Мощность переменного тока: измерение, формула

Мощность — то, что характеризует скорость передачи с преобразованием электроэнергии. Какие есть нормы мощности в сети переменного тока и виды, что такое активная и реактивная мощность? Об этом и другом далее.

Нормы мощности в сети переменного тока

Напряжение и мощность — то, что нужно знать каждому человеку, живущему в квартире или частном доме. Стандартное напряжение сети переменного тока в квартире и частном доме выражается в количестве 220 и 380 ватт. Что касается определения количественной меры силы электрической энергии, необходимо сложить электрический ток с напряжением или же измерить необходимый показатель ваттметром. При этом чтобы сделать измерения последним аппаратом, нужно использовать щупы и специальные программы.

Что такое мощность переменного тока

Мощность переменного тока определяется соотношением величины тока со временем, которая производит работу за определенное время. Обычный пользователь использует мощностный показатель, передаваемый ему поставщиком электрической энергии. Как правило, он равен 5-12 киловатт. Этих цифр хватает, чтобы обеспечить работоспособность необходимого бытового электрооборудования.

Этот показатель зависит от того, какие внешние условия поступления энергии в дом, какие поставлены ограничительные токовые устройства (автоматы или полуавтоматы), регулирующие момент поступления мощностных емкостей к потребительскому источнику. Это совершается на разных уровнях, от бытового электрощита до центрального устройства электрического распределения.

Мощностные нормы в сети переменного тока

Характеристики

Переменный ток течет по цепи и меняет свое направление с величиной. Создает магнитное поле. Поэтому его нередко называют периодическим синусоидальным переменным электротоком. Согласно закону кривой линии, величина его меняется через конкретный промежуток времени. Поэтому он называется синусоидным. Имеет свои параметры. Из важных стоит указать период с частотой, амплитудой и мгновенным значением.

Период — это то время, на протяжении которого происходит изменение электротока, а затем оно повторяется вновь. Частота — период течение за секунду. Измеряется в герцах, килогерцах и миллигерцах.

Амплитуда — токовое максимальное значение с напряжением и эффективностью протекания на протяжении полного периода. Мгновенное значение — переменный ток или напряжение, возникающее за конкретное время.

Характеристики переменного тока

Виды мощностей

Мощностью называется измеряемая физическая величина, которая равна скорости изменения с преобразованием, передачей или потреблением системной энергии. Согласно более узкому понятию, это показатель, который равен отношению затраченного времени на работы к самому периоду, который тратится на работу. Обозначается в механике символом N. В электротехнической науке используется буква P. Нередко можно увидеть также символ W, от слова ватт.

Мощность переменного тока -это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.

Основные мощностные разновидности

Активная мощность

Активной называется полезная сила, определяющая процесс прямого преобразования электроэнергии в необходимый вид силы. В каждом электроприборе преобразовывается она по-своему. К примеру, в лампочке получается свет с теплом, в утюге — тепло, а в электрическом двигателе — механическая энергия. Соответственно, показывает КПД устройства.

Активная разновидность

Реактивная мощность

Реактивной называется та, которая определяется при помощи электромагнитного поля. Образуется при работе электроприборов. Обратите внимание! Это вредная и паразитная мощностная характеристика, которая определяется тем, каков характер нагрузки. Для лампочки она равняется нулю, а для электродвигателя она может быть равна большим значением.

Разница между величинами в том, что активно действующая мощностная характеристика показывает КПД устройств, а реактивная является передачей этого КПД. Разница также наблюдается в определении, символе, формуле и значимости.

Обратите внимание! Что касается значения, то вторая нужна лишь для того, чтобы управлять создавшимся напряжением от первой величины и преодолевать мощностные колебания. Обе измеряются в ваттах и имеют большое значение в электромагнитном излучении, механической форме генератора или акустической волне. Активно применяются в промышленности.

Реактивная разновидность

Полная мощность

Полная — это сумма активной с реактивной мощностью. Равна сетевому мощностному показателю. Это произведение напряжения с током в момент игнорирования фазы угла между ними. Вся рассеиваемая с поглощаемой и возвращаемой энергией — это полная энергия.

Это произведение напряжения и тока, единица измерения которого это ватт, перемноженный на ампер. При активности цепи, полная равняется активной. Если речь идет об индуктивной или емкостной схеме, то полная больше, чем активная.

Полная разновидность

Комплексная мощность

Это сумма всех мощностных показателей фаз источника электроэнергии. Это комплексный показатель, модуль которого равняется полному мощностному показателю электроцепи. Аргументом является фазовый сдвиг между электротоком с сетевым напряжением. Может быть выражена уравнением, где суммарный мощностный показатель, который генерируют источники электроэнергии, равен суммарному мощностному показателю, который потребляется в электроцепи.

Обратите внимание! Вычисляется посредством использования соответствующей формулы. Так, необходимо комплексное напряжение перемножить на комплексны ток или же удвоенное значение комплексного тока перемножить на импеданс. Также можно удвоенное значение комплексного напряжения поделить на удвоенное значение импеданса.

Комплексная разновидность

Как узнать какая мощность в цепи переменного тока

Стоит указать, что это величина, которая прямо связывается с иными показателями. К примеру, она находится в прямой зависимости от времени, силы, скорости, вектора силы и скорости, модуля силы и скорости, момента силы и частоты вращения. Часто в формулах во время вычисления электромощности используется также число Пи с показателем сопротивления, мгновенным током, напряжением на конкретном участке электрической сети, активной, полной и реактивной силой. Непосредственно участник вычисления это амплитуда, угловая скорость и начальная сила тока с напряжением.

Формула мощности в цепи переменного тока

В однофазной цепи

Понять, какой мощностный показатель есть в однофазной цепи переменного тока, можно при помощи применения трансформатора тока. Для этого необходимо воспользоваться ваттметром, который включен через токовый трансформатор. Показания следует перемножить на трансформаторный коэффициент тока. В момент измерения мощности в высоком напряжении трансформатор тока необходим, чтобы заизолировать ваттметр и обеспечить безопасность пользователя. Параллельна цепь включается не непосредственным способом, а благодаря трансформатору напряжения. Вторичные обмотки с корпусами измерительных трансформаторных установок необходимо заземлять во избежание случайного изоляционного повреждения и попадания высокого напряжения на приборы.

Обратите внимание! Для определения параметров в сети необходимо амперметр перемножить на трансформаторный коэффициент тока, а цифры, полученные вольтметром, перемножить на трансформаторный коэффициент напряжения.

В однофазной цепи

В трехфазной цепи

В цепи переменного тока мощностный показатель в трехфазной цепи определить можно, перемножив ток на напряжение. Поскольку это непостоянный электроток, он зависит от времени и других параметров, поэтому необходимо использовать другие проверенные схемы. Так, можно использовать ваттметр.

Измерение должно быть проведено только в одной фазе и по формуле умножено на три. Этот способ экономит приборы и уменьшает габариты измерения. Применяется для высокой точности измерения каждой фазы. В случае несимметричной нагрузки, нужно использовать соответствующую схему подключения ваттметра. Это более точный способ, но требует наличие трех ваттметров.

Обратите внимание! Если цепь не предусматривает наличие нулевого проводника, нужна также соответствующая схема.

Стоит указать, что сегодня измерить можно необходимые показатели не только аналоговым, но и цифровым прибором. Отличие второго в уменьшенных размерах и легкости. Кроме того, цифровые агрегаты способы осуществлять фиксацию тока с напряжением, косинусом сети и другим. Это позволяет на дистанции осуществлять отслеживание различных величин и передавать предупреждения, если есть отклонение. Это удобно, поскольку не нужно измерять ток с напряжением, а потом, используя формулы, все досконально просчитывать.

В трехфазной цепи

В целом, мощность — это величина, основное предназначение которой показывать силу работы конкретного прибора и во многих случаях скорость деятельности, взаимодействуя с ним. Она бывает механической, электрической, гидравлической и для постоянного с переменным током. Измеряется по международной системе в ваттах и киловаттах.

Электрические формулы и их описание

Чтобы работать с электричеством, делать разводку по дому, понимать правила ПУЭ и решать различные задачи, нужно знать основные формулы электричества, физические законы, приведенные известными учеными-физиками. Ниже рассмотрены основные теоремы по электрике, выведенные константы, физические правила, которые следует понимать каждому человеку.

Основные формулы электричества

Изучение основ электродинамики, электрики невозможно без определения электрического поля, точных зарядов, сопротивления и прочих явлений.

Формулы электричества

Поэтому важно рассмотреть все основные формулы электричества и примеры решения задач с их использованием.

Закон Кулона

Согласно короткому описанию, это физический закон, который говорит о взаимодействии между прямо стоящими точечными электрозарядами в зависимости от того, на каком расстоянии они находятся. Согласно полному определению, формулировка обозначает, что между двумя точками в виде электрических зарядов формируется вакуум. Там появляется конкретная сила, которая пропорциональна умножению их модульных частиц, поделенных на квадратный показатель расстояния.

Расстояние — длина, которая соединяет заряды. Сила взаимодействия направлена по отрезку. Кулоновская сила — сила, отталкивающая при зарядах минус-минус и плюс-плюс и притягательная при минус-плюс и плюс-минус.

Обратите внимание! Электрическая сила формула выглядит так: F=k⋅|q1|⋅|q2|/r2, где F — сила заряда, q — величина заряда, r — вектор или расстояние между зарядами, а k — коэффициент пропорциональности. Последний равен c2·10−7 Гн/м.

Закон Кулона

Решение задачи с законом Кулона. При наличии заряженных шариков, которые находятся на расстоянии 15 см и отталкиваются с силой 1 Н в поиске начального заряда, выявить неизвестное можно, переведя основные единицы в систему СИ и подставив величины в указанную формулу. Выйдет значение 2 * 5 * 10 (-8) = 10 (-7).

Напряженность поля уединенного точечного заряда

Электрическое поле будучи материей, создаваемой электрическими точечными зарядами, характеризуется разными величинами, в том числе напряженностью. Напряженность выступает векторной величиной или силовой характеристикой поля, которая направлена в сторону электростатического взаимодействия зарядов. Чтобы получить ее, нужно использовать формулу E = k (q / r (2)), где Е — векторное поле.

