줄-와트 계산기

P = E / t. 여기서 E는 줄로 나타낸 에너지, t는 초로 나타낸 시간입니다. 같은 식은 E = P × t로도 쓸 수 있습니다

E

전달된 에너지이며 단위는 줄입니다. 빠르기가 아니라 양입니다. 배터리가 담고, 뜨거운 물 탱크가 담고, 날아가는 물체가 운동 에너지로 가지고 있는 것입니다. 양인 이상 얼마나 빨리 일어났는지는 아무것도 말해 주지 않습니다. 1킬로와트시는 1시간에 걸쳐 꺼내도 1밀리초에 쏟아 내도 1킬로와트시이고, 이 두 경우의 차이가 이 페이지의 주제 전부입니다 (J)

t

그 에너지를 전달한 시간이며 단위는 초입니다. 선택이 아니라 필수 입력인데, 이것이 없으면 물음 자체에 답이 없기 때문입니다. 에너지를 정해지지 않은 시간으로 나눈 값은 큰 수도 작은 수도 아니라 정의되지 않은 값입니다. 분이나 시간으로 재었다면 그대로 넣으십시오. 계산기 쪽에서 초로 고쳐 나눕니다

P

에너지를 시간으로 나눈 와트 단위의 평균 전력입니다. 핵심은 평균이라는 말입니다. 꾸준히 1 kW를 끌어 쓰는 기기와, 절반 동안은 아무것도 쓰지 않고 나머지 절반에 2 kW를 쓰는 기기는 구간 전체로는 둘 다 평균 1 kW이고, 이 계산은 그 둘을 구별하지 못합니다. 1와트는 초당 1줄이고, 이 페이지 전체가 그 정의 위에 서 있습니다. 세 번째 출력은 같은 에너지를 킬로와트시로 다시 말한 것으로, 1 kW를 1시간 유지한 양, 정확히 3,600,000줄입니다. 계량기도 요금표도 가전제품 표시도 이 단위로 쓰이고, 줄로 들어온 수가 현실에서 벗어나지 않았는지 확인하는 가장 빠른 길이기도 합니다. 한 시간 돌아가는 가전제품이 들어가는 범위는 대략 0.1~2 kWh입니다 (W)

에너지의 양과 시간이 짝을 이루는 물음, 특히 그 짝 자체가 물어지고 있을 때 쓰면 됩니다. 1킬로와트시는 몇 와트인지, 100 kJ 펄스는 평균 몇 와트인지, 8시간에 걸쳐 충전하는 2 kWh는 몇 와트를 끌어 쓰는지 같은 경우입니다. 고지서나 배터리 데이터시트, 칼로리 표시에서 온 에너지를 빠르기로 바꾸는 페이지이고, 반대 방향 확인에도 쓸 수 있습니다. 와트수가 알려진 기기를 정해진 시간만큼 쓰면 쓰는 줄과 킬로와트시가 계산됩니다. 전기요금을 내는 페이지는 아닙니다. 그것은 이 결과에 요금 단가를 곱한 다음의 이야기입니다.

1. 기본값 그대로: 360만 줄을 1시간에

   1. 에너지 3,600,000 J, 시간 3,600초(1시간)
   2. 전력은 3,600,000 / 3,600 = 1,000 W
   3. 킬로와트로는 1,000 / 1,000 = 1 kW
   4. 에너지는 3,600,000 / 3,600,000 = 1 kWh

   1킬로와트시는 몇 와트인지에 답하는 줄이고 답은 1,000입니다. 다만 1시간이라는 조건이 붙었을 때만 그렇습니다. 시간 칸을 1초로 바꾸면 같은 에너지가 3.6 MW가 되는데, 가정용 전원으로는 터무니없어 보이는 수이고 커패시터 뱅크가 방전되거나 펄스가 나갈 때는 전혀 틀리지 않은 수입니다. 두 수가 모두 같은 에너지에서 나왔다는 것이 이 페이지의 요점이며, 킬로와트시 출력이 와트 옆에 있는 이유입니다. 셋 중에서 넣은 시간에 좌우되지 않는 것은 이것 하나뿐입니다.

