Watt

Başlığın diğer anlamları için Watt (anlam ayrımı) sayfasına bakınız.

Watt, SI'de, uluslararası standart güç birimidir.

Buhar makinesi mucidi James Watt'a (1736-1819) atfen SI birim sisteminde güç birimi olarak kabul edilmiştir. Enerji dönüşümü oranını ölçen birimdir. Joule bölü saniye olarak tanımlanır. Kısaca W harfiyle gösterilir.

Tanımlama

• Klasik mekanik'te, bir cismin hızı sabit tutulduğunda bir metre bölü saniyedeki bir newtonluk kuvvet bir watt eder, şöyle ki;

${\displaystyle 1~{\rm {{W}=1~{\dfrac {\rm {J}}{\rm {s}}}=1~{\dfrac {\rm {N\cdot m}}{\rm {s}}}=1~{\dfrac {\rm {{kg}\cdot {\rm {m^{2}}}}}{\rm {s^{3}}}}}}}$.

• Elektromanyetizm'de, bir voltluk (V) elektriksel potansiyel farkta bir amperlik (A) akım aktığında yapılan iş bir watt eder, şöyle ki:

${\displaystyle \mathrm {W=VA} }$* PF (POWER FACTOR)

Watt için iki ek birim dönüşümü yukarıdaki denklem ve Ohm Kanunu kullanılarak bulunabilir, şöyle ki:

${\displaystyle \mathrm {W={\frac {V^{2}}{\Omega }}=A^{2}\Omega } }$

Burada Ohm (${\displaystyle \Omega }$), elektriksel dirençin SI'dan türetilen birimidir.

Örnekler

Bir kişi 100 kilogramlık bir kütleyi 3 metrelik merdivene 5 saniyede çıkartırsa yaptığı iş yaklaşık 3.000 (j=Nm) olur.

(Not: g:yerçekimi ivmesi yaklaşık 10 m/sn2 dir. Dolayısıyla cismin ağırlığı 100 kg x 10 m/sn2 = 1.000N dur. Ve, iş (joule) = kuvvet(Newton) x yol(metre) dur.)

Güç ise bu işin ne kadar hızlı yapılması ile ilgilenir. Yani güç fazla ise aynı iş çabuk biter. Az ise geç biter.

Güç = iş / zaman dır. Örneğimizde, 3.000 Nm lik iş 5 sn de yapıldığına göre Güç (Watt) = 3000/5 (Nm/sn)= 600 Watt olarak bulunur.

Orta hacimli bir otomobil motoru 50-100 kW (kilowatt)lıktır. Sabit hızla giderken bunun yarısı kadar güç üretir. Daha büyük veya daha başarımlı (performanslı) araçların daha güçlü motorları vardır.

Normal bir ev ampulu 25 ile 100 watt arasında güce sahiptir. Floresan lambalar benzer miktarda ışık üretmek için normal olarak 5 ile 30 watt tüketirken benzer LED lambalar yaklaşık 0,5 ile 6 watt arasında güç kullanır.

Normal bir hidroelektrik santrali 200-300  MW (megawatt) üretir.

SI birimi olarak doğuşu ve benimsenmesi

Buhar makinesinin gelişmesine yaptığı katkılardan dolayı James Watt'ın ölümünden sonra watt kullanılmaya başlandı. Birim, 1889'daki Bilimin Gelişimi için İngiliz Derneğinin İkinci Kongresinde kabul edildi. 1960'daki 11. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansında, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) içinde güç ölçümü olarak benimsendi.

Çarpanları

Katı Adı Sembol Katı Adı Sembol 10^0 watt {{{Sembol}}}       10^1 dekawatt da{{{Sembol}}} 10^–1 desiwatt d{{{Sembol}}} 10^2 hectowatt h{{{Sembol}}} 10^–2 santiwatt c{{{Sembol}}} 10^3 kilowatt k{{{Sembol}}} 10^–3 miliwatt m{{{Sembol}}} 10^6 megawatt M{{{Sembol}}} 10^–6 mikrowatt µ{{{Sembol}}} 10^9 gigawatt G{{{Sembol}}} 10^–9 nanowatt n{{{Sembol}}} 10^12 terawatt T{{{Sembol}}} 10^–12 pikowatt p{{{Sembol}}} 10^15 petawatt P{{{Sembol}}} 10^–15 femtowatt f{{{Sembol}}} 10^18 egzawatt E{{{Sembol}}} 10^–18 attowatt a{{{Sembol}}} 10^21 zettawatt Z{{{Sembol}}} 10^–21 zeptowatt z{{{Sembol}}} 10^24 yottawatt Y{{{Sembol}}} 10^–24 yoktowatt y{{{Sembol}}}

Pikowatt

Pikowatt, wattın trilyonda birine eşittir. Pikowattla ölçülen teknolojik açıdan önemli güçler, normalde radyo ve radar alıcılarında ve ayrıca radyo astronomi biliminde kullanılır.

Nanowatt

Nanowatt, wattın milyarda birine eşittir. Topraktaki bir metre karelik bir alan yüzeyi, +3,5 görünür boyuttati tek bir yıldızdan bir nanowattlık güç alır. Nanowatt ile ölçülen güçlerin önemi, yine radyo ve radar alıcılarında anlaşılır.

Mikrowatt

Mikrowatt, wattın milyonda biridir. Mikrowatt ile ölçülen güçlerin önemi, EEG ve EKG gibi tıbbi aygıtlarda anlaşılır. Diğer birçok bilim ve mühendislik dallarında ayrıca radyo ve radar alıcılarında da kullanılır.

Miliwatt

Miliwatt, wattın binde biridir. Normal bir lazer işaretçi yaklaşık beş miliwattlık ışık gücü kullanırken, normal insanların kullandığı işitme aygıtı bir miliwattan daha az güç harcar.

