Bir elektrik akımının gücünü hesaplamak için hangi formül kullanılır? Güç hakkında bir kez daha: aktif, reaktif, görünen (P, Q, S) ve ayrıca güç faktörü (PF)

Evsel veya endüstriyel bağlantı elektrik şebekesi gücü, kablonun veya telin tasarlandığından daha büyük olan bir tüketici, en tatsız ve bazen yıkıcı sonuçlarla doludur. Konut içindeki elektrik kablolarının uygun şekilde düzenlenmesiyle devre kesiciler sürekli çalışacak veya sigortalar (fişler) atacaktır.

Korumanın doğru şekilde yapılmaması veya hiç yapılmaması aşağıdakilere yol açabilir:

• besleme telinin veya kablosunun yanmasına;
• eriyen yalıtım ve kısa devre teller arasında;
• bakır veya alüminyum kablo damarlarının aşırı ısınması ve yangın.

Bu nedenle, tüketiciyi elektrik şebekesine bağlamadan önce, yalnızca elektrik gücünün etiketini değil, aynı zamanda şebekeden tüketilen akımı da bilmek istenmektedir.

Güç tüketimi hesaplaması

Akım ve gerilime göre gücü hesaplama formülü, okul fizik dersinden aşinadır. Güç hesaplama elektrik akımı(vat cinsinden) için tek fazlı ağ ifadeye göre yapılır:

• U, volt cinsinden voltajdır
• ben - amper cinsinden akım;
• Cosφ - yükün yapısına bağlı olarak güç faktörü.

Şu soru ortaya çıkabilir - bağlı cihazın pasaportundan bulunabilecekken, gücü akıma göre hesaplamak için neden bir formüle ihtiyacımız var? Tanım elektriksel parametreler elektrik tesisatının tasarım aşamasında gerekli olan güç ve akım tüketimi dahil. Tel veya kablonun kesiti, ağda akan maksimum akım tarafından belirlenir. Akımı güce göre hesaplamak için dönüştürülmüş formülü kullanabilirsiniz:

Güç faktörü, yükün türüne (aktif veya reaktif) bağlıdır. Ev hesaplamaları için değerinin 0,90 ... 0,95'e eşit alınması önerilir. Ancak yükü aktif kabul edilen elektrikli sobalar, ısıtıcılar, akkor lambalar bağlanırken bu katsayı 1'e eşit kabul edilebilir.

Akım ve gerilime göre gücü hesaplamak için yukarıdaki formüller, 220.0 volt gerilime sahip tek fazlı bir ağ için kullanılabilir. İçin üç fazlı ağ biraz değiştirilmiş bir görünüme sahipler.

Üç fazlı tüketicilerin gücünün hesaplanması

Üç fazlı bir ağ için güç tüketiminin belirlenmesinin kendine has özellikleri vardır. Üç fazlı ev tüketicilerinin elektrik akımının gücünü hesaplama formülü şöyledir:

P=3,00,5×U×I×Cosφ veya 1,73×U×I×Cosφ,

Hesaplama özellikleri

Yukarıdaki formüller basitleştirilmiş ev hesaplamaları içindir. Etkili parametreleri belirlerken, dikkate almak gerekir gerçek bağlantı. Tipik bir örnek, bir pilden güç tüketiminin hesaplanmasıdır. Devredeki akım sabit aktığı için yükün niteliği güç tüketimini etkilemediğinden güç faktörü dikkate alınmaz. Aktif ve reaktif tüketiciler için değeri 1.0'a eşit alınır.

Ev elektrik hesaplamaları yapılırken dikkate alınması gereken ikinci nüans, voltajın gerçek değeridir. Kırsal alanlarda şebeke voltajının oldukça geniş bir aralıkta dalgalanabileceği bir sır değil. Bu nedenle, hesaplama formüllerini kullanırken, içlerindeki parametrelerin gerçek değerlerini değiştirmek gerekir.

Üç fazlı tüketicileri hesaplama görevi daha da zordur. Ağdaki akan akımı belirlerken, ek olarak bağlantı türünü - "yıldız" veya "üçgen" dikkate almak gerekir.

