Watt
Odvodená jednotka SI · veličina: výkon, tok energie
01 · Definícia
Výkon, pri ktorom sa za sekundu spotrebuje jeden joule energie. Nie množstvo, ale tempo: watt odpovedá na otázku „ako rýchlo“, nie „koľko“.
Rozdiel medzi wattom a watthodinou je najčastejšia zámena v domácej energetike. Kanvica s výkonom dvetisíc wattov energiu „neobsahuje“, spotrebúva ju určitou rýchlosťou; koľko sa spotrebovalo, ukáže elektromer v kilowatthodinách. Tú istú prácu možno urobiť rýchlo veľkým výkonom alebo pomaly malým: liter vody uvarí aj kanvica za tri minúty, aj slabý ponorný varič za pol hodiny, a energie padne rovnako. Odtiaľ pravidlo: výkon rozhoduje o čase, energia rozhoduje o účte.
Výkon spotrebiča hovorí, ako rýchlo energia tečie; elektromer počíta, koľko jej pritieklo. Preto osemwattová LED žiarovka a šesťdesiatwattová žiarovka svietia rovnako, ale za mesiac dajú iné čísla na účte. Z rovnakého dôvodu sa kapacita akumulátora udáva vo watthodinách, a nie vo wattoch: batéria uchováva množstvo a vydáva ho takou rýchlosťou, akú si záťaž vyžiada.
02 · Prevod
Watty, konské sily, kalórie za hodinu
Konské sily sú dve: metrická so sedemsto tridsiatimi piatimi a pol wattu a britská so sedemsto štyridsiatimi šiestimi. Rozdiel je asi poldruha percenta a v údajoch automobilov je badateľný.
James Watt odvodil konskú silu z pozorovania koní v pivovare: prijal, že kôň zdvihne tridsaťtri tisíc libier o stopu za minútu, a predával parné stroje porovnaním s týmto číslom. Miera sa ukázala štedrá — skutočný kôň toľko dlho nevydrží. Metrická konská sila sa objavila neskôr ako sedemdesiatpäť kilogrammetrov za sekundu a s britskou sa nezhoduje.
| Jednotka | Názov | Hodnota | Kde sa vyskytuje |
|---|---|---|---|
| W | watt, jednotka SI | 1 | domácnosť a veda |
| kW | kilowatt | 0,001 | motory, vykurovanie |
| MW | megawatt | 1·10⁻⁶ | priemysel, elektrárne |
| GW | gigawatt | 1·10⁻⁹ | bloky, elektrizačné sústavy |
| mW | miliwatt | 1000 | elektronika, lasery |
| J/s | joule za sekundu | 1 | to isté ako watt |
| k | konská sila metrická | 0,0014 | technické preukazy v Európe |
| hp | konská sila britská | 0,0013 | anglofónna technika |
| kcal/h | kilokalória za hodinu | 0,8598 | tepelný výkon kotlov |
| BTU/h | britská tepelná jednotka za hodinu | 3,41 | klimatizácie a ohrievače |
| kp·m/s | kilopondmeter za sekundu | 0,102 | staršie mechanické výpočty |
| erg/s | erg za sekundu, sústava CGS | 1·10⁷ | astrofyzika, svietivosti |
Joule za sekundu a watt sú to isté. Prúd je vypočítaný pre odporovú záťaž pri účinníku rovnom jednej; pri motoroch a spínaných zdrojoch bude vyšší
03 · Rády veličín
od náramkových hodiniek po svietivosť SlnkaJeden watt — nabíjačka v pohotovosti
04 · Meracie prístroje
Čím sa meria výkon
Elektrodynamický prístroj násobí prúd a napätie mechanicky: jedna cievka je zapojená do prerušenia obvodu, druhá paralelne k záťaži. Ručička hneď ukazuje činný výkon a započítava fázový posun bez akýchkoľvek opráv.
Motor sa zaťaží brzdou, zmeria sa moment na hriadeli a otáčky, vynásobia — a vyjde výkon. Práve tak vznikajú čísla v technickom preukaze; na valcovej skúšobni pribudnú straty prevodovky a výsledok vyjde nižšie než továrenský.
Termočlánková batéria s načiernením povrchom pohltí lúč celý a dáva napätie úmerné tepelnému toku. Rozsah siaha od miliwattov laboratórneho lasera po kilowatty priemyselného rezania.
