Ordinele de mărime ale puterii

Acest articol citează exemple de energie în wați care consumă sau produc dispozitive de energie diferite. El dă astfel ordine de mărime a puterilor  ; fiecare secțiune acoperă trei ordine de mărime, adică un factor de o mie.

Preambul pe unități

Unitatea sistemului internațional pentru evocarea unei puteri este wattul  ; 1 watt = 1  kg  m 2  s −3 . Cu toate acestea, alte unități sunt uneori folosite, inclusiv cai putere .

Sub watt

Yoctowatt (10 −24  wați)

Zeptowatt (10 −21  wați)

• ~ 10 zW - Tech: puterea aproximativă a semnalului radio de la sonda spațială Galileo (la înălțimea lui Jupiter ) primită pe Pământ de o antenă de 70 de metri de la DSN .

Attowatt (10 −18  wați)

• 1 aW - Phys: scara aproximativă a puterii la care operațiile nanosistemelor sunt perturbate de fluctuațiile termice.

Femtowatt (10 −15  wați)

• 2,5 fW - Tehnologie: semnal minim detectabil pentru o antenă a unui receptor radio FM bun .
• 10 fW (-110 dBm ) - Tehnologie: limită aproximativă a puterii de recepție a unui telefon mobil cu spectru de difuzare digitală.

Picowatt (10 −12  watt)

• 1 pW - BioMed: puterea medie a unei celule umane.
• 2,5 pW - BioMed: intensitatea sunetului pe centimetru pătrat pentru pragul auzului uman la 1000  Hz , adică 1 telefon sau 0 dB .
• 150 pW - BioMed: putere care intră în ochiul uman de la o lampă de 100 wați la 1  km .

Nanowatt (10 −9  watt)

• 2-15 nW - Tehnologie: putere consumată de unele cipuri de microcontroler PIC , cum ar fi PIC12F683 în modul de așteptare. Consumul real în timpul de așteptare depinde de tensiunea utilizată.

Microwatt (10 −6  watt)

• 1 mW - Tehnologie: consumul aproximativ al unui ceas de mână cu cuarț .
• 1 µW - Conform Industries Canada NTMR-1, puterea maximă de ieșire furnizată antenei autorizate legal a unui transmițător de anunțuri de mică putere sau a unui afiș vorbitor nu trebuie să producă o intensitate a câmpului mai mare la 100  µV / m măsurată la o distanță de 30  m , care corespunde unei puteri de ieșire a emițătorului mai mică de 1 microwatt (µW) .
• 3 mW - Astro: flux de radiații cosmice de fundal cu microunde pe metru pătrat.

Miliwatt (10 −3  watt)

• 5  mW - Tehnologie: laserul dintr-o unitate CD-ROM .
• 36  mW - Tehnologie: puterea unei diode emițătoare de lumină pilot, roșu standard (1,8  V , 20  mA ).
• 100  mW - Tehnologie: laserul într-un arzător CD-R .

De la watt la kilowatt

• 5  W - Legal: puterea maximă de ieșire a unui transmițător CB sau a unui emițător radio portabil.
• 20-40  W - BioMed: puterea aproximativă consumată de creierul uman.
• 30-40  W - Tehnologie: puterea tipică a unui tub fluorescent .
• 60  W - Tehnologie: puterea electrică tipică a unei lămpi incandescente de tip tavan.
• 82  W - Tech: puterea de vârf consumată de un microprocesor Pentium 4 .
• 100  W - BioMed: puterea medie aproximativă utilizată de corpul uman în repaus.
• 150  W - Tech: puterea de ieșire a unui panou solar fotovoltaic de un metru pătrat în lumina directă a soarelui.
• 253  W (2.215 kWh pe an) - Geo: puterea medie pe cap de locuitor utilizată în lume în 2001 .
• 290  W - Unități: aproximativ 1.000 BTU pe oră.
• 300  W - Astro: cantitatea de radiație solară care cade pe un metru pătrat din suprafața Pământului, în Europa, la prânz solar, iarna și în absența unui nor.
• 300-400  W - Tech: puterea tipică a unui PC .
• 400  W - Tech: limita legală pentru puterea de ieșire a unui post de radio amator din Regatul Unit .
• 500  W - BioMed: puterea de ieșire a unei persoane care lucrează din punct de vedere fizic.
• 736  W - Unități: 1 cai putere .
• 900  W - BioMed: puterea de ieșire a unui om sănătos (non-atletic) în medie în primele 6 secunde ale unui sprint de 30 de secunde.
• 1.100  W - Astro: cantitatea de radiație solară care cade pe 1 m 2 din suprafața Pământului, în Europa, la prânz solar, vara și în absența norilor.

