Omrekenen van 3 Wattuur naar Microjoule

Informatie over de Wattuur (Wh)

De wattuur is een energie-eenheid gelijk aan de energie die één watt vermogen gedurende één uur levert, of precies 3600 joule. Het symbool is Wh. Zij is het kleingeld van de kilowattuur en dient overal waar de hoeveelheden energie te bescheiden zijn om in duizendtallen op te geven.

Accu's zijn haar voornaamste terrein. De capaciteit van een laptop, telefoon, elektrisch gereedschap of draagbare luidspreker wordt in wattuur opgegeven, en dat is het getal dat telt bij het vergelijken van apparaten, omdat het de twee waarden verenigt die gewoonlijk op een cel staan gedrukt. Een accu aangeduid met 3000 milliampère-uur bij 3,7 volt slaat ongeveer 11 wattuur op, en het ampère-uurgetal alleen betekent zonder de spanning niets.

Luchtvaartregels hebben de eenheid onverwacht bekend gemaakt. Lithiumaccu's boven 100 wattuur mogen zonder toestemming van de maatschappij niet in handbagage mee, en boven 160 wattuur zijn zij in passagiersvliegtuigen geheel verboden. Daarom dragen laptop- en camera-accu's het getal gedrukt, en daarom worden powerbanks zo ontworpen dat zij net onder de drempel blijven.

Ook energieopwekking op kleine schaal gebruikt haar. Een zonnepaneel op een tuinlamp, een sensor die energie uit de omgeving oogst of een fietsdynamo levert wattuur per dag in plaats van kilowattuur, en zuinige elektronica die jaren op één cel moet lopen wordt in milliwattuur begroot.

De eenheid deelt de kritiek die de kilowattuur treft: zij verbindt een coherente SI-eenheid van vermogen met een tijdseenheid buiten het SI. Strikt in SI-termen luidt de juiste uitdrukking 3600 joule, of 3,6 kilojoule, en wetenschappelijk schrijven gebruikt joule. Overal elders wint de praktische band met het vermogen van het apparaat.

Energieopslagsystemen, van een thuisaccu tot een netinstallatie, klimmen vanaf hetzelfde uitgangspunt op via kilowattuur en megawattuur, zodat de hele familie één rekenwijze deelt.

Een veelvoorkomende verwarring is het hier waard te ontwarren. Batterijcellen worden meestal in ampère-uur of milliampère-uur aangeduid, die lading meten en geen energie, en twee cellen met hetzelfde ampère-uurgetal slaan heel verschillende hoeveelheden op als hun spanningen verschillen. Ampère-uur maal de nominale spanning geeft wattuur: een telefooncel van 3000 milliampère-uur bij 3,85 volt bevat ongeveer 11,6 wattuur. Daarom zijn capaciteitsvergelijkingen tussen toestellen alleen in wattuur zinvol, daarom stellen luchtvaartmaatschappijen hun grenzen in wattuur, en daarom kan een powerbank die in milliampère-uur wordt aangeprezen minder leveren dan zijn getal doet vermoeden zodra zijn eigen omzettingsverliezen worden meegeteld.

Eén wattuur is gelijk aan 3600 joule, 0,001 kilowattuur of ongeveer 0,86 kilocalorieën.

Informatie over de Microjoule (µJ)

De microjoule is een energie-eenheid gelijk aan een miljoenste joule, dus 0,000001 joule. Het symbool is µJ. Zij is de schaal van kleine levende wezens, van korte laserpulsen en van de stroom die een sensor kwijt is aan wakker worden, en zij is de kleinste energie-eenheid die nog gebeurtenissen beschrijft die een mens zonder hulpmiddelen kan opmerken.

Hier wonen de insecten. Een vlo van een halve milligram die twintig centimeter springt, besteedt ongeveer één microjoule, en een mug in horizontale vlucht draagt er ruim een kwart van. Een gram een tiende millimeter optillen kost hetzelfde. Zulke grootheden maken de eenheid voelbaar: in beginsel niet onzichtbaar, alleen te klein om mee te tellen tenzij iets ze miljoenen keren per seconde herhaalt.

De ontstekingsveiligheid wordt in dit bereik geschreven, en de getallen bepalen hoe apparatuur gebouwd mag worden. De kleinste energie die een mengsel van waterstof en lucht ontsteekt, ligt rond 17 microjoule; voor de meeste koolwaterstofdampen gaat het om enkele honderden. Intrinsiek veilige toestellen voor raffinaderijen, graansilo's en mijnen worden gekeurd door aan te tonen dat geen enkel defect meer kan vrijgeven dan het mengsel vraagt, en daarom worden schakelingen voor gevarenzones in microjoule en niet in volt beoordeeld.

Instrumenten met gepulst licht worden vrijwel altijd in microjoule gespecificeerd. Een lidar voor voertuigen vuurt pulsen van enkele microjoule vele duizenden keren per seconde, lasermarkeersystemen gebruiken tientallen tot honderden, en femtoseconde versterkers voor microbewerking liggen aan de bovenkant van het bereik. De energie per puls bepaalt wat de bundel kan snijden, afbeelden of veilig belichten, en het gemiddelde vermogen alleen beantwoordt die vraag niet.

De elektronica met laag verbruik begroot in dezelfde termen. Een passief radiolabel oogst enkele microjoule uit het veld van de lezer en moet zijn hele uitwisseling daarbinnen afronden. Een radiomelding over korte afstand kost tientallen microjoule, het uurwerk van een kwartshorloge ongeveer één per seconde, en een temperatuursensor die wakker wordt, meet en weer inslaapt, komt soms met minder dan tien toe. De accuduur van zulke apparaten is rekenwerk in microjoule.

Erboven neemt de millijoule het over en worden de gevolgen mechanisch: een vonk die je voelt, een klik die je hoort, een klein voorwerp dat valt. Eronder neemt de nanojoule het over en worden de gevolgen optisch en elektronisch. De microjoule bezet de smalle band daartussen, en juist daarom komen zoveel vakgebieden die verder niets delen bij hetzelfde voorvoegsel uit.

Eén microjoule is gelijk aan 0,000001 joule, ongeveer 6,24 × 10¹² elektronvolt of ongeveer 2,78 × 10⁻¹⁰ wattuur.