"Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца"

Робота електричного струму

Електрична енергія перетворюється на механічну, хімічну, світлову…

Мірою зміни енергії електричного струму є робота струму 

Робота струму на ділянці кола дорівнює добутку напруги на ділянці, сили струму в ділянці та часу, за який визначається робота.

Одиниця роботи струму в СІ — джоуль: [A]=1Дж=1В·А·с

Потужність електричного струму

Потужність - швидкість виконання роботи

Потужність струму P — фізична величина, яка чисельно дорівнює роботі струму за одиницю часу.

де A — робота, виконана струмом за час t; U — напруга на ділянці кола, на якій визначають потужність струму; I — сила струму в ділянці.

Одиниця потужності струму в СІ — ват: [P]=1Вт=1Дж/с=1·А·В.

Закон Джоуля-Ленца

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

Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889)

Емілій Християнович Ленц (1804-1865)

Тепер закріпимо знання, розв’язавши наступну задачу.

Розв’язування задач

Задача 1

За даними малюнка, що нижче, визначте:

а) опір нагрівального елемента бойлера;

б) силу струму в нагрівальному елементі;

в) час, за який бойлер нагріває 10 л води від 20 до 70 °С.

ККД бойлера — 90%; питома теплоємність води — 4200Дж/(кг·°С).

Підказка: треба буде пригадати ще формулу для обчислення кількості теплоти через питому теплоємність речовини, масу та зміну температури.

Домашнє завдання

1) Подумайте, як можна зменшити споживання електроенергії саме у вашій сім’ї? Чи можливо платити «за світло» менше?

2) Хто бажає отримати високий бал, зробіть експериментальне завдання, визначте ККД свого домашнього електричного чайника.