Pod sklenenou kupolou termočlánková batéria porovnáva ohrev čiernej a bielej plôšky a udáva hustotu toku vo wattoch na meter štvorcový. Za jasného poludnia prístroj ukazuje okolo tisíc — a práve to je strop pre každý solárny panel pod ním.
05 · Pravidlá zápisu
Veľké W bez bodky
Značka je odvodená od priezviska, a preto je veľká, kým názov v texte sa píše malým písmenom: watt, ale W. Predpona kilo malým písmenom, mega a giga veľkými. Ruská značka je Вт.
Tretí príklad mýli výkon s energiou: spotrebovať možno kilowatthodiny, kým kilowatt je rýchlosť spotreby. Watthodina sa píše s násobiacou bodkou a s medzerou za číslom. Konské sily sa v technickej dokumentácii neodporúčajú, ale v technickom preukaze vozidla zostávajú: v mnohých krajinách sa podľa nich počíta daň a v doklade stoja obe čísla.
06 · Susedné jednotky
Joule delený sekundou dáva watt; watt násobený hodinou vracia energiu. Voltampér má ten istý rozmer, no je to iná veličina.
V susedných listoch Simetria: joule ako energia a kilowatthodina ako jej domáca jednotka, voltampér a var pre výkon striedavého prúdu, konská sila pre techniku a lumen — svetelný tok, ktorý sa často mýli s elektrickým príkonom žiarovky.
07 · Historický oddiel
Ako sa naučili porovnávať stroj s koňom
James Watt musel kupcom vysvetliť, koľko koní jeho stroj nahradí. Zmeral prácu koní pri žentúri a stanovil konskú silu na tridsaťtri tisíc stopolibier za minútu, s rezervou v prospech kupujúceho.
Kontinentálna Európa previedla tú istú myšlienku do svojich jednotiek: sedemdesiatpäť kilogrammetrov za sekundu. Číslo vyšlo iné, názov zostal ten istý, a odvtedy v údajoch motorov žijú vedľa seba dve konské sily.
Medzinárodný kongres elektrotechnikov ustálil watt pre elektrický výkon a pomenoval ho po Wattovi. Tak dal vynálezca parného stroja meno jednotke, ktorou sa merajú žiarovky a transformátory.
Kupujúci desaťročia vyberal žiarovku podľa wattov, zvyknutý, že šesťdesiat znamená známy jas. S diódami sa táto súvislosť rozpadla: to isté svetlo dáva osem wattov, a na obal sa museli tlačiť lúmeny.
Watt sa stal jednotkou, cez ktorú je určený kilogram
Výkon dlho platil za veličinu čisto úžitkovú, kým sa neocitol v základoch metrológie hmotnosti. Wattové váhy, ktoré vymyslel Bryan Kibble v sedemdesiatom piatom roku, vyvažujú tiaž závažia silou pôsobiacou na cievku v magnetickom poli a v dvoch režimoch merania porovnávajú mechanický výkon s elektrickým. Elektrický sa pritom vyjadruje cez kvantové javy Josephsonov a Hallov, teda cez Planckovu konštantu. Po revízii sústavy v roku dvetisícdevätnásť bola konštanta stanovená číslom a váhy začali pracovať opačne: kilogram už nemerajú, ale ho uskutočňujú. Prístroj premenovali na Kibbleove váhy, no princíp zostal ten istý — rovnosť dvoch výkonov, mechanického a elektrického, vyjadrených v tých istých wattoch.
Katalóg · meracie jednotky
List pre každú veličinu
Sedem základných jednotiek SI, dvadsaťdva odvodených s vlastnými názvami a jednotky mimo sústavy, bez ktorých sa nezaobíde technika ani bežný život. Každá má svoj list: definícia, prevod, prístroje, pravidlá zápisu. V 28 jazykoch.
Odvodené jednotky SI s vlastným názvom
otvorený list wattuZákladné jednotky SI
terakotou — kilogram, meter a sekunda, z ktorých je watt zloženýJednotky mimo SI
terakotou — jednotky výkonu a energieJazyk listu
28 jazykov. Značka W je medzinárodná, ale zvyčajná miera výkonu motora sa líši: metrické konské sily v Európe, britské v USA, kilowatty v dokladoch.