Lähdekoodi sivulle Teho

{{Tämä artikkeli|käsittelee tehoa fysiikassa. Sanan muita merkityksiä on lueteltu [[Teho (täsmennyssivu)|täsmennyssivulla]].}}
[[Fysiikka|Fysiikassa]] '''teho''' (tunnus ''P''<ref name=si_opas />) on tehdyn [[työ_(fysiikka)|työn]] tai käytetyn [[energia]]n määrä [[aika]]yksikössä. Tehon [[Kansainvälinen yksikköjärjestelmä|SI]]-yksikkö on [[watti]] (W), joka vastaa [[joule]]n energiamäärää [[sekunti|sekunnissa]]<ref name=si_opas />.

== Mekaaninen teho ==

Teho mekaaniselle työlle määritellään seuraavasti:

:<math>P = \frac{dW}{dt},</math> missä

*P = teho
*W = mekaaninen työ
*t = aika

Määritelmää sovelletaan usein seuraavasti:

:<math>P = \frac{d(\int_{A}^{B}F\,ds)}{dt} = \int_{A}^{B}F\,dv = F \cdot v.</math>

Mekaaninen teho voidaan siis lausua kappaleeseen vaikuttavan [[voima (fysiikka)|voiman]] ja sen saaman [[nopeus|nopeuden]] tulona.

[[Pyörimisliike|Pyörivän akselin]] tapaus:
:<math>P = \frac{F ds}{dt} = \frac{(T/r) r d\theta}{dt} = 
\frac{T d\theta}{dt} = T \cdot \omega,</math>
missä <math>T = F \cdot r</math> on akselin välittämä [[vääntömomentti]], 
<math>\theta</math> on akselin kiertokulma, 
<math>\omega</math> on akselin [[kulmanopeus]] (yksikkö rad/s).

== Sähköteho ==
[[Sähkö]]inen teho ''P'' lasketaan [[sähkövirta|virran voimakkuuden]] ''I'' ja [[jännite|jännitteen]] ''U'' tulona: 
:<math>\ P = U I.</math>

[[Virtapiiri]]ssä, jota voidaan kuvata jännite- tai virtalähteeseen yhdistetyllä [[resistanssi]]lla, teho voidaan [[Ohmin laki|Ohmin lain]] avulla laskea myös kaavoista

:<math>P=\frac{U^2}{R}=RI^2,</math>

missä ''R'' on sen  virtapiirin resistanssi (vastus), jonka ylitse jännite ''U'' vaikuttaa tai jonka läpi virta ''I'' kulkee.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä=Voipio, Erkki | Nimeke=Sähkö- ja magneettikentät | Selite=Moniste 381 | Sivut=17–19 | Julkaisija=Otakustantamo | Julkaisupaikka=Espoo | Vuosi=1987 | Tunniste = | Isbn = 951-672-038-2}}</ref>

Vaihtoehtoisesti teho saadaan sähköisessäkin järjestelmässä [[energia]]n ''E'' kulutuksena (tai tuottona) [[aika]]a ''t'' kohti: 
:<math>\ P = E / t.</math>

[[Vaihtovirta]]piirissä jännitteen ja virran välillä voi vallita [[vaihe-ero]].  Siksi vaihtosähkön tapauksessa tehoa käsitellään usein [[näennäisteho]]na, joka jaetaan [[pätöteho]]on ja [[loisteho]]on. Vain pätöteholle käytetään yksikkönä wattia, loisteholle sen sijaan [[vari (mittayksikkö)|varia]] ja näennäisteholle [[volttiampeeri]]a. Teho voidaan ilmaista [[kompleksiluku|kompleksiluvulla]] <math> S = UI^* </math>, missä <math> I^* </math>on virran kompleksikonjugaatti. Tällöin kompleksiluvun ''S'' [[reaaliosa]] ilmaisee pätötehon ja [[imaginaariluku|imaginaariosa]] loistehon.

===Esimerkki===

Yksittäisen komponentin aiheuttama tehohäviö virtapiirissä voidaan laskea yllä olevilla tiedoilla. Lasketaan esimerkiksi [[diodi]]n aiheuttama tehohäviö kaavalla ''P = UI''. Jos diodin yli vaikuttava jännite on 0,6 [[voltti|V]] ja diodin läpi kulkeva virta on 0,006 [[ampeeri|A]], niin diodin tehohäviö on ''P = U &middot; I'' = 0,6 V &middot; 0,006 A = 0,0036 [[watti|W]] = 3,6 mW.