Напряженность поля уединенного точечного заряда

Согласно данной формулировке, напряженность поля заряда имеет обратную пропорциональность квадратному значению расстояния от заряда. То есть если промежуток увеличивается в несколько раз, показатель напряжения снижается в четыре.

Применить закон можно для решения задач. Например, неизвестен радиус. Тогда нужно преобразовать константу. Нужно решить уравнение E / r (2) = kq, подставив известные числа.

Потенциал точки в поле точечного заряда

Потенциалом в электростатическом поле называется скалярная величина, которая равна делению потенциального показателя энергии заряда на него. Он не зависит от величины q, которая помещена в область. Так как потенциальный показатель энергии зависит от того, какая выбрана система координат, то потенциал определяется с точностью до постоянной. Он равен работе поле, которое смещает единичный положительный заряд в бесконечность. Выражается через ф = W / q =const.

Потенциал точки в поле точечного заряда

Обратите внимание! В задачах можно преобразовывать константу. Если неизвестно W, то можно поделить q на ф, а если q — то, W на ф.

Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле

Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле

Поскольку работа электрического поля не зависит от выбранного движения заряженной частицы, а от его начального и конечного положения, есть термин потенциальной энергии. Это скалярная величина в координате пространства, которая показывает, как работает сила, когда частица перемещается по произвольному промежутку из одной в другую точку. Она равна разности значений передвижения частиц в этом промежутке. Выражается в следующем виде: А = П1 — П2, где П1 может быть x, y и z, а П2 — x2, y2 и z2. В задачах по физике нужно рисовать график, подставлять в константу известные значения и решать уравнения.

Потенциальная энергия заряда q1 в поле точечного заряда

Во время перемещения заряженных частиц по полю из одной точки в другую они совершают некую работу за определенный временной промежуток. Потенциальная энергия в этих точках не зависит от того, какой путь держат заряженные частицы. Энергия первого заряда пропорциональна его модулю. Выражается это все в формуле, представленной на картинке ниже. Задачи решать можно, используя представленную константу и вставляя известные значения.

Потенциальная энергия заряда q1 в поле точечного заряда

Теорема Гаусса

Основной закон в электродинамике, входящий в уравнения Максвелла. Это следствие из кулоновского умозаключения и принципа суперпозиции. По ней вектор напряжения поля движется сквозь произвольное значение замкнутой поверхности, окруженной зарядами. Он имеет пропорциональность сумме заряженных частиц, которые находятся внутри этого замкнутого пространства. Указанный вектор поделен на е0. Все это выражается формулой, указанной ниже.

Теорема Гаусса

Напряженность электрического поля вблизи от поверхности проводника

Напряженность суммарного пространства заряженных частиц имеет прямую пропорциональность поверхностному показателю их плотности. Если в задаче требуется найти напряженность, а поверхностная заряженная плотность это сигма, то нужно нарисовать цилиндр и обозначить, что поток сквозь его боковую поверхность равен 0. В таком случае линии напряженности будут параллельны боковой поверхности. Получится, что ф = 2ф, осн =2еs, а 2es =q / 2ε0.

Напряженность электрического поля вблизи от поверхности проводника

Емкость плоского конденсатора

Емкостью называется проводниковая характеристика, по которой электрический заряд может накапливать энергию. Плоским конденсатором называются несколько противоположно заряженных пластин, разделенных диэлектрическим тонким слоем. Емкостью плоского конденсатора считается его характеристика, способность к накоплению электрической энергии.

Обратите внимание! Это физическая величина, которая равна делению заряда на разность потенциалов его обкладки. Зарядом при этом служит заряженная одна пластина.

Если в задаче требуется узнать емкость конденсатора из двух пластин с площадью в 10(-2) квадратных метров и в них находится 2*10(-3) метровый лист, ε0 электрическая постоянная с 8,85×10-12 фарад на метр и ε=6 — диэлектрическая проницаемость слюды. В таком случае нужно вставить значения в формулу C= ε* ε* S/d.

Емкость плоского конденсатора

Энергия плоского конденсатора

Поскольку любая частица конденсатора имеет способность запаса энергии, который сохранен на конденсаторной обкладке, вычислить эту самую Е просто, поскольку чтобы элемент зарядился, ему нужно совершить работу. Работа совершается полем. В результате была выведена следующая формула: Еp = А = qEd, где А является работой, d — расстоянием.

Энергия

Формулы для постоянного электрического тока

Постоянный электрический ток не изменяется в величине и направлении. Он используется для расчета замкнутой, однородной цепи, мощности и прочих параметров. Поэтому важно знать формулы для него и основные законы, связанные с ним.

Основной список формул

Закон Ома для участка однородной цепи

Чтобы электрический ток существовал, нужно поле. Для его образования, нужны потенциалы или разность их, выраженная напряжением. Ток будет направлен на снижение потенциалов, а электроны начнут свое передвижение в обратном направлении. В 1826 г. Г. Ом провел исследование и сделал заключение: чем больше показатель напряжения, тем больше ток, который проходит через участок.

К сведению! Смежные проводники при этом проводят электричество по-разному. То есть каждый элемент имеет свою проводимость, электрическое сопротивление.

В результате, согласно теореме Ома, сила тока для участка однородной цепи будет иметь прямую пропорциональность показателю напряжения на нем и обратную пропорциональность проводниковому сопротивлению.

Закон Ома

По формуле I = U / R, где I считается силой тока, U — напряжением, а R — электрическим сопротивлением, последнее значение можно найти, если p * l / S, где p является удельным проводниковым сопротивлением, l — длиной проводника, а S — площадью поперечного проводникового сечения.

Закон Ома для замкнутой цепи с источником тока

Ом сделал формулу и для замкнутой цепи. По ней ток на этом участке из токового источника, имеющего внутреннее и внешнее нагрузочное сопротивление, равен делению электродвижущей силы источника на сумму внутреннего и внешнего сопротивления. Она выглядит так: I = e / R + r, где I является токовой силой, е — ЭДС, R — сопротивлением, а r — внутренней сопротивляемостью источника напряжения.

Обратите внимание! В физическом смысле по этому закону, чем выше показатель ЭДС, тем выше источник энергии, больше скорость движения зарядов. Чем выше сопротивляемость, тем ниже величина тока.

Закон Ома для замкнутой цепи

Работа постоянного тока

Энергия, когда проходит через проводник, упорядоченно двигается в носитель. Во время движения она совершает работу. В результате работой постоянного тока называется деятельность поля, направленная на перенос электрических зарядов по проводнику. Она равна умножению I на совершаемое работой напряжение и время.

Закон Джоуля-Ленца

Когда электричество проходит через какой-то проводник с сопротивляемостью, всегда высвобождается теплота. Количество тепла, которое высвободилось за определенный промежуток времени, определяет закон Джоуля-Ленца. По формуле мощность тепла равняется умножению плотности электричества на напряжение — w =j * E = oE(2).

Обратите внимание! В практическом понимании закон имеет значение для снижения потери электроэнергии, выбора проводника для электроцепи, подбора электронагревательного прибора и использования плавкого предохранителя для защиты сети.

Закон Джоуля-Ленца

Полная мощность, развиваемая источником тока

Мощность — работа, которая совершается за одну секунду времени. Электрическая мощность является физической величиной, которая характеризует скорость передачи с преобразованием электроэнергии.

Работа, которая развивается источником электроэнергии по всей цепи, это полная мощность. Ее можно определить по формуле Р = El, где E считается ЭДС, а I — величиной токовой характеристики.

К сведению! Если есть линейная нагрузка, то полный мощностный показатель равен квадратному корню из квадратов активной и реактивной работы источника. Если есть нелинейная нагрузка, то она равна квадратному корню из квадратов активной и неактивной работы источника.

бытовыми приборами в час, таблица, как рассчитать средний расход, формула, расчет электричества по мощности

С каждым годом стоимость электрической энергии становится все больше и больше, а это в свою очередь заставляет пользователей задумываться над контролем за её расходом и экономией. Норма расхода и стоимость электроэнергии отличается в зависимости от назначения домохозяйства, территориальных и климатических особенностей, доступности энергоносителей и других факторов. Зная цену и количество наработанных киловатт-часов можно понять итоговую сумму, которую заплатит пользователь. Если цена за кВт*ч – это фиксированное значение, то потребление – величина расчётная.

Как определить потребление электроэнергии

Потребление электрической энергии можно посчитать различными способами: с помощью расчёта или с использованием различных приборов учета. При этом, каждый из этих способов позволит оценить энергоэффективность любого прибора.

По таблице

Упрощенным вариантом расчёта, является примерный подсчёт с использованием данной таблицы или адаптировав её под свою ситуацию.

В данной таблице указана каждодневная работа электрических приборов на максимальной мощности, в реальности потребление может отличаться. Некоторые приборы могут работать несколько часов в неделю или месяц, поэтому лучше всего исходить из реальной ситуации на месте.

Табличная форма позволяет наглядно понять, какой прибор потребляет больше всего энергии, проанализировать возможность сокращения работы тех или иных приборов, перейти на более энергоэффективные устройства или отказаться от использования некоторых приборов.

По формуле

Также можно рассчитать потребление энергии при помощи тока нагрузки и напряжения в сети. Тем более это удобно, когда вы знаете потребляемый ток, но не знаете мощность прибора. В такой ситуации, по закону Ома для начала определяют максимальную потребляемую мощность прибора: P=I(ток)*U(напряжение). А затем, рассчитывают потребляемую мощность в час: Pч = P(мощность)*t (1 час).

На основании расчёта по этой формуле, можно также составить таблицу и проанализировать потребление энергии в данном помещении, тогда станет понятно, какой прибор самый энергозатратный.

Онлайн-калькулятором

Самым простым и удобным инструментом для расчета электрической энергии является бесплатный онлайн-калькулятор.

Он позволяет посчитать потребляемую мощность как для одного прибора, так и для всех устройств в жилом помещении. Для этого не нужно иметь специального опыта и знаний. Достаточно ввести информацию в каждое поле: цену за кВт электрической энергии в вашем регионе, мощность каждого прибора и период, за который вы хотите посчитать потребление.

