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와트

Watt
이 기사는 힘의 단위에 관한 것입니다.기타 용도는 Watt(동음이의)를 참조하십시오.
"MWT"는 여기로 리디렉션됩니다.이전의 호주 극단에 대해서는 멜버른 워커 극장을 참고하세요.
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와트
단위계SI
단위힘
기호.W
이름을 따서 지음제임스 와트
전환
1승...... ...와 같음
SI기준단위 1kg/m³s2−3
CGS 단위 107 ergs−1
영국 공병대 0.7375621 ft⋅lbf/s = 0.001341022 hp

와트(기호:W)는 국제단위계(SI)에서 출력 또는 복사 플럭스의 단위로 초당 1 줄 또는 1 kg⋅m⋅s와 같습니다.에너지 전달 속도를 정량화하는 데 사용됩니다.와트는 18세기 스코틀랜드의 발명가, 기계 공학자, 화학자인 제임스 와트 (1736–1819)를 기리기 위해 이름 지어졌습니다. 그는 1776년 자신의 증기 엔진으로 뉴커먼 엔진을 개선했습니다.와트의 발명은 산업혁명의 핵심이었습니다.

개요

물체의 속도가 1 뉴톤의 일정한 반대 힘에 대해 1 m/s로 일정하게 유지될 때, 작업이 완료되는 속도는 1 와트입니다.

전자기학의 관점에서, 1와트는 1암페어(A)의 전류가 1볼트(V)의 전위차를 가로질러 흐를 때 전기 작업이 수행되는 속도입니다. 즉, 와트는 전압 암페어와 동등합니다(그러나 후자의 단위는 전기 회로의 실제 전력과 다른 양으로 사용됨).

위의 식과 옴의 법칙을 사용하여 와트에 대한 두 개의 추가 단위 변환을 확인할 수 있습니다.

여기서 옴( 은 SI 유도 전기 저항 단위입니다.

예

  • 3미터 높이의 사다리를 5초 안에 오르는 100kg의 질량을 가진 사람이 약 600와트의 속도로 작업을 하고 있습니다.중력 시간 높이로 인한 질량 가속도를 물체를 주어진 높이로 들어올리는 데 걸리는 시간으로 나눈 값은 작업 또는 [i]동력 수행 속도를 나타냅니다.
  • 하루 8시간 이상의 노동자는 평균 약 75와트의 출력을 유지할 수 있으며, 짧은 간격과 [4]운동선수에 의해 더 높은 전력 레벨을 달성할 수 있습니다.

SI 단위로의 원점 및 채택

와트는 스코틀랜드의 발명가 제임스 [5]와트의 이름을 따서 지어졌습니다.유닛명은 처음에 C가 제안하였습니다. 1882년 8월 윌리엄 지멘스는 [6]영국과학진흥협회 제52차 대회에서 대통령 연설을 했습니다.실용적인 단위 시스템의 단위들이 선도적인 물리학자들의 이름을 따서 명명되었다는 것에 주목하면서, 지멘스는 와트가 단위의 [7]전력을 나타내는 적절한 이름일 수 있다고 제안했습니다.지멘스는 당시 존재하던 실용적인 단위계 내에서 일관되게 단위를 "전압의 [8]전위차를 통해 암페르의 전류에 의해 전달되는 힘"으로 정의했습니다.

1908년 10월,[9] 런던에서 열린 국제 전기 장치 및 표준 회의에서 실용적인 전기 [10]장치에 대한 소위 "국제" 정의가 확립되었습니다.지멘스의 정의는 "국제" 와트(watt)로 채택되었습니다.(또한 사용: 1 A × 12 Ω)[5]와트는 단위의 [10]"실용적인 시스템"에서 10 단위의 전력과7 동일한 것으로 정의되었습니다."국제 단위"는 1909년부터 1948년까지 지배적이었습니다.1948년 제9차 도량형 총회 이후, "국제" 와트는 실제 단위에서 절대 단위로 재정의되었습니다(즉, 길이, 질량 및 시간만 사용).구체적으로, 이것은 1 와트가 이제 시간 단위로 전달되는 에너지의 양, 즉 1 J/s로 정의된다는 것을 의미했습니다.이 새로운 정의에서 1 "절대" 와트 = 1.00019 "국제" 와트입니다.1948년 이전에 작성된 텍스트는 "국제" 와트를 사용하고 있을 가능성이 높으며, 이 시기의 수치를 1948년 이후 [5]와트와 비교할 때 주의를 요합니다.1960년 제11차 도량형 총회에서 [11]전력의 단위로 "절대" 와트를 국제단위계(SI)에 채택했습니다.

