Vermogen

In de natuurkunde is vermogen de snelheid van het doen van arbeid of het overdragen van warmte. Dat wil zeggen de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt overgedragen of omgezet. Omdat het geen richting heeft, is het een scalaire hoeveelheid. In het International System of Units is de krachteenheid de joule per seconde (J / s), bekend als de watt (W) ter ere van James Watt, de achttiende-eeuwse ontwikkelaar van o.a. de condensorstoommachine.

Eén watt is het vermogen dat resulteert uit een energiedissipatie-, conversie- of opslagproces dat overeenkomt met één joule per seconde. Uitgedrukt in watt noem je vermogen soms ook wel wattage. Het wattage in een gelijkstroomcircuit (DC) is gelijk aan het product van de spanning in volt en de stroom in ampères.

Deze regel geldt ook voor laagfrequente wisselstroomcircuits (AC) waarin energie niet wordt opgeslagen of vrijgegeven. Bij hoge AC-frequenties, waarin energie is opgeslagen en vrijgegeven (evenals gedissipeerd of omgezet), is de berekening complexer.

De berekening van het vermogen

Het uitgangsvermogen van een elektromotor is het product van het koppel dat de motor genereert en de hoeksnelheid van zijn uitgaande as. De kracht die nodig is om een grondvoertuig te verplaatsen, is het product van de trekkracht op de wielen en de snelheid van het voertuig. De kracht van een voertuig met jetaandrijving is het product van de motorstuwkracht en de snelheid van het voertuig.

De snelheid waarmee een gloeilamp elektrische energie omzet in licht en warmte meet je in watt. Hoe hoger het wattage, hoe meer vermogen of gelijkwaardig, hoe meer elektrische energie per tijdseenheid je gebruikt. In een DC-circuit is vermogen een scalaire (eendimensionale) grootheid. In het algemene geval van wisselstroom vereist de bepaling van het vermogen twee dimensies, omdat wisselstroom een vectorgrootheid is.

Ervan uitgaande dat er geen reactantie (oppositie tegen AC maar niet tegen DC) in een AC-circuit is. Kun je het vermogen berekenen volgens de bovenstaande formules voor DC. Voor AC kun je dit berekenen met behulp van wortel-gemiddelde-kwadraatwaarden voor de wisselstroom en spanning. In het geval van een reactantie (blindstroom), gaat een deel van de energie verloren in "nutteloze" energie. Dit noem je schijnbaar vermogen of reactief vermogen. De vectorcombinatie van reactantie en weerstand staat bekend als impedantie.