Как посчитать электроэнергию по мощности

Для того, чтобы определить потребление электрической энергии в час, необходимо знать мощность каждого электрического прибора, работающего в этот период.

У каждого прибора в технических характеристиках и на задней крышке обычно указывают его максимальную мощность. Поэтому, максимальное потребление электроэнергии в час будет равно данному значению.

Например, мы имеем чайник с максимальной мощностью 1200 Вт или 1,2 кВт, тогда, соответственно, потребление энергии у этого чайника в час будет равно 1,2 кВт*ч.

Этот расчёт справедлив для ситуаций, когда прибор работает на максимальной мощность. Если он будет работать в другом режиме (с меньшей мощностью), то тогда расчёт будет неточным. Например, если работает одна конфорка у плиты, мощностью 7,5 кВт, явно что потребление будет намного ниже максимального.

Более точное потребление считают специальные устройства, которые могут подсоединяться как к отдельному прибору или розеточной группе, так и устанавливаться на всё жилое помещение в целом, например, счетчики электроэнергии. Некоторые из этих устройств могут передавать информацию в режиме реального времени на компьютер для последующего анализа, что довольно часто применяют в системах «умный дом» или для автоматического учета электроэнергии обслуживающими организациями.

Для того, чтобы сэкономить деньги, любой рачительный хозяин должен знать, какое количество энергии потребляет каждый прибор в его доме и на основании этого планировать использование каждого устройства (например, при двухтарифном счетчике ночью использование мощных приборов выйдет гораздо дешевле), а также отказываться от неэффективных по потреблению энергии приборов. Оценить разницу в потреблении электроэнергии светодиодных ламп и ламп накаливания можно в нашей статье на эту тему.

Мощность — формула, определение и виды величины

При работе с электрическим током важно знать, какая используется мощность. Формула её зависит от конкретных условий. 

Правильно рассчитав эту величину, можно обеспечить используемые электроприборы нужным количеством энергии.

Что такое мощность

Эта величина представляет собой количество энергии, которое расходуется в течение единицы времени. Она выражает интенсивность её траты.  

Это понятие аналогично механической мощности в физике.

Что влияет на мощность тока

На эту величину оказывает влияние сила тока, проходящего по цепи, и приложенное к ней напряжение. Правильный учёт этой величины необходим уже на этапе проектирования. 

Кабель, питающий электроприбор, должен иметь такие параметры, чтобы он мог подавать нужное количество электрической энергии для работы.

Мощность в цепи постоянного тока

При наличии постоянного тока в сети мощность представляет собой трату энергии в единицу времени. Её единицей измерения является Ватт.

В электрической сети речь идёт об энергии, которая тратится на перемещение электронов под действием электрического поля.

Мощность в цепи переменного тока

В этом случае она состоит из двух компонентов — активной и реактивной. Первая — это та, которая выделяется на активных элементах. Реактивная обеспечивается с помощью имеющихся в цепи ёмкости и индуктивности.

Реактивная энергия то концентрируется в элементе, то полностью отдаётся в сеть. По фазе она сдвинута на 90 градусов.

Общая мощность вычисляется на основе активной и реактивной по теореме Пифагора.

Расчет мощности по току и напряжению

В этом случае она равна произведению подведённого напряжения U и силы тока I, проходящей через цепь. В таких схемах присутствуют только активные элементы. Они носят название активных.

Формула полезной мощности выражается следующим образом:

P = I ∗ U

Однако иногда требуется выполнить определение этой величины на основании сопротивления и напряжения. В этом случае после применения закона Ома формула примет такой вид:

P = U² / R 

Если нужно выразить рассматриваемую величину через I и R, то можно записать формулу так:

P = I² ∗ R

При рассмотрении мощности переменного тока рассматривается несколько разновидностей этой величины:

1. Мгновенная мощность характеризует значение этой характеристики на протяжении очень короткого периода времени. Поскольку постоянно происходит изменение силы тока и напряжения, то эта величина будет постоянно изменяться, её формула выглядит следующим образом:

Здесь используются мгновенные значения I и U. Символ «омега» — это круговая частота переменного тока, а «фи» — сдвиг по фазе;

2. Активная мощность показывает потерю энергии, связанную только с активными элементами. Для неё применяется такая формула:

3.  Реактивная мощность возникает при наличии индуктивности или ёмкости. Такие элементы то накапливают энергию, то полностью отдают её в цепь. Формула для её расчета выглядит следующим образом:

Здесь X обозначает активное сопротивление.

Полная мощность электрической цепи переменного тока находится на основе значений активной и реактивной величины. Их изображают графически под прямым углом. 

Если построить с их помощью прямоугольник, то длина его диагонали будет представлять полную мощность. Её можно найти с использованием теоремы Пифагора:

Обозначение полной мощности — S. Для более точных вычислений можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Однофазные нагрузки

В этом случае P вычисляют по такой формуле:

Здесь символом «фи» обозначен сдвиг между током и напряжением по фазе.

Расчет мощности в трехфазной сети

Для трехфазной сети рассматриваемая величина является суммой трёх слагаемых:

Суммирование происходит с учётом всех трёх фаз.

Баланс мощностей в электрической цепи

В любой электрической цепи должен быть обеспечен баланс мощностей электричества. При этом потребляемая должна соответствовать той, которая вырабатывается источником тока. При этом в цепи может быть несколько источников тока для потребляемой мощности.

Сказанное можно проиллюстрировать на следующем примере.

На схеме присутствуют два источника тока и четыре активных элемента в виде резисторов. В левой части употреблён минус из-за того, что направление электродвижущей силы не совпадает с тем, которое у тока.

примеры с решением, необходимые формулы для решения

В блоге мы часто рассматриваем решение типовых задач по физике с конкретными примерами, чтобы у вас сложилось четкое представление о том, что делать с подобными заданиями и как их решать. В этой статье рассмотрим задачи на работу и мощность электрического тока.

Работа и мощность тока

Прежде чем перейти к решению задач, давайте разберемся с основными определениями данного раздела физики.

Работа электротока на участке цепи определяется произведением напряжения на концах этого участка, силы тока и времени, за которое эта работа была совершена. Физическая величина обозначается большой латинской буквой A и измеряется в Джоулях.

При прохождении электротока по однородному участку цепи, можно говорить о том, что электрическое поле на этом участке цепи совершает определенную работу. 2\times R\times t\)

где R — сопротивление проводника.

Источник: 900igr.net

Вопросы на работу и мощность электрического тока

Теоретические вопросы на работу и мощность электрического тока могут быть следующими:

1. Что за физическая величина работа электрического тока? (Ответ дан в нашей статье выше).
2. Что такое мощность электротока? (Ответ дан выше).
3. Дайте определение закону Джоуля-Ленца. Ответ: Работа электротока, который течет по неподвижному проводнику, имеющему сопротивление R, превращается в тепло в проводнике.
4. В чем измеряется работа тока? (Ответ выше).
5. В чем измеряется мощность? (Ответ выше).

Это примерный список вопросов. Суть теоретических вопросов по физике всегда одна: проверить понимание физических процессов, зависимости одной величины от другой, знание формул и единиц измерения, принятых в международной системе СИ.

Задачи с решением

Рассмотрим типовые задачи с решениями по этой теме.

Задача №1. Мощность электрического тока

В сеть напряжением 220 В включена электрическая лампа. Сила тока, проходящего через нее равна 0,45 А. Чему будет равна мощность электротока в лампе за 2 секунды?

Решение

1. Записываем вводные данные: U=220 В, I=0,45A, t=2с, P=?
2. Вспоминаем уравнение для определения мощности:\( P=U\times I\)
3. Подставляем известные нам числовые значения в формулу и получаем ответ: P=99 Вт.

Задача №2. Расчет мощности электрического тока

В одной электролампе напряжение равно 24 В, а сила тока 0,7 А, во второй электролампе напряжение равно 120 В, а сила тока 0,5 А. У какой из этих двух электрических ламп мощность электротока больше?

Решение:

1. Фиксируем исходные данные: U₁=24 В, I₁=0,7 А, U₂=120 В, I₂=0,5 А, P₁=? P₂=?
2. По формуле \(P=U\times I\) находим P₁ и P₂. 2}R\times t\)
3. Подставляем известные нам из условий задачи числовые значения в формулу и получаем ответ: 363000 Дж или 363 кДж.

Задача №4. Расчет работы электрического тока

Два троллейбуса имеют одинаковые электродвигатели. В настоящий момент они находятся в движении. Первый троллейбус двигается с большей скоростью, второй — с меньшей. У какого троллейбуса работа электротока больше, при условии, что сопротивление и время движения одинаковы?

Решение

1. Данная задача не требует записи каких-либо формул. В ней проверяется понимание учащимися взаимозависимости двух физических величин.
2. Чем больше скорость движения, тем больше мощность электротока. Чем больше мощность, тем больше и работа, совершаемая электродвигателем. Следовательно, у первого троллейбуса она будет больше.

Задача №5 на закон Джоуля-Ленца

Аккумулятор с электродвижущей силой, равной 6 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом питает внешнюю цепь, у которой сопротивление равно 12,4 Ом. 2\times r\times t \)

По формуле \(I=\frac \epsilon{R+r}\) находим силу тока.

Подставляем все известные нам данные в каждую формулу и получаем общее количество теплоты, выделенное за 10 минут работы, равное 1728 Дж.

Мы рассмотрели не слишком сложные задачи, большинство из которых можно решить при помощи одной формулы. Однако в школьных учебниках встречаются задания и посложнее. Если столкнулись со трудной для понимания темой по физике или любому другому предмету, не вешайте нос! Специалисты Феникс.Хелп с радостью придут вам на помощь. Любые письменные работы будут сделаны качественно и строго в обозначенные сроки.

Мощность электрического тока — Основы электроники

Обычно электрический ток сравнивают с течением жид­кости по трубке, а напряжение или разность потенциалов — с разностью уровней жидкости.

