Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
V tomto článku vysvetlím, aká je práca elektrického prúdu, aké jednotky merania sa naň používajú a aké dôležité vzorce potrebujete vedieť.
Aká je práca elektrického prúdu?
Uvažujme o obyčajnej batérii. Batéria v podstate premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu elektrónov. Ak ho teraz zapojíme do elektrického obvodu, elektróny môžu vykonávať prácu pomocou svojej elektrickej energie, napríklad rozsvietiť žiarovku.
Ak chcete vedieť, koľko elektrickej energie sa premenilo na inú formu energie, musíte vypočítať prácu elektrického prúdu.
Definícia pojmu "elektrická práca" a jej merné jednotky.
Práca elektrického prúdu [A] vám umožňuje určiť, koľko elektrickej energie bolo alebo môže byť premenené na iné formy energie.
Keď vypočítate prácu elektrického prúdu, viete, koľko elektrickej energie sa premenilo na iné formy energie. A aké iné formy energie môžu byť - to závisí od situácie (niekoľko príkladov v zozname nižšie):
- Váš hriankovač premieňa elektrickú energiu na teplo;
- Keď rozsvietite žiarovku, elektrická energia sa premení na svetelnú energiu;
- Elektrický motor premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu.
Jednotkou SI práce elektrického prúdu je Joule [J], ktorý sa tiež často používa ako merná jednotka watt-sekunda [W s]. Jeden joule vždy zodpovedá jednej wattsekunde. To znamená, 1 J=1 W s .
Ďalšou dôležitou mernou jednotkou je kilowatthodina [kWh]. Jedna kilowatthodina sa rovná 3 600 000 wattsekundám alebo joulom.
1 kWh=1103Wh=11033600 Ws=3, 610 6Ws=3,6106J.
Užitočný fakt: vedeli ste, že elektroinštalačné práce sa merajú elektromermi inštalovanými v našich domoch a bytoch! Elektromery merajú prácu elektrického prúdu v kWh.
Aký vzorec sa používa na výpočet práce elektrického prúdu?
Ak uvediete náboj q do pohybu v ktorejkoľvek časti elektrického obvodu pôsobením elektrického napätia U, potom môžete vypočítať elektrickú prácu A ako napätie U aplikované na koncoch tejto časti elektrického obvodu. obvod, vynásobený elektrickým nábojom q, ktorý po ňom prešiel, teda: A=Uq .
Vediac, že elektrický náboj, ktorý prešiel časťou obvodu, možno určiť meraním sily prúdu a času jeho prechodu: q=It.Potom elektrickú prácu A [J] môžeme definovať ako napätie U [V] vynásobené prúdom I [A] a vynásobené časom t [s], teda: A=UIq .
Práca elektrického prúdu na časti obvodu sa rovná súčinu napätia na koncoch tejto časti, sily prúdu a času, počas ktorého bola práca vykonaná.
O niečo neskôr v článku rozoberieme dva praktické príklady, ktoré ukážu aplikáciu týchto vzorcov. Ešte predtým si však v krátkosti zopakujeme niekoľko dôležitých vzorcov.
Poznámka: Musíte si zapamätať prvé dva vzorce. Nasledujúce vzorce sú menej dôležité, ale môžu byť pre vás užitočné pri riešení určitých problémov.
Iné vzorce na určenie práce elektrického prúdu.
Ohmov zákon pre úsek obvodu spája napätie U a prúd I. To nám umožňuje vypočítať elektrickú prácu A iným spôsobom.
Takže podľa Ohmovho zákona U=IR alebo I=U / R , kde R je elektrický odpor.
Potom môžete tieto vzorce nahradiť do A=UIt. V dôsledku toho sa získajú ďalšie vzorce na nájdenie práce elektrického prúdu:
- A=ja2Rt ;
- A=(U2t ) / R .
Príklady úloh
Príklad 1.
Máte batériu, ktorá dodáva konštantné napätie 12 V a prúd 2,3 A. Túto batériu použijete na rozsvietenie žiarovky po dobu 1 hodiny. Teraz chcete vedieť, koľko elektrickej práce sa urobilo.
Poznáme vzorec na určenie práce elektrického prúdu: A=UIq, potom dostaneme:
A=12 V2,3 A1 h=27,6 Wh .
Aby ste mali predstavu o jednotkách, preveďte výsledok na watt-sekundy a jouly
27,6 Wh=27,63600 Ws=99360 Ws=99360 J.
Príklad 2.
Máte 5V batériu. Táto batéria vykoná 1010-2 Ws elektrickej práce. Musíme vypočítať množstvo elektrického náboja q presunutého medzi pólmi batérie.
Poznáme vzorec na určenie práce elektrického prúdu: A=Uq, potom q=A / U. Dosadením hodnôt do vzorca dostaneme:
q=1010-2 Ws / 5V=0,02 Cl.