Мощность, время и энергия
Расчеты
Электрическая мощность является величиной, которая характеризует скорость преобразования или передачи электрической энергии. Для того, чтобы рассчитать мощность (Р), необходимо переданную энергию поделить на время:
P = W / T
где W — энергия, выраженная в джоулях;
Т — время в секундах;
Р — мощность в ваттах.
Единица мощности названа именем английского ученого Джемса Уатта (Ватта)
1 ватт = дж. / сек
1000 ватт равняется 1 киловатту
Если известны мощность и время, находим энергию как произведение этих величин:
W = P × Т
Чтобы определить время, нужно величину энергии поделить на мощность.
Т = W / Р
Быстро и правильно произвести нужные рассчеты вам поможет онлайн калькулятор.
Расчет мощности, времени, энергии онлайн
4545456
+35
Решено
9 лет назад
Физика
5 — 9 классы
как найти время зная работу,силу тока,напряжение?
Смотреть ответ
2
Комментарии
danafizik
А=UIt отсюда t=A/UI
Ответ
4
(5 оценок)
8
Очаровашка99
9 лет назад
Светило науки — 136 ответов — 0 раз оказано помощи
I=A/Ut
t=A/IU
))))))))))))))))))))))))
(5 оценок)
Ответ проверен экспертом
3
(7 оценок)
6
MashaPutnaj
9 лет назад
Светило науки — 15179 ответов — 183972 помощи
ак найти время зная работу,силу тока,напряжение?
А= U*I*t t=A/U*I
А= U^2*t/R t= A*R/U^2
A=I^2*R*t t= A/I^2*R
(7 оценок)
https://vashotvet.com/task/8578837
Мощность (P) Время (T) Энергия (W)
В электротехнике довольно часто при выполнение расчетов применяются такие категории, как мощность (P), время (T), энергия (W), самым тесным образом связанные между собой.
К одной из основных величин относится электрическая мощность, определяющая и характеризующая то, с какой скоростью передается или преобразуется электроэнергия. Она является основой для всех последующих расчетов, с участием других параметров. Для определения мощности существует формула Р = W/Т, в которой переданная энергия делится на количество времени. Значение энергии выражается в джоулях, а количество времени определяется в секундах. Единицей мощности является ватт: 1 Вт = Дж/с.
Если заранее известно значение мощности и времени, можно вычислить энергию, представляющую собой произведение обеих величин – W = Р х Т. Для определения времени соответственно величина энергии делится на мощность: Т = W/Р. Вместо длительных и сложных расчетов рекомендуется воспользоваться онлайн калькулятором. Данный метод особенно эффективен при больших объемах расчетов, выполняемых при проектировании. Достаточно заполнить поля и нажать кнопку, чтобы получить нужный результат.
На прошлых уроках мы уже упоминали о том, что электрическое поле обладает некоторой энергией. Значит, оно способно совершить какую-то работу. Эту работу называют работой электрического тока.
А теперь вспомним уже известное нам определение механической работы. Она определяется силой, действующей на тело, и расстоянием, на которое это тело перемещается: $A = Fs$.
Если мы перенесем эти знания на электрические явления, то сможем сказать, что работа тока — это работа электрических сил, которые перемещают заряженные частицы в проводнике. Но если мы будем использовать формулу $A = Fs$ для каждой частицы, то последующие расчеты будут невероятно сложными. Ведь тогда нам нужно будет знать и точное количество заряженных частиц, и точное расстояние, которое они прошли под действием сил электрического поля.
Мы пойдем другим путем. Он будет гораздо проще и понятнее. На данном уроке мы дадим определение работы электрического тока через другие электрические величины (силу тока, напряжение, электрический заряд). Также мы научимся рассчитывать работу электрического тока, используя полученные знания.
Работа электрического тока и напряжение
Чему равно электрическое напряжение на участке цепи?
Вспомним определение этой величины. Мы говорили, что напряжение на концах проводника (участка цепи) равно работе, которая совершается при прохождении по этому проводнику заряда, равному $1 space Кл$: $U = frac{A}{q}$.
Как через напряжение и электрический заряд, прошедший через участок цепи, выразить работу электрического тока на этом участке?
Используя формулу электрического напряжения, выразим работу электрического тока.
$A = Uq$.
Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд (количество электричества), прошедший по нему.
Работа электрического тока и сила тока
Как выразить работу тока через напряжение, силу тока и время?
Мы уже установили, что работу электрического тока можно рассчитать по формуле: $A = Uq$.
А чему равен электрический заряд $q$? Вспомним определение силы тока: $I = frac{q}{t}$. Выразим отсюда электрический заряд: $q = It$.
Подставим полученное выражение в формулу для расчета работы электрического тока:
$A = Uq$,
$A = UIt$.
Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа:
$A = UIt$.
Единицы измерения работы тока
Вы уже знаете, что работа измеряется в джоулях ($Дж$).
Посмотрим, как эта единица измерения согласуется с другими. Напряжение у нас измеряется в вольтах ($В$), сила тока — в амперах ($А$), а время — в секундах ($с$). Тогда (из формулы $A = UIt$) мы можем записать следующее.
$1 space джоуль = 1 space вольт cdot 1 space ампер cdot q space секунда$,
$1 space Дж = 1 space В cdot А cdot с$.
Также на практике работу тока часто измеряют во внесистемных единицах. О них вы узнаете на отдельном уроке.
Измерение работы тока на практике
Какими приборами измеряют работу электрического тока?
Получается, чтобы измерить работу электрического тока, необходимо использовать сразу три прибора: вольтметр, амперметр и секундомер.
Но существуют и другие специальные приборы — счетчики (рисунок 1).
В устройстве счетчика как бы соединены между собой три вышеназванных прибора. Такие счетчики установлены в каждой квартире или в непосредственной близости от нее (например, на лестничных клетках в многоквартирных домах).
Пример задачи
Рассмотрим пример задачи на расчет работы электрического тока.
Какую работу совершает электрический двигатель за $1 space ч$, если сила тока в цепи электродвигателя равна $5 space А$, а напряжение на его клеммах — $220 space В$? КПД двигателя составляет $80 %$.
Запишем условие задачи и решим ее. Не забывайте переводить единицы измерения в СИ (часы в секунды).
Дано:
$t = 1 space ч$
$I = 5 space А$
$U = 220 space В$
$eta = 80 %$
СИ:
$t = 3600 space с$
$A_1 — ?$
Решение:
Полная работа электрического тока в электродвигателе будет рассчитываться по формуле $A = UIt$.
$A = 220 space В cdot 5 space А cdot 3600 space с = 3 space 960 space 000 space Дж$.
Вспомним определение КПД. Коэффициент полезного действия механизма определяется отношением полезной работы к полной работе:
$eta = frac{A_1}{A} cdot 100 %$,
где $A_1$ — полезная работа, совершенная током в электродвигателе.
Полную работу тока мы уже рассчитали. Теперь выразим из определения КПД полезную работу двигателя и рассчитаем ее:
$A_1 = frac{A eta}{100 %}$,
$A_1 = frac{3 space 960 space 000 space Дж cdot 80 %}{100 %} = 3 space 168 space 000 Дж approx 3.2 cdot 10^6 space Дж approx 3.2 space МДж$.
Обратите внимание, что если в условии задачи говорится о работе какого-то электрического устройства, то речь идет о полезной работе электрического тока. Полезную работу электрического тока мы можем рассчитать, используя формулу для КПД, а полную — с помощью формул: $A = Uq$ и $A = UIt$.
Ответ: $A_1 approx 3.2 space МДж$.
Упражнения
Упражнение №1
Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за $30 space мин$, если сила тока в цепи равна $0.5 space А$, а напряжение на клеммах двигателя — $12 space В$?
Дано:
$t = 30 space мин$
$I = 0.5 space А$
$U = 12 space В$
СИ:
$t = 1800 space с$
$A — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Для расчета полной работы электрического тока используем формулу: $A = UIt$.
$A = 12 space В cdot 0.5 space А cdot 1800 space с = 10 space 800 space Дж = 10.8 space кДж$.
Ответ: $A = 10.8 space кДж$.
Упражнение №2
Напряжение на спирали лампочки от карманного фонаря равно $3.5 space В$, сопротивление спирали — $14 space Ом$. Какую работу совершает ток в лампочке за $5 space мин$?
Дано:
$t = 5 space мин$
$U = 3.5 space В$
$R = 14 space Ом$
СИ:
$t = 300 space с$
$A — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Запишем формулу для расчета работы электрического тока:
$A = UIt$.
Неизвестную силу тока мы можем выразить через закон Ома для участка цепи:
$I = frac{U}{R}$.
Подставим это выражение в формулу для расчета работы:
$A = U cdot frac{U}{R} cdot t = frac{U^2 t}{R}$,
$A = frac{3.5^2 space В^2 cdot 300 space с}{14 space Ом} = frac{3 space 675 space В cdot А cdot с}{14} = 262.5 space Дж$.
Ответ: $A = 262.5 space Дж$.
Упражнение №3
Два проводника, сопротивлением по $5 space Ом$ каждый, соединены сначала последовательно, а потом параллельно и в обоих случаях включены под напряжение, равное $4.5 space В$. В каком случае работа тока за одно и то же время будет больше и во сколько раз?
Дано:
$R_1 = R_2 = 5 space Ом$
$U = 4.5 space В$
$t_1 = t_2 = t$
$frac{A_2}{A_1} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Работа электрического тока рассчитывается по формуле: $A = UIt$. Напряжение и время у нас одинаковые в обоих случаях, а вот сила тока будет разной.
Запишем формулы для обоих случаев:
$A_1 = UI_1t$,
$A_2 = UI_2t$.
Как мы будем сравнивать эти значения? Разделим одно на другое:
$frac{A_2}{A_1} = frac{UI_2t}{UI_1t} = frac{I_2}{I_1}$.
Получается, что нам нужно сравнить силы тока при последовательном и параллельном подключении проводников.
Найдем силу тока при последовательном соединении проводников.
Общее сопротивление при последовательном соединении:
$R = R_1 + R_2$,
$R = 5 space Ом + 5 space Ом = 10 space Ом$.
Используем закон Ома, чтобы найти силу тока в такой цепи:
$I_1 = frac{U}{R}$,
$I_1 = frac{4.5 space В}{10 space Ом} = 0.45 space А$.
Теперь найдем силу тока при параллельном соединении проводников.
Определим силу тока в одном из проводников, используя закон Ома:
$I_{11} = frac{U}{R_1}$,
$I_{11} = frac{4.5 space В}{5 space Ом} = 0.9 space А$.
Так как проводники имеют одинаковые сопротивления, то и сила тока в каждом будет одинакова. Тогда сила тока до разветвления будет равна:
$I_2 = 2I_{11}$,
$I_2 = 2 cdot 0.9 space А = 1.8 space А$.
Сравним полученные значения:
$frac{A_2}{A_1} = frac{I_2}{I_1} = frac{1.8 space А}{0.45 space А} = 4$.
Получается, что полная работа электрического тока при параллельном соединении проводников в 4 раза больше, чем работа тока при последовательном соединении этих же проводников.
Ответ: работа тока при параллельном соединении проводников в 4 раза больше, чем работа тока при последовательном соединении проводников.
Вася Иванов
Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.