В этом случае поток воды, падающий сверху вниз, несет с собой определенное количество энергии. В усло­виях свободного падения эта энергия растрачивается беспо­лезно для человека. Если же направить падающий поток во­ды на лопасти турбины, то последняя начнет вращаться и сможет производить полезную работу.

Работа, производимая потоком воды в течение определен­ного промежутка времени, например, в течение одной секун­ды, будет тем больше, чем с большей высоты падает поток и чем больше масса падающей воды.

Точно так же и электрический ток, протекая по цепи от высшего потенциала к низшему, совершает работу. В каждую данную секунду времени будет совершаться тем больше рабо­ты, чем больше разность потенциалов и чем большее количе­ство электричества ежесекундно проходит через поперечное сечение цепи.

Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за одну секунду времени, или скорость совершения работы.

Количество электричества, проходящего через поперечное сечение цепи в течение одной секунды, есть не что иное, как сила тока в цепи. Следовательно, мощность электрического тока будет прямо пропорциональна разности потенциалов (на­пряжению) и силе тока в цепи.

Для измерения мощности электрического тока принята еди­ница, называемая ватт (Вт).

Мощностью в 1 Вт обладает ток силой в 1 А при разности потенциалов, равной 1 В.

Для вычисления мощности постоянного тока в ваттах нуж­но силу тока в амперах умножить на напряжение в вольтах.

Если обозначить мощность электрического тока буквой P, то приведенное выше правило можно записать в виде формулы

P = I*U. (1)

Воспользуемся этой формулой для решения числового при­мера. Требуется определить, какая мощность электрического тока необходима для накала нити радиолампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА

Определим мощность электрического тока, поглощаемую нитью лампы:

Р= 0,075 А*4 В = 0,3 Вт.

Мощность электрического тока можно вычислить и другим путем. Предположим, что нам известны сила тока в цепи и сопротивление цепи, а напряжение неизвестно.

В этом случае мы воспользуемся знакомым нам соотноше­нием из закона Ома:

U=IR

и подставим правую часть этого равенства (IR) в формулу (1) вместо напряжения U.

Тогда формула (1) примет вид:

P = I*U =I*IR

или

Р = I²*R. (2)

Например, требуется узнать, какая мощность теряется в реостате сопротивлением в 5 Ом, если через него проходит ток, силой 0,5 А. Пользуясь формулой (2), найдем:

P= I²*R = (0,5)²*5 =0,25*5 = 1,25 Вт.

Наконец, мощность электрического тока может быть вычислена и в том слу­чае, когда известны напряжение и сопротивление, а сила тока неизвестна. Для этого вместо силы тока I в формулу (1) подставляется известное из закона Ома отношение U/R и тогда формула (1) приобретает следующий вид:

Р = I*U=U²/R (3)

Например, при 2,5 В падения напряжения на реостате сопро­тивлением в 5 Ом поглощаемая реостатом мощность будет равна:

Р = U²/R=(2,5)²/5=1,25 Вт

Таким образом, для вычисления мощности требуется знать любые две из величин, входящих в формулу закона Ома.

Мощность электрического тока равна работе электрического тока, производимой в течение одной секунды.

P = A/t

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Что такое электроэнергия (P)

Электрическая мощность — это норма потребления энергии в электрическом
цепь.

Электрическая мощность измеряется в ваттах.

Определение электроэнергии

Электрическая мощность P равна потребляемой энергии E, разделенной
по времени расхода t:

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

E — потребление энергии в джоулях (Дж).

t — время в секундах (с).

Пример

Найдите электрическую мощность электрической цепи, потребляющей
120 джоулей за 20 секунд.

Решение:

E = 120 Дж

т = 20 с

P = E / т = 120 Дж / 20 с = 6 Вт

Расчет электроэнергии

P = В ⋅ I

или

P = I ² ⋅ R

или

P = V ² / R

P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

В — напряжение в вольтах (В).

I — ток в амперах (А).

R — сопротивление в Ом (Ом).

Мощность цепей переменного тока

Формулы для однофазного переменного тока.

Для трехфазного переменного тока:

Когда линейное напряжение (В _L-L )
используется в формуле, умножьте однофазную мощность на квадрат
корень из 3 (√3 = 1,73).

При нулевом напряжении (В _L-0 )
используется в формуле, умножьте однофазную мощность на 3.

Реальная мощность

Реальная или истинная мощность — это мощность, которая используется для работы на
Загрузка.

P = В _СКЗ I _СКЗ cos
φ

P — реальная мощность в ваттах
[Вт]

В _rms — среднеквадратичное напряжение = V _{пиковое} / √2
в вольтах [В]

I _rms — среднеквадратичное значение тока = I _{пиковое} / √2
в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз
между напряжением и током.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — это мощность, которая тратится впустую и не используется для
работать под нагрузкой.

Q = В _СКЗ I _СКЗ
sin φ

Q — реактивная мощность в
вольт-ампер-реактивная [VAR]

В _rms — среднеквадратичное напряжение = V _{пиковое} / √2
в вольтах [В]

I _rms — среднеквадратичное значение тока = I _{пиковое} / √2
в амперах [A]

φ — это фазовый угол импеданса = разность фаз
между напряжением и током.

Полная мощность

Полная мощность — это мощность, подаваемая в цепь.

S = В _СКЗ I _СКЗ

S — полная мощность в
Вольт-ампер [ВА]

В _rms — среднеквадратичное напряжение = V _{пиковое} / √2
в вольтах [В]

I _rms — среднеквадратичное значение тока = I _{пиковое} / √2
в амперах [A]

Соотношение активной / реактивной / полной мощностей

Активная мощность P и реактивная мощность Q вместе дают полную
мощность S:

P ² + Q ² = S ²

P — реальная мощность в ваттах
[Вт]

Q — реактивная мощность в
вольт-ампер-реактивная [VAR]

S — полная мощность в
Вольт-ампер [ВА]

Коэффициент мощности ►

---

См. Также

ГЭС и калькулятор энергии

Принцип

Принцип выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях довольно прост.Контур гидротехнических сооружений обеспечивает необходимое давление воды, подаваемой на лопатки турбины, которая приводит в движение генератор, вырабатывающий электроэнергию.

Формула для расчета гидроэнергетики

Как рассчитать выходную мощность гидроэлектрической турбины?
Самая простая формула:

Где
P = Механическая мощность в кВт
Q = расход в трубе (м3 / с)
ρ = плотность (кг / м3)
g = ускорение свободного падения (м / с²)
H = высота водопада (м)
η = общий коэффициент полезного действия (обычно от 0,7 до
0,9)

Калькулятор

Введите собственные значения в белые поля, результаты отображаются в зеленых полях.

Пример расхода в м3 / с, л / мин и л / с для расчета гидроэнергии

Водяной поток	Расход воды в м3 / с	Расход воды в л / мин	Расход воды в л / с
Водопроводная вода (давление 2-3 бар)	0.0002	10 л / мин	0,2 л / с
Пожарный шланг	0,008	500л / мин	8 л / с
Очень маленькая река
Маленькая река	> 2 м3 / с	> 120 000 л / мин	> 2000 л / с
Большая река	100 м3 / с	6 000 000 л / мин	100000 л / с
Река очень большая	> 500 м3 / с	> 30 000 000 л / мин	> 500 000 л / с

P = IV P = I2R расчеты полезность электроприборов, передающих электроэнергию формула расчета стоимости электробезопасность в домашнем розетке цвета проводов igcse / gcse 9-1 Physics revision notes

