Elektrivoolu töö ja võimsus

Juhtmeid läbiv elektrivool töötab muutes elektrienergia mis tahes muuks energiaks: soojuseks, valguseks, mehaaniliseks, keemiliseks jne. Lisateabe saamiseks vaadake siit: Elektrivoolu toime

Kui elektrienergia tarbijale rakendatakse ühevoldine pinge, tähendab see, et elektrienergia allikas, kandes läbi ühe elektrienergia ripatsi, tarbib selles ühe džauli elektrienergiat.

Elektrivool muudab selle energia teist tüüpi energiaks ja seetõttu on tavaks öelda, et tarbijat läbiv elektrivool toimib küll... Selle töö maht võrdub allika poolt tarbitava elektrienergia hulgaga.

Võimsus on väärtus, mis iseloomustab kiirust, mille juures energia muundaminevõi töö tegemise kiirus.

EMF-i allikas keemiliste jõudude (primaarelementides ja akudes) või elektrigeneraatorite elektromagnetiliste jõudude mõjul toimub laengute eraldumine.

Töö, mida teevad välised jõud allikas, kui laeng liigub sisse või, nagu öeldakse, "areneb" allikas Elektrienergia, leitakse järgmise valemiga:

A = QE

Kui allikas on välisele vooluringile suletud, eralduvad sellesse pidevalt laengud ja välised jõud teevad endiselt tööd A = QE, või arvestades, et Q = It, A = EIt.

Alates energia jäävuse seadus EMF-i allika poolt sama aja jooksul toodetud elektrienergia "kulutatakse" (st muundatakse) elektriahela sektsioonides teist tüüpi energiaks.

Osa energiast kulub välimisse sektsiooni:

A1 = UQ = UIt,

kus U on allika klemmi pinge, mis suletud välise vooluahela korral ei ole enam võrdne EMF-iga.

Teine osa energiast "kaob" (muundub soojuseks) allika sees:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

Viimases valemis Uo on erinevus EMF-i ja allika klemmi pinge vahel, mida nimetatakse sisemiseks pingelanguks... Seetõttu

Uo = E - U,

kus

E = U + Uo

st. Lähte emf võrdub klemmi pinge ja sisemise pingelanguse summaga.

Näide. Elektriline veekeetja on ühendatud 220 V võrku. Vajalik on määrata veekeetja kulutatud energia 12 minutiks, kui veekeetja küttekeha vool on 2,5 A.

A = 220 · 2,5 · 60 = 396000 J.

Väärtust, mis iseloomustab energia muundamise või töö tegemise kiirust, nimetatakse võimsuseks (tähis P):

P = A / t

Elektrivoolu tugevus on selle töö ajaühikus.

Väärtust, mis iseloomustab kiirust, millega mehaaniline või muu energia muundatakse allikas elektrienergiaks, nimetatakse generaatori võimsuseks:

Pr = A / t = EIt / t = EI

Väärtus, mis iseloomustab vooluringi väliste osade elektrienergia muundamise kiirust muudeks energialiikideks, mida nimetatakse tarbijavõimsuseks:

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

Elektrienergia mittetootlikku tarbimist iseloomustavat võimsust, näiteks soojuskadude jaoks generaatoris, nimetatakse võimsuskadudeks:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

Vastavalt energia jäävuse seadusele on generaatori võimsus võrdne võimsuste summaga; kasutajad ja kahjud:

Pr = P1 + Po

Töö ja võimsuse ühikud

Võimsusühik leitakse valemist P = A / t = j / sek. Elektrivool arendab võimsust ühes vatis, kui see teeb tööd, mis on võrdne ühe džauliga igas sekundis.

Võimsuse mõõtühikut j / s nimetatakse vattideks (tähistus W), st. 1 W = 1 j/s.

Teisest küljest, alates A = QE 1 J = 1 Kx l V, kust 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, see tähendab, et vatt on elektrivoolu võimsus 1 A pingel 1 V .

Suuremad võimsusühikud on hektovatt 1 GW = 100 W ja kilovatt - 1 kW = 103 W

Elektrienergiat arvutatakse tavaliselt: vatt-tundides (Wh) või ühikutes: hektovatt-tundides (GWh) ja kilovatt-tundides (kWh) 1 kilovatt-tund = 3 600 000 džauli.