Výkon

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o fyzikální veličině. Další významy jsou uvedeny v článku Výkon (rozcestník).

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[editovat | editovat zdroj]

Výpočet[editovat | editovat zdroj]

  • 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}

Teorie systémů[editovat | editovat zdroj]

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.

Mechanický výkon[editovat | editovat zdroj]

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 \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[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku 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. \Delta W = U\Delta Q = U I \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 mimo velikosti napětí a proudu také na tvaru signálu a vzájemném fázovém posuvu napětí a proudu. Proto se do výpočtu přidává násobení členem cos {\phi}, což je tzv. účiník.

Starší jednotky[editovat | editovat zdroj]

Dříve se pro udávání výkonu používala jednotka koňská síla - zkratka k (kůň) nebo HP (z anglického "Horse Power"). Dnes přežívá v udávání výkonu spalovacích motorů, správnější je ovšem použití jednotky kilowatt. Přibližný přepočet je 1 HP = 736 W.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • Slovníkové heslo výkon ve Wikislovníku