Rzędy wielkości mocy

W tym artykule przytoczono przykłady mocy w watach różnych urządzeń pobierających lub wytwarzających energię. W ten sposób daje rzędy wielkości mocy  ; każda sekcja obejmuje trzy rzędy wielkości, czyli współczynnik tysiąca.

Wstęp do jednostek

Jednostką międzynarodowego systemu przywoływania mocy jest wat  ; 1 wat = 1  kg  m 2  s −3 . Jednak czasami używane są inne jednostki, w tym konie mechaniczne .

Poniżej watt

Yoctowatt (10 -24  W)

Zeptowatt (10 -21  W)

• ~ 10 zW - Tech: przybliżona moc sygnału radiowego z sondy kosmicznej Galileo (na wysokości Jowisza ) odbieranego na Ziemi przez 70-metrową antenę z DSN .

Attowatt (10 -18  W)

• 1 aW - Phys: przybliżona skala mocy, w której działanie nanosystemów jest zakłócane przez fluktuacje termiczne.

Femtowatt (10 -15  W)

• 2,5 fW - Tech: minimalny wykrywalny sygnał dla anteny dobrego odbiornika radiowego FM .
• 10 fW (-110 dBm ) - Tech: przybliżona dolna granica mocy odbioru telefonu komórkowego z cyfrowym widmem nadawczym.

Picowatt ( 10-12  watów)

• 1 pW - BioMed: średnia moc ludzkiej komórki .
• 2,5 pW - BioMed: natężenie dźwięku na centymetr kwadratowy dla progu słyszalności człowieka przy 1000  Hz , tj. 1 telefon lub 0 dB .
• 150 pW - BioMed: moc docierająca do ludzkiego oka ze 100-watowej lampy z odległości 1  km .

Nanowat ( 10-9  watów)

• 2-15 nW - Tech: moc pobierana przez niektóre chipy mikrokontrolera PIC, takie jak PIC12F683 w trybie czuwania. Rzeczywiste zużycie w trybie czuwania zależy od używanego napięcia.

Microwatt ( 10-6  watów)

• 1 mW - Tech: przybliżone zużycie zegarka na rękę z kwarcem .
• 1 µW - zgodnie z normą Industry Canada NTMR-1, maksymalna moc wyjściowa dostarczana do prawnie dozwolonej anteny nadajnika ogłoszeń o małej mocy lub plakatu głosowego nie może wytwarzać wyższego natężenia pola przy 100  µV / m mierzonego z odległości 30  m , co odpowiada mocy wyjściowej nadajnika mniejszej niż 1 mikrowat (µW) .
• 3 mW - Astro: strumień z KMPT promieniowania na metr kwadratowy.

Miliwatów ( 10-3  watów)

• 5  mW - Tech: laser w napędzie CD-ROM .
• 36  mW - Tech: moc pilotującej diody elektroluminescencyjnej , standardowo czerwona (1,8  V , 20  mA ).
• 100  mW - Tech: laser w nagrywarce CD-R .

Od wata do kilowat

• 5  W - Legal: maksymalna moc wyjściowa nadajnika - odbiornika CB lub ręcznego nadajnika radiowego.
• 20-40  W - BioMed: przybliżona moc pobierana przez ludzki mózg.
• 30-40  W - Tech: typowa moc świetlówki .
• 60  W - Tech: typowa moc elektryczna żarówki sufitowej.
• 82  W - Tech: maksymalna moc pobierana przez mikroprocesor Pentium 4 .
• 100  W - BioMed: przybliżona średnia moc zużywana przez organizm w stanie spoczynku.
• 150  W - Tech: moc wyjściowa jednego metra kwadratowego fotowoltaicznego panelu słonecznego przy bezpośrednim nasłonecznieniu.
• 253  W (2215 kWh rocznie) - Geo: średnia moc na mieszkańca zużywana na świecie w 2001 r .
• 290  W - jednostki: około 1000 BTU na godzinę.
• 300  W - Astro: ilość promieniowania słonecznego padającego na jeden metr kwadratowy powierzchni Ziemi w Europie, w południe słoneczne, zimą i przy braku chmur.
• 300-400  W - Tech: typowa moc komputera .
• 400  W - Tech: prawne ograniczenie mocy wyjściowej amatorskiej stacji radiowej w Wielkiej Brytanii .
• 500  W - BioMed: moc wyjściowa ciężko pracującej osoby.
• 736  W - jednostki: 1 KM .
• 900  W - BioMed: Moc wyjściowa zdrowego człowieka (nie wysportowanego) uśredniona w ciągu pierwszych 6 sekund 30-sekundowego sprintu.
• 1100  W - Astro: ilość promieniowania słonecznego padającego na 1 m 2 powierzchni Ziemi, w Europie, w południe słoneczne, latem i przy braku chmur.