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 1: Полезные электрические приборы в доме, предохранители и заземление, передача электроэнергии ТАКЖЕ мощность и расчет передачи энергии в т.ч. P = IV = I 2 R = E / t, E = Pt = IVt и стоимость электроэнергии расчеты Примечания к пересмотру физики Доктора Брауна: физика GCSE, IGCSE физика, O уровень & ~ Школьные курсы естественных наук для 9-10 классов в США или их эквиваленты для ~ 14-16 лет студенты-физики Почему электрические устройства так полезны? Как рассчитать передачу энергии в электрическом приборе? Что мы понимаем под единицей электроэнергии используемый? Как рассчитать стоимость содержания электрическое устройство? Субиндекс этой страницы 1.Важный определения, описания, формулы и единицы 2. Полезность электроприборов например в доме 3. Подробнее о использование электричества в доме включая аспекты безопасности 4. Сила рейтинги например техника в доме 5. Больше об опасностях токоведущего провода, предохранителей и заземляющих устройств за дополнительную плату безопасность 6.Сила, передача энергии и расчет стоимости электроэнергии См. Также раздел V = IR, Q = It и E = QV расчеты 1. Важно определения, описания, формулы и единицы Примечание: Вы можете / можете нет (но не волнуйтесь!), столкнулись со всеми этими терминами, это зависит как далеко продвинулась ваша учеба.В вашем курсе вам может не понадобиться каждая формула — решать вам. V разность потенциалов ( p.d ., обычно называемая « напряжение ») — это движущий потенциал, который перемещает электрический заряд вокруг цепь — обычно электронов . Возможная разница — это работа, выполненная в перемещение единицы заряда. Показывает, сколько энергии передается за единицу заряда, когда заряд перемещается между двумя точками в цепи е.грамм. между выводами батареи. г. в любой части цепи измеряется в вольтах, В . Я ток — скорость протекания электрического заряда в кулонов в секунду ( К / с, ), измеряется в амперах (амперы, A ). Количество переданного электрического заряда a give time = текущий поток в амперах x время в секундах Формула соединения: Q = Оно , I = Q / t, t = Q / I, Q = электрический заряд перемещается в кулонов ( C ), время т ( с ) R сопротивление в цепи, измеренное в Ом ( Ом ). Сопротивление замедляет прохождение электрического заряда — он противостоит потоку электрического заряда . Формула соединения: В = ИК , I = V / R, R = V / I (Это формула для Закон Ома) П является мощность , подаваемая цепью = показатель энергии передача ( Дж / с, ) и измеряется в Вт ( Вт, ). Формула соединения: P = IV , I = P / V, V = P / I также P = I 2 R (см. также P = E / t ниже) E = QV , энергия, передаваемая количеством электрического заряда потенциалом разность вольт. переданной энергии (джоулей) = количество электрического заряда (кулоны) x разность потенциалов (вольт) Q = E / V, V = E / Q, E = передача энергии в джоулях ( Дж ), Q = перемещенный электрический заряд ( C ), V = p.d. ( В ) E = Pt , P = E / t, t = E / P, где P = мощность ( Вт, ), E = переданная энергия ( Дж) , т = затраченное время ( с ) Передаваемая энергия в джоулях = мощность в ваттах x время в секундах Формула связи: Поскольку E = Pt и P = IV, передаваемая энергия E = IVt ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс 2.Полезность электроприборов например в доме Вы должны прочитать о видах энергии и энергии магазины, прежде чем изучать эту страницу См. Примечания Типы энергии и накопители — сравнение и объяснение примеров фен тостер микроволновая печь Радио в стиле ретро миксер лампа портативный компьютер погружной нагреватель — бак горячей воды Радиатор горячей воды требует…. электродвигатель для перекачки горячей воды к нему Знать, сколько энергии передается устройством и сколько стоит устройство. У вас должна быть возможность использовать свои навыки, знания и понимание по адресу: Уметь сравнивать преимущества и недостатки использования разных электроприборов для конкретного заявка, Вам потребуется сравнить различные электрические приборы, используя предоставленные данные. Для развивающихся стран, где инфраструктура не имеет надежного электроснабжения, работает от батарей можно использовать устройства, и даже были разработаны радиоприемники с часовым механизмом. Однако батареи стоят дорого. несмотря на то, что это удобный источник накопленной химической энергии, которая преобразует на электрическую энергию по запросу. К тому же они не длятся долго! В случае часового механизма радио с питанием, когда радио «заведено», энергия сохраняется в виде эластичного потенциальной энергии и снова высвобождается по мере необходимости для прослушивания радио, для свободно! Это полностью исключает необходимость в дорогостоящих батареях и их безопасном использовании. утилизация, чтобы избежать загрязнения. Без электросети, сообщества в развивающихся странах не могут иметь одинаковый стандарт материальная жизнь. Вы также должны знать, что некоторые энергия «тратится впустую» или «рассеивается» , потому что электрические приборы никогда не бывает 100% эффективен при включении! Потраченная энергия обычно заканчивается увеличение запаса тепловой энергии компонента или окружающей среды e.грамм. от трения движущихся частей или тепла от перегретых цепей. Несмотря на потерю энергии во многих бытовые приборы, есть очевидные примеры , где мы хотим, чтобы электрические энергия превращается в тепло . Электронагреватели самые очевидные пример — вы используете катушку с высоким сопротивлением для нагрева элемент в приборе, например электрический камин, тостер и др. В обоих случаях резистор становится так жарко, что горит красным — аккумулятор электрической энергии цепи ==> тепловая энергия накопитель резистора ==> инфракрасное излучение ==> накопитель тепловой энергии пищи для готовить или согревать окрестности и т. д. Тонкие металлические нити накала лампы должны быть очень горячими, чтобы излучать полезный свет. Для защиты предохранителей используется эффект перегрева. прибор и мы от поражения электрическим током. ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс 3. Подробнее о у сек электричества в дом включая аспекты безопасности Подключения ! Электроснабжение вашего дома — a.c. ( переменного тока ), где текущее постоянное обратное направление например колебание 50 Гц (50 циклов в секунду). Напоминание: A d.c. поставка течет только в одном направление (от + к -) и часто имеет гораздо более низкий потенциал разница например п.д. батарей или элементов обычно находится в диапазон от 1,5 В до 24 В. Переменный ток питание в цепях кольцевой сети в ваш дом происходит из Национальная грид-система. Переменные токи образуются из переменных напряжений, в которых положительная и отрицательная клеммы разности потенциалов продолжают чередоваться (+ <=> -). CRO-графики, иллюстрирующие разницу между переменным и постоянным током Модель переменного тока электросети в Великобритании обычно около 230-240 В с частотой 50 Гц (50 герц или 50 циклов в секунду).Он может незначительно отличаться от страны к стране, например немного предложения системы работают на 60 Гц. Другие устройства будут использовать d.c. ( постоянного тока ) питание от элементов или батарей , в которых ток течет только в одном направлении например фонарики батареи. А постоянного тока ток вырабатывается постоянным напряжением — разность потенциалов (p.d.) и является положительной или отрицательной, но НЕ и то и другое. Вы можете преобразовать переменный ток в постоянный ток с использованием диода . Многие бытовые электроприборы подключены к сети. к кольцевой сети с помощью трехжильных кабелей , вставленных в заглушка . Заглушка (рисунки ниже) вставляется в розетка , которая непосредственно подключен к сети переменного тока электроснабжение. Мост розетки имеют собственные выключатели, подключенные к живому проводу цепь кольцевой сети в доме. Это позволяет разорвать цепь и изолировать любой прибор, если риск поражения электрическим током. Кабели состоят из медного провода , сердечника и оболочки изоляционный пластиковое покрытие, каждое из которых имеет цветовой код , чтобы четко обозначить его функция (аннотированное изображение ниже). Цветовая кодировка одинакова для всех приборов. так что вы точно знаете, какой провод какой! При неправильном подключении можно перегореть предохранитель или попасть в аварию — смертельный удар электрическим током (см. заземляющий провод), поэтому убедитесь, что вы знаете, что такое и как безопасно подключить вилку независимо от экзамена по физике GCSE! Функция каждого из трех проводов трехжильного кабеля. Провод под напряжением — цвет коричневый Токоведущий провод обеспечивает переменное токовая разность потенциалов с п.д. +/- ~ 230-240 В. Это токоведущий провод, несущий высокий разность потенциалов. Выключатель прибора всегда должен находиться в провод под напряжением, иначе цепь всегда была бы под напряжением! Токоведущий провод несет p.d. напрямую от сети и к этому «живому» проводу никогда нельзя прикасаться, если цепь включен по понятным причинам! На самом деле вы никогда не должны трогать или манипулировать любым проводом, особенно проводом под напряжением, , если цепь потенциально «живые»! При прикосновении к живому проводу большой разность потенциалов возникает в вашем теле, и волна тока проходит через ваше тело.Последующие поражение электрическим током может привести к травмам и смертельному исходу. Короткое замыкание неисправного прибора или где-нибудь в цепи, может вызвать пожар от энергии отпуск — электрическая энергия в накопитель тепловой энергии провод и окружение. Для прибора последовательность разводка в токоведущем проводе: вилка ==> предохранитель ==> выключатель ==> нагревательный элемент Это действие предохранителя или цепи выключатель, который защищает вас от повреждений и сводит к минимуму любые опасность пожара тоже. Нейтральный провод — цвет синий Нейтральный провод замыкает цепь к прибору и уносит ток. Нейтральный провод обеспечивает обратный путь к местная электрическая подстанция (трансформатор). Нейтральный провод заземлен, так что он как близко к потенциалу земли 0 В. Это позволяет току течь через провод под напряжением (максимум p.d. от ~ 230 до 240 В) и вне через нейтральный провод (минимум п.д. ~ 0 В). г. между проводом под напряжением и нейтралью провод ~ 230-240 В для подключения к электросети. Земля провод — зелёный + жёлтые полосы Заземляющий провод имеет функцию безопасности к защитите проводку и ВАС! Обычно он не проводит ток и его p.d. должно быть 0 В. г. между проводом под напряжением и землей провод ~ 230-240 В. Нет п.