Мощность электрического тока

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ватт (русское обозначение: Вт, международное: W).            

Мощность – работа силы, совершаемая в единицу времени. Величина, которая показывает какую работу совершил постоянный ток по перемещению электрического заряда за единицу времени. Измеряется электрическая мощность, как и механическая – в ваттах.

Для того чтобы понять что такое электрическая мощность представим себе электрическое поле, в котором находится свободная частица.

Под действием напряженности E электрического поля, частица перемещается из точки a в точку b.

При перемещении частицы из точки a в точку b электрическое поле совершает работу А. Эта работа зависит от напряженности, заряда и расстояния между a и b.

Так как работа зависит еще и от величины заряда, то энергетической характеристикой электрического поля служит напряжение, которое является отношением работы A по перемещению заряда к величине самого заряда Q.

Если заряд равен единичному (Q=1), то получается, что напряжение это есть работа по перемещению единичного заряда из точки a в точку b.

Мощность определяется как отношение работы к промежутку времени, за который была совершена эта работа.

Выходит, что мощность, затрачиваемая на единичный заряд равна

А на некоторое количество зарядов Q

Если присмотреться ко второму множителю, то можно рассмотреть в нем электрический ток, который выражен как скорость изменения заряда. Таким образом, получаем всем известную формулу

Для того чтобы узнать, какое количество энергии выделилось источником постоянного тока, нужно воспользоваться законом Джоуля –Ленца.

Мощность характеризует потребителя, возникает только тогда, когда начинает течь ток в цепи.

Средняя мощность – усредненная за интервал усреднения, изменяющаяся мощность:

 

Pcр=P1+P2+P3+….+Pn/n

 

Pcp=U1^2/R+U2^2/R+U3^2/R+…+Un^2/R/n

 

Следует следить за следующими параметрами усилителя:

1. Максимальный выходной ток – контроль на всплесках

2. Максимальная мощность

3. Максимальное напряжение

Чем меньше сопротивление нагрузки, тем больше ток.

Сопротивление, которое можно подключать к выходу:

- 2 Ом

- 4 Ом

- 8 Ом

- 6 Ом

- 16 Ом

 

Примеры:

1.Узнать какое количество энергии получит резистор от источника за 10 секунд, если его сопротивление равно 100 Ом, а ЭДС источника равно 12 В. Сопротивление источника принять равным нулю.

Найдем силу тока по закону Ома

Посчитаем мощность

Такое количество энергии получает резистор за секунду, а за десять секунд он получит в десять раз больше

2. Нагревательный элемент электрической печи на мощность 500 Вт и напряжение 220 В выполнен из проволоки высокого сопротивления. Рассчитать сопротивление элемента и ток, который через него проходит.

 

Ток найдем по формуле электрической мощности P=U∙I,

откуда I=P/U=(500 Bm)/(220 B)=2,27 A.

 

Сопротивление рассчитывается по другой формуле мощности: P=U^2/r,

откуда r=U^2/P=(220^2)/500=48400/500=96,8 Ом.

 

3.. Какое сопротивление должна иметь спираль плитки при токе 3 А и мощности 500 Вт?

 

 

Для этого случая применим другую формулу мощности: P=U∙I=r∙I∙I=r∙I^2;

отсюда r=P/I^2 =500/3^2 =500/9=55,5 Ом.

 

Билет 9

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК. СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