Z kilowat

Kilowat (10 3 W)

• 1 do 2  kW - Tech: moc domowego czajnika elektrycznego.
• 1,4  kW - Astronomia: moc odbierana nad ziemską atmosferą o 1  m 2 powierzchni.
• 1,5  kW - Tech: limit prawny dla mocy wyjściowej z radiem amatorskim stacji w Stanach Zjednoczonych .
• do 2  kW - BioMed: przybliżona krótkotrwała moc wyjściowa profesjonalnych sprinterów kolarskich.
• 1,5  kW do 3  kW - Tech: moc pralki.
• 3,3 do 6,6  kW - Eco: średnia moc wyjściowa fotosyntezy na 1  km 2 z oceanu .
• 6  kW - Tech: energia elektryczna dostarczana przez sieć do 70% francuskich gospodarstw domowych
• 12  kW - moc błysku amatorskiego aparatu (12 dżuli dostarczanych w 1 milisekundę )
• 30  kW - moc generowana przez cztery silniki GEN H-4  (in) , helikopter dla pasażera.
• 16-32  kW - Eco: średnia moc wyjściowa fotosyntezy na 1  km 2 terenu.
• 50  kW do 100  kW - Tech: ERP czystego kanału AM .
• 40  kW do 200  kW - Tech: przybliżony zakres mocy wyjściowej samochodów.
• 125  kW - Tech: moc zasilacza jednego z pierwszych komputerów: UNIVAC I (w 1951 r.).
• 300  kW - Tech: średnia moc ciężarówki z naczepą (410 KM).
• 500  kW - Tech: moc znamionowa turbiny wiatrowej z wirnikiem o średnicy 40  mi przy wietrze 43  km / h ( 12  m / s ).
• 607  kW - Tech: moc silnika MGO wagonów serii X 2800 z ( 1957 ), najmocniejszego z jednokadłubowych wagonów SNCF .
• 736  kW - Tech: moc (1001 KM) silnik Bugatti Veyron 16.4 z 2005 roku .

Megawat (10 6 watów)

Moce produkcyjne generatorów elektrycznych zamawianych przez przedsiębiorstwa użyteczności publicznej są często mierzone w MW. Około 10000 100-watowych żarówek lub 5000 systemów komputerowych zużywa około 1 megawata (1  MW ), co odpowiada mniej więcej 1360 koni mechanicznym. Lokomotywy spalinowe o dużej mocy - elektryczne mają zazwyczaj moc wyjściową 3–5  MW , nowoczesny reaktor jądrowy ma moc elektryczną rzędu 500–1650  MW .

Przykłady wyprodukowanej mocy:

• 1  MW - Tech: moc silnika Koenigsegg One z 2014 r . : 1 supersamochód (1360 KM)
• 1 MW - Tech: moc cieplna skoncentrowana w sercu największego na świecie pieca słonecznego Odeillo .
• 1.3  MW - Tech: Moc silnika Mustanga P-51 Mustang , amerykańskiego myśliwca z II wojny światowej.
• 2,5 MW - BioMed: moc wyjściowa (szczyt?) Płetwal błękitny .
• 3  MW - Tech: mechaniczna moc wyjściowa lokomotywy spalinowej .
• 4  MW - moc 5 t indukcyjnego pieca hutniczego  .
• 8,2  MW - Tech: moc pobierana przez najpotężniejszy komputer w 2012 roku, Titan (17,59 péta FLOPS ), wyprodukowany przez firmę Cray .
• 9.1  MW - Tech: mechaniczna moc wyjściowa dupleksowego TGV zasilanego prądem przemiennym 25  kV .
• 10  MW - Tech: moc elektryczna pierwszej termodynamicznej elektrowni słonecznej (Solar One) w Stanach Zjednoczonych.
• 50 MW - Tech  : moc pobierana przez serwery Google .
• 100 MW - Tech: energia elektryczna tamy Verbois w kantonie Genewy w Szwajcarii .
• 117  MW - Tech: całkowita moc (napęd i różne potrzeby) liniowca Queen Mary 2 (zwodowanego w 2004 r.)
• 150 MW - Tech: moc zainstalowana w połączonej sieci Togo
• 240  MW - Tech: moc elektrowni pływowej Rance lub tamy Bort-les-Orgues we Francji.
• 400  MW - Tech: średnia moc elektryczna w elektrowniach gazowo -parowych we Francji, takich jak w Pont-sur-Sambre i Bayet ( Total Direct Energie ).
• 900  MW - Tech: moc elektryczna kanadyjskiego reaktora jądrowego CANDU .
• 900 MW - Tech: moc elektryczna 32 francuskich bloków jądrowych serii CP0 i CPY nadal eksploatowanych w 2021 roku.

