Здавалка
Главная | Обратная связь

Электрическая работа и мощность. Преобразование электрической энергии в тепловую



Если электрическую цепь замкнуть, то в ней возникнет электрический ток. При этом энергия источника будет расходоваться. Найдем работу, которую совершает источник тока для перемещения заряда q по всей замкнутой цепи. Исходя из определения ЭДС получим

WH = Eq (2.24)

Но так как , то, или , где - работа, совершаемая источником на внешнем участке цепи; - потеря энергии внутри источника.

Используя закон Ома для участка цепи, можно записать

(2.25)

Величину, характеризуемую скоростью, с которой совершается работа, называют мощностью:

(2.26)

Соответственно мощность, отдаваемая источником,

(2.27)

Мощность потребителей

(2.28)

Мощность потерь энергии внутри источника

(2.29)

Единица мощности — ватт (Вт):

[Р]=1 Дж/1 с=1 Вт (2.30)

т. е. мощность равна 1 Вт, если за 1 с совершается работа в 1 Дж.

Электрическая работа выражается в джоулях, но согласно формуле имеем , откуда

1 Дж=1 Вт-1 с=1 Втс. (2.31)

На практике пользуются такими единицами работы, как киловатт-час (кВтч):1кВтч=3 600 000 Втс.

Когда в цепи с сопротивлением R существует ток, электроны, перемещаясь под действием поля, сталкиваются с ионами кристаллической решетки проводника. При этом кинетическая энергия электронов передается ионам, что приводит к увеличению амплитуды колебательного движения нонов, и, следовательно, к нагреванию проводника. Количество теплоты, выделенной в проводнике,

(2.32)

Приведенная зависимость носит название закона Ленца — Джоуля: количество теплоты, выделяемой при прохождении тока в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Преобразование электрической энергии в тепловую имеет большое практическое значение и широко используется в различных нагревательных приборах как в промышленности, так и в быту. Однако часто тепловые потери являются нежелательными, так как они вызывают непроизводительные расходы энергии, например в электрических машинах, трансформаторах и Других устройствах, что снижает их КПД.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.