Чему равна энергия электрического тока
В электрической цепи можно выделить два участка: внутренний — в источнике тока и внешний — тот, на котором включены разные приборы — потребители энергии. На внутреннем участке электрической цепи происходит преобразование неэлектрической энергии (например, механической) в энергию электрического поля. А на внешнем участке цепи энергия электрического поля за счет работы электрического тока превращается в другие виды энергии. Например, в электродвигателях энергия электрического поля превращается в механическую; в электрической лампе — во внутреннюю и энергию излучения; в электрическом утюге — во внутреннюю, причем эта энергия путем теплообмена отдается окружающим телам; при электролизе и при зарядке аккумулятора — в энергию химических реакций. Работа электрического тока показывает, сколько электрической энергии, т. е. энергии электрического поля, превратилось в другие виды энергии, или, что одно и то же, сколько было получено и израсходовано электрической энергии. Чтобы подсчитать работу электрического тока, вспомним определение понятия напряжения: U=A/q .
Следовательно, работа электрического тока равна:
A =qU.
Электрический заряд можно выразить через силу тока и его время протекания. Подставив в формулу для вычисления работы q = It, получим
Итак, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи. Работа электрического тока выражается в джоулях (Дж).
1 джоуль = 1 вольт·1 ампер·1 секунда, или 1Дж=1В·1А·1с .
Для учета совершенной электрическим током работы, а следовательно, для учета израсходованной (преобразованной) электрической энергии созданы специальные приборы-счетчики электрической энергии. Устанавливают такие счётчики и в квартирах. Из курса физики VII класса вы знаете, что мощность равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. Мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике — буквой Р. Следовательно, мощность равна: P=A/t .
Пользуясь этой формулой, найдем мощность электрического тока. Так как работа тока определяется формулой А = I·U·t , то мощность электрического тока равна: P=IU .
За единицу мощности ватт (Вт) принята мощность тока силой 1 А на участке с напряжением 1 В . Следовательно, 1Вт = 1А·1В . Ватт сравнительно небольшая мощность, на практике используют более крупные единицы, кратные ватту: 1 гВт (гектоватт) = 100 Вт, 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт, 1 МВт (мегаватт) = 1000000 Вт. Измерить мощность электрического тока можно с помощью вольтметра и амперметра. Чтобы вычислить искомую мощность, умножают напряжение на силу тока, найденные по показаниям приборов. Существуют специальные приборы — ваттметры, которые непосредственно измеряют мощность электрического тока в цепи. В таблице приведены мощности некоторых источников и потребителей электрического тока.
| Мощность различных электрических устройств | кВт |
| Лампа карманного фонаря | 0,001 |
| Холодильник домашний | 0,110-0,16 |
| Лампы осветительные (бытовые) | 0,015-0,2 |
| Электрический утюг | 0,3 — 1 |
| Стиральная машина | 0,35-0,6 |
| Электрическая плитка | 0,6; 0,8; 1; 1,25 |
| Электропылесос | до 0,6 |
| Лампы в звездах башен Кремля | 5 |
| Двигатель электровоза ВЛ10 | 650 |
| Электровоз ВЛ10 | 5200 |
| Электродвигатель прокатного стана | 6000-9000 |
| Гидрогенератор Братской ГЭС | 250 000 |
| Турбогенератор | 50 000 — 1 200 000 |
В паспортах приемников тока — лампах, плитках, электродвигателях — обычно указывают мощность тока в них. По мощности легко определить работу тока за заданный промежуток времени, пользуясь формулой A=Pt.
Выражая мощность в ваттах, а время в секундах, получим работу в джоулях:
1 Вт = 1 Дж/с, откуда 1 Дж = 1 Вт·с.
Однако эту единицу работы неудобно использовать в практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например в бытовых приборах — в течение нескольких часов, в электропоездах — по несколько часов и даже суток, а расчет израсходованной энергии по электросчетчику производится чаще всего за месяц. Поэтому при вычислении работы тока или затрачиваемой и вырабатываемой электрической энергии во всех этих случаях приходится переводить эти отрезки времени в секунды, что усложняет расчеты.
Поэтому в практике, вычисляя работу тока, гораздо удобнее время выражать в часах, а работу тока не в джоулях, а в других единицах: ватт-час (Вт·ч), гектоватт-час (гВт·ч), киловатт-час (кВт·ч).
1 Вт·1ч = 3600 Дж;
1 гВт·1ч =360000 Дж;
1 кВт·1ч =3600000 Дж.
Чему равна энергия электрического тока
Электрическое поле обладает энергией. Плотность энергии w w (энергия единицы объёма) любого электрического поля в некоторой точке зависит от напряжённости E E поля в этой точке. В однородном изотропном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε \varepsilon :
Энергия электрического поля конденсатора есть энергия конденсатора. Почти вся энергия плоского конденсатора сосредоточена в однородном поле между его обкладками.
