Výkon

Čo je výkon, ako ho počítame a prečo záleží na tom, ako rýchlo vykonávame prácu.

Čo je výkon?

Výkon vyjadruje, ako rýchlo sa vykonáva práca alebo premieňa energia.

Výkon

P = \frac{W}{t}

P – výkon (W), W – práca/energia (J), t – čas (s)

Jednotka výkonu: watt (W)
1 watt = 1 joule za sekundu

Príklady výkonu

Zariadenie	Výkon
LED žiarovka	10 W
Laptop	50–100 W
Elektrický sporák	2 000 W
Auto	50 000–200 000 W
Domáca zásuvka (max.)	3 600 W

Poznámka

Kilojoule (kJ) = 1 000 J. Kilowatt (kW) = 1 000 W. Na elektrickom účte sa energia uvádza v kilowatthodinách (kWh).

Zdvíhate krabicu s hmotnosťou 10 kg o 2 m do výšky za 4 sekundy. Aký je váš výkon?

Práca: $W = F \times s = (10 \times 10) \times 2 = 200 \text{ J}$
Výkon: $P = W \div t = 200 \div 4 = 50 \text{ W}$

Prax: Spotreba elektriny v slovenskej domácnosti

Priemerná slovenská domácnosť spotrebuje 3 500 kWh za rok. Elektrický sporák (výkon 2 000 W = 2 kW) zapnutý 1 hodinu spotrebuje 2 kWh. Pri cene 0,20 €/kWh to stojí 0,40 €. Vedomosť o výkone zariadení pomáha šetriť energiu — výmena 60 W žiarovky za 10 W LED šetrí 50 W pri každej hodine prevádzky.

Prax: Výkon automobilu pri stúpaní

Auto (hmotnosť 1 200 kg) stúpa na Skalnaté pleso (výškový rozdiel 1 000 m, vzdialenosť 12 km) za 20 minút (1 200 s). Potrebná práca na prekonanie výškového rozdielu: $W = mgh = 1\,200 \times 10 \times 1\,000 = 12\,000\,000 \text{ J}$ Potrebný výkon: $P = W / t = 12\,000\,000 / 1\,200 = 10\,000 \text{ W} = 10 \text{ kW}$ — len na výškový zisk, bez odporu vzduchu a trenia.

Tip Kde to vidíme v praxi? Výkon určuje, ako rýchlo zariadenie pracuje: výkonnejší motor zdvihne výťah rýchlejšie, výkonnejší počítač spracuje dáta rýchlejšie. Na elektrickom účte platíme za energiu (kWh = výkon × čas), nie priamo za výkon. Výkon srdca zdravého človeka je asi 1–2 W — za deň to zodpovedá energii asi 1,5 kWh.

Cvičné príklady

Žiarovka spotrebuje 1 800 J za 3 minúty. Aký je jej výkon?

Zobraziť odpoveď

t = 3 × 60 = 180 s; P = 1 800 ÷ 180 = 10 W

Motor s výkonom 500 W pracuje 2 minúty. Koľko energie spotrebuje?

Zobraziť odpoveď

W = P × t = 500 × 120 = 60 000 J = 60 kJ