о. между нулевым проводом и заземляющий провод, оба на 0 В. Заземляющий провод подключается к металлическому корпусу прибора и безопасно отводит ток, если в цепь. Если возникает неисправность и токоведущий провод касается любой проводящей части прибора, ток будет проходить до заземлите через провод заземления и НЕ через вас , если вы дотронетесь до приборов. Это также может и должно привести к срабатыванию предохранителя из-за скачка тока, поэтому цепь разомкнута и сделана Безопасно. См. Раздел 5. Больше об опасностях токоведущего провода, предохранителей и заземляющих устройств за дополнительную плату безопасность Опасность токоведущего провода — опасность поражения электрическим током — безопасность функция заземляющего провода В нормальных условиях у вашего тела есть п.d. 0 В относительно земли («земля»). К сожалению, если вы коснетесь живого провода с включенной цепью создается разность потенциалов через ваше тело, и ток течет через вас к земле — ‘на Землю’. Другими словами, вы испытаете поражение электрическим током — потенциальная травма от поражения электрическим током, и, если ток достаточно большой, он может вас убить! Не имеет значения, включен или нет, если вилка в розетке, есть подключение к токоведущему проводу, который всегда имеет п.d. ~ 230-240 V! Если есть низкоомное соединение между проводом под напряжением и проводом заземления внезапный сильный ток может стекать на землю, что опасно. Это причина многих домашних пожаров из-за неисправное соединение, при котором выделяется много тепла. Подробнее об электробезопасности см. токоведущий провод и предохранители. ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс 4. Сила рейтинги например техники На нижней стороне тостера наклейка с «электрические» технические детали. Вам сообщили, что тостер работает от источника питания. 220-240 В переменного тока частотой 50 или 60 Гц. AC означает переменный ток. Номинальная мощность от 1900 до 2300 Вт, в зависимости от напряжение (p.d. на нагревательном элементе). Это означает, что нагревательный элемент передает энергия со скоростью от 1900 до 2300 Дж / с Из информации вы можете рассчитать текущий протекает через нагревательный элемент. От: P = I x V, I = P / V, например за p.d. из 230 В и номинальная мощность 2100 Вт: Ток I = 2100/230 = 8.2 А (2 SF) Этот прибор должен быть защищен с помощью 10 A или предохранитель на 13 А . Подробнее см. рассчитайте безопасный номинал предохранителя. Примеры номинальной мощности найденных вами предметов в домашних условиях — от наименее мощного к наиболее сильному. Устройство / машина Мощность рейтинг Вт (Дж / с) ТВ-монитор 25 лампочка 50 маленький светодиодный телевизор 85 холодильник 100 пищевой блендер 160 микроволновая печь 600 электрический чайник 1200 посудомоечная машина 1200 пылесос 1400 микроволновая печь 1600 фен 1800 паровой утюг 2000 погружение в горячую воду обогреватель 3000 Будьте осторожны, НЕ приравнивайте мощность к стоимость использования прибора. Время — другой фактор, чем дольше вы пользуетесь бытовым прибором, тем больше стоит его использование. Некоторые приборы большей мощности, такие как микроволновая печь или утюг используются только на короткое время. Компьютеры, лампочки и экраны телевизоров, может быть включен в течение многих часов, и стоимость увеличивается по мере увеличения количества энергии перенесено / работа сделана! Общее словесное уравнение: энергия использовано = мощность x время (см. киловатт-часов) Большинство приборов имеют маркировку рейтинг, который является максимальной выходной мощностью , с которой он может использовать безопасно . Номинальная мощность указывает максимальное количество энергии, передаваемой от одного накопителя энергии к другому за секунду когда приборы используются. например Утюг мощностью 700 Вт означает 700 Дж энергии передаются (используются) каждую секунду. Нагреватель мощностью 3 кВт переходит в запас энергии комнаты из расчета 3000 Дж / сек. Номинальная мощность Полезная информация для Потребитель . Чем ниже номинальная мощность, тем меньше электричество, которое он использует, экономя деньги — дешевле в эксплуатации — пока прибор по-прежнему может делать то, что вы от него хотите. например если утюг мощностью 500 Вт может работать в В то же время, что и утюг на 750 Вт, утюг на 500 Вт тем более эффективный и дешевый способ гладить! 750-500 = 250, поэтому 250 Дж / с сохраняется в накопитель тепловой энергии глаженной одежды. Независимо от номинальной мощности, все равно эффективность прибора, что действительно важно — какой процент затраченная энергия передается при выполнении полезной работы. Однако будьте осторожны !, только потому, что устройство имеет более высокую мощность рейтинг, это не означает, что он более эффективен, чем более низкая мощность прибор. Устройство большей мощности может больше энергии i.е. имеет более низкий% КПД с точки зрения электрическая энергия делает полезную работу. Напоминание: мощность прибора = ток x разность потенциалов P (W или Дж / с) = I (A) x V (В) Подробнее см. расчеты электроэнергии раздел. Помимо электроэнергии расчетов для электроприборов, эта формула нужно рассчитайте безопасный номинал предохранителя. См. Сохранение энергии, передача-преобразование энергии, эффективность — расчеты и Диаграммы Санки и больше о расчетах мощности см. Виды энергии и запасы, расчеты выполненных механических работ и мощности ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс 5.Подробнее об опасностях токоведущего провода и заземляющие устройства для дополнительной безопасности По внешнему электричеству снабжение, как и сама земля-земля, ваше тело находится в п.п. из 0 V. К сожалению, это означает, что если вы коснетесь провод под напряжением или что-либо, что к нему подключено, большой p.d. 240 В возникает через ваше тело, то есть между вами и «землей». Следовательно, вам грозит серьезная опасность поражения электрическим током. шок, потому что ток будет течь через ваше тело на «землю» — к сожалению, жидкости в вашем теле содержат достаточно ионов для эффективное проведение с п.d. 230 В. Поток электрического тока удар током, которого может быть достаточно убить тебя. Даже если прибор «выключен», существует опасность поражения электрическим током. шок, потому что провод под напряжением все еще находится под высоким pd (например, 240 В). ОПАСНОСТЬ — если нагревательный элемент металлический кожух прибора неисправны и они выходят на контакт . Примечание (i) Ношение электроизоляционных резиновых сапог может защита, но разве это то, что вы обычно носите !? (ii) Вода — плохой проводник, но при большой разности потенциалов может проводить. Вам также следует помните из своей химии (электролиз) что ионы из солей увеличивают электропроводность вода, и у вас есть ионы соли в крови, клетках и нервных клетках. система и т. д.! (iii) Это функция предохранителя для защиты вас и устройства от скачков тока (следующий раздел). Когда что-то идет не так! функция предохранителя и как рассчитать предохранитель рейтинг для прибора Если нагревательный элемент или металлический кожух прибор неисправен и они контактируют с , если вы прикасаясь к прибору, когда он включен, вы можете быть ударил током , поскольку ток будет течь через землю (землю). НО, вас должно спасти заземление от корпуса к земле и предохранитель , вставленный в вилку или автоматический выключатель (следующий раздел). Как работает заземляющий провод и предохранитель в цепи прибора В любом домашнем хозяйстве или промышленной цепи, может возникнуть резкий скачок (увеличение) текущий. Скачок тока может быть вызван неисправностью, но иногда даже включение и выключение приборов может вызвать срабатывание чувствительной цепи выключатель, но не должен перегорать предохранитель. Скачок тока из-за неисправности может привести к перегреву, повреждению прибора или даже к огонь. ПОЗИЦИЯ: Токовый провод ( коричневый ), нейтральный провод (синий) и заземляющий провод (желтый / зеленый) и выключатель вилка и розетка . Прибор оснащен провод заземления и предохранитель в проводе под напряжением — и перед переключателем ВКЛ / ВЫКЛ прибора. Из диаграммы выше, где прибором может быть электрический тостер или чайник: 1. Устройство в безопасном состоянии, заземляющий провод подключен, предохранитель исправен, нет неисправности и выключил. 2. Устройство в безопасном состоянии, заземляющий провод подключен, предохранитель исправен, нет неисправностей и включен и работает безопасно. 3. Нагревательный элемент сломан. (может быть, от коррозии) и касаясь металлического кожуха, выключился, но Не безопасно. 4. Прибор включается, и ток течет через корпус в заземления через заземляющий провод, при этом тепло, выделяемое в плавит провод, плавит его, разрывая цепь и делая ее безопасной. Итак, если возникает неисправность и провод под напряжением контактирует с металлическим корпусом , затем, пока металлический корпус «заземлен» (подключен к земле провод) скачок тока безвредно протекает от живого провода, через корпус и заземляющий провод на землю. Ток должен растаять предохранитель, если используется правильный номинал предохранителя, и скачок тока превышает номинал предохранителя (в амперах). Вот почему предохранитель должен быть подключенным к токоведущему проводу перед нагревом приборов элемент! Когда плавкий предохранитель расплавится, цепь разорвана, и питание провода отключено. Это изолирует все устройство, поэтому вы не можете получить удар электрическим током от прикосновения к корпусу. Предохранители полагаются на «перегрев» эффект для защиты прибора от повреждений (например, отремонтированы) и себя от поражения электрическим током от высокого напряжения ток проходит через наше тело на землю. Если температура резистора становится слишком высоким из-за скачка тока, вызывающего перегрев, сопротивление увеличивается, и поэтому передает тепло своему накопителю тепловой энергии. Это может помешать работа прибора из-за повышения температуры резистор. Температура может повыситься достаточно, чтобы расплавить провод в компоненте схемы и разорвать в цепи останавливает работу «устройства». Так работает предохранитель , если возникает неисправность и течет слишком большой ток, плавкий провод плавится от этот эффект перегрева разрывает цепь и делает ее безопасной. Чем больше ток в чем толще должна быть проволока, сопротивление и перегрев.Вообще говоря, номинал предохранителя увеличивается с увеличением толщины кабеля. Примечание : ( i) А также приборы, цепи кольцевой сети к розеткам и освещение защищаются предохранителями аналогичным образом. (ii) Вы можете защищать схемы с помощью автоматические выключатели . Есть несколько типов автоматических выключателей e.грамм. некоторые работают с магнитным эффектом соленоида, так что скачок тока вызывает магнитное поле достаточно сильное, чтобы заставить магнит размыкать два контакта разорвать цепь. Выключатели автоматические безопаснее обычных бытовых предохранителей. Проволока не плавится, а цепь разорвана быстрым «выключением» действие — быстрее, чем плавится предохранитель. У них также есть Преимущество сбросить , что меньше проблем, чем установка запасного предохранителя.Однако их на больше. дорогой , зато надёжнее! Номиналы предохранителей и как выбрать наиболее безопасный в использовании? Для бытовой техники в дома наиболее распространенные номиналы предохранителей в Великобритании — 3A, 5A, 8A, 10А и 13А. Предохранитель должен иметь номинальный ток близок к максимальному безопасному току, который будет проходить через прибор. Если возникает неисправность, и ток возрастает на несколько ампер выше ожидаемого, предохранитель должен расплавиться и разорвать цепь, сделав ее безопасной. Значит, надо работать от тока, вытекающего из номинальной мощности прибора по формуле … мощность (Вт) = ток (А) x разность потенциалов (В) Р = IV Пример 1 .