Elektrik enerjisi. Doğada ve teknolojide, enerjinin bir türden diğerine dönüşüm süreçleri sürekli olarak gerçekleşir (Şekil 30). kaynaklarda elektrik enerjisiçeşitli enerji türleri elektrik enerjisine dönüştürülür. Örneğin, içinde elektrik jeneratörleri 1, bir mekanizma tarafından dönmeye yönlendirilen mekanik enerji, termojeneratörlerde 2 - termal, pillerde 9 deşarjları sırasında elektrik enerjisine ve galvanik hücrelerde 10 - kimyasal, fotosellerde 11 - radyan olarak dönüştürülür.
Elektrik enerjisi alıcıları, aksine, elektrik enerjisini diğer enerji türlerine - termal, mekanik, kimyasal, radyan vb. Örneğin, elektrik motorlarında 3, elektrik enerjisi mekanik enerjiye, elektrikli ısıtıcılarda 5 - dönüştürülür termal enerji, elektrolitik banyolarda 8 ve pillerde 7 şarj edildiğinde - kimyasal olarak, elektrik lambalarında 6 - radyan ve termal olarak, 4 radyo vericisinin antenlerinde - radyan olarak.

Enerjinin ölçüsü iştir. Bilinen bir U voltajında ​​ve I akımında elektrik akımının t zamanında yaptığı iş W, voltaj çarpı akımın ve etki zamanının çarpımına eşittir:

W=UIt (29)

1 V gerilimde 1 A elektrik akımının 1 s'de yaptığı iş, elektrik enerjisinin birimi olarak alınır. Bu birime joule (J) denir. Watt-saniye (W * s) olarak da adlandırılan joule çok küçük bir ölçü birimidir, bu nedenle pratikte elektrik enerjisini ölçmek için daha büyük birimler kullanılır - watt-saat (1 W * h \u003d 3600) J), kilovat-saat (1 kW * h = 1000 W * h = 3,6 * 10 6 J), megavat-saat (1 MW * h = 1000 kW * h = 3,6 * 10 9 J).

Elektrik gücü. Alıcı tarafından alınan veya akım kaynağı tarafından 1 saniye boyunca verilen enerjiye güç denir. Sabit U ve I değerlerinde P gücü, U gerilimi ve I akımının ürününe eşittir:

P=UI(30)

R direncine ve G iletkenliğine bağlı olarak akımı ve voltajı belirlemek için Ohm yasasını kullanarak, güç için başka ifadeler elde edebilirsiniz. Formül (30)'daki U=IR gerilimini veya I=U/R=UG akımını değiştirirsek, şunu elde ederiz:

P = ben 2 R (31)

P \u003d U2 /R \u003d U2G (32)

Bu nedenle, elektrik gücü, akım ve direncin karesinin ürününe veya elektrik gücünün voltajın karesine bölünmesiyle dirence veya voltajın karesi ile iletkenliğin karesine eşittir.

1 A'lık bir akımın 1 V'luk bir voltajda oluşturduğu güç, güç birimi olarak alınır ve watt (W) olarak adlandırılır. Teknolojide güç daha büyük birimlerle ölçülür: kilovat (1 kW \u003d 1000 W) ve megavat (1 MW \u003d 1.000.000 W).

Enerji kayıpları ve verimlilik. Elektrik enerjisi diğer enerji türlerine dönüştürülürken veya tersi yapılırken, enerjinin tamamı gereken enerji türüne dönüştürülmez, bunun bir kısmı makine yataklarında, ısı tellerinde vb. sürtünmenin üstesinden gelmek için verimsiz bir şekilde harcanır (kaybolur). herhangi bir makinede ve herhangi bir cihazda kaçınılmazdır.
Bir elektrik enerjisi kaynağının veya alıcısının verdiği gücün aldığı güce oranına, kaynağın veya alıcının verimi denir. Verimlilik (verimlilik)

? \u003d P 2 / P 1 \u003d P 2 / (P 2 +? P) (33)

P 2 - çıkış (faydalı) güç;
P 1 - alınan güç;
?P - güç kaybı.

Herhangi bir makinede ve herhangi bir aparatta enerji kayıpları olduğu için verimlilik her zaman birlikten azdır. Bazen verimlilik yüzde olarak ifade edilir. Bu nedenle, elektrikli lokomotiflerin ve dizel lokomotiflerin çekiş motorlarının verimi% 86-92, güçlü transformatörler -% 96-98, çekiş trafo merkezleri -% 94-96, elektrikli iletişim ağı demiryolları- yaklaşık %90, lokomotif jeneratörler - %92-94.
Örnek olarak enerjinin dağılımını ele alalım. elektrik devresi(Şek. 31). Bu devreyi besleyen Jeneratör 1, birincil motor 2'den (örneğin bir dizel motor) mekanik güç Р mx = 28,9 kW alır ve elektrik gücü Р el = 26 kW verir (2,9 kW, jeneratördeki güç kayıplarıdır) . Bu nedenle, bir verimliliği var mı? gen \u003d P el / P mx \u003d 26 / 28.9 \u003d 0.9.

