Práce elektrického proudu: vzorce a úkoly na téma

Jak je práce určena elektrického proudu je vypočítaný výkon zařízení? Nebo to může být měřeno? A jak tyto znalosti aplikovat při řešení problémů?

Takové otázky vznikají u mnoha osmiinářů při studiu tématu "Elektřina". Odpovědět na ně je docela jednoduché. Ano, a pamatujte na vzorec po dlouhou dobu nemusí. Vzhledem k tomu, že se navzájem velmi podobají nebo již dříve používají.

První hodnota: aktuální operace

Nejprve se musíš dohodnout na notaci. Protože v nich mohou existovat rozdíly.

Každý proudový zdroj vytváří elektrické pole, které vede k pohybu volných elektronů. To znamená, že je proud. V tomto okamžiku se říká, že elektrické pole funguje. Říká se jí její pracovní proud.

Elektrické pole vytvářené proudovým zdrojem je charakterizováno napětím. Ovlivňuje práci elektrického proudu, když se pohybuje jedno nabití. Proto je pro napětí zaveden vzorec:

U = A / q.

Je snadné odvodit vzorec práce z ní:

A = U * q.

Nyní stojí za to pamatovat rovnost, která je zavedena pro sílu proudu. To se rovná poměru posunutého náboje k době jeho pohybu:

I = q / t.

Proto q = I * t. Při nahrazení písmena q ve vzorci pro poslední výraz získáme následující vzorec:

A = U * I * t.

Jedná se o obecnou formu rovnosti, kterou lze vypočítat provoz elektrického proudu. Vzorec se změní poněkud, pokud použijete Ohmův zákon. Podle něj se napětí rovná součtu proudové síly a odporu. Poté platí následující rovnost:

A = I2 * R * t.

Můžete nahradit napětí, ale proud. Je rovno konkrétním U a R. Pak vzorec díla bude vypadat takto:

A = (U ² * t) / R.

Druhá hodnota: aktuální výkon

Obecný vzorec je stejný jako v mechanice. To znamená, že je definována jako práce provedená za jednotku času.

P = A / t.

To ukazuje, že práce a síla elektrického proudu jsou vzájemně propojeny. Chcete-li získat přesnější rovnost, musíte nahradit čitatel pomocí obecného vzorce pro práci. Pak je jasné, jak určit sílu, znát proud a napětí obvodu.

P = U * I.

Kromě toho lze měřit výkon. Za tímto účelem existuje speciální zařízení nazývané wattmetr.

Joule-Lenzův zákon

Fenomén ohřevu vodičů objevil francouzský vědec A. Fourcourt. Stalo se to v roce 1880. O 41 let později jej popsal anglický fyzik J. P. Joel a o rok později potvrdil i zkušenost ruského fyziků E.Kh. Lenz. To je podle jména posledních dvou vědců začal volat zjištěný vzor.

Týká se to dvou veličin: množství tepla a práce elektrického proudu. Zákon Joule-Lenz uvádí, že všichni pracují v pevném vodiči. To znamená, že dirigent s proudovými emisemi množství tepla rovnající se výsledku jeho odporu, času a čtverce intenzity. Vzorec vypadá stejně jako u těch, které jsou dány k práci:

Q = I ² * R * t.

Úloha určení zaměstnání

Stav Odolnost žárovky baterku rovnající se 14 ohmům. Napětí, které baterie přináší, je 3,5 V. Jakou práci bude pracovat, kdyby baterka pracovala po dobu 2 minut?

Rozhodnutí. Jelikož napětí, odpor a čas jsou známy, je nutné použít následující vzorec: A = (U ² * t) / R. Pouze nejprve bude nutné převést čas na jednotky SI, tedy na sekundy. Ve vzorci tedy musíte nahradit ne 2 minuty, ale 120 sekund.

Jednoduché výpočty vedou k této aktuální hodnotě provozu: 105 J.

Odpověď zní. Práce se rovná 105 j.

Úkol určení výkonu

Stav Je třeba určit, jaké jsou práce a výkon elektrického proudu ve vinutí motoru stejné. Je známo, že proudová síla je 90 A při napětí 450 V. Elektrický motor zůstává po dobu jedné hodiny zapnutý.

Rozhodnutí. Nejprve můžete počítat hodnotu díla. Pro tento účel je užitečný následující vzorec: A = U * I * t. První dvě hodnoty jsou uvedeny v jednotkách SI, ale čas musí být znovu přeložen do sekund, tj. 3600 s.

Po nahrazení hodnot a provádění jednoduchých aritmetických operací získáme následující hodnotu práce: 145800000 J. Je vhodnější zaznamenat v odpovědi ve větších jednotkách. Například megajouly. K tomu musí být výsledek rozdělen na milion. Práce se rovná 145,8 MJ.

Teď je třeba vypočítat výkon motoru. Výpočty budou provedeny pomocí vzorce: P = U * I. Po vynásobení získáme číslo: 40500 wattů. Abyste jej mohli napsat v kilowattech, musíte výsledek rozdělit o tisíc.

Odpověď zní. A = 145,8 MJ, P = 40,5 kW.

Úloha výpočtu napětí

Stav Varná deska je připojena 20 minut. Jaké je napětí v síti, jestliže při proudě 4 A pracuje 480 kJ?

Rozhodnutí. Vzhledem k tomu, že je známá pracovní síla a proud, je třeba použít následující vzorec: A = U * I * t. Zde je napětí neznámým faktorem. Musí být vypočítána jako soukromá práce a známý multiplikátor, to znamená: U = A / (I * t).

Před provedením výpočtů je nutné hodnoty převést na jednotky SI. Práce v joulech a čas v sekundách. Jedná se o 480 000 J a 1200 s. Nyní je nutné počítat všechno.

Odpověď zní. Napětí je 100 V.