Электропожарные работы мощностью 2кВт электросети 230 В переменного тока. Рассчитайте ток, протекающий в прибора и порекомендуйте подходящий предохранитель. 2кВт = 2000 Вт P = IV, I = P / V = ​​2000/230 = ~ 8,7 А В идеале Предохранитель 10А сделал бы , но вполне вероятно, что в этом случае прибор будет оснащен предохранителем на 13 А. Очевидно, вы выбираете ближайший номинал предохранителя из того, что есть в наличии. Пример 2 . Какой предохранитель вы бы выбрали вставить вилку электроутюга мощностью 700 Вт, отработавшего 230В сети электроэнергии? I = P / V = ​​700/230 = ~ 3,0 А В идеале Предохранитель 4А было бы лучше, но 5A будет приемлемым . Двойная изоляция Для защиты от электрического шок, все приборы с металлическими корпусами должны быть заземлены то есть металлический корпус подключается к заземляющему проводу с помощью трехжильного кабеля , как описано ранее. Заземленный проводник может: никогда не стать живым. Металлический кожух очевидно электрический провод, но если прибор имеет пластиковый корпус (электрический изолятор) без внешних металлических частей, которые могут быть коснулся, говорят, с двойной изоляцией . Это означает, что прибору не требуется заземляющий провод. и так связан только с двумя Жильный кабель — только живые и нулевые провода — которые есть требуется для питания прибора. ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс 6. Мощность, энергия расчет стоимости передачи и электроэнергии Знайте и цените примеры передачи энергии что бытовые электроприборы призваны вызывать. Знайте, что количество энергии количество передач зависит от того, как долго прибор включен и его сила. Количество электричества, которое передается (‘используется’) в приборе, зависит от его мощности и как долго вы используете его, т.е. когда он включен. Энергия измеряется в джоулях (E в Дж) и мощность в ваттах (P в Вт) 1 ватт = 1 Дж энергии передается за 1 секунду (1 Вт = 1 Дж / с) Поскольку джоуль — очень крошечный количество энергии, мы часто указываем мощность в киловаттах (P в кВт). 1 кВт = 1000 Вт = 1000 Дж / с Лампа может быть указана с 50 Вт (50 Дж / с), утюг может иметь мощность 500 Вт или 0,5 кВт. номинальной мощности (500 Дж / с, 0,5 кДж / с), а электрический камин с тремя барами может иметь мощность 3 кВт номинальная мощность (3 кДж / с, 3000 Дж / с). Однако при работе с большими количество электрической энергии удобнее думать и рассчитывать в киловатт-часы (кВтч). 1 киловатт-час = количество электрическая энергия, которую прибор мощностью 1 кВт потребляет за 1 час. Фактически, с точки зрения использование электроэнергии в доме, термин ед. в вашем счете за электроэнергию означает киловатт-час , и цена будет указана как, например, «9 пенсов за единицу», другими словами, вы будете платить 9 пенсов за каждый киловатт-час электроэнергии. ты используешь. Три формулы для расчета мощности, переданная энергия и многое другое тоже! Если не уверены в единицах потенциала разница (стр.d. в В), ток в амперах (амперах, А) или сопротивление в омах (Ом) затем прочтите первый раздел Закон Ома и расчеты с использованием V = IR (а) мощность P (Вт) = ток I (A) x разность потенциалов В (В) Р = IV P в Вт или Дж / с, I в амперах A, V p.d. в вольтах. Чем больше энергии передается в учитывая время, тем больше мощность устройства. г. V говорит вам, сколько энергия, передаваемая каждой единицей электрического заряда ( В = E / Q , J / C, см. Раздел 3 для E = Расчеты QV). Текущий I расскажет, как много заряда проходит через данную точку в цепи за единицу времени (кулонов в секунду, C / с ). Это означает, что оба p.d. и текущие влияют на скорость передачи энергии к прибору от из магазина электроэнергии в другой. Примеры расчетов с P = IV Q1 Электрокамин мощностью 2 кВт подключен к питание 240 В. Рассчитайте ток, протекающий через электрокамин. P = 2 кВт = 2000 Дж / с P = IV, I = P / V = 2000/240 = 8.33 А (3 SF) – Q2 Ток, протекающий через электродвигатель — 12 А. Q3 Что p.d. должен быть блок питания, для выработки выходной мощности 2,0 кВт от машины, через которую протекает ток 12,0 А? Q4 A p.d. 12,0 В подается через резистор устройства мощностью 8.0 Вт. (б) мощность = ток 2 x сопротивление P = IV и поскольку V = IR , замена на V дает P = I 2 R P = I 2 R P в Вт или Дж / с , I в усилителях A и p.d. в вольт В , R в омах Ом . (это полезно, если вы не знаете p.d., но вместо этого вы должны знать сопротивление) Примеры расчетов с использованием P = I 2 R Q1 Ток 20 А проходит через сопротивление 10 Ом. В2 А 2.0 кВт электрокамин имеет 4.0 Пробег через этот отопительный прибор. Рассчитайте сопротивление нагревательный элемент. P = I 2 R, R = P / I 2 = 2000/4 2 = 2000/16 = 125 Ом – Q3 A 20 Ом электрическое устройство передает энергию мощностью 500 Вт. Рассчитать ток, протекающий через Устройство. P = I 2 R, I = √ (P / R) = √ (500/20) = 5,0 A (3 SF) – (c) E энергия, передаваемая устройством = мощность прибора x время Полная энергия, передаваемая электроприбор зависит от от мощности прибора (в Дж / С = Вт) и время , для которого он используется… давая простую пропорциональность формула … E = Pt (но здесь упор на его « электрическое » соединение, а не на платину!) перестановки: P = E / t и t = E / P Применение: мощность прибора = переданная электрическая энергия / использованное время См. сила рейтинговые заметки Формула связи: Поскольку P = IV, замена на P дает переданной энергии E = IVt (примеры расчета сделать, скопировать в электричество 3 тоже с E = QV?) При прохождении электрического заряда энергия разности потенциалов передается как работа, выполняемая против электрическое сопротивление (стр.г.). Энергия заряда исходит от источник питания (аккумулятор постоянного тока, сеть переменного тока), который увеличивает потенциальная энергия электронов. Заряд (обычно электроны), ‘проваливается’ через п.о. через компоненты схемы, передача своей электрической потенциальной энергии другому накопителю энергии, например тепловая или другая форма энергии, например звук или свет. Энергия, передаваемая в электрическое устройство можно рассчитать по формуле: Вы можете использовать два разных набора ед. (1-й) Обычные и знакомые J, W и с. E энергия переведено в джоулях, Дж P — мощность в ваттах, Вт = Дж / с t — время в секундах, с Примеры расчетов Q1 Духовка мощностью 800 Вт используется для полтора часа. Сколько энергии в МДж составляет перенесено в накопитель тепловой энергии духовки? 800 Вт = 800 Дж / с, время = 1,5 x 60 x 60 = 5400 с E = Pt = 800 x 5400 = 4 320000 Дж = 4320 кДж = 4,32 МДж – 2 квартал Электронагреватель передает 1.5 МДж энергии каждую минуту. Рассчитайте мощность электрический огонь в кВт. 5,0 МДж = 5,0 x 10 6 Дж, время = 5 x 60 = 300 с E = Pt, P = E / t = 1,5 x 10 6 /300 = 5000 Вт = 5,0 кВт – Q3 Перезаряжаемый аккумулятор может доставить в общей сложности 8.0 МДж энергии на устройство. Если устройство подает питание мощность 25 Вт, с точностью до часа, сколько можно использовать? P = 25 Дж / с, E = 8,0 x 10 6 J E = Pt, t = E / P = 8,0 x 10 6 /25 = 3,2 x 10 5 с 1 час = 60 x 60 = 3600 с 3.2 х 10 5 /3600 = 89 часов – Q4 p.d. через резистор составляет 24,0 В. Если протекает ток 3,0 А, как сколько энергии передается за 5 минут? время = 5 х 60 = 300 секунд. E (J) = I (A) x V (V) x t (т), E = IVt E = 3.0 х 24,0 х 300 = 21 600 Дж – Q5 Тостер мощностью 1200 Вт используется для всего 10 минут. Сколько энергии передается в этот раз? P = E / t, E = P x t , W = Дж / с E = 1200 х 10 х 60 = 720 000 Дж = 7.2 х 10 5 J – Q6 Устройство передает 180 000 Дж энергии за две минуты. Рассчитайте мощность прибор. E = P x t, поэтому P = E / t = 180000 / (2 х 60) = 1500 Вт (1,5 кВт) – (2-й) киловатт-час Практичные повседневные предметы e.грамм. на приборе или электричестве счет. E есть переданная энергия в киловатт-часах, кВтч P — мощность в киловаттах, кВт (1 кВт = 1000 Дж / с) т есть время в часах, ч Уравнение мощности: P = E / t , E = P x t, t = E / P Треугольник формулы мощности для единиц мощность в киловаттах ( кВт ), единицы энергии в киловатт-часах ( кВтч ) и единицы времени в часах ( ч ). единиц электроэнергии измеряется в киловатт-часы например для прибора киловатт-часов = мощность в кВт x время прибор используется в часах Это мера энергии передается, а так как 1 Вт = 1 Дж / с 1 кВтч = 1000 Вт x 3600 секунд = 3,6 X 10 6 Дж = 3,6 МДж ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс Что дальше? Электричество и ревизия магнетизма индекс нот 1.Полезность электроэнергии, безопасность, передача энергии, расчеты стоимости и мощности, P = IV = I 2 R, E = Pt, E = IVt 2. Электрические схемы и как их рисовать, условные обозначения схем, параллельность схемы, объяснение последовательных схем 3. Закон Ома, экспериментальные исследования сопротивление, I-V графики, расчеты V = IR, Q = It, E = QV 4. Схема устройств и как они используются? (е.грамм. термистор и LDR), соответствующие графики gcse Physical Revision 5. Подробнее о последовательных и параллельных цепях. электрические схемы, измерения и расчеты gcse физика 6. Электроснабжение «Национальной сети», экология вопросы, использование трансформаторов gcse примечания к редакции физики 7. Сравнение способов получения электроэнергии gcse Заметки о пересмотре физики (энергия 6) 8.Статическое электричество и электрические поля, использование и опасность статического электричества gcse примечания к редакции физики 9. Магнетизм — магнитные материалы — временные (индуцированные) и постоянные магниты — использует gcse физика 10. Электромагнетизм, соленоидные катушки, применение электромагнитов gcse примечания к редакции физики 11. Моторное воздействие электрического тока, электродвигатель, громкоговоритель, правило левой руки Флеминга, F = BIL 12.Эффект генератора, приложения, например генераторы производство электричества и микрофон gcse физика ВСЕ мои GCSE Примечания к редакции физики ИЛИ воспользуйтесь [GOGGLE ПОИСК] Версия IGCSE заметки расчеты стоимости электроэнергии KS4 физика Научные заметки об электричестве расчеты стоимости GCSE руководство по физике заметки по расчетам затрат на электроэнергию для школ, колледжей, академий, репетиторов, изображений рисунки диаграммы для расчета стоимости электроэнергии наука исправление заметки на расчеты затрат на электроэнергию для пересмотра физических модулей, примечания к темам физики, чтобы помочь в понимании расчет стоимости электроэнергии университетские курсы по физике карьера в науке и физике вакансии в машиностроении технический лаборант стажировка инженер стажировка по физике США 8 класс 9 класс 10 AQA Примечания к редакции GCSE 9-1 по физике по стоимости электроэнергии расчеты GCSE примечания к расчетам стоимости электроэнергии Edexcel GCSE 9-1 физика и наука расчет стоимости электроэнергии для OCR GCSE 9-1 21 век физика научные заметки по расчету стоимости электроэнергии OCR GCSE 9-1 Шлюз физики примечания к пересмотру расчетов стоимости электроэнергии WJEC gcse science CCEA / CEA gcse science НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