Jeneratör tarafından verilen güç Р el = 26 kW, elektrik lambalarına (6 kW), elektrikli sobaları ısıtmaya (7,2 kW) ve bir elektrik motorunu (10,8 kW) çalıştırmak için harcanır. Gücün bir kısmı P pr \u003d 2 kW, jeneratörü tüketicilere bağlayan tellerin gereksiz ısınması nedeniyle kaybedilir.

Elektrik enerjisinin her alıcısında ayrıca güç kayıpları vardır. Elektrik motorunda 3 güç kaybı 0,8 kw'dır (şebekeden 10,8 kw güç alır ve sadece 10 kw verir), yani verim adv = 10/10,8 = 0,925. Lambaların aldığı 6 kW'lık gücün sadece küçük bir kısmı radyant enerjinin Yaratılışına gider, çoğu gereksiz yere ısı şeklinde dağılır. Elektrikli bir ocakta, 7,2 kW'lık alınan gücün tamamı, yarattığı ısının bir kısmı çevredeki alana dağıldığından, yiyecekleri ısıtmak için harcanmaz. Elektrik devrelerini ele alırken, üzerine etki eden akım ve gerilimlerin tanımıyla birlikte ayrı bölümler, bunlar aracılığıyla iletilen gücü belirlemek gerekir. Bu durumda, kapasitelerin sözde enerji dengesine uyulmalıdır. Bu, elektrik devresinin herhangi bir cihazının (akım kaynağı veya tüketici) veya bölümünün aldığı gücün, verdikleri güç ile devrede meydana gelen güç kayıplarının toplamına eşit olması gerektiği anlamına gelir. bu cihaz veya zincirin bir parçası.

Yani farklı şekiller enerji. Bu yazıda, elektrik akımının gücü gibi fiziksel kavramları ele alıp inceleyeceğiz.

Mevcut güç formülleri

Mevcut güç altında, mekanikte olduğu gibi, birim zamanda yapılan işi anlarlar. Bir elektrik akımının belirli bir süre boyunca yaptığı işi bilerek gücü hesaplamak için fiziksel bir formül yardımcı olacaktır.

Elektrostatikte akım, gerilim, güç, formülden türetilebilen bir eşitlikle ilişkilidir. A=UIt. Bir elektrik akımının yaptığı işi belirler:

P=A/t=UI/t=UI
Böylece, devrenin herhangi bir bölümündeki doğru akım gücünün formülü, akım kuvveti ile bölümün uçları arasındaki voltajın çarpımı olarak ifade edilir.

Güç üniteleri

1 W (watt) - uçları arasında 1 V (volt) voltajın korunduğu bir iletkendeki 1 A (amper) akım gücü.

Elektrik akımının gücünü ölçen bir cihaza wattmetre denir. Ayrıca, mevcut güç formülü, bir voltmetre ve ampermetre kullanarak gücü belirlemenizi sağlar.

Sistem dışı bir güç birimi kW (kilovat), GW (gigavat), mW (milivat) vb. Günlük yaşamda sıklıkla kullanılan bazı sistem dışı iş birimleri de bununla ilişkilendirilir, örneğin (kilovat saat) ). Çünkü 1kW = 10 3 W ve 1sa = 3600s, O

1kW · h \u003d 10 3 W 3600s \u003d 3,6 10 6 W s \u003d 3,6 10 6 J.

Ohm kanunu ve gücü

Ohm yasasını kullanarak, mevcut güç formülü P=UI bu formda yazılır:

P \u003d Kullanıcı Arayüzü \u003d U2 / R \u003d I2 / R
Bu nedenle, iletkenler üzerinde salınan güç, iletkenden geçen akımın gücü ve uçlarındaki gerilim ile doğru orantılıdır.

Gerçek ve nominal güç

Bir tüketicideki gücü ölçerken, mevcut güç formülü, gerçek değerini, yani gerçekte serbest bırakılan değeri belirlemenizi sağlar. şu an zaman tüketicide.