2. 1킬로칼로리를 1분에

   1. 에너지 4,184 J(열화학 칼로리의 1킬로칼로리), 시간 60초
   2. 전력은 4,184 / 60 = 69.733 W
   3. 킬로와트로는 0.069733 kW
   4. 에너지는 4,184 / 3,600,000 = 0.001162 kWh이고 반올림하면 0.001

   음식 칼로리는 4,184줄이고 사람 몸은 가만히 있어도 1분에 대략 그만큼을 씁니다. 여기서 나오는 69.7 W는 우연이 아니라 대사율 그 자체이며 옛날 백열전구와 비슷합니다. 킬로와트시 값이 얼마나 작은지도 볼 값어치가 있습니다. 1킬로칼로리는 0.00116 kWh이므로 하루 2,000 kcal의 식사는 약 2.3 kWh의 화학 에너지가 되고, 이는 작은 전기히터가 한 시간에 쓰는 양과 거의 같습니다.

3. 노트북 배터리 20 Wh를 1분에

   1. 에너지 72,000 J(= 20 Wh), 시간 60초
   2. 전력은 72,000 / 60 = 1,200 W
   3. 킬로와트로는 1.2 kW
   4. 에너지는 72,000 / 3,600,000 = 0.02 kWh이고 이는 배터리의 정격인 20 Wh

   여기서 보고 싶은 것은 저장된 양과 얼마나 빨리 내놓으라고 요구받는지 사이의 간격입니다. 20 Wh를 60초에 내놓으면 1,200 W이고, 같은 배터리가 한 시간에 걸쳐 내놓는 20 W의 60배입니다. 세 번째 출력은 반대 방향의 확인이며, 셋 중 시간 칸이 건드릴 수 없는 유일한 수입니다. 0.02 kWh는 라벨에 인쇄된 20 Wh 그대로입니다.

4. 같은 에너지를 하루 종일 흩어서

   1. 에너지 3,600,000 J, 시간 86,400초(24시간)
   2. 전력은 3,600,000 / 86,400 = 41.667 W
   3. 킬로와트로는 0.041667 kW
   4. 에너지는 그대로 1 kWh

   첫 번째 예와 같은 줄 수, 같은 킬로와트시이고 전력은 스무 배 넘게 작습니다. 공유기나 대기 전력, 작은 순환 펌프에 해당하는 약 42 W의 끊이지 않는 흐름입니다. 하루 1킬로와트시라는 것이 이만한 양입니다. 견주어 보는 것이 쓸모 있습니다. 한 시간 동안 1,000 W를 끌어 쓰는 기기와 하루 동안 41.667 W를 끌어 쓰는 기기는 쓰는 에너지가 같고, 고지서에는 같은 킬로와트시로 나타납니다.

이것은 평균 전력이고 순간 전력이 아닙니다. 스위치를 켜고 끄거나 펄스로 쓰거나 끌어 쓰는 양이 변하는 기기는 총 에너지를 총 시간으로 나눈 하나의 수로 표현됩니다. 고지서에는 그것으로 맞고 퓨즈를 고르는 데에는 틀립니다. 100 W 평균이 1밀리초 폭발로 들어온다면 각 폭발 동안에는 100 kW를 끌어 쓰고 있는 것입니다. 에너지는 구간 전체에 걸쳐 일정한 비율로 전달된 것으로 다루므로, 올라오는 시간과 식는 시간, 대기 구간이 모두 모델링되지 않은 채 평균에 섞입니다. 열손실은 들어 있지 않습니다. 들어온 에너지는 쓰인 에너지이고 꺼낸 일이 아니므로, 효율은 입력이 아니라 결과에 곱해야 합니다.

1킬로와트시는 몇 와트인가요?

