Vat
Izvedena SI jedinica · veličina: snaga, tok energije
01 · Definicija
Snaga pri kojoj se u sekundi potroši jedan džul energije. Nije količina nego tempo: vat odgovara na pitanje „koliko brzo“, a ne „koliko“.
Razlika između vata i vat-časa najčešća je zabuna u kućnoj energetici. Bokal od dve hiljade vati ne „sadrži“ energiju, već je troši određenom brzinom; koliko je potrošeno pokazaće brojilo u kilovat-časovima. Isti posao može se obaviti brzo velikom snagom ili sporo malom: litar vode prokuvaće i bokal za tri minuta i slab potapajući grejač za pola časa, a energije će otići jednako. Otuda pravilo: snaga određuje vreme, energija određuje račun.
Snaga uređaja govori koliko brzo teče energija; brojilo broji koliko je nateklo. Zato ledica od osam vati i sijalica sa žarnom niti od šezdeset svetle jednako, ali za mesec dana daju različite brojeve na računu. Iz istog razloga se kapacitet akumulatora navodi u vat-časovima, a ne u vatima: baterija čuva količinu, a predaje je brzinom koju zatraži potrošač.
02 · Pretvaranje
Vati, konjske snage, kalorije na čas
Konjskih snaga su dve: metrička od sedamsto trideset pet i po vata i britanska od sedamsto četrdeset šest. Razlika je oko procenat i po, i u podacima automobila se primeti.
Džejms Vat je konjsku snagu izveo posmatrajući konje u pivari: uzeo je da konj podiže trideset tri hiljade funti za jednu stopu u minuti, i prodavao je parne mašine poredeći ih s tim brojem. Mera je ispala izdašna — pravi konj toliko dugo ne izdrži. Metrička konjska snaga pojavila se kasnije kao sedamdeset pet kilogram-metara u sekundi i ne poklapa se s britanskom.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| W | vat, SI jedinica | 1 | domaćinstvo i nauka |
| kW | kilovat | 0,001 | motori, grejanje |
| MW | megavat | 1·10⁻⁶ | industrija, elektrane |
| GW | gigavat | 1·10⁻⁹ | blokovi, elektroenergetski sistemi |
| mW | milivat | 1000 | elektronika, laseri |
| J/s | džul u sekundi | 1 | isto što i vat |
| KS | metrička konjska snaga | 0,0014 | saobraćajne dozvole u Evropi |
| hp | britanska konjska snaga | 0,0013 | tehnika engleskog govornog područja |
| kcal/h | kilokalorija na čas | 0,8598 | toplotna snaga kotlova |
| BTU/h | britanska toplotna jedinica na čas | 3,41 | klima-uređaji i grejalice |
| kp·m/s | kilopondmetar u sekundi | 0,102 | stariji mehanički proračuni |
| erg/s | erg u sekundi, CGS sistem | 1·10⁷ | astrofizika, sjajevi |
Džul u sekundi i vat jesu jedno te isto. Struja je računata za omsko opterećenje pri faktoru snage jednakom jedinici; kod motora i prekidačkih napajanja biće veća
03 · Redovi veličina
od ručnog sata do sjaja SuncaJedan vat — punjač ostavljen u pripravnosti
04 · Merni instrumenti
Čime se meri snaga
Elektrodinamički instrument množi struju i napon mehaničkim putem: jedan kalem je uključen u prekid kola, drugi paralelno s potrošačem. Kazaljka odmah pokazuje aktivnu snagu i uračunava fazni pomak bez ikakvih ispravki.
Motor se optereti kočnicom, izmere se obrtni moment na vratilu i brzina obrtanja, pomnože — i izađe snaga. Upravo tako nastaju brojevi u saobraćajnoj dozvoli; na valjcima se dodaju gubici prenosa, i rezultat ispadne niži od fabričkog.
