Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
В тази статия ще обясня каква е работата на електрическия ток, какви мерни единици се използват за него и какви важни формули трябва да знаете.
Каква е работата на електрическия ток?
Нека разгледаме обикновена батерия. По същество батерията преобразува химическата енергия в електрическа енергия на електрони. Ако сега го свържем към електрическа верига, тогава електроните могат да вършат работа, използвайки електрическата си енергия, например да запалят електрическа крушка.
Ако искате да знаете колко електрическа енергия е преобразувана в друга форма на енергия, тогава трябва да изчислите работата на електрическия ток.
Дефиниция на понятието "електрическа работа" и нейните мерни единици.
Работата на електрическия ток [A] ви позволява да определите колко електрическа енергия е била или може да бъде преобразувана в други форми на енергия.
Когато изчислявате работата на електрически ток, знаете колко електрическа енергия е преобразувана в други форми на енергия. И какви други форми на енергия могат да бъдат - зависи от ситуацията (няколко примера в списъка по-долу):
- Вашият тостер преобразува електрическата енергия в топлина;
- Когато включите електрическа крушка, електрическата енергия се преобразува в светлинна енергия;
- Електрическият двигател преобразува електрическата енергия в механична.
Единица SI за работа на електрически ток е джаул [J], също често използвана като мерна единица е ват-секунда [W s]. Един джаул винаги съответства на една ват-секунда. Тоест 1 J=1 W s .
Друга важна мерна единица е киловатчасът [kWh]. Един киловатчас е равен на 3 600 000 ватсекунди или джаула.
1 kWh=1103Wh=11033600 Ws=3, 6106Ws=3,6106 J.
Полезен факт: знаете ли, че електрическата работа се измерва с електромери, инсталирани в нашите къщи и апартаменти! Електромерите измерват работата на електрически ток в kWh.
Каква формула се използва за изчисляване на работата на електрически ток?
Ако задвижите заряд q в който и да е участък от електрическата верига под действието на електрическо напрежение U, тогава можете да изчислите електрическата работа A като напрежение U, приложено в краищата на този участък от верига, умножена по електрическия заряд q, който премина през нея, тоест: A=Uq .
Знаейки, че електрическият заряд, който е преминал през участък от веригата, може да се определи чрез измерване на силата на тока и времето на неговото преминаване: q=It.Тогава електрическата работа A [J] може да се дефинира като напрежението U [V], умножено по тока I [A] и умножено по времето t [s], което е: A=UIq .
Работата на електрически ток върху участък от верига е равна на произведението на напрежението в краищата на този участък, силата на тока и времето, през което е извършена работата.
Малко по-късно в статията ще анализираме два практически примера, които ще покажат приложението на тези формули. Преди това обаче ще прегледаме накратко още няколко важни формули.
Забележка: Трябва да запомните първите две формули. Следните формули са по-маловажни, но могат да ви бъдат полезни при решаването на определени проблеми.
Други формули за определяне на работата на електрически ток.
Законът на Ом за секция от верига свързва напрежението U и тока I. Това ни позволява да изчислим електрическата работа A по различен начин.
И така, според закона на Ом, U=IR или I=U / R, където R е електрическото съпротивление.
След това можете да замените тези формули в A=UIt. В резултат на това ще бъдат получени други формули за намиране на работата на електрически ток:
- A=I2Rt ;
- A=(U2t ) / R .
Примери за задачи
Пример 1.
Имате батерия, която доставя постоянно напрежение от 12 V и ток от 2,3 A. Използвате тази батерия, за да светите крушка за 1 час. Сега искате да знаете колко електрическа работа е извършена.
Знаем формулата за определяне на работата на електрически ток: A=UIq, тогава получаваме:
A=12 V2,3 A1 h=27,6 Wh .
За да ви дадем представа за мерните единици, нека преобразуваме резултата във ват-секунди и джаули
27,6 Wh=27,63600 Ws=99360 Ws=99360 J.
Пример 2.
Имате батерия от 5 V. Тази батерия извършва 1010-2 Ws електрическа работа. Трябва да изчислим количеството електрически заряд q, преместен между полюсите на батерията.
Знаем формулата за определяне на работата на електрически ток: A=Uq, след това q=A / U. Замествайки стойностите във формулата, получаваме:
q=1010-2 Ws / 5V=0,02 Cl.