Çeşitli elektrikli cihazların pasaportlarında güç değeri de not edilir. Nominal denir. Bir elektrikli cihazın pasaportu genellikle yalnızca nominal gücü değil, aynı zamanda tasarlandığı voltajı da gösterir. Bununla birlikte, ağdaki voltaj pasaportta belirtilenden biraz farklı olabilir, örneğin artış. Voltajın artmasıyla birlikte şebekedeki akım gücü de artar ve sonuç olarak tüketicideki akım gücü de artar. Yani, cihazın gerçek ve nominal gücünün değeri farklı olabilir. Maksimum gerçek güç elektrikli cihaz nominalden daha fazla. Bu, şebekedeki voltajdaki küçük değişikliklerle cihazın arızalanmasını önlemek için yapılır.

Devre birkaç tüketiciden oluşuyorsa, gerçek güçlerini hesaplarken, tüketicilerin herhangi bir bağlantısı için, tüm devredeki toplam gücün, bireysel tüketicilerin kapasitelerinin toplamına eşit olduğu unutulmamalıdır.

Elektrikli bir cihazın verimliliği

Bildiğiniz gibi, ideal makineler ve mekanizmalar (yani, bir tür enerjiyi tamamen diğerine dönüştürecek veya enerji üretecek olanlar) yoktur. Cihazın çalışması sırasında, harcanan enerjinin bir kısmı zorunlu olarak istenmeyen direnç kuvvetlerinin üstesinden gelmek için harcanır veya basitçe çevreye "dağılır". Böylece, tarafımızdan harcanan enerjinin yalnızca bir kısmı, cihazın yaratıldığı faydalı işi yapmaya gider.

Başka bir deyişle verimlilik, örneğin bir elektrikli cihaz tarafından yapıldığında harcanan işin ne kadar verimli kullanıldığını gösterir.

Verimlilik (Yunanca η ("bu") harfi ile gösterilir), bir elektrikli cihazın verimliliğini karakterize eden ve yararlı işin ne kadarının harcandığını gösteren fiziksel bir niceliktir.

Verimlilik (mekanikte olduğu gibi) aşağıdaki formülle belirlenir:

η = AP / AZ %100

Elektrik akımının gücü biliniyorsa, CCD'yi belirleme formülleri şöyle görünecektir:

η \u003d P P / P Z %100

Bir cihazın verimini belirlemeden önce, ne olduğunu belirlemek gerekir. faydalı iş(cihazın ne için yapıldığı) ve harcanan iş nedir (iş yapılıyor veya faydalı iş yapmak için ne kadar enerji harcanıyor).

Görev

Sıradan bir elektrik lambasının gücü 60 W ve çalışma voltajı 220 V'tur. Lambadaki elektrik akımı ne iş yapar ve T = 28 ruble tarifesinde ay boyunca elektrik için ne kadar ödersiniz, lambayı her gün 3 saat mi kullanıyorsunuz?
Lambadaki akım ve çalışma durumunda spiralinin direnci nedir?

Çözüm:

1. Bu sorunu çözmek için:
a) bir ay için lamba çalışma süresini hesaplayın;
b) lambadaki mevcut gücün işini hesaplıyoruz;
c) aylık ücreti 28 ruble olarak hesaplıyoruz;
d) lambadaki mevcut gücü hesaplayın;
e) Lamba bobininin çalışır durumdaki direncini hesaplıyoruz.

2. Mevcut gücün işi aşağıdaki formülle hesaplanır:

A = P t

Lambadaki mevcut güç, mevcut güç formülünün hesaplanmasına yardımcı olacaktır:

P=UI;
ben = P/U.

Ohm kanununa göre çalışır durumdaki lamba bobininin direnci:

[A] = Wh;

[I] \u003d 1V 1A / 1B \u003d 1A;

[R] = 1V/1A = 1Ω.

4. Hesaplamalar:

t = 30 gün 3 saat = 90 saat;
A \u003d 60 90 \u003d 5400 W h \u003d 5,4 kW h;
ben \u003d 60/220 \u003d 0,3 A;
R \u003d 220 / 0,3 \u003d 733 Ohm;
V \u003d 5,4 kWh 28 k / kWh \u003d 151 ruble.

Cevap: A \u003d 5,4 kWh; ben \u003d 0,3 A; R = 733 Ohm; B = 151 ruble.

