Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца

Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца

A = qU. Подавши заряд q через силу струму I і час t (q = It), отримаємо формулу для розрахунку роботи електричного струму на даній ділянці кола:

A = UIt

Одиниця роботи струму в СІ — джоуль:

[А] = 1 Дж = 1 В • А • с (1 J = 1 V • A • s).

В електротехніці використовують позасистемну одиницю роботи струму — кіловат-годину: 1 кВт • год = 3,6 • 10⁶ Дж (1 kW • h = 3,6 • 10⁶ J). Саме в таких одиницях подає роботу струму лічильник електричної енергії (рис. 3.1).Лічильник електричної енергії — прилад для прямого вимірювання роботи струму

Потужність струму Р — фізична величина, яка чисельно дорівнює роботі струму за одиницю часу:

де А — робота, виконана струмом за час t.

Урахувавши, що A = UIt, маємо:

P = UI,

де U — напруга на ділянці кола, на якій визначають потужність струму; І — сила струму в ділянці.

Якщо в металевому дроті пропускати електричний струм, дріт нагріється; незначно нагріваються і підвідні проводи.

Закон, що визначає кількість теплоти, яка виділяється в провіднику зі струмом і яку він віддає довкіллю, незалежно один від одного експериментально встановили англійський фізик Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889) і російський фізик Емілій Християнович Ленц (Генріх Ленц) (1804-1865). Згодом цей закон отримав назву закон Джоуля — Ленца:

Кількість теплоти Q, яка виділяється в провіднику зі струмом, прямо пропорційна квадрату сили струму І, опору R провідника та часу t проходження струму:

Q = I²Rt

Задача. Електродвигун дитячого електромобіля живиться від батареї акумуляторів, напруга на виході якої є незмінною і становить 12 В. Сила струму в обмотці двигуна — 6 А. Визначте опір обмотки, якщо ККД двигуна 80 %. Втратами енергії на тертя знехтуйте.

Розв'язати задачу в зошиті,прикріпити файл

Дві лампи з’єднані паралельно і підключені до джерела струму, напруга на виході якого становить 220 В. Фактична потужність ламп — 6 і 10 Вт. Визначте: а) опір кожної лампи; б) силу струму в лампах; в) енергію, яку разом споживають лампи за 2 години.