El watt o vat (símbol: W) és la unitat de potència del Sistema Internacional, és la quantitat d'energia en joules que és convertida, utilitzada o bé dissipada en un segon. Es tracta d'una unitat derivada que pren el seu nom de l'enginyer, inventor i constructor d'instruments escocès James Watt, per la seva contribució al desenvolupament de la màquina de vapor, cosa que fou uns dels desencadenants de l'inici de la Revolució Industrial.
El watt fou adoptat pel Segon Congrés de la British Association for the Advancement of Science el 1889, cosa que suposà el seu reconeixement internacional com a unitat de potència, incorporant-lo com una unitat addicional a les unitats pràctiques definides al sistema CGS. Va ser definida al Sistema Internacional d'Unitats el 1948 a la 9a Conferència General de Pesos i Mesures, la mateixa conferència en la que s'incorporà l'ampere entre d'altres.Resolució nº 7 de la 9a reunió de la CGPM (1948): Definició de les unitats en vigor . Definició de les unitats en vigor
Un watt és equivalent a 1 joule per segon (1 J/s)
o, en unitats elèctriques, 1 voltampere (1 V·A):
Múltiples + Múltiples del watt (W)SubmúltiplesMúltiplesValorSímbolNomValorSímbolNom 10–1 W dWdeciwatt 10¹ WdaW decawatt 10–2 W cWcentiwatt 10² W hWhectowatt 10–3 W mWmil·liwatt 103 W kWquilowatt 10–6 W µWmicrowatt 10⁶ W MWmegawatt 10–9 W nWnanowatt 10⁹ W GWgigawatt 10–12 W pWpicowatt 1012 W TWterawatt 10–15 W fWfemtowatt 1015 W PWpetawatt 10–18 W aWattowatt 1018 W EWexawatt 10–21 W zWzeptowatt 1021 W ZWzettawatt 10–24 W yWyoctowatt 1024 W YWyottawattEls múltiples més habituals són en negreta. Algunes equivalències mil·liwatt (mW) = 10-3 W = 0,001 W watt = 100 W = 1 W quilowatt (kW) = 103 W = 1000 W megawatt (MW) = 10⁶ W = 1 000 000 W gigawatt (GW) = 10⁹ W = 1 000 000 000 W terawatt (TW) = 1012 W = 1 000 000 000 000 W
Pot ser interessant trobar exemples per cada ordre de magnitud en l'àmbit de la generació, transferència o consum d'energia en estat estacionari. Els exemples poden anar des de les unitats més petites fins a les més grans, segons les interaccions o sistemes considerats.
Nanowatt Un nanowatt és equivalent a una bilionèsima part de watt. Per una estrella aïllada de magnitud +3.5, un metre quadrat de superfície rep un nanowatt de potència en forma de radiació.
Microwatt Un microwatt és equivalent a una milionèsima part d'un watt. Exemples de transmissió d'energia en aquest ordre són les comunicacions per fibra òptica que donen potències al voltant dels microwatts-mil·liwatts en la major part dels casos
Mil·liwatt miniatura|Làser de 5 mW dirigit a una palmera de nit. El raig és visible degut a la difusió de Rayleigh i a la pols. Un mil·liwatt és equivalent a una mil·lèsima de watt. Un punter làser típic pot donar lloc a feixos de llum de 5 mil·liwatts de potència de sortida. Altres exemples de consum o generació de l'ordre de mil·liwatt són les transmissions per fibra òptica ja esmentades en l'anterior apartat, alguns tipus de LEDs o experiments en micromotors de combustió interna
Watt És el consum típic necessari per a l'emissió-recepció de comunicacions amb telèfons mòbils.
Kilowatt El kilowatt és equivalent a mil watts, aquesta unitat es fa servir típicament com a unitat de mesura de la potència motriu dels motors i també com a mesura del consum de potència de ferramentes i altres màquines. Un kilowatt és aproximadament equivalent a 1,34 cavalls. Un escalfador elèctric típic amb un element resistiu sol tenir un consum de l'orde d'un kilowatt. El consum mitjà anual elèctric per cada casa als Estats Units és entorn de 8 900 kilowatts hora (unitat d'energia), equivalent en termes de potència a un consum mitjà d'1 kW contínuament durant tot l'any. En aquest ordre de magnitud, tot i que per davall de les exigències anteriors, les potències màximes desenvolupades per alguns éssers vius, com poden ser els cavalls.
