Megavat

El vat o watt (símbol: W) és l'unitat derivada coherent del Sistema Internacional d'Unitats (SI) per a la potència. És igual a 1 juliol per segon (1 J/s). S'utilisa per a quantificar la taxa a la que es transferix l'energia. En térmens d'unitats bàsiques del SI, el vat es descriu com a kg⋅m²/s³.

El vat, els seus múltiples i submúltiplos, són unitats aplicables a qualsevol potència, siga esta mecànica, elèctrica, magnètica, acústica, o de qualsevol atra índole. Degut a que el vat és una unitat chicoteta, és comuna expressar la potència també en quilovats (kW = 1000 W) o megavats (MW = 1 000 000 W). En ser el vat una unitat coherent del SI, es pot expressar algebraicamente combinant atres unitats coherents del SI en la multiplicació i exponenciación. Per eixemple, expressat en unitats elèctriques, el vat es pot expressar com a W = V ⋅ A (encara que en ingenieria elèctrica esta expressió sol usar-se exclusivament per a la potència aparent en circuits de CA); en unitats usades en l'hidràulica: W = Pa ⋅ m³/s.

Definició

Les equacions que relacionen dimensionalmente el vat en les unitats bàsiques del Sistema Internacional són:

• En térmens de la mecànica clàssica: Quan la velocitat d'un objecte es manté constant a un metro per segon en l'oposició d'una força d'un newton la taxa a la que es realisa el treball és un vat.

$\mathrm{W}\mathrm{=}\frac{J}{s}\mathrm{=}\frac{N\cdot m}{s}\mathrm{=}\frac{kg\cdot m^2}{s^3}$

• En términos del electromagnetisme: Un vatio es la proporción por unidad de tiempo, o ritmo, con la cuala energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico, cuando una corriente de 1 amperio (A) circula con una diferencia de potencial de 1 voltio (V). Al ser magnitudes vectorials, en corriente alterna 1 vatio no equivale a 1 voltiamperio pues esta nos indica la potencia aparente del circuito.

$\mathrm{1}\mathrm{W}\mathrm{=}\mathrm{1}\mathrm{V}\mathrm{\cdot }\mathrm{1}\mathrm{A}\mathrm{=}\mathrm{1}\frac{V^2}{\Omega }\mathrm{=}\mathrm{1}{\mathrm{A}}^{\mathrm{2}}\mathrm{\Omega }\mathrm{=}\frac{kg\cdot m^2}{s^3}$

Orige i adopció com una unitat del Sistema Internacional d'Unitats

Retrate de James Watt

El terme «vat» és la castellanisació de watt, unitat que rep el seu nom de James Watt, ingenier escocés d'el XVIII conegut per les seues contribucions al desenroll de la màquina de vapor. Va ser adoptat pel Segon Congrés de l'Associació Britànica per l'Alvanç de la Ciència en 1889 i per l'undècima Conferència General de Pesos i Mides en 1960 com l'unitat de potència incorporada en el Sistema Internacional d'Unitats. En octubre de 1908, en la Conferència Internacional sobre Unitats i Normes Elèctriques en Londres, es varen establir les nomenades definicions "internacionals" per a les unitats elèctriques pràctiques. La definició de Siemens va ser adoptada com el vat "internacional". (També usat: 1 A² × 1 Ω). El vat es va definir com a igual a 10⁷ unitats de potència en el "sistema pràctic" d'unitats. Les "unitats internacionals" varen ser dominants des de 1909 fins a 1948. Despuix de la novena Conferència General de Pesos i Mides en 1948, el vat "internacional" es va redefinir d'unitats pràctiques a unitats absolutes (és dir, usant solament llongitut, massa i temps). Concretament, açò significava que 1 vat es definia ara com la cantitat d'energia transferida en una unitat de temps, és dir, 1 J/s. En esta nova definició, 1 vat "absolut" = 1,00019 vats "internacionals". És provable que els texts escrits abans de 1948 utilisen el vat "internacional", lo que exigix precaució en comparar valors numèrics d'este periodo en el vat posterior a 1948.

Múltiples del Sistema Internacional

A continuació, una taula dels múltiples i submúltiplos del Sistema Internacional d'Unitats.

Esta secció mostra eixemples de la potència en vats produïts per diverses fonts d'energia. S'agrupen en órdens de magnitut, i cada secció cobrix tres órdens de magnitut, o un factor de mil.

Attovatio

El attovatio (aW) és igual a la trillonésima part d'un vat (10⁻¹⁸ W). S'utilisa per a descriure la sensibilitat de fototransistors d'infrarrojos i bolómetros.

Femtovatio

El femtovatio (fW) és igual a la milbillonésima part d'un vat (10⁻¹⁵ W). Potències tecnològicament importants que es medixen en femtovatios es troben típicament en la referència(s) per a receptors de radi i de radar.

Picovatio

El picovatio (pW) és igual a la billonésima part d'un vat (10⁻¹² W). Potències tecnològicament importants que es medixen en picovatios s'utilisen normalment en referència a la ràdio i de radar receptors, acústica i en la ciència de la radioastronomía.

Nanovatio

Un nanovatio (nW) és equivalent a una milmillonésima part de vat (10⁻⁹ W). Per a una estrela aïllada de magnitut +3.5, un metro quadrat de superfície rep un nanovatio de potència en forma de radiació.

Microvatio

Un microvatio (µW) és equivalent a una millonèsima part d'un vat (10⁻⁶ W). Eixemples de transmissió d'energia en este orde són les comunicacions per fibra òptica que donen potències entorn als microvatios-milivatios en la major part dels casos.

