Дайте определение следующим понятиям: работа и мощность тока. Запишите формулы.
Если какое-либо тело обладает способностью производить работу, то говорят, что оно имеет запас энергии. Вода перед плотиной гидроэлектростанции, пар в котле электростанции, различные виды топлива обладают запасом энергии, т. е. способны совершать работу.
Ток в электрической цепи создается электродвижущей силой источника, который также имеет запас энергии и способен производить работу. Для поддержания тока источником расходуется энергия
(химическая энергия гальванических источников, механическая энергия генераторов постоянного тока и т. д.).
При перемещении зарядов по проводнику источник совершает определенную работу, которая прямо пропорциональна количеству зарядов, перемещенному через поперечное сечение проводника, и разности потенциалов на его концах:
А = QU.
Но так как Q = It, то А = UIt, где А — работа или расход электроэнергии, измеряемый в ваттсекундах (Вт*с), a t — время.
Ваттсекунда — очень малая единица измерения работы, поэтому для практических расчетов пользуются более крупными единицами - киловаттчасами (кВт • ч):
1 кВт • ч = 1000 • 3600 = 3 600000 Вт • с.
Для измерения работы или, как чаще говорят, расхода электроэнергии, используются электрические счетчики.
Мощность— это работа, выполненная тем или иным устройством за единицу времени.
Из определения мощности следует:
Подставляя значение работы в формулу мощности, получим 
ончательно Р= UI где Р — мощность, Вт.
|
|
|
 |
Так как ватт сравнительно небольшая мощность, то в технике широко применяются более крупные единицы: киловатт (кВт) и мегаватт (МВп):
1 кВт = 1000 Вт; 1 МВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт.
Для измерения электрической мощности используются ваттметры, киловаттметры и мегаваттметры. На схемах эти приборы изображаются согласно рис. 
|
|
При расчетах мощности нужно помнить, что в любом работающем механизме возникают потери мощности. Так, электродвигатель, потребляя определенное количество электроэнергии из сети, преобразует ее в энергию механическую. При этом часть потребляемой энергии расходуется на нагревание обмоток, магнитопровода, на трение в подшипниках, вентиляцию. Таким образом, механическая мощность на валу электродвигателя несколько меньше мощности, потребляемой из сети.
Отношение полезной мощности механизма Р2 к полной мощности Р1, подведенной к этому механизму, называется коэффициентом полезного действия. Коэффициент полезного действия (КПД) обозначается буквой ή (эта) и подсчитывается по формуле ή= Р2/Р1
или в процентах ή= Р2/Р1*100.
Сформулируйте закон Джоуля-Ленца. Запишите формулу.
Правило Ленца
Пусть в магнитном поле, созданном постоянным магнитом, вправо перемещается проводник с некоторой скоростью v. При этом в проводнике индуктируется ЭДС и течет ток, который, согласно правилу правой руки, направлен от нас. В то же время известно, что на проводник стоком, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила F, причем ее направление определяется правилом левой руки. Из рисунка видно, что эта сила будет препятствовать движению проводника. Нетрудно убедиться, что при перемещении проводника со скоростью v влево, возникшая сила F будет направлена вправо, т. е. в сторону, противоположную движению проводника.
|
|
|
Направление индуктированной ЭДС всегда таково, что созданный ею ток противодействует
причине, вызвавшей появление этой ЭДС и тока.
Это положение было сформулировано в 1833 г. русским академиком Э. X. Ленцем и носит название правила Ленца.
Для нашего случая правило Ленца можно сформулировать следующим образом: направление ЭДС электромагнитной индукции всегда таково, что индуктированный ток вызывает появление электромагнитной силы F, которая противодействует движению проводника со скоростью v. При этом с увеличением скорости перемещения проводника возрастает и сила противодействия, так как при большой скорости в проводнике индуктируются большая ЭДС и ток.
|
|
|
Получение электроэнергии в генераторах основано на явлении электромагнитной индукции. Возникающий в обмотках генератора ток вызывает появление усилий, противодействующих вращению
якоря генератора. Чем больше сила тока генератора, тем больше механической энергии нужно затратить на его вращение. Это согласуется с общим законом сохранения энергии. Именно поэтому на
электрических станциях для вращения генераторов устанавливаются мощные паровые или гидравлические турбины, механическая энергия которых расходуется в основном на преодоление противодействующей силы F и сообщение ротору генератора постоянной скорости v.
Для проведения тока через проводник источник тока затрачивает некоторую энергию, которая превращается в теплоту. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Ленца - Джоуля, или закон теплового действия тока.
При прохождении электрического тока о проводнику количество теплоты, выделяемое проводником, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течении которого электрический ток протекал по проводнику.
|
|
|
Если обозначить количество теплоты, создаваемое током, буквой Q, силу тока, протекающего по проводнику, I, сопротивление проводника R и время, в течении которого ток протекал по проводнику t, то закон Ленца - Джоуля можно придать следующее выражение: Q=I2Rt. Так как I=U/R. R=U/R
Q=UIt=U2t/R.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 396; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!