배수

와트의 배수 및 하위 배수에 대한 크기에 대한 추가 예제는 크기 순서(전력)를 참조하십시오.
SI 와트 배수(W)
하위 배수 배수
가치 SI 기호 이름. 가치 SI 기호 이름.
10W−1 dW 데시와트 10W1 daW 디카와트
10W−2 cW 센티와트 10W2 hW 헥토와트
10W−3 mW 밀리와트 10W3 kW 킬로와트
10W−6 ◦W 마이크로와트의 10W6 MW 메가와트
10W−9 nW 나노와트 10W9 GW 기가와트
10W−12 pW 피코와트 10W12 TW 테라와트
10W−15 fW 펨토와트 10W15 PW 페타와트
10W−18 오. 와트에 10W18 EW 엑사와트
10W−21 zW zeptowatt 10W21 ZW 제타와트
10W−24 yW 옥토와트 10W24 YW 요타와트
10W−27 rW 론토와트 10W27 RW 로나와트
10W−30 qW quectowatt 10W30 QW 콰타와트
공통 배수는 굵은 면에 있습니다.
아토와트
국제 표준 기준 음압 1μPa에 해당하는 물의 소리 강도는 약 0.65aW/[12]m입니다2.
펨토와트
펨토와트로 측정된 전력은 일반적으로 라디오 및 레이더 수신기에 대한 참조에서 확인할 수 있습니다.예를 들어, 감도, 정숙성 및 신호 대 잡음에 대한 의미 있는 FM 튜너 성능 수치는 안테나 입력에 인가되는 RF 에너지를 지정해야 합니다.이러한 입력 레벨은 종종 dBf(1펨토와트를 참조하는 데시벨)로 표시됩니다.이 값은 75옴 로드에서 0.2739 마이크로볼트 또는 300옴 로드에서 0.5477 마이크로볼트입니다. 규격은 튜너의 RF 입력 임피던스를 고려합니다.
피코와트
피코와트로 측정된 전력은 일반적으로 무선 및 레이더 수신기, 음향학 및 전파 천문학의 과학에 사용됩니다.1피코와트는 이 양을 [13]데시벨로 표현했을 때의 국제 표준 사운드 파워 기준 값입니다.
나노와트
나노와트로 측정된 전력은 또한 일반적으로 라디오 및 레이더 수신기를 참조하여 사용됩니다.
마이크로와트
마이크로와트로 측정되는 전력은 일반적으로 뇌전도(EEG) 및 심전도(ECG)와 같은 의료 계측 시스템, 다양한 과학 및 공학 기기 및 라디오 및 레이더 수신기를 참조하여 표시됩니다.계산기 및 시계와 같은 장치용 소형 태양 전지는 일반적으로 마이크로와트 [14]단위로 측정됩니다.
밀리와트
일반적인 레이저 포인터는 약 5 밀리와트의 광 파워를 출력하는 반면, 일반적인 보청기는 1 밀리와트 [15]미만의 광 파워를 사용합니다.오디오 신호 및 기타 전자 신호 레벨은 1밀리와트를 기준으로 dBm으로 측정되는 경우가 많습니다.
킬로와트
"킬로와트"와 "킬로와트"는 여기로 방향을 바꿉니다.음악가 제임스 왓츠(James Watts)는 킬로 왓츠(Kilo Watts)를 참조하십시오.
"kW"는 여기로 리디렉션됩니다.기타 용도는 kW(동음이의)를 참조합니다.
킬로와트는 일반적으로 엔진의 출력과 전기 모터, 공구, 기계 및 히터의 출력을 표현하기 위해 사용됩니다.또한 방송 라디오 및 텔레비전 송신기의 전자기 전력 출력을 표현하는 데 사용되는 일반적인 단위입니다.
1킬로와트는 대략 1.34마력과 맞먹습니다.발열체가 하나 있는 소형 전기 히터는 1킬로와트를 사용할 수 있습니다.미국 가정의 평균 전력 소비량은 약 1킬로와트입니다.[ii]
지구의 표면적 1제곱미터는 일반적으로 태양으로부터 약 1킬로와트의 햇빛을 받습니다(한낮의 맑은 날,[17] 적도에 가까운).
메가와트
대형 전기 모터, 항공모함, 순양함, 잠수함과 같은 대형 군함, 대형 서버 팜 또는 데이터 센터, 그리고 슈퍼 충돌기와 같은 일부 과학 연구 장비와 매우 큰 레이저의 출력 펄스를 포함하여 많은 이벤트 또는 기계가 이 규모의 에너지 변환을 생산하거나 유지합니다.대규모 주거용 또는 상업용 건물은 수 메가와트의 전력과 열을 사용할 수 있습니다.철도에서, 현대의 고출력 전기 기관차는 일반적으로 5 또는 6 MW의 최대 출력을 갖지만, 일부는 훨씬 더 많은 출력을 생산합니다.예를 들어 유로스타 300은 12 MW 이상을 사용하는 반면, 무거운 디젤 전기 기관차는 일반적으로 3 MW와 5 MW를 생산하고 사용합니다. 미국 원자력 발전소의 여름 순 용량은 약 500 MW에서 1300 [18]: 84–101 MW 사이입니다.
옥스포드 영어 사전(OED)에서 메가와트를 가장 먼저 인용한 것은 1900년 웹스터 국제 영어 사전에 언급된 것입니다.OED는 또한 메가와트가 1947년 11월 28일 사이언스지(506:2)에 실린 기사에 등장했다고 밝혔습니다.
기가와트를 설명하는 미국 에너지부의 비디오
기가와트
기가와트는 백만 인구의 공업 도시의 전형적인 평균 전력이며, 대규모 발전소의 출력이기도 합니다.따라서 GW 장치는 대형 발전소와 전력망에 사용됩니다.예를 들어, 2010년 말까지 중국 산시성의 전력 부족은 5-6GW로[19] 증가할 것으로 예상되었으며 독일의 풍력 발전 설치 용량은 25.[20]8GW였습니다.벨기에 Doel 원자력 발전소의 최대 발전기(4기 중)는 최대 출력 1.[21]04GW이며, HVDC 컨버터는 최대 2GW의 전력 [22]정격으로 제작되었습니다.
테라와트
전 세계적으로 인간이 사용하는 1차 에너지는 2019년 약 16만 테라와트시로, 그 [23]해 평균 18TW의 연속 전력 소비량에 해당합니다.1960년대 중반부터 1990년대 중반까지 가장 강력한 레이저는 테라와트 단위의 전력을 생산했지만 나노초 간격에 불과했습니다.평균 번개는 1TW에서 최대치를 기록하지만, 이러한 번개는 30마이크로초 동안만 지속됩니다.
페타와트
페타와트는 피코초 단위의 시간 척도를 위해 현재의 레이저 세대에 의해 생산될 수 있습니다.그러한 레이저 중 하나는 로렌스 리버모어의 노바 레이저인데, 이 레이저는 처핑 펄스 증폭이라고 불리는 과정에 의해 1.25 PW의 출력을 달성했습니다.펄스의 지속시간은 대략 0.5 ps로 총 600 [24]J의 에너지를 제공하였습니다.또 다른 예는 오사카 대학 레이저 공학 연구소(ILE)의 LFEX(Laser for Fast Ignition Experiments)로, 약 [25][26]1ps의 기간 동안 2PW의 출력을 달성했습니다.
평균 총 태양 복사 조도 1.3612 [27]kW/m를 기준으로 지구 대기권을 타격하는 태양광의 총 출력은 174 PW로 추정됩니다.지구의 에너지 불균형으로 측정된 지구의 평균 지구 온난화 속도는 [28]2019년까지 약 0.5 PW (입사 태양력의 0.3%)에 달했습니다.
요타와트
태양의 출력은 382.8 [29]YW입니다.