1시간에 걸쳐 보낸다면 1,000와트이고, 이 물음은 시간이 주어지기 전까지 답을 갖지 않습니다. 이 계산기에 시간 칸이 있고 임의의 기본값을 두지 않은 이유가 바로 그것입니다. 1킬로와트시는 3,600,000줄이므로 한 시간에 쓰면 1,000 W, 1초에 쓰면 3.6 MW, 하루에 걸쳐 쓰면 41.667 W가 됩니다. 킬로와트시는 에너지의 양이고 와트는 빠르기이므로, 같은 에너지도 구간에 따라 어느 전력이든 될 수 있습니다.

줄 매 초는 무엇인가요?

줄 매 초는 와트입니다. 그것이 와트의 정의이고, 이 계산기가 하는 일이 에너지를 시간으로 나누는 것뿐인 이유입니다. 단위가 빠르기의 이름을 가진 것도 같은 이유입니다. 60 W 전구는 1초마다 60줄을 쓰므로 한 시간이면 60 × 3,600 = 216,000 J, 즉 0.06 kWh가 됩니다. 에너지 단위와 전력 단위 사이의 환산은 어떤 조합이든 시간을 거칩니다.

가전제품 돌리는 전기요금은 어떻게 구하나요?

줄로 나타낸 에너지를 3,600,000으로 나눠 킬로와트시로 고친 다음 킬로와트시당 단가를 곱하면 됩니다. 이 계산기의 세 번째 출력이 첫 단계에 해당하고, 2,000 W 히터를 세 시간 켜 두면 6,000 Wh, 즉 6 kWh가 됩니다. 이 계산기는 단가 앞에서 일부러 멈춥니다. 요금은 지역마다 다르고 바뀌는 수이며, 중요한 것은 에너지 쪽 계산이기 때문입니다.

같은 에너지인데 와트수가 달라지는 이유는 무엇인가요?

와트는 에너지가 얼마나 빨리 쓰이는지를 재는 것이고 얼마나 있는지를 재는 것이 아니기 때문입니다. 이 페이지의 네 가지 예는 모두 정해진 줄 수를 서로 다른 시간으로 나눕니다. 3.6 MJ을 3,600초로 나누면 1,000 W, 86,400초면 41.667 W, 1초면 3.6 MW입니다. 같은 양의 물을 가는 관으로 하루에 걸쳐 붓는 경우와 굵은 관으로 1초에 붓는 경우를 떠올려 보십시오. 양은 같아도 유량은 다릅니다.

시간을 초가 아니라 시간 단위로 넣어도 되나요?

됩니다. 계산기 쪽에서 나누기 전에 환산하므로 어느 쪽이든 같은 계산이 됩니다. 시간 칸은 초와 분, 시간을 받아들이고, 중요한 것은 길이뿐이며 잰 단위가 아닙니다. 한 가지만 주의하면 됩니다. 내부 계산은 초로 이루어지므로 1시간이라고 넣은 값은 3,600으로 다루어집니다. 손으로 검산할 때는 출력이 와트와 킬로와트이고 와트시가 아니라는 점을 기억하십시오.

와트를 줄로 바꾸는 것과 같은 건가요?

같은 식을 반대 방향으로 읽은 것입니다. 전력은 에너지를 시간으로 나눈 것이므로 에너지는 전력에 시간을 곱한 것입니다. 이 계산기는 에너지와 시간을 받아 전력을 돌려주고, 반대 방향 환산은 전력과 시간을 받아 에너지를 돌려줍니다. 어느 쪽이든 시간은 필수인 세 번째 양입니다. 그래서 에너지 단위와 전력 단위는 계수만으로 서로 환산할 수 없습니다. 와트는 초당 1줄이고, 그 초당이라는 것을 어디선가 가져와야 하기 때문입니다.

• NIST Guide for the Use of the International System of Units (SI), §4 — 초당 1줄로서의 와트와 3.6메가줄로서의 킬로와트시 — NIST
• Watt — 에너지 전달률로서의 정의와 줄·킬로와트시·마력과의 관계 — Wikipedia
• Estimating Appliance and Home Electronic Energy Use — 정격 와트수와 사용 시간에서 계량기가 청구할 킬로와트시를 구하는 절차 — U.S. Department of Energy