Формула мощности работы
Механическую работу можно совершать быстро, а можно медленно. Например, можно переместить груз на 100 метров за 20 секунд, а можно за 60. Чтобы описать скорость совершения механической работы, вводят такую характеристику как мощность работы.
Мощность механической работы равна отношению совершенной работы, к промежутку времени, за который была совершена эта работа:
Единицей измерения в системе СИ мощности является ватт (Вт). 1 Вт равен работе в 1 Дж, которая совершается за 1 с. Таким образом, 1 Вт = 1 Дж / 1 с.
В формуле мощности можно работу выразить через силу и путь:
Эту формулу запишем в таком виде:
Как известно, отношение пути к затраченному времени на его прохождение — это скорость, с которой движется тело. Поэтому мощность можно выразить через силу и скорость:
Таким образом, чем быстрее движется тело, тем большую мощность оно развивает при той же воздействующей силе. Или чем больше действующая на тело сила, тем больше мощность работы при той же скорости его движения.
Формула закона Джоуля-Ленца
При прохождении электрического тока по проводнику происходит нагревание проводника. Можно сказать, что работа электрического тока тратится исключительно на увеличение внутренней энергии проводника, т. е. на тепло. Тогда, исходя из закона сохранения энергии, следует, что A = Q.
Причина нагревания проводника связана с взаимодействием движущихся электронов с ионами кристаллической решетки. В результате ионы в узлах кристаллической решетки начинают быстрее колебаться, т. е. их кинетическая энергия возрастает. В растворах электролитов перемещаются сами ионы.
Ученые Джеймс Джоуль и Эмилий Ленц независимо друг от друга открыли опытным путем, что количество теплоты, выделяемой проводником при прохождении через него электрического тока, равно силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводника и на время прохождения тока:
Именно эта закономерность называется законом Джоуля-Ленца. Хотя эти ученые вывели закон с помощью опытов, его формулу можно вывести из современных знаний об электричестве.
Работа по перемещению заряда q находится как произведение q на напряжение на участке цепи:
В свою очередь перемещение заряда равно произведению силы тока в проводнике на время действия этого тока:
Если подставить в формулу работы вместо q его выражение через силу тока и время, то получим
Напряжение также можно выразить через силу тока (по закону Ома: I = U/R). Оно равно произведению силы тока на сопротивление проводника:
Подставим в формулу работы вместо напряжения его выражение через силу тока и сопротивление:
A = ItIR или A = I 2 Rt
Поскольку A = Q, то и
Единицей измерения теплоты является джоуль (Дж). В формуле закона Джоуля-Ленца IR — это напряжение (U), которое измеряется в вольтах (В), I — сила тока, измеряемая в амперах (A), t — время в секундах. Тогда получается, что
Формула мощности тока
Чему же равна мощность электрического тока на участке цепи? Как известно, работа на участке цепи равна произведению напряжения, силы тока и времени их действия:
Подставим в формулу мощности вместо работы ее выражение через напряжение, силу тока и время:
Получается что мощность тока равна произведению напряжения на силу тока.
Поскольку сила тока, напряжение и сопротивление связаны между собой отношением I = U/R (закон Ома), то мощность электрического тока можно выразить не только через пару напряжение-сила тока, но и через пары напряжение-сопротивление и сила тока-сопротивление.
Заменим в формуле мощности I на U/R, получим:
P = U * U/R = U 2 /R
Заменим в формуле мощности U на IR, получим:
P = IR * I = I 2 R
Единицей измерения мощности является ватт (Вт). Так как мощность равна произведению силы тока (изменяемой в амперах) на напряжение (измеряемой в вольтах), то тогда
Зная мощность электрического тока, можно вычислять силу тока и напряжение в цепи:
Мощность электрического тока в цепи можно измерить с помощью амперметра и вольтметра. Измеряют показания приборов и перемножают их.
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад