Робота і потужність електричного струмую Закони Д.Ленца

Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца.

Зараз електричний струм використовується практично всюди. Різноманітні побутові електроприлади, електричне обладнання автомобілів, хімічна промисловість, медицина, засоби зв’язку... Кожен із вас може навести кілька десятків пристроїв, дія яких ґрунтується на використанні електричної енергії, яка в цих пристроях перетворюється на інші види енергії. Електричне поле при цьому виконує роботу, яку називають роботою струму. Електричний струм

Робота електричного струму. А=UIt. Нехай через ділянку кола, на яку подано напругу U, проходить електричний струм силою І. Тоді за час t через поперчний переріз провідника пройде заряд q і електричне поле виконає роботу А=q. U. Враховуючи, що q=It, маємо: Одиниця роботи струму в СІ – джоуль.[A]=1 Дж=1 В∙А∙с. А – робота струму, Дж U – напруга на ділянці кола, ВI – сила струму в колі, Аt – час, с. Позасистемна одиниця роботи струму – кіловат-година.1к. Вт∙год=3,6∙106 Дж. А=U2t. R А=І2 Rt

Прилади для вимірювання роботи струму. Прилад для прямого вимірювання роботи струму – лічильник електричної енергії.

Потужність електричного струму. Потужність струму – це фізична величина, яка чисельно дорівнює роботі струму за одиницю часу. Р=Аt Р – потужність, Вт А – робота, Джt – час, с. Враховуючи, що А=UІt, можемо отримати формулу: Р=UІОдиниця потужності в СІ – ват. [Р]=1 Вт=1 Джс=1 А∙В Р=U2 R Р= І2 Rабо. Зверніть увагу!Наведені формули завжди справджуються для постійного струму і мають певні межі застосування в разі змінного струму.

1500 Вт1800 Вт2500 Вт. Прилад для вимірювання потужності струму. Кожен електричний прилад має свою максимальну потужність. Для вимірювання потужності струму використовують прилад – ватметр.

Закон Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца: кількість теплоти, яка виділяється в провіднику зі струмом, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника та часу проходження струму. Q=I2 Rt. Q – кількість теплоти, Дж I – сила струму, АR – електричний опір провідника, Омt – час, с

1500 Вт450 Вт800 Вт600 Вт. Нагрівальний елемент. Основна частина будь-якого нагрівального пристрою – нагрівальний елемент певної потужності. Він являє собою провідник, виготовлений з тугоплавкого матеріалу з великим питомим опором і має невелику (порівняно з підвідними проводами) площу поперечного перерізу.380 Вт180 Вт

Потужність. Напруга. Електричний опір. Електричний струм. Основні формули для визначення потужності, напруги, сили струму, опору

Задача 1. Визначте, яку роботу виконує електродвигун за 8 год роботи, якщо сила струму в колі електродвигуна 6 А, а напруга на його клемах 220 В. Відомо, що ККД електродвигуна 60%. Відповідь. Ak = 22800 к. Дж. Розв’язуємо задачі

Задача 2. Ніхромова спіраль електроплитки довжиною 10 м і площею поперечного перерізу 0,25 мм2 включена в мережу з напругою 220 В. Знайдіть потужність струму в спіралі.

Задача 3. Електродвигун дитячого електромобіля живиться від батареї акумуляторів, напруга на виході якої є незмінною і становить 12 В. Сила струму в обмотці двигуна — 6 А. Визначте опір обмотки, якщо ККД двигуна 80 %. Втратами енергії на тертя знехтуйте. Аналіз фізичної проблеми. Для розв’язання задачі скористаємося формулою для визначення ККД. Втратами енергії на тертя нехтуємо, тому електрична енергія (вона дорівнює роботі струму) витрачається на корисну (механічну) роботу та нагрівання обмотки двигуна внаслідок проходження струму: A повна = Aкор + Q.

Виконайте задання1. Визначте витрачену електроенергію та обчисліть її вартість за тарифом 1,5грн за 1к. Вт∙год. Усі необхідні дані використайте з рисунка.2. Дві лампи з’єднані паралельно і підключені до джерела струму, напруга на виході якого становить 220 В. Фактична потужність ламп — 6 і 10 Вт. Визнач те:а) опір кожної лампи;б) силу струму в лампах;в) енергію, яку разом споживають лампи за 2 години.3. Як зміниться яскравість світіння лампи розжарювання, якщо повзунок реостата пересунути ліворуч? Обґрунтуйте свою відповідь.

4. За даними рисунку визначте, якщо ККД бойлера — 90 %:а) опір нагрівального елемента бойлера; б) силу струму в нагрівальному елементі; в) час, за який бойлер нагріває 10 л води від 20 до 70 °С. Питома теплоємність води — 4200 Дж/(кг ·°С).5. Якою є сила струму в обмотці двигуна електричного підйомника, якщо платформу з вантажем загальною масою 240 кг він підіймає на висоту 6 м за 50 с? ККД підйомника — 60 %, напруга на клемах — 48 В.6. Дві електроплити, спіралі яких мають однакові опори, спочатку ввімкнули в мережу послідовно, а потім паралельно. У якому випадку електроплити споживали більшу потужність і в скільки разів?