu kumparan dipasang pada putusnya rangkaian, yang lain sejajar dengan beban. Jarum langsung menunjukkan daya aktif dan sudah memperhitungkan beda fasa tanpa koreksi apa pun.
Mesin dibebani dengan rem, torsi pada poros dan kecepatan putar diukur lalu dikalikan — dan keluarlah dayanya. Persis begitulah angka pada surat kendaraan diperoleh; pada dinamometer rol kerugian transmisi ikut terhitung dan hasilnya jatuh di bawah nilai pabrik.
Termopile berpermukaan hitam menyerap seluruh berkas dan memberi tegangan yang sebanding dengan aliran panas. Rentangnya membentang dari miliwatt laser laboratorium sampai kilowatt pemotongan industri.
Di bawah kubah kaca sebuah termopile membandingkan pemanasan bidang hitam dan bidang putih lalu memberi kerapatan fluks dalam watt per meter persegi. Pada tengah hari yang cerah alat menunjuk sekitar seribu — dan itulah batas bagi panel surya mana pun di bawahnya.
05 · Aturan penulisan
W kapital, tanpa titik
Lambangnya berasal dari nama keluarga, karena itu kapital, sedangkan namanya dalam teks ditulis dengan huruf kecil: watt, tetapi W. Awalan kilo dengan huruf kecil, mega dan giga dengan kapital. Lambang Rusianya Вт.
Contoh ketiga mengelirukan daya dengan energi: yang dapat dihabiskan adalah kilowatt jam, sedangkan kilowatt adalah laju pemakaian. Watt jam ditulis dengan titik perkalian dan dengan spasi setelah angka. Daya kuda tidak dianjurkan dalam dokumen teknis, tetapi tetap ada pada surat kendaraan: di banyak negara pajak dihitung justru menurutnya, dan pada dokumen tercantum kedua angka.
06 · Satuan tetangga
Joule dibagi detik menghasilkan watt; watt dikali satu jam mengembalikan energi. Voltampere berdimensi sama tetapi merupakan besaran lain.
Di lembar-lembar tetangga Simetrium: joule sebagai energi, dan kilowatt jam sebagai satuan sehari-harinya, voltampere dan var untuk daya arus bolak-balik, daya kuda untuk teknik, dan lumen — fluks cahaya, yang kerap dikelirukan dengan daya listrik lampu.
07 · Bagian sejarah
Bagaimana mesin mulai dibandingkan dengan kuda
James Watt harus menjelaskan kepada pembeli berapa ekor kuda yang digantikan mesinnya. Ia mengukur usaha kuda-kuda pada kisaran dan menetapkan daya kuda sebesar tiga puluh tiga ribu kaki-pon per menit, dengan kelonggaran yang menguntungkan pembeli.
Eropa daratan memindahkan gagasan yang sama ke satuannya sendiri: tujuh puluh lima kilogram meter per detik. Angkanya menjadi lain, namanya tetap, dan sejak itu pada spesifikasi mesin hidup berdampingan dua daya kuda.
Kongres Internasional Ahli Listrik menetapkan watt untuk daya listrik dan menamainya menurut Watt. Demikianlah penemu mesin uap memberikan namanya kepada satuan yang dipakai mengukur bola lampu dan transformator.
Selama puluhan tahun pembeli memilih lampu berdasarkan watt, terbiasa bahwa enam puluh berarti terang yang sudah dikenal. Dengan led kaitan itu terurai: cahaya yang sama diberikan delapan watt, dan pada kemasan terpaksa dicetak lumen.
Watt menjadi satuan yang melaluinya kilogram didefinisikan
Daya lama dianggap besaran yang murni terapan, sampai ia berada di dasar metrologi massa. Neraca watt, yang digagas Bryan Kibble pada tahun tujuh puluh lima, menyeimbangkan berat sebuah anak timbangan dengan gaya yang bekerja pada kumparan dalam medan magnet, dan dalam dua modus pengukuran membandingkan daya mekanis dengan daya listrik. Daya listriknya lalu dinyatakan melalui efek kuantum Josephson dan Hall, yakni melalui tetapan Planck. Setelah sistem ditinjau ulang pada dua ribu sembilan belas, tetapan itu dipatok sebagai bilangan, dan neraca mulai bekerja terbalik: ia tidak lagi mengukur kilogram melainkan mewujudkannya. Nama alatnya diubah menjadi neraca Kibble, tetapi asasnya tetap sama — kesamaan dua daya, mekanis dan listrik, yang dinyatakan dalam watt yang sama persis.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
lembar watt terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — kilogram, meter dan detik, yang menyusun wattSatuan di luar SI
warna terakota — satuan daya dan energiBahasa lembar
36 bahasa. Lambang W bersifat internasional, tetapi ukuran daya mesin yang biasa dipakai berbeda: daya kuda metrik di Eropa, yang Inggris di Amerika Serikat, kilowatt dalam surat-surat.