İçerik:

Dünyada babalarına sadece neyin iyi neyin kötü olduğunu değil, her şeyi soran Kırıntıların olduğu uzun zamandır biliniyor. Bu nedenle, daha büyük bir Baby'nin ısıtıcıda neden 2000 W yazdığını sorması çok olasıdır.Bebeği, babasını ve fiziğin temellerini unutmuş birçok okuyucuyu okuyabilenler, hafızalarını tazeleyen daha fazla bilgi bulacaktır. . Özellikle, hangi gücün ölçüldüğünü ve elektrik gücünün ölçü biriminin adının ne olduğunu hatırlayalım.

etrafımızdaki güç

Artık insanların yaşadığı her yerde elektrikli aletler var. Her birinin bir güç tüketimi derecesi vardır. Teknik pasaportta veya kullanım kılavuzunda açıklayıcı kelimeler var - elektrik gücü. Bu tanım soyut bir şey olarak algılanır ve hayati değil, kişisel değildir. Sonuçta, hayatta herhangi bir enerji tezahürü varsa ve buna bağlı olarak, "güç" kelimesinin daha sık kullanıldığı güç varsa, tüm bunların kiminle veya neyle bağlantılı olduğu her zaman açıktır.

Örneğin, tüm gücüyle falanca kasabanın üzerine düşen dağlardan bir çamur akışı indi. Bir çamur akışının güçlü olduğu, yıkıcı bir güce sahip olduğu ve güç kavramının tam olarak onunla, hareketiyle, içerdiği şeyle ilişkilendirildiği hemen anlaşılır. Ama elektrik gücü kime veya neye bağlıdır? Tehlikeyi çocukluktan beri hepimiz bildiğimiz için elektrik priziÖncelikle gerginliğe dikkat edin. Ve aslında: elektrikli cihazların çalışması prizde voltaj gerektirdiğinden, elektriğin gücünün voltajın gücü olduğunu söyleyebiliriz.

Ancak prizin yanında ısıtıcı varsa ve fişi takılı değilse ısı vermez. Ancak, çıkışta hala voltaj var. Ve hiçbir şey olmuyor. Dolayısıyla "gerilim gücü" tanımı yanlıştır. Isı oluşumu ve diğer belirtiler Elektrik gücü her zaman bir iletkenin farklı elektrik potansiyellerine sahip noktaları arasındaki görünüm ve içindeki akım süreçleri ile ilişkilendirilir. Yoğunlukları, şimşek ve gök gürültüsü ile örneklenen ısı ve ışığın salınmasıyla doğrudan ilişkilidir.

Bu nedenle, elektrik gücü voltajın değil akımın gücüdür. Ve iyi bir nedenle, elektriğe elektrik akımı gibi bir tanım getirildi. Görmek imkansız olsa da dış görünüş elektrik akımı, sıvı akışının aksine, aralarında pek çok benzerlik vardır. Tıpkı bir çamur akışı gibi, bir akım şiddeti vardır. Ama doğası farklıdır. Bu kuvvetin doğrudan mekanik bir etkisi yoktur. Ancak, çeşitli tarafından gösterildiği gibi elektrikli arabalar ve elektrikli ev aletleri, akım gücü çok yeteneğine sahiptir.

Bu "çok", elektrik akımının gücünün verdiği üç ana sonuçla açıklanabilir:

• ılık;
• ışık;
• Elektromanyetik alanlar.

Bir elektrik akımının gücünün ölçümlerinin yanı sıra hesaplamalar yapmak için, akımın gücünün ölçü birimleri kabul edildi. 1882'de İngiliz fizikçi James Watt'ın adını aldılar. Bu bilim adamı, uygulama ile ilişkili süreçleri inceledi. Çeşitli türler fiziksel bir nicelik olarak çalışır. O zamandan beri, W ve W olarak kısaltılan 1 watt kullanımda. Fizikte neyin ne anlama geldiğini unutan varsa, size hatırlatıyoruz: güç, birim zamanda yapılan işe eşittir.

Ve büyük elektrik gücü değerleri için çok sayıda sıfır yazarak kendinizi zorlamamak için W'den önce yazarlar:

• kilo, kW kısaltmasında - üç sıfır yerine;
• sırasıyla mega, mW - altı sıfır yerine;
• giga, gW - dokuz sıfır yerine.

O kadar çok güç...

Watt'ın zamanında elektrik mühendisliği daha yeni gelişmeye başlıyordu ve bu nedenle fizik bugün olduğundan çok daha basitti. Doğru elektrik akımı, alternatif akımdan çok daha fazla incelenmiştir. Sabit elektrik akımı ile yapılan hesaplamalar için formül gerekçelendirildi:

burada güç p, voltaj u ve elektrik akımı i vardır. Ama bir de alternatif akım var. Çalışmalar, doğru akım formülündeki p gücünün gerçeğe karşılık gelmediğini göstermiştir. Alternatif akımda, mevcut gücün tamamen farklı yeni özellikleri ortaya çıkar. Sonuçları görünmezdir ve özel ölçümler ve aletler olmadan algılanamaz. Alternatif akımda, indüktörlerde elektromanyetik alanların yanı sıra kapasitörlerde elektrostatik alanların oluşturulmasıyla ilişkili güç ortaya çıkar.