Megawatt miniatura|El tren d'alta velocitat Eurostar, que ha menestar a velocitat mitjana entre 4 a 6 megawatt per hora. Imatge del tren a prop de l'enllaç amb l'Eurotúnel. El megawatt és una unitat de potència equivalent a un milió de watts. Es fa servir per descriure «grans consumidors» com ara la indústria o el transport. Fins i tot fenòmens naturals es descriuen en MW, com per exemple a les descàrregues elèctriques dels llamps, o la dissipació d'energia a les grans cascades se situen en xifres de l'ordre del megawatt, un exemple seria l'energia dissipada a la cascada Dettifoss a Islàndia (classe 7 segons les classificacions de cascades per volum) on la variació d'energia potencial mitjana de la cascada és d'aquest ordre.
Exemples de maquinària que treballa amb potències d'aquest ordre són per exemple els grans motors elèctrics, els grans vaixells (com per exemple portaavions i submarins), maquinària especial i alguns equips d'investigació i recerca com per exemple els grans làsers o els supercolisionadors. Un gran edifici residencial o comercial pot consumir alguns megawatts de potència elèctrica i d'energia per a la calefacció.
La capacitat productiva dels generadors elèctrics operats pels serveis públics es pot mesurar també en MW. Al món ferroviari, els moderns trens d'alta potència elèctrics poden tenir una potència màxima de 5 o 6 MW, tot i que moltes màquines produeixen molt més, l'Eurostar, per exemple, consumeix més de 12 MW –mentre que les pesants locomotores dièsel-elèctriques poden requerir típicament de 3 a 5 MW. En l'àmbit de l'energia nuclear, algunes plantes poden arribar a tenir capacitats netes entre 500 i 1300 MW.Nuclear Regulatory Commission. (2007). 2007–2008 Information Digest. Extret el 27 January 2008. Apèndix A.
La citació més antiga del mot megawatt aparegué, segons lOxford English Dictionary, al Webster's International Dictionary of English Language. L'OED també remarca que el terme megawatt aparegué el 28 de novembre de 1947 a un article de la revista Science (506:2).
Gigawatt Un gigawatt és una unitat de potència equivalent a mil milions de watts. Aquesta unitat sol fer-se servir a grans plantes generadores d'electricitat o a les xarxes elèctriques. La generació d'energia a la Presa Hoover pot ser un bon exemple, disposant de 2,08 GW de potència instal·lada.
Terawatt miniatura|Gràfic amb les possibilitats de les energies renovables en termes de potència instal·lada per a l'aprofitament humà. Un terawatt és una unitat de potència equivalent a un bilió de watts. La potència total usada pels humans a nivell mundial (al voltant de 16 TW el 2006) es mesura normalment en l'ordre d'aquestes unitats. Els làsers més potents des de mitjans dels 60 fins a la meitat dels 90 donava una sortida de potència de l'ordre de terawatts, només durant uns nanosegons. El pic de potència de transmissió d'energia als llamps pot arribar a ser d'un terawatt, tot i que aquesta potència és transmesa només durant un curt període.
Petawatt Un petawatt és una unitat de potència equivalent a mil bilions de watts. Aquesta potència pot produir-se als grans làsers en escales de temps de l'ordre de femtosegons (10-15 s). Basant-se en la mitjana de radiació solar d'1,366 kW/m² la potència total de la radiació incident a l'atmosfera terrestre és estimada de 174 PW, potència que es tradueix directament en energia eòlica i de les corrents marines que també se situen en aquest ordre.
