DC Elektrik Gücünün Hesaplanması

Güç Formülünü Öğrenin

Bir elektrik devresindeki gücü (Güç) belirlemenin formülünü gördük : “volt” cinsinden voltajı “amper” cinsinden akımla çarparak “watt” cinsinden bir cevaba ulaşırız. Bunu bir devre örneğine uygulayalım.

Basit Seri Devre

Akımı Belirlemek için Ohm Yasası Nasıl Kullanılır

Yukarıdaki devrede, 18 voltluk bir akü voltajına ve 3 Ω’luk bir lamba direncine sahip olduğumuzu biliyoruz. Akımı belirlemek için Ohm Yasasını kullanarak şunu elde ederiz.

Artık akımı bildiğimize göre, gücü belirlemek için bu değeri alıp voltajla çarpabiliriz.

Bu bize, lambanın 108 watt’lık güç tükettiğini (serbest bıraktığını) söyler, büyük olasılıkla hem ışık hem de ısı şeklinde ortaya çıkmaktadır.


Pil Voltajını Artırma

Ne olacağını görmek için aynı devreyi alıp pilin voltajını artırmayı deneyelim. Sezgi bize voltaj arttıkça devre akımının artacağını ve lamba direncinin aynı kaldığını söylemelidir. Aynı şekilde güç de artacaktır.

Basit Seri DEvre Hüç

Şimdi akünün voltajı 18 volt yerine 36 volt. Lamba, akım akışında hala 3 Ω elektrik direnci sağlıyor. Akım şimdi:

Eğer I = E / R ise ve R aynı kalırken E’yi ikiye katlarsak, akım ikiye katlanmalıdır. Devreye bakalım şimdi 6 yerine 12 amperlik akımımız var. Şimdi, güç ne olacak?


Bir Pilin Voltajını Artırmanın Gücün üzerindeki etkisi ?

Gücün arttığına dikkat edin, ancak akımdan biraz daha fazla arttı. Bu neden? Güç, akımla çarpılan voltajın bir fonksiyonu olduğu ve hem voltaj hem de akım önceki değerlerinden iki katına çıktığı için, güç 2 x 2 veya 4 kat artacaktır.

Bunu, 432 watt’ı 108 watt’a bölerek ve aralarındaki oranın gerçekten 4 olduğunu görerek kontrol edebilirsiniz. Formülü değiştirmek için cebiri tekrar kullanarak, orijinal güç formülümüzü alabilir ve her iki voltajı bilmediğimiz uygulamalar için onu değiştirebiliriz. Akım Hesabı : Sadece voltajı (E) ve direnci (R) biliyorsak:

Sadece akımı (I) ve direnci (R) biliyorsak:

Güç Formülü

Joule Yasası Vs. Ohm Yasası

Tarihsel bir not: güç dağıtımı ile akım arasındaki matematiksel ilişkiyi bir direniş yoluyla ilk keşfeden kişi, Georg Simon Ohm değil, James Prescott Joule idi. 1841’de yayınlanan bu keşif, son denklem biçimini (P = I 2 R) takip etti ve tam anlamıyla Joule Yasası olarak bilinir.

Bununla birlikte, bu güc denklemleri gerilim, akım ve dirençle ilgili Ohm Yasası denklemleriyle (E = IR; I = E / R; ve R = E / I) sıklıkla Ohm’a borçlu oldukları için ilişkilendirilir.

OHm Yasası ve Joule Yasası

Özetle;

  • Watt olarak ölçülen güç , “W” harfiyle sembolize edilir.
  • Joule Yasası: P = I 2 R; P = IE; P = E 2 / R