Bu, p=u*i güç ifadesiyle tutarsızlığın nedeniydi. Alternatif akım için ayrı bir muhasebe yapmak zorunda kaldım. Onun için bir birim kabul edildi - var (kısaltılmışsa). benzeterek doğru akım volt - amper reaktif anlamına gelir (tam adı).

Daha ayrıntılı bir açıklama alternatif akım mevcut hikayenin ötesine geçiyor. Evet ve Kırıntılar, büyük olasılıkla, makalemizin yaklaşık yarısında derin uykuda olacak. Aşırı bilgi yüklemesi uyku hapı gibi davranır. Bu nedenle, AC gücü tamamen farklı bir hikaye ...

Güç. vat.

Voltaj bir voltmetre (V) ile ölçülür ve yük (R) üzerinden geçen akım bir ampermetre (A) ile ölçülür.

Akım kaynağının farklı voltaj değerlerinde aynı gücün elde edilebileceği açıktır. 1 voltluk bir kaynak voltajı ile 1 watt'lık bir güç elde etmek için yükten 1 amperlik bir akım geçmesi gerekir (1V x 1A \u003d 1W). Kaynak 10 voltluk bir voltaj üretirse, 0,1 amperlik bir akımda (10V x 0,1A \u003d 1W) 1 watt'lık bir güç elde edilir.

Fizikte güç, işin yapılma hızıdır.

İş ne kadar hızlı yapılırsa, sanatçının gücü o kadar artar.

Güçlü bir araba daha hızlı hızlanır. Güçlü (güçlü) bir kişi, bir torba patatesi hızla dokuzuncu kata sürükleyebilir.

1 Watt, bir saniyede 1 J'lik iş yapmanızı sağlayan güçtür (yukarıda bir joule anlatılmıştır).

İki kilogramlık bir gövdeyi bir saniyede 1 m / s hıza çıkarabiliyorsanız, o zaman 1 watt'lık bir güç geliştiriyorsunuz demektir.

Bir kilogram yükü saniyede 0,1 metre yüksekliğe kaldırırsanız, gücünüz 1 W olur, çünkü yük saniyede 1 J potansiyel enerji kazanır.

Bir levhayı aynı yükseklikten beton bir zemine, ikincisini de bir battaniyenin üzerine düşürürseniz, birincisi mutlaka kırılır ama ikincisi hayatta kalır. Fark ne? Başlangıç ​​ve bitiş koşulları aynıdır. Plakalar aynı yükseklikten düşer, dolayısıyla aynı enerjiye sahiptirler. Her iki plaka da zemin seviyesinde durur - her şey aynı görünüyor. Tek fark ilk durumda uçan dairenin uçuş sırasında biriktirdiği enerjinin anında (çok hızlı bir şekilde) serbest kalması ve daire bir battaniye veya halının üzerine düştüğünde frenleme işleminin zamanla uzamasıdır.

Düşen dairenin kinetik enerjisi 1J olsun. Beton zemine çarpma işlemi, diyelim ki 0,001 saniye sürer. Darbe anında açığa çıkan gücün 1/0.001=1000 W olduğu ortaya çıktı!

Plaka 0,1 sn içinde yavaşça yavaşlarsa, güç 1/0,1=10 watt olur. Plakanın yerine canlı bir organizma belirirse, hayatta kalma şansı zaten var.

Bu yüzden arabalarda ezilme bölgeleri ve hava yastıkları vardır. enerji salınım sürecini zamana yaymak bir kazada, yani çarpma anında gücü azaltın. Ve bu arada, enerjinin serbest bırakılması iştir. İÇİNDE bu durum, iç organlarınızı yırtma ve kemiklerinizi kırma işi.

hiç, iş, bir tür enerjiyi diğerine dönüştürme sürecidir.

Başka bir örnek: Bir propan tankının içeriğini bir brülörde güvenle yakabilirsiniz. Ancak silindirin içindeki gazı hava ile karıştırıp tutuşturursanız, patlama.

Her iki durumda da aynı miktarda enerji açığa çıkar. Ancak ikincisinde kısa sürede enerji açığa çıkar. A güç - iş miktarının yapıldığı zamana oranı.

