Výkon

Šablona:Upravit Šablona:Různé významy 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.

Vzájemný poměr výkonu a příkonu vyjadřuje poměrnou fyzikální veličinu nazývanou účinnost, která se často vyjadřuje v procentech (poměr násobený 100).

Značení

• Označení veličiny: P z anglického power
• Jednotka SI: watt (= J·s⁻¹), značka jednotky: W
• Další jednotky: koňská síla, kalorie za sekundu

Výpočet

• Průměrný výkon je podílem celkové práce Šablona:Mvar a doby Šablona:Mvar, za kterou byla práce vykonána, tzn.

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

• Okamžitý výkon získáme jako derivaci práce podle času, tzn.

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

Teorie systémů

Šablona:Podrobně Pro účely modelování výkonově kauzálních systémů se zavedly pojmy úsilí a tok, kde součin jejich veličin má být přímo výkon. Obecně však taková funkce musí mít totální diferenciál, jinak je potřeba ještě další faktor k přenásobení. Šablona:Pahýl část

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:

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

kde $F_t$ označuje složku síly ve směru pohybu (tečná složka síly) a $\alpha$ je úhel mezi vektorem rychlosti a vektorem působící síly.

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

$P=M\cdot \omega$

Elektrický výkon

Šablona:Podrobně 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. $\mathrm{\Delta }W=U\mathrm{\Delta }Q=UI\mathrm{\Delta }t$, 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 kromě velikosti napětí a proudu také na tvaru signálu a vzájemném fázovém posuvu napětí a proudu. Proto se do výpočtu přidává násobení členem cos $\varphi$, což je tzv. účiník.

Starší jednotky

Dříve se pro udávání výkonu používala jednotka koňská síla – zkratka k (kůň) nebo HP (z anglického "horsepower"). Dnes přežívá v udávání výkonu spalovacích motorů, správnější je ovšem použití jednotky kilowatt. Existuje více definic, tzv. metrická koňská síla (1 HP) odpovídá přibližně 735 W.

Související články

• Účinnost
• Transformátor
• Gyrátor
• Kapacitor

Externí odkazy

• Šablona:Commonscat
• Šablona:Wikicitáty
• Šablona:Wikislovník