와트
제임스 와트는 광산과 방앗간 주인들에게 증기 기관을 팔았다. 그는 기관 한 대가 말 몇 마리를 대신하는지 구매자에게 설명해야 했다. 와트는 말이 원을 그리며 방아를 돌리는 모습을 보고 1분 동안의 일을 계산했다. 33 000피트파운드가 나왔다. 그는 이 기준을 마력이라고 불렀다.
마력은 힘이 아니라 일률, 곧 단위 시간에 하는 일의 양이다. 백 년 뒤 일률의 단위에 와트 자신의 이름이 붙었다. 1와트는 1초에 1줄이다. 와트의 마력은 거의 746와트이고, 쉬고 있는 사람은 약 100와트를 쓴다.
| 기호 | W |
| 정의 | 초당 줄 · J/s · kg·m²·s⁻³ · 볼트 곱하기 암페어 |
| 기준값 | 1 hp — 745.699 87 W · 1 PS — 735.498 75 W · 1 kW로 1시간 — 3.6 MJ |
| 도입 | 1882년, 영국 과학진흥협회 · 1960년부터 SI |
| 규격 | ISO 80000-4 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| 대표 값 | 100 W — 쉬는 사람 · 746 W — 1마력 · 1 GW — 원자력 발전소 1기 |
01 · 정의
1초에 1줄
일률 P는 일이 얼마나 빨리 이루어지고 에너지가 얼마나 빨리 전달되는지 보여 준다. 1와트는 1초에 1줄이다. 같은 일을 약한 모터는 1시간에, 강한 모터는 1분에 할 수 있다. 일은 같고 일률이 다르다.
전기에서 전력은 전압과 전류의 곱이다. 230 V 전구에 0.26 A의 전류가 흐르면 60 W를 쓴다. 여기서 익숙한 킬로와트시가 나온다. 1킬로와트 기기를 1시간 쓰면 3.6 MJ의 에너지가 든다.
백열전구의 와트는 어디로 가는가
전구 네 개가 똑같이, 약 800 lm으로 빛난다. 막대의 높이는 전구가 전원에서 가져가는 전력이다. 노란 부분은 눈에 보이는 빛이 되고, 빨간 부분은 열이다. 슬라이더로 하루에 몇 시간 켜는지 정한다. 아래는 1년 동안의 소비량이다.
와트는 에너지를 쓰는 빠르기이고, 킬로와트시는 에너지 그 자체다. 속력과 이동 거리의 관계와 같다. 2 kW 전기 주전자는 3분 동안 0.1 kWh를 쓴다. 9 W LED 전구가 같은 0.1 kWh를 쓰려면 11시간이 걸린다.
누가 양동이를 더 빨리 끌어올릴까: 사람, 말, 아니면 와트의 기계
깊이 50 m의 똑같은 수갱 두 개. 각각 같은 짐을 실은 양동이가 있고, 위에는 도르래가 달린 탑, 옆에는 드럼이 달린 동력이 있다. 수갱마다 동력을 고르자. 끌어올리는 일은 같고, 시간은 일률에만 달려 있다. 장면의 시간은 빠른 권양기가 6초 만에 끝나도록 빨리 돌렸다. 수갱 위의 시계는 실제 인양 시간을 보여 준다. 오른쪽에는 로그 눈금 전력계 두 대가 있다.
동력을 고르고 누가 먼저 양동이를 끌어올리는지 보자.
02 · 환산
| 단위 | 값 | 어디서 만나는가 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
마력에는 여러 가지가 있다: 영국 마력 745.7 W, 프랑스 마력 735.5 W, 전기 마력 746 W.
12 000 BTU/h 에어컨은 약 3.5 kW의 열을 빼내지만 전원에서는 그 3분의 1만 가져간다.
보일러 마력은 9.8 kW로, 보통 마력의 13배다.
03 · 크기의 차수
04 · 측정 기기
05 · 표기 규칙
06 · 이웃 단위
07 · 역사 부문
마력에는 여러 가지가 있다. 영국 마력은 와트에 따르면 분당 33 000피트파운드, 곧 745.699 87 W이다. 프랑스 마력은 초당 75킬로그램힘미터, 곧 735.498 75 W이다. 전기 마력은 정확히 746 W이다. 보일러 마력은 증기 보일러를 나타냈고 약 9.8 kW이다.
와트 자신은 기준에 여유를 두었다. 방앗간의 말은 더 느리게 일했지만, 기계를 산 사람이 손해를 보아서는 안 되었다. EU 문서에서는 엔진 출력을 킬로와트로 쓰고, 마력은 괄호 안에서만 허용된다.
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