Elektrik ile ilgili olarak, 1 W, içinden geçen akım ile uçlarındaki voltajın çarpımı bire eşit olduğunda yükte salınan güçtür. Yani, örneğin lambadan geçen akım 1 A ve terminallerindeki voltaj 1 V ise, ona tahsis edilen güç 1 W'tır.

2 A akıma sahip bir lamba, üzerinde 0,5 V voltajda aynı güce sahip olacaktır - bu değerlerin çarpımı da bire eşittir.

Bu yüzden:

P = U*I. Güç, voltaj ve akımın ürününe eşittir.

Bunu farklı şekilde yazabiliriz:

ben=Ü/Ü Akım, gücün gerilime bölünmesine eşittir.

Örneğin, bir akkor lamba var. Temelinde parametreler bulunur: voltaj 220 V, güç 100 watt. 100 watt'lık bir güç, terminaline uygulanan voltajın o lambadan akan akımın çarpımının yüz olduğu anlamına gelir. U*I=100.

İçinden hangi akım geçecek? Temel Watson: ben = P/U, böl voltaj başına güç (100/220), 0,454 A elde ederiz. Lambadan geçen akım 0,454 amperdir. Veya başka bir deyişle, 454 miliamper (mili - binde bir).

Başka bir kayıt seçeneği U=P/I. Ayrıca bir yerde yararlıdır.

Şimdi iki formülle donandık - Ohm yasası ve bir elektrik akımının gücü formülü. Ve bu bir araçtır.

Aynı 100 watt'lık akkor lambanın filamanının direncini bilmek istiyoruz.

Ohm yasası bize şunu söyler: R = U/I.

Daha sonra formülde değiştirmek için lambadan geçen akımı hesaplayamazsınız, ancak kısa yoldan gidin: I \u003d P / U olduğundan, R \u003d U / I formülünde I yerine P / U'yu değiştiririz. .

Aslında, neden akımı (bizim bilmediğimiz) lambanın voltajı ve gücüyle (taban üzerinde gösterilen) değiştirmiyorsunuz?

Yani: R = U/P/U, U^2/P'ye eşittir. R = U^2/P. 220 (voltaj) kare ve yüze bölünür (lamba gücü). 484 ohm'luk bir direnç elde ediyoruz.

Hesaplamaları kontrol edebilirsiniz. Yukarıda, hala lambadan geçen akımı - 0,454 A olarak değerlendirdik.

R \u003d U / I \u003d 220 / 0,454 \u003d 484 ohm. Ne derse desin, tek bir doğru sonuç vardır.

Bir kez daha, güç formülü: P = U*I(1) veya ben=Ü/Ü(2) veya U=P/I (3).

Ohm yasası: ben = U/R(4) veya R = U/I(5) veya U=I*R (6).

P - güç

U - voltaj

ben - akım

R - direnç

Bu formüllerin herhangi birinde bilinmeyen bir değer yerine bilinenleri değiştirebilirsiniz.

Voltaj ve direnç değerlerine sahip gücü bulmanız gerekiyorsa, formül 1'i alırız, akım I yerine formül 4'teki eşdeğerini değiştiririz.

ortaya çıktı P = U^2/R. Güç, direncin bölü voltajın karesine eşittir. Yani, dirence uygulanan voltaj değiştiğinde, üzerinde salınan güç ikinci dereceden bir bağımlılıkta değişir: voltaj iki katına çıkar, güç (direnç - ısıtma için) dört kat artar! Matematik bize bunu söyler.

Yine bir hidrolik analoji, bunun pratikte neden olduğunu anlamaya yardımcı olacaktır.Belli bir yükseklikteki bir cismin potansiyel enerjisi vardır. Ve bu yükseklikten inerek iş yapabilir. Su, bir hidroelektrik santralinde rezervuar seviyesinden mansaba (alt seviye) bir hidrotürbinden inerek enerji üretme işini bu şekilde yapar.

Bir cismin potansiyel enerjisi kütlesine ve bulunduğu yüksekliğe bağlıdır (düşen bir taş ne kadar zahmet verirse, ağırlığı o kadar fazla olur ve düştüğü yükseklik o kadar fazla olur). Düştüğü yerdeki yerçekimi kuvveti de önemlidir. Aynı yükseklikten düşen aynı taş daha tehlikelidir. yerde Çünkü Ay'da "yerçekimi kuvveti" (taşı aşağı çeken kuvvet) Dünya'nınkinden 6 kat daha azdır. Yani, potansiyel enerjiyi etkileyen üç parametremiz var - kütle, yükseklik ve yerçekimi. Kinetik enerji formülünde bulunurlar:

Ek \u003d m * g * h,

Nerede M- nesnenin ağırlığıGserbest düşüş ivmesidir bu yer("yer çekimi"),H- nesnenin bulunduğu yükseklik.