Gigawatt (10 9 watów)

• 1  GW - Tech: moc cieplna pieca wielkiego pieca produkującego 6000 ton żeliwa dziennie .
• 1  GW - Tech: średnia moc elektryczna reaktora w nowoczesnej elektrowni jądrowej lub przyszłej największej morskiej farmy wiatrowej na świecie, zlokalizowanej w Fukushimie (Japonia).
• 1,3  GW - Tech: elektryczna moc wyjściowa zapory wapiennej (Manitoba, Kanada).
• 1,6  GW - Tech: moc elektryczna europejskiego reaktora ciśnieniowego (EPR).
• 2,074  GW - Tech: moc generowana przez zaporę Hoovera (Arizona i Nevada, Stany Zjednoczone).
• 2,1  GW - Tech: moc generowana przez Zaporę Asuańską (Egipt).
• 2,775 GW - Tech: maksymalna dopuszczalna moc cieplna francuskich reaktorów jądrowych znana jako „900 MW”.
• 3  GW - Tech  : maksymalna moc cieplna reaktora Superphénix w byłej elektrowni jądrowej Creys-Malville we Francji (odpowiadająca moc elektryczna: 1,24  GW ).
• 12,6  GW - Tech: energia elektryczna wytwarzana przez zaporę Itaipu w Brazylii / Paragwaju .
• 12,7  GW - Geo: średnia moc elektryczna zużyta przez Norwegię w 1998 r .
• 22,5  GW - Tech: energia elektryczna wytwarzana z tamy Three Gorges w Chinach .
• 36,5  GW - Tech: energia elektryczna wytwarzana przez wszystkie 59 hydroelektrycznych tam Hydro-Québec .
• 101,6  GW - Tech: szczytowe zużycie energii elektrycznej odnotowane we Francji w dniu8 lutego 2012 o 19:00
• 136,3  GW - Tech  : całkowita moc zainstalowana EDF , czołowego światowego producenta, w 2010 roku.

Terawatt (10 12 watów)

• 1,7 TW - Geo: średnia moc elektryczna zużywana na świecie w 2001 r .
• 3,327 TW - Geo: całkowita średnia moc zużyta (gaz, energia elektryczna, olej opałowy, drewno itp.) W Stanach Zjednoczonych w 2001 r .
• 6 TW - Geo: moc realizowana w skali Ziemi przez zjawisko pływów .
• 13,5 TW - Geo: całkowita średnia moc zużyta podczas całej działalności człowieka w 2001 r .
• 44 TW - Geo: średni całkowity strumień ciepła we wnętrzu Ziemi.
• 50 do 200 TW - Klimat: szybkość uwalniania energii cieplnej z cyklonu tropikalnego (lokalnie huragan i tajfun).

Petawatt (10 15 watów)

• 1055 PW - Tech: moc lasera BELLA (zbudowanego przez grupę Thales), najpotężniejszego na świecie w 2012 roku .
• 1.25 PW - Tech: Najpotężniejsze na świecie impulsy laserowe (twierdzono w dniu23 maja 1996przez Lawrence Livermore National Laboratory ).
• 1.4 PW - Geo: szacunkowy strumień ciepła przenoszony przez Prąd Zatokowy .
• 4 PW - Geo: szacowany strumień ciepła przenoszony przez atmosferę ziemską i oceany od równika do biegunów.
• 5 PW - Tech: moc lasera Apollon (zbudowanego przez grupę Thales), najpotężniejszego na świecie w 2018 roku .
• 10 PW - Tech: moc lasera rumuńskiej instalacji programu Extreme Light Infrastructure (zbudowanej przez grupę Thales) podczas pierwszych próbnych ujęć w 2019 roku .
• 174,0 PW - Astro: całkowita moc otrzymana przez Ziemię ze Słońca .

