Работа и мощность постоянного тока

Оказывается не только люди и лошадки могут совершать работу :-), но и электрический ток.  В наше время работает только электрический ток и топливо, а человек только этим всем управляет.  Так о чем это я... Ах да, так вот, представим опять же нашу водобашню.

Давайте сделаем пробоину прямо сбоку у подножия  водобашни. У нас потечет ручей. Скорость течения ручья, как вы поняли, будет зависеть от того, насколько у нас большая пробоина и много ли воды в башне. Предположим, что у нас на фото этот ручей, и приделаем вот такое колесо с лопастями.

Чем сильнее бежит ручей, тем быстрее будет крутиться колесо, и наоборот. Это колесо можно заставить работать, приделав к его оси, скажем, электрогенератор, или какой-нибудь механизм. И чем дольше по времени оно будет крутиться, тем больше полезной работы оно сделает.  Раньше, до появления электричества, использовали энергию воды именно так (для тех, кто не в курсе).

Так вот, работа электрического тока определяется точно также! Чем выше сила тока (сила скорости течения воды в ручье), напряжение ( давление в башне), и чем дольше по времени все это  будет продолжаться, тем больше работы будет совершать электрический ток!

где, А - работа электрического тока ( выражается в Джоулях), U - напряжение(Вольты), I - сила тока (Амперы), t - время (секунды), в течение которого все это происходит.

Рассмотрим две картинки:

Как вы думаете, у кого из них большая мощность? Думаю, тут даже гадать не надо :-). Мощность определяется как в мгновенный момент времени. Пусть наши два персонажа резко, почти мгновенно ударят по боксерской груше. У первого персонажа она даже может быть и не шелохнется, а второй может ее пробить. Вот это и есть мощность удара.

То же самое обстоит и с электрическим током. В такой-то момент времени мощность такая-то. Вот формула для мощности:

где, P - это мощность, I - сила тока, U - напряжение. Мощность измеряется в Ваттах (Вт). В  статье Блок питания можно вычислить мощность вентилятора.  Она составит  P=UхI=12х0,18=2,16 Ватт. Мда, мощный вентилятор :-)

Находим у себя дома или в подъезде электросчетчик и видим обозначение кВт х ч. А это и есть работа! Для удобства учета электроэнергии оставили такую запись. Можно было измерять и в Джоулях. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа. Отсюда 1 кВт·ч = 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж

Примеры

 - Электроплита мощностью 2 кВт за 15 минут потребит из электросети и отдаст в окружающую среду энергию, равную 2 кВт · 0,25 ч = 0,5 кВт·ч;

 - Электролампа мощностью 100 Вт, включаемая ежедневно на 8 часов, за месяц потребляет 0,1 кВт · 8 ч · 30 дней = 24 кВт·ч.

 - Энергосберегающая лампа мощностью 20 Вт, включаемая ежедневно на 8 часов, за месяц потребляет 0,02 кВт · 8 ч · 30 = 4,8 кВт·ч

Читайте также