Termostub s pocrnjenom površinom upija zrak u celini i daje napon srazmeran toplotnom toku. Opseg se proteže od milivata laboratorijskog lasera do kilovata industrijskog rezanja.
Pod staklenom kupolom termostub poredi zagrevanje crne i bele pločice i daje gustinu toka u vatima po kvadratnom metru. U vedro podne instrument pokazuje oko hiljadu — i to je granica za svaki solarni panel ispod njega.
05 · Pravila pisanja
Veliko W, bez tačke
Oznaka je izvedena iz prezimena i zato je velika, dok se ime u tekstu piše malim slovom: vat, ali W. Prefiks kilo malim slovom, mega i giga velikim. Ruska oznaka je Вт.
Treći primer meša snagu s energijom: potrošiti se mogu kilovat-časovi, a kilovat je brzina potrošnje. Vat-čas se piše sa tačkom množenja i sa razmakom od broja. Konjske snage se u tehničkoj dokumentaciji ne preporučuju, ali u saobraćajnoj dozvoli ostaju: u mnogim zemljama porez se računa upravo po njima, i u dokumentu stoje oba broja.
06 · Susedne jedinice
Džul podeljen sekundom daje vat; vat pomnožen časom vraća energiju. Voltamper ima istu dimenziju, ali je druga veličina.
U susednim listovima Simetrijuma: džul kao energija i kilovat-čas kao njena svakodnevna jedinica, voltamper i var za snagu naizmenične struje, konjska snaga za tehniku i lumen — svetlosni fluks, koji se često meša s električnom snagom sijalice.
07 · Istorijski deo
Kako se naučilo da se mašina poredi s konjem
Džejms Vat je morao da objasni kupcima koliko konja zamenjuje njegova mašina. Izmerio je rad konja u đermu i odredio konjsku snagu na trideset tri hiljade stopa-funti u minuti, sa rezervom u korist kupca.
Kontinentalna Evropa je istu zamisao prenela u svoje jedinice: sedamdeset pet kilogram-metara u sekundi. Broj je ispao drugačiji, ime je ostalo isto, i otada u podacima motora žive dve konjske snage jedna pored druge.
Međunarodni kongres električara utvrdio je vat za električnu snagu, nazvavši ga po Vatu. Tako je pronalazač parne mašine dao ime jedinici kojom se mere sijalice i transformatori.
Kupac je decenijama birao sijalicu po vatima, navikao da šezdeset znači poznatu jačinu svetla. Sa diodama se ta veza raspala: istu svetlost daje osam vati, i na pakovanju je moralo da se štampa lumen.
Vat je postao jedinica preko koje je definisan kilogram
Snaga je dugo važila za veličinu čisto primenjenu, sve dok se nije našla u temelju metrologije mase. Vatna vaga, koju je Brajan Kibl smislio sedamdeset pete, uravnotežuje težinu tega silom koja deluje na kalem u magnetnom polju i u dva režima merenja poredi mehaničku snagu s električnom. Električna se pritom izražava preko kvantnih efekata Džozefsona i Hola, to jest preko Plankove konstante. Posle revizije sistema dve hiljade devetnaeste konstanta je utvrđena brojem, i vaga je počela da radi u obrnutom smeru: kilogram više ne meri, nego ga ostvaruje. Naziv instrumenta promenjen je u Kiblova vaga, ali princip je ostao isti — jednakost dveju snaga, mehaničke i električne, izraženih u istim vatima.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih SI jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i vansistemske jedinice bez kojih ne prolaze ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Izvedene SI jedinice sa sopstvenim imenom
otvoren list vataOsnovne SI jedinice
terakotom — kilogram, metar i sekunda, od kojih je vat sastavljenJedinice van SI
terakotom — jedinice snage i energijeJezik lista
36 jezika. Oznaka W je međunarodna, ali uobičajena mera snage motora se razlikuje: metričke konjske snage u Evropi, britanske u SAD, kilovati u dokumentima.