Din kilowatt

Kilowatt (10 3 wați)

• 1 până la 2  kW - Tehnologie: puterea unui ceainic electric de uz casnic.
• 1,4  kW - Astronomie: putere primită deasupra atmosferei Pământului de 1  m 2 de suprafață.
• 1.5  kW - Tech: limita legală pentru puterea de ieșire a unui radioamatorismului stație în Statele Unite .
• până la 2  kW - BioMed: putere de ieșire aproximativă pe termen scurt a sprinterilor de ciclism profesioniști.
• 1,5  kW până la 3  kW - Tehnologie: puterea unei mașini de spălat.
• 3,3 - 6,6  kW - Eco: puterea medie de ieșire a fotosintezei pentru 1  km 2 de ocean .
• 6  kW - Tehnologie: puterea electrică furnizată de rețea 70% din gospodăriile franceze
• 12  kW - puterea blițului unei camere amatori (12 jouli livrați în 1 milisecundă )
• 30  kW - puterea generată de cele patru motoare ale GEN H-4  (in) , un elicopter pentru un pasager.
• 16-32  kW - Eco: puterea medie de ieșire a fotosintezei pentru 1  km 2 de teren.
• 50  kW - 100  kW - Tehnologie: ERP-ul unui canal AM clar .
• 40  kW - 200  kW - Tehnologie: gamă aproximativă de putere de ieșire a automobilelor.
• 125  kW - Tehnologie: puterea sursei de alimentare a unuia dintre primele computere: UNIVAC I (în 1951).
• 300  kW - Tehnologie: puterea medie a unui semiremorcă (410 CP).
• 500  kW - Tehnologie: puterea nominală a unei turbine eoliene cu un rotor de 40  m în diametru și un vânt de 43  km / h ( 12  m / s ).
• 607  kW - Tehnologie: puterea motorului MGO al vagoanelor din seria X 2800 din ( 1957 ), cea mai puternică dintre vagoanele cu o singură carenă SNCF .
• 736  kW - Tehnologie: motor (1001 CP) de putere al Bugatti Veyron 16.4 în 2005 .

Megawatt (10 6 wați)

Capacitatea productivă a generatoarelor electrice comandate de companiile de utilități este adesea măsurată în MW. Aproximativ 10.000 de becuri de 100 de wați sau 5.000 de sisteme informatice consumă aproximativ 1 megawatt (1  MW ), care este aproximativ egal cu 1360 de cai putere. Diesel de mare putere - locomotivele electrice au de obicei o putere de ieșire de 3-5  MW , un reactor nuclear modern are o putere electrică de ordinul 500-1650  MW .

Exemple de energie produsă:

• 1  MW - Tehnologie: puterea motorului Koenigsegg One 2014 : 1 supercar (1360 CP)
• 1 MW - Tech: energie termică concentrată în vatra cuptorului solar Odeillo , cel mai mare din lume.
• 1,3  MW - Tehnologie: Puterea motorului Mustang P-51 Mustang , un avion de luptă american din al doilea război mondial.
• 2,5 MW - BioMed: puterea de ieșire (vârf?) A unei balene albastre .
• 3  MW - Tech: puterea mecanică de ieșire a unei locomotive diesel .
• 4  MW - puterea unui cuptor de metalurgie cu inducție de 5  t .
• 8,2  MW - Tech: puterea consumată de cel mai puternic computer în 2012, Titan (17,59 péta FLOPS ), produsă de compania Cray .
• 9,1  MW - Tech: puterea mecanică de ieșire a unui TGV duplex furnizat cu 25  kV AC.
• 10  MW - Tech: puterea electrică a primei centrale solare termodinamice (Solar One) din Statele Unite.
• 50 MW - Tehnologie  : puterea consumată de serverele Google .
• 100 MW - Tech: puterea electrică a barajului Verbois , în cantonul Geneva , în Elveția .
• 117  MW - Tehnologie: puterea totală (propulsie și diverse nevoi) a liniei Queen Mary 2 (lansată în 2004)
• 150 MW - Tehnologie: capacitatea instalată a rețelei interconectate din Togo
• 240  MW - Tehnologie: puterea centralei de maree Rance sau a barajului Bort-les-Orgues din Franța.
• 400  MW - Tehnologie: puterea electrică medie a centralelor electrice cu ciclu combinat din Franța, cum ar fi cele de la Pont-sur-Sambre și Bayet ( Total Direct Energie ).
• 900  MW - Tehnologie: puterea electrică a unui reactor nuclear canadian CANDU .
• 900 MW - Tehnologie: puterea electrică a celor 32 de unități nucleare franceze din seria CP0 și CPY încă în funcțiune în 2021.

Gigawatt (10 9 wați)

• 1  GW - Tech: puterea termică a cuptorului unui furnal care produce zilnic 6.000 de tone de fontă .
• 1  GW - Tech: puterea electrică medie a unui reactor într-o centrală nucleară modernă sau cea a viitorului cel mai mare parc eolian offshore din lume, situat în Fukushima (Japonia).
• 1.3  GW - Tech: puterea de ieșire electrică a barajului Calcar (Manitoba, Canada).
• 1.6  GW - Tech: puterea electrică a unui reactor european sub presiune (EPR).
• 2.074  GW - Tech: puterea generată de barajul Hoover (Arizona și Nevada, Statele Unite).
• 2.1  GW - Tech: puterea generată de barajul Aswan (Egipt).
• 2.775 GW - Tehnologie: puterea termică maximă autorizată a reactoarelor nucleare franceze cunoscute sub numele de „900 MW”.
• 3  GW - Tech  : puterea termică maximă a reactorului Superphénix la fosta centrală nucleară Creys-Malville din Franța (putere electrică corespunzătoare: 1,24  GW ).
• 12,6  GW - Tech: puterea electrică generată de barajul Itaipu din Brazilia / Paraguay .
• 12,7  GW - Geo: puterea electrică medie consumată de Norvegia în 1998 .
• 22,5  GW - Tech: puterea electrică generată de la barajul Three Gorges din China .
• 36,5  GW - Tehnologie: puterea electrică generată de toate cele 59 de baraje hidroelectrice ale Hydro-Québec .
• 101,6  GW - Tech: consumul maxim de energie electrică înregistrat în Franța pe8 februarie 2012 la 19:00
• 136,3  GW - Tech  : capacitatea totală instalată a EDF , cel mai mare producător mondial, în 2010.

Terawatt (10 12 wați)

• 1.7 TW - Geo: puterea electrică medie consumată în lume în 2001 .
• 3.327 TW - Geo: puterea medie totală consumată (gaz, electricitate, păcură, lemn etc.) din Statele Unite în 2001 .
• 6 TW - Geo: puterea implementată pe scara Pământului de fenomenul mareelor .
• 13,5 TW - Geo: puterea medie totală consumată de toate activitățile umane în 2001 .
• 44 TW - Geo: fluxul mediu total de căldură din interiorul Pământului.
• 50 - 200 TW - Clima: rata de eliberare a energiei termice de la un ciclon tropical (uragan și taifun local).

Petawatt (10 15 wați)

• 1.055 PW - Tech: puterea laserului BELLA (construit de grupul Thales), cel mai puternic din lume în 2012 .
• 1.25 PW - Tehnologie: Cele mai puternice impulsuri laser din lume (revendicate la23 mai 1996de Lawrence Livermore National Laboratory ).
• 1.4 PW - Geo: fluxul de căldură estimat transportat de curentul Golfului .
• 4 PW - Geo: fluxul de căldură estimat transportat de atmosfera Pământului și de oceane de la ecuator la poli.
• 5 PW - Tech: puterea laserului Apollon (construit de grupul Thales), cel mai puternic din lume în 2018 .
• 10 PW - Tech: puterea laser a instalației românești a programului Extreme Light Infrastructure (construit de grupul Thales), în timpul primelor sale fotografii de testare din 2019 .
• 174.0 PW - Astro: puterea totală primită de Pământ de la soare .

