Výkon

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Výkon je skalární fyzikální veličina, která vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času.

Rozlišuje se průměrný výkon, který se vztahuje k určitému časovému intervalu, a okamžitý výkon, který se vztahuje k určitému časovému okamžiku.

Množství energie spotřebované za jednotku času se označuje jako příkon.

[editovat] Značení

Symbol veličiny: P (angl. power)
Základní jednotka SI: watt, značka jednotky: W
Další jednotky: koňská síla, kalorie za sekundu

[editovat] Výpočet

Průměrný výkon je podílem celkové práce W a doby t za kterou byla práce vykonána, tzn.

$P_s = \frac{W}{t}$

Okamžitý výkon získáme ze vztahu

$P = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}$

[editovat] Mechanický výkon

Mechanický výkon je mechanická práce vykonaná za jednotku času. Stroj, který má větší výkon, vykoná za stejný čas více práce.

Pro výpočet výkonu P během práce, při které působí stálá síla F působící na těleso pohybující se stálou rychlostí v, platí:

$P = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t} = \frac{\mathbf{F}\cdot\mathrm{d}s}{\mathrm{d}t} = \mathbf{F}\cdot\mathbf{v} = F v \cos\alpha = F_t v$ ,

kde $F t$ označuje složku síly ve směru pohybu (tečná složka síly) a $α$ je úhel mezi vektorem rychlosti a vektorem působící síly.

V případě rotačního pohybu (M je moment síly, ϖ je úhlová rychlost) lze získat vztah

$P = {M} \cdot {\omega}$

[editovat] Elektrický výkon

Stejnosměrný elektrický výkon se spočítá jako součin napětí a proudu, což plyne z toho, že změnu práce lze vyjádřit jako změnu elektrického náboje při daném napětí, tzn. $Δ W = U Δ Q = U I Δ t$ , odkud získáme

$P = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t} = U\frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t} = U \cdot I = {I}^2 \cdot {R} = \frac{U^2}{R}$

kde Q je elektrický náboj, U je napětí a I je proud.

U střídavého výkonu je výpočet složitější protože závisí mimo velikosti napětí a proudu také na tvaru signálu a vzájemném fázovém posuvu napětí a proudu.