Watt
Unit turunan SI · besaran: kuasa, aliran energi
01 · Takrif
Kuasa yang padanya setiap saat 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. Cerek dua ribu watt tidak «menyimpan» energi, ia menghabiskannya pada laju tertentu; berapa yang habis akan ditunjukkan meter dalam kilowatt jam. Pekerjaan yang sama bisa dilakukan cepat dengan kuasa besar atau lambat dengan kuasa kecil: seliter air dididihkan cerek dalam tiga menit dan pemanas celup lemah dalam setengah jam, dan energinya sama saja. Dari sini lahir aturan: kuasa menentukan waktu, energi menentukan bil.
Kuasa sebuah alat menyatakan secepat apa energi mengalir; meter mengira berapa banyak yang sudah masuk. Kerana itu lampu led lapan watt dan lampu pijar enam puluh watt menyala sama terangnya, tetapi sebulan kemudian memberi angka berbeda pada bil. Dengan alasan yang sama kapasitas baterai ditulis dalam watt jam, bukan watt: baterai menyimpan sejumlah energi dan melepasnya pada laju yang diminta beban.
02 · Penukaran
Watt, kuasa kuda, kalori per jam
Kuasa kuda ada dua: yang metrik tujuh ratus tiga puluh lima perpuluhan lima watt dan yang Inggris tujuh ratus empat puluh enam. Selisihnya sekitar satu setengah persen, dan pada spesifikasi kereta terlihat.
James Watt menurunkan kuasa kuda dari pengamatan atas kuda di sebuah kilang bir: ia menganggap seekor kuda mengangkat tiga puluh tiga ribu paun setinggi satu kaki dalam satu menit, lalu menjual enjin uap dengan membandingkannya pada angka itu. Ukurannya ternyata murah hati — kuda sungguhan tidak tahan sebanyak itu lama-lama. Kuasa kuda metrik muncul kemudian sebagai tujuh puluh lima kilogram meter per saat dan tidak berimpit dengan yang Inggris.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| W | watt, unit SI | 1 | rumah tangga dan ilmu |
| kW | kilowatt | 0.001 | enjin, pemanas ruangan |
| MW | megawatt | 1·10⁻⁶ | industri, pembangkit |
| GW | gigawatt | 1·10⁻⁹ | unit pembangkit, jaringan elektrik |
| mW | miliwatt | 1000 | elektronika, laser |
| J/s | joule per saat | 1 | sama saja dengan watt |
| dk | kuasa kuda metrik | 0.0014 | geran kenderaan di Eropa |
| hp | kuasa kuda Inggris | 0.0013 | teknik berbahasa Inggris |
| kcal/h | kilokalori per jam | 0.8598 | kuasa terma ketel |
| BTU/h | unit termal Britania per jam | 3.41 | pendingin udara dan pemanas |
| kgf·m/s | kilogram gaya meter per saat | 0.102 | pengiraan mekanika lama |
| erg/s | erg per saat, sistem CGS | 1·10⁷ | astrofisika, luminositas |
Joule per saat dan watt adalah hal yang sama. Arus dikira untuk beban resistif dengan faktor kuasa sama dengan satu; pada motor dan catu kuasa suis akan lebih besar
03 · Orde kuantiti
dari jam tangan sampai luminositas MatahariSatu watt — pengisi kuasa yang dibiarkan siaga
04 · Alat pengukur
Dengan apa kuasa diukur
Alat elektrodinamik mengalikan arus dengan tegangan secara mekanis: satu gegelung dipasang pada putusnya litar, yang lain sejajar dengan beban. Jarum langsung menunjukkan kuasa nyata dan sudah memperhitungkan beda fasa tanpa koreksi apa pun.
Enjin dibebani dengan rem, torsi pada poros dan kecepatan putar diukur lalu dikalikan — dan keluarlah kuasanya. Persis begitulah angka pada geran kenderaan diperoleh; pada dinamometer rol kerugian transmisi ikut dikira dan hasilnya jatuh di bawah nilai kilang.
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 · Perperaturan penulisan
W kapital, tanpa titik
Lambangnya berasal dari nama keluarga, kerana 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 kuasa dengan energi: yang dapat dihabiskan adalah kilowatt jam, sedangkan kilowatt adalah laju pemakaian. Watt jam ditulis dengan titik perkalian dan dengan spasi setelah angka. Kuasa kuda tidak dianjurkan dalam dokumen teknis, tetapi tetap ada pada geran kenderaan: di banyak negara pajak dikira justru menurutnya, dan pada dokumen tercantum kedua angka.
06 · Satuan tetangga
Joule dibagi saat menghasilkan watt; watt dikali satu jam mengembalikan energi. Voltampere berdimensi sama tetapi merupakan besaran lain.
Di helaian-helaian tetangga Simetrium: joule sebagai energi, dan kilowatt jam sebagai unit sehari-harinya, voltampere dan var untuk kuasa arus bolak-balik, kuasa kuda untuk teknik, dan lumen — fluks cahaya, yang kerap dikelirukan dengan kuasa elektrik lampu.
07 · Bagian sejarah
Bagaimana enjin mulai dibandingkan dengan kuda
James Watt harus menjelaskan kepada pembeli berapa ekor kuda yang digantikan enjinnya. Ia mengukur kerja kuda-kuda pada kisaran dan menetapkan kuasa kuda sebesar tiga puluh tiga ribu kaki-paun per menit, dengan kelonggaran yang menguntungkan pembeli.
Eropa daratan memindahkan gagasan yang sama ke unitnya sendiri: tujuh puluh lima kilogram meter per saat. Angkanya menjadi lain, namanya tetap, dan sejak itu pada spesifikasi enjin hidup berdampingan dua kuasa kuda.
Kongres Internasional Ahli Elektrik menetapkan watt untuk kuasa elektrik dan menamainya menurut Watt. Demikianlah penemu enjin uap memberikan namanya kepada unit yang dipakai mengukur mentol 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 lapan watt, dan pada kemasan terpaksa dicetak lumen.
Watt menjadi unit yang melaluinya kilogram ditakrifkan
Kuasa lama dianggap besaran yang murni terapan, sampai ia berada di dasar metrologi jisim. Neraca watt, yang digagas Bryan Kibble pada tahun tujuh puluh lima, menyeimbangkan berat sebuah pemberat dengan gaya yang bekerja pada gegelung dalam medan magnet, dan dalam dua modus pengukuran membandingkan kuasa mekanikal dengan kuasa elektrik. Kuasa elektriknya 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 kuasa, mekanis dan elektrik, yang dinyatakan dalam watt yang sama persis.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tidak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan seharian. Masing-masing punya helaiannya: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
helaian watt terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — kilogram, meter dan saat, yang menyusun wattUnit di luar SI
warna terakota — unit kuasa dan energiBahasa helaian
36 bahasa. Lambang W bersifat internasional, tetapi ukuran kuasa enjin yang biasa dipakai berbeda: kuasa kuda metrik di Eropa, yang Inggris di Amerika Serikat, kilowatt dalam surat-surat.