Exawatt (10 18 wați)

• 1 EW - Astro: puterea aproximativă generată între suprafețele lui Jupiter și luna sa Io datorită câmpului magnetic imens al lui Jupiter.

Zettawatt (10 21 wați)

• 125 ZW - Astro: aproximative luminozitatea de Wolf 359 .

Yottawatt (10 24 wați)

• 386 YW - Astro: luminozitatea de soare .

Deasupra yottawattului

• 1 × 10 31 W - Astro: aproximativă luminozitatea a mai luminoase X binare surse .
• 3,31 × 10 31 W - Astro: luminozitatea aproximativă a lui Hadar .
• 1,23 × 10 32 W - Astro: luminozitatea aproximativă a α Cygni (Deneb).
• 5 × 10 34 W - Astro: luminozitatea aproximativă a galaxiei noastre, Calea Lactee .
• 1 × 10 40 W - Astro: luminozitatea aproximativă a unui quasar .
• 1 × 10 45 W - Astro: luminozitatea aproximativă a unei explozii de raze gamma .
• 3,63 x 10 52 W - Phys: puterea Planck , unitatea de bază a puterii în unitățile Planck .

Note și referințe

Note

1. Din formula: P wați = U volți * I amperi . Calcul: P = 1,8 V * 20 mA = 36 mW.
2. Acest gigawatt corespunde la 14  MBtu (  14.756 MJ ) pe tonă de fontă. Acesta poate fi cazul minereului brut foarte bogat sau aglomeratelor . Aceasta este căldura necesară pentru topirea și reducerea materialelor, precum și pentru încălzirea gazelor din furnal . Această căldură este asigurată de arderea parțială a cocsului și de vântul fierbinte. Puterea este mai mare dacă luăm în considerare furnalului ca un întreg, adică dacă vom adăuga cauperele și a anexelor la cuptorul de topire.

Referințe

1. „Sistemele nanoelectromecanice se confruntă cu viitorul” , la physicsworld.com ,1 st februarie 2001.
2. Site NCBI (in) Putere umană în timpul ciclului de exerciții sprint repetate: impactul stresului termic  ; Mingea D, Burrows C, Sargeant AJ.
3. CEA , Memento despre energie , ediția 2006, pagina 14
4. sit FAO (ro) producția de energie biologică
5. Ce înseamnă kVA în electricitate?
6. „  Héliodyssée  ” , pe Pyrénées-Cerdagne-Tourisme.com ,29 iunie 2015(accesat la 6 aprilie 2021 )
7. „  Producție - Compania Energie Electrică a Togo-ului  ” (accesat la 3 decembrie 2020 )
8. (ro) Thomas Leonard Joseph , furnalul de fier , Biroul de mine al Statelor Unite,Mai 1934( citiți online ) , p.  3
9. „  Site Cea mai bună tehnologie disponibilă Hârtie de referință DREAL  ” , Direcția Regională pentru Mediu, Planificare și Locuință,28 februarie 2012, p.  6.2.2.4
10. R. Pazdej , Fișă tehnică din oțel : materii prime , IRSID ,Aprilie 1988
11. „Japonia: Fukushima pariază pe energia eoliană” , Euronews, 12 iulie 2013.
12. "  Profil | Hydro-Québec Production  ” , pe www.hydroquebec.com (accesat la 14 aprilie 2016 ) .
13. „Cei zece principali producători de energie electrică din lume” , Le Point , 10 august 2010.
14. Vezi site-ul (in) căldură radiogenă de pe Pământ
15. (în) Colaborare Borexino  (în) , "  Analiza cuprinzătoare geoneutrino cu Borexino  " , Physical Review D , vol.  101,21 ianuarie 2020( citește online ), articol în acces gratuit.

Vezi și tu