Экзамен по физике в 8 классе

15. Работа и мощность тока

Работа и мощность тока

При прохождении по проводнику тока происходит преобразовании энергии: потенциальная энергия электрического поля превращается во внутреннюю энергию проводника, из-за этого мы можем говорить о том, что работу совершает электрический ток.

Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, следует напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему.

В виде формулы это выглядит так:

A=Uq

Но мы уже знаем, что q=It и поэтому, используя это соотношение, получим формулы работы электрического тока:

A=UIt

В итоге, работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

Единица измерения – джоуль.

1 Дж= 1 В*1 А*1 сек.

Также работа измеряется в:

1 кДж=1000 Дж

1 МДж =1000000 Дж.

Как мы видим, для измерения работы электрического тока нужны три прибора: вольтметр, амперметр и часы. Но на практике эти приборы заменяет один – счётчик, которые так распространены в квартирах.

Из курса предыдущего класса мы можем сказать, что мощность численно равна работе, совершённой в единицу времени. А электрическая мощность – мощность, которая выделяется в проводнике при прохождении электрического тока. В виде формулы выгладит вот так:

Р=A/t, где Р – мощность тока.

Работа электрического тока равна произведению напряжения на силу тока и на время:

A=UIt

Отсюда следует, что:

P = A/t = UIt/t = UI

Т. е. мощность электрического тока равна произведению силу тока и напряжения.

Единица измерения – ватт.

1 ватт=1 В* 1 А.

Существует два вида мощности в зависимости от того, какими способами мы её измеряем:

[P]=[Вт] – активная мощность

[P]=[В*А] – реактивная мощность.

Как и в работе, так и мощности электрического тока есть некоторые другие единицы измерения:

1 гВт=100 Вт

1 кВт=1000 Вт

1 МВт =1000000 Вт.

Измерить мощность электрического тока мы сможем при помощи специального прибора – ваттметра, который непосредственно измеряет мощность электрического тока в цепи.

После того, как мы изучили и о мощность, и о работу, то можно сказать, что есть ещё одна единица измерения работы электрического тока – кВт*час.

1 кВт=1 кВт* 1 час=1000*3600=3,6 МДж.

Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током

Электрический ток нагревает проводник. Это явление хорошо известно.

Закон Джоуля-Ленца устанавливает связь между характеристиками проводника, током, протекающем в нём, и временем протекания.

Закон Джоуля-Ленца:

Количество теплоты, выделяющееся при прохождении электрического тока через проводник пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока через этот проводник.

Q=A=UIt

так как I=U/R, то U=IR и

Q=I²Rt

Закон Джоуля-Ленца находит широкое применение в практике: электронагревательные приборы, электрические лампы накаливания, предохранители.

Напряжение не входит в закон Джоуля-Ленца, т. к. напряжение создаёт электрический ток и никаким образом не влияет на тепловыделения проводника.

Закон получил такое название, потому что его вывели двое учёных, Джоуль и Ленц, в результате некоторых опытов независимо друг от друга.