Работа электрического тока
Работа электрического тока также характеризует процесс превращения энергии одного вида (энергии электрического поля) в энергию другого вида (внутреннюю энергию тел, в механическую и другие виды энергии).
Работа электрического тока A пропорциональна силе тока I, напряжению U и времени t.
A = IUt.
Формула может быть получена и из определения напряжения: U = A/q. Из этой формулы получаем: A = qU = IUt.
За единицу работы электрического тока в СИ принят джоуль.
Один джоуль равен работе, выполняемой электрическим током силой 1 А при напряжении 1 В в течение 1 сек.
1 Дж = 1 В · 1 А · 1 с.
Мощность электрического тока
Физическую величину, характеризующую быстроту выполнения работы, называют мощностью.
В потребителях электроэнергии ток производит работу, скорость выполнения которой зависит от вида потребителя и напряжения, что подается в него.
Мощность электрического тока — это физическая величина, характеризующая скорость выполнения током работы и равная отношению работы A ко времени t, за который эта работа была выполнена.
Видеоурок: Работа и мощность электрического тока.
Интерактивный учебник: Работа и мощность электрического тока.
Измерение работы и мощности электрического тока
Из формулы для вычисления работы силы тока следует, что для измерения работы достаточно измерить силу тока в цепи, напряжение на участке цепи, время протекания тока. Таким образом, для измерения работы тока необходимы следующие приборы: амперметр, вольтметр и секундомер.
На рисунке показана схема для измерения работы тока:
Для измерения мощности электрического тока используются ваттметры, учитывающие напряжение и силу тока. Измерить мощность можно и с помощью вольтметра и амперметра. Чтобы вычислить искомую мощность, умножают напряжение на силу тока, найденные по показаниям приборов.
Из формулы A = P · t можно получить широко применяемые в быту единицы измерения электрической энергии — киловатт-час:
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
Качественные вопросы1) Одна электрическая лампа включена в сеть напряжением 127 В, а другая — в сеть с напряжением 220 В. В какой лампе при прохождении 1 Кл совершается большая работа?
2) Почему при работе на станке с затупленным инструментом увеличивается расход электроэнергии?
3) Увеличится или уменьшится потребляемая елочной гирляндой мощность, если уменьшить количество лампочек на одну?
Учимся решать задачи
1) Два резистора имеют сопротивления по 1 Ом. Какова будет мощность тока, если подключить к источнику постоянного напряжения 1в один резистор? Два резисторы параллельно? Два резисторы последовательно?
2) Какую работу выполнит электрический ток в лампочке карманного фонаря за 10 мин, если напряжение 4 В, а сила тока 250 мА?
3) При перемещении заряда 50 Кл по проводнику выполнена работа 200 Дж. Определить время прохождения тока и мощность.
4). Определите КПД электрического двигателя, который при напряжении 220 В и силе тока 2 А за 30 с поднимает груз массой 100 кг на высоту 10 м.
Решение
По определению, КПД — это отношение полезной работы к затраченной:Полезная работа равна Ак = mgh, затраченная работа — Ав = UIt. Тогда
Комментариев нет:
Отправить комментарий