Elektromos áramerősség és működtetés
Hogyan számítsuk ki az elektromos áram munkáját? Már tudjuk, hogy a lánc egy szakaszának végeinél a feszültség számszerűen megegyezik azzal a munkával, amely akkor következik be, amikor egy elektromos töltés ebben a régióban áthalad az 1 Cl. Ha egy elektromos töltés ugyanazon szakaszon halad át, amely nem 1 Cl, de például 5 Cl, akkor a munka 5-ször nagyobb lesz. Így az áramkör bármely részében lévő elektromos áram működésének meghatározása érdekében az áramkör e szakaszának végeinél levő feszültséget meg kell szorozni az elektromos töltéssel (a villamos energia mennyisége), amelyet az áram mentén átmegy:
ahol A a munka, U a feszültség, és q az elektromos töltés. Az áramkörszakaszon áthaladó elektromos töltés meghatározható az áram és az átkapcsolási idő mérésével:
Ezt a kapcsolatot használva megkapjuk a villamos áram működtetésére szolgáló képletet, amely a számításokban használható:
Az áramkör áramkörének munkája megegyezik a szakasz végén lévő feszültség termékével az áram és a munka időtartamával.
A munkát joules, feszültség in volt, az áram amper és az idő másodpercben mérik, így írhat:
1 joule = 1 volt x 1 amper x 1 másodperc,
1 J = 1 V • A • s.
Kiderül, hogy az elektromos áram működésének méréséhez három műszer szükséges: egy voltmérő, egy ampermérő és egy óra. A gyakorlatban az elektromos áram munkáját speciális műszerek - számlálók mérik. A számláló eszközében a fent említett három eszköz együttesnek tűnik. A villamos fogyasztásmérők szinte minden lakásban láthatók.
Egy példa. Mekkora munkát végez az elektromos motor 1 óra alatt, ha a motor áramának áramerőssége 5 A, a terminálja 220 V-os feszültsége? A motor hatékonysága 80%.
Feljegyezzük a probléma állapotát és megoldjuk.
Tudjuk, hogy a hatalom számszerűen egyenlő az egységnyi idővel végzett munkával. Ezért annak érdekében, hogy megtalálja az elektromos áram átlagos teljesítményét, a munkáját időre kell osztani:
ahol P a jelenlegi teljesítmény (a mechanikus teljesítményt N betűvel jelöltük).
Az elektromos áram munkája megegyezik a feszültség termékével az aktuális és egy ideig: A = UIt,
P = A / t = UIt / t = UI.
Így az elektromos áram erőssége megegyezik a jelenlegi feszültség termékével, vagy
Ebből a képletből megállapítható, hogy
U = P / I, I = P / U
Egy hatalomegységre - mint ismeretes - egy wattot fogadnak el; 1 W - 1 J / s. A P = UI képletből következik, hogy 1 watt = 1 volt x 1 amper, vagy 1 W = 1 V • A.
A hatalom egységek wattos többszörösei is használatosak: hectawatt (gW), kilowatt (kW), megawatt (MW).
1 gW = 100 W;
1 kW = 1000 W;
1 MW = 1 000 000 W.
Mérje meg az elektromos áram erejét egy voltmérővel és egy ampermérővel. A szükséges teljesítmény kiszámításához a feszültséget meg kell szorozni az árammal. Az áram és a feszültség értékét a műszerek olvasói határozzák meg.
Vannak speciális eszközök - wattmérők. amelyek közvetlenül mérik az elektromos áramot az áramkörben.
Házi feladat.
- Mi a feszültség az áramkörön?
- Hogyan áramoltatták a feszültség és az elektromos töltést az áramkör szakaszán keresztül, hogy kifejezzék az elektromos áram munkáját ebben a részben?
- Hogyan fejezzük ki az aktuális feszültség, áram és idő munkáját?
- Milyen eszközök mérik az elektromos áram munkáját?
- Mi az úgynevezett hatalom?
- Hogyan kell kiszámítani a teljesítményt?
- Milyen az áramerősség a feszültség és az áram mértékében kifejezve?
- Mi tekintik hatalmi egységnek?
- Hogyan fejeződik be a teljesítményegység a feszültség és áram mértékegységében?
- Milyen hatalomegységeket használnak a gyakorlatban?
- Mennyi ideig fog villamos áramot felvenni, hogy 400 J-ot 100 V feszültséggel és 0,2 A árammal?
- Határozzuk meg az áramkör azon részének feszültségét, amelyben egy 60 J-os műveletet 0,5 percen át 0,1 A áramerősség mellett végzünk.
- Határozza meg a 220 V hálózati feszültségben lévő izzólámpa áramerősségét, ha az áramerőssége egyenlő 0,8 A-val.
A leckehez csatolva az "Elemi villamosmotort gyűjtünk otthon." A fájlt bármikor kényelmesen letöltheti.