Kurulumu bir araya getirelim: motorlu bir pompa, alt rezervuardan üst rezervuara su pompalayacak ve üst rezervuardan yerçekimi etkisi altında aşağı akan su jeneratörü döndürecektir:

Su sütunu ne kadar yüksek olursa, suyun o kadar fazla enerjiye sahip olacağı açıktır. Kolonun yüksekliğini iki katına çıkaralım. Açıktır ki, iki kat yükseklikte H, su iki kat potansiyel enerjiye sahip olacak ve öyle görünüyor ki jeneratör gücü ikiye katlanmalı? Aslında, gücü dört kat artacaktır. Neden? Çünkü yukarıdan gelen çifte basınç nedeniyle jeneratörden geçen su akışı iki katına çıkacaktır. Ve aynı basınçtaki suyun akışını iki katına çıkarmak, jeneratöre tahsis edilen gücün dört kat artmasına yol açacaktır: iki kat daha fazla ve iki kat daha güçlü.

Aynı şey, uygulanan voltaj iki katına çıktığında dirençte de olur. Bir dirençte harcanan gücün formülünü hatırlıyor muyuz?

P = U*I.

Güç P voltajın ürününe eşittir sen direnç ve akıma uygulanan BEN içinden akıyor. Uygulanan gerilimi ikiye katlama sen, güç, iki katına çıkması gerekiyor gibi görünüyor. Ancak sonuçta, voltajdaki bir artış, direnç üzerinden akımda orantılı bir artışa da yol açar! Bu nedenle, sadece ikiye katlamakla kalmayıp sen, ama aynı zamanda BEN. Bu nedenle güç, ikinci dereceden bir bağımlılıkta uygulanan gerilime bağlıdır.

İki katı voltaja sahip bir pil, elektronları "yüksekliğin" iki katına "pompalar" ve bu, hidrolik muadili ile tamamen aynı tabloya yol açar.

Gücü bilmeniz, direnci ve akımı bilmeniz, ancak voltajı bilmemeniz mi gerekiyor? Sorun değil. Aynı ilk formül yerine sen eşdeğerini değiştir sen formül 6'dan. P = I^2*R. Güç, akım ile direncin karesinin çarpımına eşittir.

Yukarıdaki hidrolik karşılığı, nedenini anlamanıza yardımcı olacaktır. Bu direnç üzerinden akımın ikiye katlanması ancak ona uygulanan voltajın iki katına çıkmasıyla mümkündür. Ve böylece formül P = U*I, formülde olmamasına rağmen burada çalışacak P = I^2*R Gerilim. Sadece bu durumda gerilim, diğer değişkenlerin arkasına saklanarak "perde arkasında" mevcut.

Bu formülün bir diğer tuhaflığı da gücün dirençle doğru orantılı olmasıdır. öyle olabilir mi Peki o zaman devreyi hep birlikte kıralım direnç sonsuza kadar artacak yani olmayana ayrılan güç buna göre artacak mı? Brad ne?

Aslında, her şey basit. Dirençteki bir artış, dirençten geçen akımda karşılık gelen bir düşüşe neden olacaktır. formülde ise

P = I^2*R,

rezistans R ikiye katlandı, sonra BEN yarıya indirilecektir. Ve bu formülde gücün akıma bağımlılığı ikinci derecedendir. Bu nedenle dirençte harcanan gücün yarı yarıya düşmesi beklenir.

Sana hatırlatıyorum:

Gerilim (sen) elektrik devresindeki herhangi iki nokta arasındaki "elektrik basıncı farkı"dır (bir sıvının basıncındaki farka benzer). Birim - volt.

Akım (BEN) devrenin bir bölümünden geçen elektronların sayısıdır (sıvı akışına benzer).Birim - amper. 1 A = 1 C/sn.

Rezistans (R) - bir zincir bölümünün elektronların hareketine müdahale etme (direnme) yeteneği(bir borudaki darboğaz veya tıkanıklık gibi).Birim - ohm.

Güç (P) voltaj ve akımın ürünüdür (su borusunun herhangi bir bölümünden geçen su akışını bu bölümün uçlarındaki basınç farkıyla çarpmışız gibi).Birim - vat.