Milivatio

Un milivatio (mW) és equivalent a una milèsima de vat (10⁻³ W). Un punter làser típic pot donar lloc a fas de llum de 5 milivatios de potència d'eixida. Atres eixemples de consum o generació de l'orde de milivatios són les transmissions per fibra òptica ya mencionades en l'anterior apartat, alguns tipos de ledes o experiments en micromotores de combustió interna.

Vat

És el consum típic necessari per a l'emissió-recepció de comunicacions en teléfons mòvils.

Quilovat

El quilovat (kW), igual a mil vats (10³ W), s'usa habitualment per a expressar la potència de motors, i la potència de ferramentes i màquines. Un quilovat equival aproximadament a 1,341 022 cavalls de força, o 1,359 622 cavalls de vapor.

Megavat

El megavat (MW) és igual a un milló de vats (10⁶ W). S'ampra per a medir potències grans, a on les sifres de l'orde dels centenars de mills no resulten significatives. Moltes coses poden tindre la transferència o consum d'energia en esta escala; alguns d'eixos events són raigs, centrals elèctriques, grans motors elèctrics o de combustió interna, bucs de guerra (com els portaavions i els submarís) i alguns dels equipaments científics (com a grans làsers).

Gigavatio

Un gigavatio (GW) és una unitat de potència equivalent a mil millons de vats (10⁹ W). Esta unitat sol utilisar-se en grans plantes generadores d'electricitat o en les rets elèctriques. La generació d'energia en la presa Hoover pot ser un bon eixemple; posseïx una capacitat instalada de potència elèctrica de 2,08 GW. l'assut de les Tres Goles té una capacitat instalada de potència elèctrica de 22,5 GW, la major de totes les plantes d'energia elèctrica en 2018.

Teravatio

Un teravatio (TW) és una unitat de potència equivalent a un billó de vats (10¹² W). La potència total usada pels humans a nivell mundial (al voltant de 16 TW en 2006) es medix normalment en l'orde d'estes unitats. Els làsers més potents des de mediats dels anys 1960 fins a la mitat dels anys 1990 donaven una eixida de potència de l'orde de teravatios, només durant uns nanosegundos. El pico de potència de transmissió d'energia als rajos pot aplegar a ser d'un teravatio, encara que esta potència és transmesa només durant un curt periodo de temps.

Petavatio

Un petavatio (PW) és una unitat de potència equivalent a mil billons de vats (10¹⁵ W). Esta potència pot produir-se en els grans làsers en escals de temps de l'orde de femtosegundos (10⁻¹⁵ s). Basant-se en la mija de radiació solar d'1,366 kW/m² la potència total de la radiació incident en l'atmòsfera terrestre és estimada en 174 PW, potència que es traduïx directament en energia eòlica, i la de les corrents marines també se situen en este orde.

Usos erròneus

Confusió entre vat i vat-hora

En el parla vulgar, els conceptes de potència i energia es confonen en freqüència. la potència és la taxa a la que es transferix, genera o usa l'energia, o es realisa treball. Un vat és un juliol en un segon. el vat-hora (Wh) s'usa per a expressar la cantitat d'energia, no de potència, que es pot generar o utilisar en una hora. Es podria definir com l'energia necessària per a mantindre una potència constant d'1 vat durant una hora. 1 Wh equival a 3600 juliol (J) i 1 kWh a 3,6 MJ. el vat-hora no és una unitat del Sistema Internacional d'Unitats i és incoherent en ell (és dir, requerix factors de conversió). Encara que ISO i CEI ho accepten, recomanen usar l'unitat del SI, el juliol (J) i els seus múltiples o submúltiplos.

Un eixemple similar és el concepte d'any llum, definit com la distància que recorre la llum en un any. En este cas la velocitat es referix a recórrer distàncies, mentres que en el W·h es referix a consum o producció d'energia. En abdós casos es produïx un us alternatiu d'unitats (de segons a anys o hores respectivament) que permet amprar números més chicotets per a representar grans magnituts.

Confusió en atres unitats

Les organisacions internacionals BIPM, ISO i CEI establixen

«"El símbol de l'unitat no deu utilisar-se per a proporcionar informació específica sobre la magnitut i no deu mai ser l'única font d'informació respecte de la magnitut. Les unitats no deuen ser modificades en informació adicional sobre la naturalea de la magnitut; este tipo d'informació deu acompanyar al símbol de la magnitut i no al de l'unitat..."»

que no està permés afegir informació sobre la magnitut que descriga a l'unitat, ya que la magnitut no és part de l'unitat. Es llisten alguns eixemples no vàlits:

• «vat pique» (W_p) i «quilovat pique» (kW_p): és una mida per a la potència nominal d'un dispositiu d'energia solar fotovoltaica en condicions d'allumenament de laboratori.
• «megavat tèrmic» (MW_t): és una mida per al fluix tèrmic a una planta d'energia (per eixemple, nuclear o de cicle combinat).
• «megavat elèctric» (MW_i): és una mida per a la potència elèctrica produïda per una planta d'energia.
• «vat rms» (W_rms): és una mida per a la potència que és capaç de proporcionar un amplificador d'àudio en la seua eixida quan l'entrada és una senyal en característiques especificades (usualment senoidal).

• «vat» (W_pep): és una mida per a la potència d'envolvente més alta suministrada a la llínea de transmissió de l'antena per un transmissor de radiofrecuencia durant qualsevol cicle de RF sense distorsió completa o una série de cicles de radiofrecuencia complets (usualment senoidal). Per eixemple, en Estats Units la FCC (Comissió Federal de Comunicacions) utilisa PEP (Peak envelope power.) per a establir estàndarts de potència màxima per a transmissors de radioaficionados.

Vore també

• Conversió d'unitats
• Factor de potència