Munca și puterea curentului electric

Curentul electric care trece prin fire funcționează prin transformarea energiei electrice în orice altă energie: căldură, lumină, mecanică, chimică etc. Pentru mai multe detalii vezi aici: Acțiunea curentului electric

Dacă consumatorului de energie electrică i se aplică o tensiune de un volt, înseamnă că sursa de energie electrică, transferând un pandantiv de electricitate prin consumator, consumă un joule de energie electrică în ea.

Curentul electric transformă această energie într-un alt tip de energie și, prin urmare, se obișnuiește să spunem că curentul electric care trece prin consumator funcționează... Cantitatea acestui lucru este egală cu cantitatea de energie electrică consumată de sursă.

Puterea este valoarea care caracterizează viteza cu care conversie de energiesau ritmul cu care se lucrează.

În sursa de EMF sub influența forțelor chimice (în celulele primare și baterii) sau a forțelor electromagnetice din generatoarele electrice, are loc separarea sarcinilor.

Lucru efectuat de forțele externe în sursă atunci când sarcina se deplasează în sau, după cum se spune, „dezvoltat” în sursă Energie electrica, se gaseste prin formula:

A = QE

Dacă sursa este închisă la un circuit extern, atunci încărcăturile sunt eliberate în mod continuu în ea și forțele exterioare continuă să lucreze A = QE, sau având în vedere că Q = It, A = EIt.

Din legea conservării energiei energia electrică generată de o sursă EMF în același timp este „cheltuită” (adică convertită) în alte tipuri de energie în secțiunile circuitului electric.

O parte din energie este cheltuită în secțiunea exterioară:

A1 = UQ = UIt,

unde U este tensiunea la borna sursei, care cu circuitul extern închis nu mai este egală cu EMF.

O altă parte a energiei este „pierdută” (transformată în căldură) în interiorul sursei:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

În ultima formulă, Uo - aceasta este diferența dintre EMF și tensiunea la borna sursă, care se numește cădere de tensiune internă... Prin urmare,

Uo = E — U,

Unde

E = U + Uo

adică FEM sursă este egală cu suma tensiunii la borne și a căderii de tensiune internă.

Un exemplu. Fierbătorul electric este conectat la o rețea de 220 volți. Este necesar să se determine energia consumată în ibric timp de 12 minute, dacă curentul din elementul de încălzire al ibricului este de 2,5 A.

A = 220 · 2,5 · 60 = 396000 J.

Valoarea care caracterizează viteza cu care energia este convertită sau viteza cu care se efectuează lucrul se numește putere (notația P):

P = A/t

Puterea unui curent electric este munca sa pe unitatea de timp.

Valoarea care caracterizează viteza cu care energia mecanică sau de altă natură este convertită în energie electrică într-o sursă se numește puterea generatorului:

Pr = A / t = EIt / t = EI

Valoarea care caracterizează viteza cu care se transformă energia electrică în secțiunile externe ale circuitului în alte tipuri de energie, numită puterea consumatorului:

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

Puterea care caracterizează consumul neproductiv de energie electrică, de exemplu pentru pierderile de căldură în interiorul generatorului, se numește pierderi de putere:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

Conform legii conservării energiei, puterea generatorului este egală cu suma puterilor; utilizatori și pierderi:

Pr = P1 + Po

Unități de muncă și putere

Unitatea de putere se găsește din formula P = A / t = j / sec. Un curent electric dezvoltă putere într-un watt dacă efectuează un lucru egal cu un joule în fiecare secundă.

Unitatea de măsură a puterii j/s se numește watt (denumirea W), adică. 1 W = 1 j/s.

Pe de altă parte, din A = QE 1 J = 1 Kx l V, de unde 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, adică watul este puterea unui curent electric în 1 A la o tensiune de 1 V .

Unitățile mai mari de putere sunt hectowatul 1 GW = 100 W și kilowatul — 1 kW = 103 W

Energia electrică se calculează de obicei în: wați-oră (Wh) sau unități multiple: hectowați-oră (GWh) și kilowați-oră (kWh).1 kilowatt-oră = 3.600.000 jouli.