Формула мощности — уравнения с примерами

Вы знаете, что такое Power? Что ж, сила — это энергия, необходимая для выполнения чего-либо за единицу времени.Все мы знаем, что способность выполнять работу называется энергией. Энергия, потребляемая при выполнении любой работы, называется Силой.

Предположим, что двое мужчин собирают кирпичи на четвертый этаж (при условии, что они оба несут одинаковое количество кирпичей), теперь человеку A требуется 5 минут, чтобы добраться до этих кирпичей до места назначения, а второму человеку, то есть B, требуется 10 минут. минут, что вдвое превышает время, затраченное А. Итак, здесь человек А имеет больше силы, чем В. Если мы запишем это выражение в форме уравнения мощности, то получится:

P = Fv = Force X Velocity = Сила x смещение / время = работа / время или W / T

или P = E / T = W / T, это формула требуемой мощности

Здесь W = работа,

T = время, а E — потребляемая энергия делать работу.{-2}]} {[T]} \] = [ML²T⁻³], а его единица измерения — ватт.

У нас также есть разные формулы мощности; Давайте посмотрим на них:

Формула электроэнергии

Мощность, потребляемую электроприбором, можно рассчитать с помощью двух формул. {2}} {R} \].Единица мощности — ватт.

Где

В = напряжение, приложенное к концам,

R = сопротивление и

I = ток, протекающий по цепи.

Теперь мы рассмотрим несколько решаемых примеров, основанных на формуле расчета мощности:

Электрическая мощность — номиналы, формулы и расчеты

Введение

В этом уроке мы рассмотрим разницу между мощностью и энергией. Мы увидим, как рассчитать электрическую мощность и как понять номинальную мощность, которую вы видите на электрических устройствах.

Основное представление о мощности

Power сообщает нам, как быстро преобразуется энергия.

Анимация, объясняющая идею мощности как скорости преобразования энергии.

Некоторые лампы могут быть ярче других, даже если они питаются от батареи того же типа. Более яркая лампа будет более мощной, потому что она преобразует электрическую энергию в световую энергию быстрее, чем более тусклая.

Игра Вы должны стрелять правильным ответом на вопросы о концепциях силы и энергии.

Как наша анимация показывает электрическую мощность

В наших анимациях мощность показана скоростью расширяющегося красного энергетического круга вокруг лампочки. Чем быстрее движется круг, тем выше мощность, которую мы показываем.

Задание по пересмотру того, как наша визуализация схемы используется для связи яркости, мощности и тока.

Вы можете использовать анимацию, чтобы увидеть, что когда три лампочки подключены к одному и тому же напряжению, самая мощная лампочка будет самой яркой и через нее будет проходить самый большой ток.Когда заряды перемещаются быстро, энергия должна быстро передаваться в лампочку.

Простой расчет мощности

Единица мощности — ватт, названный в честь изобретателя паровой машины, шотландца 18 века Джеймса Ватта.

1 ватт означает, что вы передаете энергию со скоростью 1 джоуль в секунду. 2 Вт означает, что вы передаете энергию со скоростью 2 джоуля в секунду и так далее.

Анимация проведет вас через простой расчет мощности с использованием энергии и времени.

Почему мощность зависит как от тока, так и от напряжения

Должен иметь смысл, что энергия передается быстро (мощность высокая), если много зарядов поступает на компонент каждую секунду (то есть большой ток), и каждый заряд передает много энергии (т.е. большой p.d.).

Энергия передается медленно (низкая мощность), если каждую секунду поступает только несколько зарядов (т.е. небольшой ток), и каждый заряд передает только небольшое количество энергии (т.е. малый p.d.).

Вот почему мощность зависит как от тока, так и от напряжения.

Игра Правда или ложь с утверждениями о власти. Вы должны нацелить заявление на тележку для покупок или мусорный бак.

Использование P = I V

Анимация, объясняющая, почему мощность зависит от напряжения и тока.

Специальная формула для электрической мощности —

мощность = ток x напряжение

Например, если лампа с током 2 А и п.п. 6 В будет иметь мощность 12 Вт.

Анимация проведет вас через простой расчет мощности с использованием напряжения и тока.Игра Используйте напряжение и ток, чтобы вычислить мощность. Проведите космический вездеход над черной дырой, используя только квадраты мощностью ровно 6 Вт.

Номинальные мощности электрооборудования

Если вы посмотрите на лампочку, вы можете увидеть что-то вроде 240 В, 100 Вт. Это не означает, что на лампе всегда будет напряжение 240 В или что она всегда будет преобразовывать энергию со скоростью 100 Вт.

Это означает: «Если вы случайно подключите к этой лампе 240 В, то она преобразует энергию со скоростью 100 Вт.’

Анимация, показывающая, где найти номинальную мощность лампочки и что это значит.

Если вы подключите его к более низкому напряжению, то его мощность будет меньше 100 Вт, и он будет тусклее. Если вы подключите его к более высокому напряжению, его мощность будет более 100 Вт, и он станет ярче.

Анимация, объясняющая, что произойдет, если вы не подключите лампочку к ее рабочему напряжению, а что-то другое.

Если вы подключите его к сети, намного превышающей 240 В, то нить накала лампы, вероятно, перегорит, и лампа не будет работать.Так 240 В называется рабочим напряжением. Это напряжение, на которое рассчитана лампа.

График, показывающий, как яркость связана с номиналом лампы для разных рабочих напряжений.

Анимация, объясняющая некоторые распространенные заблуждения о номинальных характеристиках ламп.

Изменение количества батареек, изменение количества лампочек

Распространенная ошибка — думать, что если вы удвоите количество батареек, вы примерно удвоите яркость лампочки. Аналогичная ошибка — думать, что две последовательно соединенные лампочки примерно вдвое меньше яркости одной лампочки.

Важно помнить, что яркость зависит как от тока, так и от напряжения.

Если вы удвоите количество батарей, вы удвоите напряжение и, таким образом, вы также примерно (поскольку сопротивление лампочки изменяется в зависимости от тока) удвоите ток. Это означает, что удвоение количества батареек примерно в четыре раза увеличивает яркость.

Анимация, объясняющая, что произойдет, если вы не подключите лампочку к ее рабочему напряжению, а что-то другое.

Точно так же, если у вас есть две последовательно соединенные лампы, каждая из них примерно на четверть ярче одной лампы.Это связано с тем, что примерно удвоение сопротивления примерно вдвое снижает ток через каждую лампочку, но каждая лампочка также получает только половину напряжения.

P = I ² R и P = V ² / R

Вы можете объединить P = IV с V = IR, чтобы получить два полезных уравнения.

Анимация, показывающая происхождение и последствия P = I2R и P = V2 / R.

Если исключить V, мы получим P = I ² R.

Это означает, что если вы удвоите ток, вы увеличите мощность в четыре раза.На первый взгляд может показаться, что это уравнение предполагает, что если вы поддерживаете постоянный ток, то увеличение сопротивления увеличивает мощность. Но если вы увеличиваете сопротивление, вы можете поддерживать постоянным ток только за счет увеличения напряжения, так что это никогда не будет честным сравнением.

Лампы с низким сопротивлением обычно ярче, чем лампы с высоким сопротивлением, если они подключены к одному и тому же напряжению, потому что ток через них больше.

Если исключить I, получим P = V ² / R.

Это означает, что если вы удвоите напряжение, вы увеличите мощность в четыре раза. Это имеет больше смысла, потому что удвоение напряжения также удваивает ток (примерно). В уравнении также говорится, что если вы поддерживаете постоянное напряжение и уменьшаете сопротивление, вы увеличиваете мощность. Это потому, что, уменьшая сопротивление, вы увеличиваете ток и тем самым увеличиваете мощность.

Вернуться к объяснению электроснабжения

Основные расчеты электролиза

Константа Фарадея — это самый важный бит информации в расчетах электролиза.Убедитесь, что вы действительно понимаете следующую часть.

Кулоны

кулон — это мера количества электричества. Если в течение 1 секунды протекает ток в 1 ампер, значит, прошел 1 кулон электричества.

Это означает, что вы можете вычислить, сколько электричества прошло за заданное время, умножив ток в амперах на время в секундах.

Количество кулонов = ток в амперах x время в секундах

Если вам дано время в минутах, часах или днях, тогда вы должны преобразовать это время в секунды, прежде чем делать что-либо еще.

Например, если в течение часа течет ток 2 ампера, то:

Количество кулонов = 2 x 60 x 60 = 7200

(60 минут в час; 60 секунд в каждой минуте)

Это просто!

Фарадей

Электричество — это поток электронов. Для расчетов нам нужно знать, как связать количество молей электронов, которые текут, с измеренным количеством электричества.

Заряд, который несет каждый электрон, равен 1.60 x 10 ^-19 кулонов. Если вам когда-нибудь понадобится использовать его на экзамене, вам будет дана ценность.

1 моль электронов содержит постоянную Авогадро, L, электронов — то есть 6,02 x 10 ²³ электронов. Вам также дадут это на экзамене, если вам нужно его использовать.

Это означает, что 1 моль электронов должен нести

6,02 x 10 ²³ x 1,60 x 10 ^-19 кулонов

= 96320 кулонов

Это значение известно как постоянная Фарадея.

Вы можете встретить формулу F = Le , где F — постоянная Фарадея, L — постоянная Авогадро, а e — заряд электрона (в терминах количества кулонов, которые он несет). Мы только что использовали это, фактически не заявляя об этом — это в основном очевидно!

Числа, которые мы здесь используем, округлены. Расчет просто показывает вам, как это решить, если вам нужно, но не дает обычно используемого значения. Для экзаменационных целей значение постоянной Фарадея обычно принимается равным 9.65 x 10 ⁴ C моль ^-1 (кулонов на моль). Это еще одно число, которое вам вряд ли придется запоминать.

Это 96500 кулонов на моль.