Kilowatt

Kilowatt, wattın bin katıdır. Bu birim normal motorların çıkış gücünü ifade ettiği gibi, aletler ve makinelerin güç tüketimini de ifade eder. Ayrıca radyo vericilerin elektromanyetik güçünü ifade etmek için de kullanılır.

Bir kilowattlık güç yaklaşık olarak 1,34 beygir gücüne (HP) eşittir. 1 HP=746 Watt. Bir ısıtma elemanına sahip küçük bir elektrikli ısıtıcı 1 kilowatt kullanabilir. 2008'de yıllık kişi başına Türkiye'de elektrik tüketimi yaklaşık 2.264 kilowatt-saat idi. Bu da saatlik yaklaşık 0,258 kW eder.^[1]

Megawatt

Megawatt, wattın bir milyon katıdır. Çoğu olay veya makineler üretir veya bu şekilde çalışır. Örneğin: sokak aydınlatmaları, büyük elektrik motorları, uçak gemileri, kruvazörler ve denizaltları gibi büyük savaş gemileri, mühendislik donanımları ve süper hızlandırıcı gibi bazı bilim araştırma ekipmanları ve çok büyük lazerlerin çıkış darbeleri. Büyük apartmanlar, büyük oteller, büyük alış-veriş merkezler birkaç megawattlık elektrik gücü tüketebilir.

Generatörlerin üretim kapasitesi üretici şirket tarafından çoğunlukla MW olarak ifade edilir. Demiryollarında, modern yüksek güçlü elektrikli lokomotifler, normal olarak 5 veya 6 Mw'lık güce sahiptirler.

Gigawatt

Gigawatt, wattın bir milyar katıdır. Bu birim bazen büyük güç santralleri için kullanılır. Örneğin; 1992'de işletmeye alınan Türkiye'deki Atatürk Barajı ve Hidroelektrik Santralinin 8 türbininin kurulu gücü 2,4 GW'tır.

Terawatt

Terawatt, wattın bir trilyon katıdır. Tüm dünyadaki insanların kullandığı toplam güç genellikle bu birimle ölçülür. 1960'ların ortalarından 1990'ların ortalarına kadar en güçlü lazerler terawatt olarak güç üretti. Fakat sadece nanosaniyelik sürede gerçekleşti. Şimşek çarpmasında ortalama 1 terawattlık güç açığa çıkar, fakat bu çarpma sadece son 30 mikrosaniyede olur.

Petawatt

Petawatt, wattın bir katrilyon katıdır ve lazerlerin akım üretimi tarafından femtosaniyede (10⁻¹⁵ s) üretilebilir. Güneşin toplam parlaklığı 1,366 kW/m²dir ve Güneş ışığından dünyanın atmosferine yansıyan toplam enerji akışı 174 PW olarak ifade edilir. Eğer bu güç tamamen emilirse (absorbe edilirse), Toprak 1,94 kg/s'lik kütle kazanır.

Elektriksel ve ısısal wattlar

Elektrik güç endüstrisinde megawatt elektrik (kısaltması: MW_e veya MWe elektrik gücü iken, megawatt ısı veya ısısal megawatt (kısaltması: MW_t, MW_th, MWt veya MWth) ısısal güç üretimini ifade eder. Bazen diğer SI önekler kullanılır. Örneğin; gigawatt elektrik (GW_e).

Örneğin Arjantin'deki Embalse nükleer güç santrali 2109 MW_t'lik ısı üretmesi için bir nükleer reaktör kullanır. Bu da bir türbini sürmesi (çalıştırması) için buhar oluşturarak 648 MW_e'lik elektrik üretir. Fark, buhar türbin generatörlerinin verimsizliliğinden ve teorik carnot çevriminin sınırlamalarından dolayı oluşur.

Watt, watt saat ve watt bölü saat arasındaki karışıklıklar

Güç ve enerji, sıklıkla karıştırılır. Güç, birim zaman başına üretilen ve tüketilen enerjidir.

Örneğin, 100 W değerinde bir ampul bir saatliğine yakıldığında, kullanılan enerji 100 watt saat (W·h), 0.1 kilowatt saat veya 360 kJ olur. Aynı miktardaki enerji 40 wattlık bir lambayı 2,5 saat yakarken 50 wattlık lambayı 2 saat yakar. Güç istasyonu wattın üskatları ile ifade edilir. Fakat yıllık enerji satışı kilowatt saat, megawatt saat gibi watt saatin katlarıyla ifade edilir. Bir kilowatt saatlık enerji miktarı, sabit gücün 1 saat boyunca ürettiği enerjiye veya 3,6 MJ'e eşittir.

Watt bölü saat terimler çoğunlukla yanlış kullanılıyor. Watt bölü saat tam anlamıyla gücün saatteki değişimidir. Watt bölü saat (W/h), elektrik santralinin hareketini arttırmak için kullanılabilir. Örneğin; bir elektrik santrali, 15 dakika içinde 0 MW'tan 1 MW'a ulaşırsa, 4 MW/h'lik bir arttırıma sahip demektir. Hidroelektrik santraller çok yüksek arttırım değerine sahiptir. Bu özellik onları tepe yüklerinde ve acil durumlarda kullanışlı kılar.

Büyük enerji üretim veya tüketimi çoğunlukla, yıllık veya finansal periyotlarda terawatt saat olarak ifade edilir. Bir terawatt saatlik enerjiyi, yaklaşık 114 megawattla bir yıl boyunca aralıksız çalışmayla ulaşılır.

Ayrıca bakınız

• Volt amper
• Birimlerin dönüşümü
• Güç faktörü
• Wattmetre

Kaynakça

1. TEİAŞ 2008 istatistikleri