Exawatt (10 18 watów)

• 1 EW - Astro: przybliżona moc generowana między powierzchniami Jowisza i jego księżyca Io z powodu ogromnego pola magnetycznego Jowisza.

Zettawatt (10 21 watów)

• 125 ZW - Astro: przybliżona jasność z Wilka 359 .

Yottawatt (10 24 watów)

• 386 YW - Astro: jasność na słońcu .

Powyżej yottawatt

• 1 x 10 31 W - Astro: przybliżeniu jasności z najjaśniejsze X binarnych źródeł .
• 3,31 × 10 31 W - Astro: przybliżona jasność Hadar .
• 1,23 × 10 32 W - Astro: przybliżona jasność α Cygni (Deneb).
• 5 × 10 34 W - Astro: przybliżona jasność naszej galaktyki, Drogi Mlecznej .
• 1 × 10 40 W - Astro: przybliżona jasność kwazara .
• 1 × 10 45 W - Astro: przybliżona jasność rozbłysku gamma .
• 3,63 x 10 52 W - Phys: moc Plancka , podstawowa jednostka zasilania w jednostkach Plancka .

Uwagi i odniesienia

Uwagi

1. Ze wzoru: P waty = U wolty * I amper . Obliczenia: P = 1,8 V * 20 mA = 36 mW.
2. Ten gigawat odpowiada 14 MBtu (  14  756 MJ ) na tonę żeliwa. Może tak być w przypadku bardzo bogatej surowej rudy lub aglomeratów . Jest to ciepło potrzebne do wytapiania i redukcji materiałów, a także do ogrzewania gazów wielkopiecowych . Ciepło to jest dostarczane przez częściowe spalanie koksu i gorący wiatr. Moc jest wyższa, jeśli weźmiemy pod uwagę pieca jako całości, to znaczy jeśli dodamy cowpers i załączników do pieca do topienia.

Bibliografia

1. „Systemy nanoelektromechaniczne stoją w obliczu przyszłości” na stronie physicsworld.com ,1 st lutego 2001.
2. Site NCBI (in) Wydajność człowieka Podczas powtarzanego cyklu ćwiczeń sprinterskich: wpływ stresu termicznego  ; Ball D, Burrows C, Sargeant AJ.
3. CEA , Memento on energy , wydanie 2006, strona 14
4. Strona FAO (en) Biologiczna produkcja energii
5. Co oznacza kVA w elektryczności?
6. „  Héliodyssée  ” na Pyrénées-Cerdagne-Tourisme.com ,29 czerwca 2015(dostęp 6 kwietnia 2021 )
7. „  Production - Compagnie Energie Electrique du Togo  ” (dostęp: 3 grudnia 2020 )
8. (en) Thomas Leonard Joseph , Żelazny wielki piec , Biuro Kopalń Stanów Zjednoczonych,Maj 1934( czytaj online ) , s.  3
9. „  Site Best available technology REFerences paper DREAL  ” , Regionalna Dyrekcja ds. Środowiska, Planowania i Mieszkalnictwa,28 lutego 2012, s.  6.2.2.4
10. R. Pazdej , Arkusz informacyjny dotyczący stali : surowce , IRSID ,Kwiecień 1988
11. „Japonia: Fukushima stawia na energię wiatru” , Euronews, 12 lipca 2013 r.
12. „  Profil | Hydro-Québec Production  ” , na www.hydroquebec.com (dostęp 14 kwietnia 2016 ) .
13. „Dziesięciu głównych producentów energii elektrycznej na świecie” , Le Point , 10 sierpnia 2010.
14. Zobacz stronę internetową (nie) ciepło radiogeniczne na Ziemi
15. (w) Współpraca Borexino  (w) , „  Kompleksowa analiza geoneutrino z Borexino  ” , Physical Review D , vol.  101,21 stycznia 2020 r( czytaj online ), artykuł w wolnym dostępie.

Zobacz też