전력산업협약

전력 산업에서 메가와트 전기(MWe[30] 또는e MW)[31]는 발전기에서 생산되는 전력을 의미하며 메가와트 화력 또는 화력 메가와트[32](MWtt, MWth 또는 MWth, MWthth)는 발전기에서 생산되는 화력을 의미합니다.예를 들어, 아르헨티나의 Embalse 원자력 발전소는 핵분열 원자로를 사용하여 2109MWt(열)를 생산하고, 이는 터빈을 구동하기 위해 증기를 생성하며, 이는 648MWe(전기)를 생산합니다.(관련된 효율성에 대해서는 Betz의 법칙을 참조.다른 SI 접두사(예: 기가와트 전기(GWe)가 사용되기도 합니다.SI 표준을 유지하는 국제도량측정국은 단위 기호에 수량에 대한 추가 정보를 첨부하지 말고 대신 수량 기호(즉, P = 270 W가 아닌 P = 270 W)에 첨부해야 한다고 명시하고 있으므로 이러한 단위는 비SI입니다.에너지 회사 외르스테드 A/S는 SI를 준수하여 Avedøre Power [34]Station과 같은 복합 열 및 발전소에서 생산된 전력에 대해 메가와트 단위를 사용하고, 공급된 난방 전력에 대해 초당 등가 단위 메가줄을 사용합니다.