Параметры заряженного конденсатора характеризуются тремя величинами: ёмкостью C C , зарядом q q и напряжением U U . Между ними простая связь: C = q / U . C=q/U. Энергия конденсатора может быть выражена через любые две из трёх величин:
W = q U 2 = q 2 2 C = C U 2 2 W=\dfrac2=\dfrac=\dfrac2 .
Задача 11.1
Плоский конденсатор имеет заряд Q Q и отсоединён от источника. Пластина с диэлектрической проницаемостью ε \varepsilon заполняет всё пространство между обкладками. Ёмкость конденсатора без диэлектрика равна C C . Какую минимальную работу надо совершить, чтобы удалить пластину из конденсатора?
Искомая работа A A внешних сил пойдёт на приращение энергии конденсатора:
A = W 2 — W 1 A=W_2-W_1 .
Заряд конденсатора не изменяется, а ёмкость уменьшается от ε C \varepsilon C до C C . Тогда
A = Q 2 2 C — Q 2 2 ε C = Q 2 2 C ε — 1 ε . A=\dfrac-\dfrac=\dfrac\dfrac\varepsilon.
чему равна энергия электрического тока .
W=A=I^2*R*t
..|>
..|)
..|)
_|=]_____7
\______/
~~~~~~~
Zhelayu uspekhov.
Остальные ответы
узнаете. когда поймёте, что такое ней_ТРИ_но в идеале.
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Мощность и электрическая энергия
Электрическая энергия — это потенциальная работа, которую сможет совершить электрический заряд в электромагнитном поле. На некоторое время электрическую энергию можно сохранить в конденсаторе, в катушке с током, можно даже в колебательном контуре. И в конце концов электрическая энергия может быть преобразована в механическую или в тепловую энергию, в энергию разряда, свечения и т. д.
Вообще, произнося словосочетание «электрическая энергия», можно иметь ввиду заряд конденсатора или аккумулятора, а можно — количество намотанных счетчиком киловатт-часов. В любом случае, речь всегда идет об измерении некого количества работы, уже совершенной электричеством, или той, которая еще только будет совершена. Так или иначе, электрическая энергия — это всегда энергия электрического заряда.
Если электрический заряд покоится (или движется по эквипотенциальной траектории), находясь в электрическом поле, то речь идет о потенциальной энергии A, которая зависит от количества заряда Q (измеряется в кулонах) и от разности потенциалов U в поле, между той точкой, где заряд находится в начальный момент, и той точкой, относительно которой вычисляется энергия данного заряда.
Потенциальная электрическая энергия связана с положением заряда в электрическом поле. Например 1 кулон заряда (6,24 квинтиллионов электронов) при разности потенциалов (напряжении) в 12 вольт обладает энергией в 12 джоуль. Это значит, что при перемещении в данных условиях всего этого заряда из точки с потенциалом 12 вольт в точку с потенциалом 0 вольт, электрическое поле совершит работу A, равную 12 Дж. Когда заряд движется, то речь идет о кинетической энергии носителя заряда или об энергии электрического тока.
Когда заряд движется под действием электрического поля, от точки с более высоким потенциалом — в сторону потенциала более низкого, электрическое поле совершает работу, потенциальная энергия заряда уменьшается, преобразуясь в энергию магнитного поля движущегося заряда и в кинетическую энергию движущегося носителя заряда.
Если, например, заряженные частицы движутся под действием сторонних сил (допустим, ЭДС создается аккумулятором) внутри вольфрамовой спирали, то они преодолевают сопротивление вещества спирали, взаимодействуют с атомами вольфрама, сталкиваются с ними, раскачивают их, при этом спираль нагревается, выделяется тепло и излучается свет. Врезаясь в вещество спирали, заряженные частицы теряют свою кинетическую энергию, энергия частиц, движущихся под действием сторонних сил, преобразуется теперь в тепловую энергию колебаний кристаллической решетки спирали и в энергию электромагнитных волн света.
Когда мы говорим об электрической мощности, то имеем ввиду скорость преобразования электрической энергии. Например, скорость преобразования энергии электростанции при питании лампы накаливания мощностью 100 ватт, равна 100 Дж/с — 100 джоуль энергии в секунду — есть 100 ватт. Обычно для нахождения мощности перемножают ток I и напряжение U. Так делают потому, что ток I — это количество заряда Q, прошедшее через потребитель за время t, равное одной секунде. Напряжение — разность это та самая разность потенциалов, которую преодолел заряд. Вот и получается, что мощность W=Q*U/t=Q*U/1=I*U.
Номинальная мощность источника питания обычно ограничена напряжением на его клеммах и током, который способен данный источник обеспечить в номинальном режиме. Мощность потребителя — это скорость потребления электроэнергии при номинальном напряжении, приложенных к выводам потребителя.
Диафильм фабрики экранных учебно-наглядных пособий «Энергия и мощность электрического тока»:
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика