Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

U ovom članku ćemo vam reći što je snaga električne struje i kako se ona može izračunati.

Definicija.

Snaga električne struje (označena slovom P) je fizikalna veličina definirana kao količina rada koji izvrši izvor električnog napona da prenese električni naboj (q) kroz vodič po jedinici vremena t.

Općenito govoreći, snaga električne struje pokazuje koliko se električne energije pretvori u određenom vremenu. Također opisuje potrošnju energije potrošača.

Formule

Mnogi kućanski aparati imaju oznake snage. Snaga (P) označava rad (A) koji izvrši električni uređaj u jedinici vremena (t). Dakle, da bismo pronašli prosječnu snagu električne struje, potrebno je njen rad podijeliti s vremenom, odnosno P=A / t.

Razmotrimo kolika je snaga električne struje. Da biste to učinili, razmotrite električni krug (vidi sliku 1), koji se sastoji od izvora struje, žica i neke vrste električnog prijemnika, koji može biti otpornik, baterija, električni motor itd.

Riža. 1. Električni krug u kojem su napon i struja konstantni

Preporučeni električni napon također je naznačen na električnoj opremi. Kako su ove dvije veličine međusobno povezane? Iz školskog tečaja fizike znamo da je napon (U) između krajeva danog električnog prijemnika definiran na sljedeći način: U=A / q, gdje je: A rad koji izvrši izvor električnog napona za prijenos električnog naboja ( q) duž vodiča.

Veličina električnog naboja izračunava se formulom: q=It

Imamo A=Pt; A=Uq, i q=It. Nakon transformacije formula dobivamo: A=Pt=Uq=UIt

Slijedi (dijeleći obje strane jednadžbe s t) da je P=UI. Odnosno, možemo reći da je količina energije prenesena iz izvora struje na otpornik određena formulom: P=UI

Iz ove formule možemo naći da je U=P / I, I=P / U.

Prema Ohmovom zakonu za dionicu kruga I=U/R, gdje je R električni otpor dionice kruga. Dakle, iz formule P=UI slijede dvije druge formule za snagu električne struje, a to su P=U2/R, P=I2 R.

Formula P=I2R pogodna je za korištenje za električne krugove sa serijskim spojem vodiča, jer je jakost električne struje u takvom spoju u vodičima isto.

Kod paralelno spojenih vodiča zgodnije je izraziti rad i snagu preko istog napona za njih, isključujući jakost električne struje, tj. bolje je koristiti formulu P=U2/R.

Ako su električni uređaji spojeni serijski ili paralelno, njihova električna snaga se zbraja. U ovom slučaju, sljedeća formula se koristi za izračunavanje ukupne snage:

Pgen=P1+ P2+ + Pn, gdje je P1, P2 , snaga pojedinačnih potrošača.

Mjerne jedinice i simboli

Jedinica za snagu u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) je vat. U ovom slučaju, ruska oznaka: W, međunarodna: W). 1 W=1 J/s. Iz formule P \u003d UI slijedi da je: 1 vat \u003d 1 volt1 amper, ili 1 W \u003d 1 VA.

Postoje i jedinice snage u višekratnicima vata: hektavat (gW), kilovat (kW), megavat (MW). Drugim riječima, 1 GW=100 W, 1 kW=1000 W, 1 MW=1.000.000 W.

Jedinice snage koje se koriste u elektrotehnici višekratnici su vata: mikrovat (µW), milivat (mW), hektovat (gW), kilovat (kW) i megavat (MW).Drugim riječima, 1 µW=110-6W, 1 mW=110-3W, 1 GW=1102W, 1kW=1103W, 1MW=1106 W.

Svaki električni uređaj ima određenu snagu (označenu na uređaju). Ovdje su tipične snage za neke električne uređaje.

UređajSnaga, W
TV pripravnost0,5
Džepna baterijska lampaOko 1
žarulje sa žarnom niti25-150
Hladnjak160
Električna grijalica500-2000
UsisivačDo 1300-1800
Električno kuhalo za voduOko 2000.
Željezo1200-2200
Mašina za pranje rubljaDo 2300

Ranije je mjerna jedinica koja se koristila za označavanje snage bila konjska snaga (KS), što je i danas poznato. Pretvorite konjske snage u vate koristeći izraz: 1 hp.=735,5 W.

Primjer izračunavanja snage električne struje

Na kraju možete testirati svoje znanje na 2 uobičajena primjera.

Zamislite da u prvom zadatku imate otpornik R=50 Ohma, kroz koji teče električna struja I=0,3A. Koliko električne energije se pretvara u ovom otporniku?

Rješenje možete pronaći tako da pronađete odgovarajuću formulu i zamijenite zadane vrijednosti u nju. Dobivamo: P=I2R=0,3250=4,5 W

U drugom zadatku zadan je otpornik R čiji je električni otpor 700 Ohma. Tehnička tablica navodi da je najveća snaga ovog otpornika 10 vata. Koliki može biti napon primijenjen na ovaj otpornik?

Da bismo riješili ovaj problem, odabiremo odgovarajuću formulu: P=U2/R, odakle nalazimo Umax=PmaxR=70010=83,67 V.

To znači da maksimalni napon može biti 83,67 V. Radi sigurnosti odaberite napon znatno ispod ove granice.

Za više detalja o tome kako pronaći snagu električne struje, napisao sam u članku: https://www.asutpp.ru/kak-nayti-moschnost.html

Mjerenje snage električne struje

Jačinu električne struje možete mjeriti voltmetrom i ampermetrom. Da biste izračunali potrebnu snagu, pomnožite napon sa strujom. Električna struja i napon mogu se pronaći iz očitanja instrumenta.

Riža. 2. Mjerenje snage električne struje

Zapamtite da uvijek morate odrediti električni napon paralelno s opterećenjem i električnu struju u nizu.

Postoje posebni uređaji - vatmetri koji određuju snagu električne struje u krugu, a koji zapravo zamjenjuju dva uređaja - ampermetar i voltmetar.

Jedinice električne struje koje se koriste u praksi

U putovnicama potrošača električne energije - žarulje, štednjaci, elektromotori - obično označavaju snagu električne struje u njima. Na temelju snage vrlo je jednostavno pronaći rad električne struje za određeno vremensko razdoblje, samo trebate upotrijebiti formulu A=Pt.

Izražavajući snagu u vatima i vrijeme u sekundama, dobivamo rad u džulima: 1W=1J/s, gdje je 1J=1Ws.

Ali ovu jedinicu rada je nezgodno primijeniti u praksi, jer je potrošači električne energije troše dugo vremena, kao npr. u kućanskim aparatima - nekoliko sati, u električnim vlakovima - nekoliko sati ili čak dana, a obračun utrošene energije po električnom brojilu u većini slučajeva vrši se jednom mjesečno.

Zato što je kod izračunavanja rada struje ili potrošene i proizvedene električne energije u svim ovim slučajevima potrebno te vremenske intervale pretvoriti u sekunde, što komplicira izračune.

Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010. [2]

Stoga je u praksi, kada se računa rad električne struje, zgodnije izraziti vrijeme u satima, a rad električne struje nije u džulima, već u drugim jedinicama: npr. vat -sat (Wh), hektovattsat (gWh), kilovat-sat (kWh).

Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010. [2]

Sljedeći omjeri će biti istiniti:

  • 1 Wh=3600 J;
  • 1 GWh=100 Wh=360 000 J;
  • 1 kWh=1000 Wh=3.600.000 J.

Zadatak. Postoji električna svjetiljka za struju od 100 vata. Lampa radi 6 sati svaki dan. Moramo pronaći rad električne struje za jedan mjesec (30 dana) i trošak potrošene električne energije, uz pretpostavku da je tarifa 500 kopejki po kWh.

Zapišimo uvjet zadatka i riješimo ga.

Ulazni podaci: P=100 W, t=6 h30=180 h, tarifa=500 k / kWh .

Rješenje problema. Znamo da je A=Pt, pa dobivamo: A=100 W180 h=18 000 Wh=18 kWh.

Izračunavamo trošak ovako: Trošak=500 k / kWh18 kWh=9000 kopejki=90 rubalja.

Odgovor: A=18 kWh, trošak potrošene električne energije=90 rubalja.

Veza struje struje s djelovanjem struje u električnom krugu

Usporedba trenutne snage s nazivnom snagom električnog uređaja omogućuje vam da odredite koliko je uređaj opterećen u električnom krugu. Ako je trenutna snaga manja od nazivne struje, tada djelovanje struje nije dovoljno intenzivno ili se uopće ne pojavljuje. Spajanje snažnog uređaja na izvor slabe struje ne uzrokuje nikakvu radnju u njemu. Uređaji dizajnirani za rad niske struje, kada su spojeni na izvore koji stvaraju jako polje, izgaraju.

Popis referenci

    Fizika, 8. razred, Isachenkova L.A., Leshchinsky Yu.D., Dorofeichik V.V., 2018
  1. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
  2. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Prosvjeta.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Električar