Народна Освіта » Фізика » § 25. Потужність електричного струму

НАРОДНА ОСВІТА

§ 25. Потужність електричного струму

У різних споживачах за один і той самий час електричний струм може виконувати різну роботу. Як і в механіці, здатність струму виконувати ту чи іншу роботу за одиницю часу характеризує фізична величина потужність. Потужність струму позначають латинською літерою Р. Якщо протягом деякого часу t електричним струмом виконано роботу А, то потужність струму дорівнюватиме роботі поділеній на час її виконання:

Роботу струму можна визначити за формулою A = UIt, де U — наїруга на ділянці кола; I — сила струму на цій ділянці; t — час їротікання струму. Тоді їотужність можна знайти так:

Потужність струму на ділянці кола чисельно дорівнює добутку напруги між кінцями цієї ділянки на силу струму в ній.

У вигляді формули це можна їодати так:

P = UI.

У CI одиницею їотужності є ват (1 Вт):

Ламїочка кишенькового ліхтарика, розрахована на наїру-гу 3,5 В і силу струму 0,28 А, для нормальної роботи їотребує їотужність струму їриблизно 1 Вт (3,5 В · 0,28 А = 0,98 Вт).

Часто їід їотужністю струму розуміють так звану сїожив-ну їотужність — їотужність струму, їотрібну для нормальної роботи електродвигунів, ламїочок, їобутових їриладів та ін. Цю їотужність вказують на сїоживачах, наїриклад на освітлювальних електричних ламїочках, їобутових їриладах.

Для вимірювання їотужності електричного струму, яку сїожи-ває той чи інший їрилад, використовують ватметри (мал. 2.87).

Приклади потужностей деяких побутових приладів наведено в табл. 2.3.

Таблиця 2.3. Потужність деяких побутових приладів

Прилад

Споживана потужність, Вт

DVD-програвач

300

Водонагрівач побутовий

1000—2000

CD-плеер

7

Дриль

150—800

Духова шафа

1000—2000

Кондиціонер

1000—3000

Лампа люмінесцентна

10—60

Мікрохвильова пічка

1500—2000

Настільний вентилятор

40

Обігрівник

1000—2400

Паяльник

25—120

Персональний комп’ютер

280—750

Пилосос

400—2000

Виконану струмом за деякий час роботу на ділянці кола можна знайти, помноживши потужність струму на час його протікання: A = Pt. Одиниця роботи — 1 Дж = 1 Вт · с. Тому як одиницю роботи замість джоуля можна використовувати одиницю ват-секунда. Робота 1 Дж або 1 Вт · с є порівняно невеликою, тому користуватися цими одиницями на практиці незручно.

Приклад. Лампочка потужністю 100 Вт увімкнена 1 год (3600 с). Протягом години струм у ній виконає роботу A = Pt = = 100 Вт · 3600 с = 360 000 Дж = 360 000 Вт · с. У такому разі на практиці використовують також одиниці роботи ват-година (1 Вт · год), кіловат-година (1 кВт · год), мегават-година (1 МВт · год):

1 Вт · год = 1 Вт · 1 год = 1 Вт · 3600 с = 3600 Дж,

1 кВт · год = 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж = 3600 кДж.

Відповідно, 1 МВт · год = 3600 МДж.

Робота струму в лапочці потужністю 100 Вт протягом години становить 100 Вт · год або 0,1 кВт · год.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1.    Що таке потужність?

2.    Як можна визначити потужність споживача через напругу і силу струму?

3.    Як виражається одиниця потужності через одиниці напруги і сили струму?

4.    Скільком джоулям відповідає 1 Вт · год, 1 кВт · год?

5.    На лампочці кишенькового ліхтарика зазначено 3,5 В, 0,28 А. Визначити опір у робочому режимі та споживану потужність.

6.    На балоні освітлювальної лампи розжарення написано 220 В, 60 Вт. Визначити силу струму в лампі та її опір у робочому режимі.

7. Дві лампочки розжарення потужністю 100 і 40 Вт розраховані на однакову напругу 220 В. Яка з лампочок споживає більше струму? В якої з лампочок опір спіралі більший?

8*. Електродвигун, увімкнутий в електромережу напругою 220 В, працює за сили струму 6 А. Коефіцієнт корисної дії двигуна становить 65 %. Яка механічна потужність двигуна на його валу?

ЛІЧИЛЬНИКИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Для обліку електричної енергії, виробленої на електростанціях, і роботи, виконаної струмом у споживачах, застосовують лічильники електричної енергії. Лічильники електричної енергії встановлюють в будинках, квартирах, на підприємствах та в установах, де використовується енергія електричного струму.

Широко застосовують два типи лічильників електричної енергії: індукційні й електронні. В індукційних лічильниках є алюмінієвий диск, який обертається за наявності в котушках лічильника струму. Якщо те чи інше коло, в яке увімкнуто лічильник, споживає електричну енергію, диск лічильника обертається. Частота обертання диска залежить від потужності увімкнутих споживачів, а кількість обертів — пропорційна значенню електричної енергії і виконаній струмом роботі. Вісь диска з’єднана з лічильним механізмом, який показує кількість спожитої енергії в кіловат-

годинах. Цифра, яка показує десяті частини кіловат-години, виділена кольором або рамкою (мал. 2.88).

 

В електронних лічильниках електроенергії залежно від значення електричної енергії, яка споживається, на лічильний пристрій (електронний або електромеханічний) надходять електричні імпульси. Частота цих імпульсів пропорційна споживаній потужності а, відповідно, їхня кількість — спожитій електроенергії в кіловат-годинах (мал. 2. 89). Перевагою електронних лічильників є те, що вони можуть ураховувати електроенергію за різними тарифами.

 

Визначте за лічильником електроенергії вашої квартири, яку кількість електричної енергії було спожито протягом двох годин у вечірній час. Спробуйте знайти значення спожитої енергії за характеристиками (паспортними даними) приладів, які були увімкнуті, і порівняти її з показаннями лічильника. З’ясуйте у батьків вартість 1 кВт · год спожитої електроенергії (тариф на електроенергію) і обчисліть вартість електроенергії, спожитої електроприладами за 2 год.

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 20:56, посмотрело: 3969