교류(AC) 전기를 설명할 때는 와트와 전압 암페어 사이에 또 다른 구분이 있습니다.이 장치들은 단순 저항성 회로와 동일하지만 부하가 전기적 저항성을 나타낼 때는 다릅니다.

무선전송

주요 기사 : 유효 복사출력

라디오 방송국은 보통 송신기의 전력을 와트 단위로 보고하며, 유효 방사 전력을 언급합니다.이것은 송신기의 주 로브의 세기와 일치하기 위해 반파장 다이폴 안테나가 방사해야 하는 전력을 말합니다.

와트와 와트-아워의 차이

전력과 에너지라는 용어는 밀접한 관련이 있지만 물리량은 다릅니다.전력은 에너지가 생성되거나 소비되는 속도이며 따라서 단위 시간당 에너지를 나타내는 단위(예: 와트)로 측정됩니다.

예를 들어 전력 정격이 100W인 전구를 한 시간 동안 켰을 때 사용되는 에너지는 100와트 시간(W·h), 0.1킬로와트 시간 또는 360kJ입니다.이와 같은 양의 에너지는 40와트 전구를 2.5시간 동안 켜거나 50와트 전구를 2시간 동안 켜게 됩니다.

전력 스테이션은 일반적으로 메가와트 또는 기가와트의 전력 단위를 사용하여 등급을 매깁니다(예: 중국의 삼협댐은 약 22기가와트로 평가됨).이는 한 시점에서 달성할 수 있는 최대 전력 출력을 반영합니다.그러나 전력 스테이션의 연간 에너지 출력은 일반적으로 기가와트 시간이 아닌 에너지 단위를 사용하여 기록됩니다.주요 에너지 생산 또는 소비는 종종 주어진 기간 동안 테라와트 시간으로 표현됩니다. 종종 역년 또는 회계 연도입니다.1테라와트 시간의 에너지는 1시간 동안 1테라와트의 전력을 지속적으로 공급하는 것과 같거나, 1년 동안 약 114메가와트의 전력을 공급하는 것과 같습니다.

전력 출력 = 에너지/시간
연간 1테라와트시 = 1×10 W·h / (365일×24시간) ≈ 1억1400만 와트,

약 114 메가와트의 일정한 전력 출력에 해당합니다.

와트 초는 줄과 같은 에너지 단위입니다.1킬로와트시는 3,600,000 와트입니다.

시간당 와트는 [iii]시간에 따른 전력 변화율의 단위이지만, 와트(또는 와트-아워)를 "[35]시간당 와트"라고 부르는 것은 올바르지 않습니다.

참고 항목

해설서

  1. ^ 계단을 오를 때의 에너지는 mgh에 의해 주어집니다.m = 100 kg, g = 9.8 m/s 및 h = 3 m를 설정하면 2940 J가 됩니다. 이를 소요 시간(5초)으로 나누면 588 W의 출력이 됩니다.
  2. ^ 평균 가정용 전력 소비량은 미국 1.19kW, 영국 0.53kW입니다.인도에서는 0.13 kW (도시)와 0.03 kW (농촌)이며, 이는 나카가미, 무라코시, [16]이와후네가 인용한 GJ 수치에서 계산한 것입니다.
  3. ^ Watts per hour는 사용 중인(또는 생성된) 전력의 변화율을 나타냅니다.예를 들어, 전력 출력을 100 MW에서 200 MW로 15분 안에 변경하는 발전소의 램프 업 속도는 400 MW/h입니다.시간당 기가와트는 태양이 지면서 태양광 발전량이 0으로 떨어지는 경우와 같이 다른 발전소의 출력 손실을 보상하기 위해 전력망에 필요한 램프업을 특성화하는 데 사용됩니다.오리 곡선 참조.

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