Sähkölaitteiden teho ja energia

Sähkölaitteiden energiankulutusta tarkasteltiin oppikirjassa Resonanssi 2. Koska laitteita voidaan käyttää mielivaltaisia ajanjaksoja, laitteissa ilmoitetaan niiden teho. Laitteen teho [[$P$]] on energian muutoksen [[$\Delta E$]] ja käyttöajan [[$t$]] suhde.

[[$\qquad P=\dfrac{\Delta E}{t}$]]

Energiankulutus

Koska teho kuvaa sähkölaitteen energiankulutusnopeutta, laitteen kuluttama energia [[$E$]] saadaan tehon ja käyttöajan [[$t$]] tulosta.

[[$\qquad E=Pt$]]. 

Sähköteho

Sähkölaitteen teho on ilmoitettu yleensä laitteen pohjasta löytyvässä arvokilvessä, jossa on myös tiedot käyttöjännitteestä. Sähkölaitteen teho [[$P$]] lasketaan laitteen jännitteen [[$U$]] ja sen käyttämän sähkövirran [[$I$]] avulla. Kaava johdetaan luvussa 4, kun sähkövirran syntyä on käsitelty tarkemmin.

[[$\qquad P=UI$]]

Jos laite käyttää vaihtosähköä, teho lasketaan käyttäen energiankulutuksen kannalta keskimääräistä jännitteen ja virran suuruutta. Näitä arvoja sanotaan teholliseksi jännitteeksi ja sähkövirraksi. Pistorasiasta saatava 230 V:n jännite on verkkojännitteen tehollinen arvo.

Hyötysuhde

Sähkölaitteet eivät pysty muuntamaan kaikkea käyttöön liittyvää energiaa hyödylliseen muotoon. Hyötysuhde [[$\eta$]] kertoo, kuinka suuri osa sähkön mukana siirtyvästä energiasta saadaan muunnettua laitteen käyttötarkoituksen mukaiseen energiamuotoon.

[[$\qquad \eta =\dfrac{E_{\text{hyöty}}}{E_{\text{koko}}}=\dfrac{P_{\text{hyöty}}}{P_{\text{koko}}}$]]

Hinta

Sähköllä on hinta, joka koostuu myynnin ja siirron kuluista sekä veroista. Sähkön hinta muuttuu kulutukseen ja tuotantoon liittyvien tekijöiden mukaan. Sähkön hinnan suuruusluokka on ollut tyypillisesti 15 snt/kWh, joskin viime aikoina hinta on vaihdellut voimakkaasti.

Sähkön hintaa laskettaessa muunnetaan energian yksikkö muotoon kWh. Tällöin teho ilmoitetaan yksikössä kilowatti (kW) ja laitteen käyttöaika tunneissa (h).