Výkon

Výkon je skalární fyzikální veličinou, která vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času. Značí se P (z angl. power). Jednotkou v soustavě SI je 1 watt, což odpovídá J·s⁻¹, se značkou W.

Mechanický výkon

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).

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

$P_{s}={\frac {W}{t}}$

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

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

Mechanický výkon je mechanická práce vykonaná za jednotku času. Stroj, který má větší výkon, vykoná za stejnou dobu více práce. Pro výpočet výkonu P během práce, při které působí stálá síla F působící na těleso pohybující se stálou rychlostí v, platí též vztah:

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

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

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

Tepelný výkon

Pokud místo mechnické práce v Joulech, použijeme teplo Q též v Joulech, dostame teoekný výkon:

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

Elektrický výkon

Podrobnější informace naleznete v článku Elektrický výkon.

Výkon stejnosměrného elektrického proudu (DC) se spočítá jako součin napětí a proudu, což plyne z toho, že změnu práce lze vyjádřit jako změnu elektrického náboje při daném napětí, tzn. $\Delta W=U\Delta Q=UI\Delta t$, 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.

Výkon střídavého elektrického proudu (AC) závisí kromě velikosti elektrického napětí, proudu také na tvaru signálu a vzájemném fázovém posuvu napětí a proudu. Proto se do výpočtu přidává násobení členem cos φ, což je tzv. účiník. Nejlepší je, když je úhel φ = 0 rad, cos φ je potom 1 a dosahuje se nejvyššího možného výkonu, tzv. rezonance.

Teorie systémů

Podrobnější informace naleznete v článku Teorie systémů. Na tuto kapitolu je přesměrováno heslo Výkonová veličina.

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.

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.

Odkazy

Související články

• Účinnost
• Příkon
• Mechanická práce
• Teplo
• Watt
• Joule

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu výkon na Wikimedia Commons
• Téma Výkon ve Wikicitátech
• Slovníkové heslo výkon ve Wikislovníku

Autoritní data	NKC: ph333378 PSH: 2964 GND: 4167265-3 LCCN: sh85105973 NLI: 987007531664705171