Altres exemples miniatura|Una rentadora necessita una potència entre 1 i 2,5 kW. El consum del motor és al voltant de 300 W, mentre que la major part de la potència requerida és subministrada a les reistències que escalfen l'aigua. Les unitats de mesura de potència poden també servir per il·lustrar la rapidesa amb la que s'aconsegueix fer un treball determinat, d'aquesta manera, posant per exemple un treball de 600 J, hauria d'ésser produït (fent servir l'exemple d'augmentar la temperatura d'una gerra d'aigua d'uns 100 cm³ de 18,5 °C a 20 °C), s'efectuaria per exemple amb els següents temps, segons la potència emprada:
en 10 minuts (600 segons) amb una potència d'escalfament d'1 W; en 1 minut (60 segons) amb una potència d'escalfament de 10 W (de l'ordre de la potència d'una bombeta) ; en 1 segon amb una potència d'escalfament de 600 W (potència d'un trepant elèctric).
El watt es pot considerar com una unitat relativament petita si s'observen els següents exemples:
una central nuclear produeix molts bilions de watts, la central nuclear de Gravelines (França) disposa d'una potència nominal de 5,4 GW ; un automòbil de 100 CV disposa d'una potència de 73 600 W, és a dir, 73,6 kW ; un corredor ciclista professional d'alt nivell pot aconseguir a ple rendiment, per exemple, disputant una cursa en etapa de muntanya o costa amunt una potència instantània (d'una durada de l'ordre de 30 a 45 minuts) de 430 W aproximadament ; una rentadora necessita una potència de l'ordre de 1 000 a 2 000 W; ordre de magnitud de potència consumida per diferents tipus d'ordinadors individuals : un ordinador de baix cost de xarxa o nettop necessita al voltant de 15 W ; un ordinador de sobretaula amb la seua pantalla LCD necessita una potència d'entre 90 a 200 W aproximadament ; un ordinador dedicat a jocs, necessita una potència de 250 a 800 W segons la seua configuració de targetes gràfiques; una bombeta elèctrica incandescent requereix una potència d'uns 60 W (5 voltes menys si es tracta d'una bombeta fluorescent de baix consum)
En electricitat miniatura|upright=2|Diagrama complex de la potència d'un sistema en corrent altern: Potència real (P, en watt, W) Potència reactiva (Q, en voltampere reactiu, VAr) Potència complexa (S, en voltampere, VA) Potència aparent (abs(S), en voltampere, VA) En electricitat el watt seria la unitat de potència d'un sistema d'una intensitat de corrent d'un ampere sota una tensió d'un volt. És el producte de la tensió per la intensitat:
on: és la potència en funció del temps , s'expressa en watt. és la tensió elèctrica en funció del temps , s'expressa en volt. és el corrent elèctric en funció del temps , s'expressa en ampere
Es pot parlar de potència mitjana, eficaç o instantània en funció de la natura del corrent i de la tensió (corrent continu o corrent altern) i de la seva variació al llarg del temps.
El megawatt (MW), un milió de watts, és una unitat habitualment utilitzada en el camp de la producció elèctrica.
Si integrem aquesta potència respecte a un temps d'una hora, obtindrem una quantitat d'energia que habitualment s'expressa en una unitat anomenada quilowatt-hora (kWh), equivalent a 3.600.000 joules (o a 3.600 kJ).
En un sistema de corrent altern la potència s'expressa d'una manera especial a causa del caràcter periòdic de les funcions que hi participen; es poden establir diferents magnituds: potència real, potència reactiva, potència complexa o potència aparent.
En mecànica En mecànica el watt és la potència desenvolupada per una força d'un newton aplicada a un punt que es desplaça un metre durant un segon. És a dir, si el punt sobre el que s'aplica una força d'un newton es desplaça a una velocitat d'1 m/s la potència és igual a 1 watt:
on: és la força expressada en newtons. és la distància expressada en metres. és el temps expressat en segons. és la velocitat expressada en m/s. és el treball expressat en joules.
Watt elèctric i tèrmic miniatura|Indicador analògic d'un watímetre, que mesura la potència consumida o generada per un component o subsistema elèctric. De vegades es diferencia entre watt elèctric i watt tèrmic per tal d'aclarir si parlem de potència elèctrica o potència tèrmica generades.
El terme watt elèctric (simbolitzat We) correspon a la producció de potència elèctrica, el terme remarca que només es parla de potència de generació d'electricitat prescindint de la calor que es pugui generar. Els múltiples habituals són el megawatt elèctric (MWe) i el gigawatt elèctric (GWe).