== Hydraulinen teho ==
Hydraulinen teho saadaan lasketuksi [[tilavuusvirta|tilavuusvirran]] ''Q'' [m³/s] ja [[paine]]-eron ''p'' [Pa] tulona: 
:''P = Q&middot;p''.

== Auton teho ja tehonormit ==
Auton tehon mittaamiseksi on olemassa eri normeja, joista Euroopassa käytetään nykyään pelkästään [[DIN]]-normia ja Yhdysvalloissa [[SAE]]-normia. Saksalaisessa DIN-normissa moottorin kaikki lisälaitteet ovat mukana tehomittauksessa.

Ennen vuotta 1972 SAE-teho ilmoitettiin SAE-bruttonormin mukaan (englanniksi ''SAE gross horsepower''), SAE-standardit J245 ja J1995. Tässä normissa moottorin teho mitattiin ilman lisälaitteita mahdollisimman suuren teholukeman saamiseksi, joten SAE-tehon mittauksessa käytetty moottori poikkesi melko paljon sarjatuotantomoottorista. Mittauksesta puuttuvia lisälaitteita olivat ilmanpuhdistin, generaattori, tuuletin tai vesipumppu, kytkin, bensiinipumppu ja äänenvaimennin<ref name = a>Tekniikan Maailma 13/1964, Erilaiset hevosvoimat, sivu 38</ref>. Näin ilmoitetut teholuvut liioittelivat huomattavasti autojen tehoa.

Vuodesta 1971 lähtien Yhdysvalloissa on käytetty SAE netto -mittaustapaa (englanniksi ''SAE net horsepower'', SAE-standardi J1349). Tässä mittaustavassa moottorissa ovat kiinni kaikki lisälaitteet kuten myös imu- ja pakosarjat. Vuodesta 1972 alkaen yhdysvaltalaiset autonvalmistajat ovat ilmoittaneet tehon SAE-nettonormin mukaan ja merkinnällä ''SAE net hp''. SAE-nettoteho vastaa Euroopassa yleisesti käytettyä DIN-normia.<ref>http://ateupwithmotor.com/terms-technology-definitions/din-horsepower/</ref>

Italialaiset käyttivät 1950- ja 1960-luvulla [[CUNA|CUNA-normia]] autojen tehon mittaamiseen. CUNA-normin tehonmittauksessa moottorin lisälaitteet ovat mukana lukuun ottamatta äänenvaimenninta. CUNA-teho on hieman DIN-tehoa suurempi johtuen äänenvaimentimesta, joka on mukana DIN-tehomittauksessa.<ref name = a/>

Eräs esimerkki saman auton tehosta eri normien mukaan. [[NSU Prinz|NSU Prinz 1000L]] vuonna 1964: 43&nbsp;[[hevosvoima|hv]] DIN, 47&nbsp;hv CUNA ja 51&nbsp;hv SAE <ref name = a/>. Prinzin teho nykyisin käytettyinä [[Kilowatti|kilowatteina]] on 31,6&nbsp;kW DIN.

== Katso myös ==
*[[Ääniteho]]

== Lähteet ==
{{Viitteet|viitteet=
<ref name=si_opas>{{Verkkoviite | Osoite = https://web.archive.org/web/20120831234747/http://www.sfs.fi/files/70/si-opas.pdf | Nimeke = SI-opas | ISBN = 952-5420-93-0 | Tekijä = Suomen Standardoimisliitto | Tiedostomuoto = PDF | Selite = Sivu 19. | Julkaisu = SFS-oppaat | Ajankohta = 04.11.2002 | Julkaisupaikka =  | Julkaisija = Suomen Standardoimisliitto | Viitattu = 10.12.2013 | Kieli =  | arkisto = https://web.archive.org/web/20120831234747/http://www.sfs.fi/files/70/si-opas.pdf | arkistoitu = 31.8.2012 }}</ref>
}}

{{Metatieto}}

[[Luokka:Suureet]]
[[Luokka:Elektroniikka]]
[[Luokka:Sähkötekniikka]]
[[Luokka:Klassinen mekaniikka]]
[[Luokka:Autotekniikka]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]