عمل وقوة التيار الكهربائي

يعمل التيار الكهربائي الذي يمر عبر الأسلاك عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى أي طاقة أخرى: حرارة ، ضوء ، ميكانيكي ، كيميائي ، إلخ. لمزيد من التفاصيل انظر هنا: عمل التيار الكهربائي

إذا تم تطبيق جهد واحد فولت على مستهلك الطاقة الكهربائية ، فهذا يعني أن مصدر الطاقة الكهربائية ، الذي ينقل قلادة واحدة من الكهرباء عبر المستهلك ، يستهلك جولًا واحدًا من الطاقة الكهربائية فيه.

يحول التيار الكهربائي هذه الطاقة إلى نوع آخر من الطاقة ، وبالتالي من المعتاد القول إن التيار الكهربائي الذي يمر عبر المستهلك يعمل بالفعل ... كمية هذا العمل تساوي كمية الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصدر.

القوة هي القيمة التي تميز السرعة التي بها تحويل الطاقةأو معدل إنجاز العمل.

في مصدر EMF تحت تأثير القوى الكيميائية (في الخلايا والبطاريات الأولية) أو القوى الكهرومغناطيسية في المولدات الكهربائية ، يحدث فصل الشحنات.

عمل تقوم به قوى خارجية في المصدر عند انتقال الشحنة إلى الداخل أو ، كما يقال ، "متطور" في المصدر طاقة كهربائية، بواسطة الصيغة:

أ = التيسير الكمي

إذا كان المصدر مغلقًا لدائرة خارجية ، فسيتم إطلاق الرسوم باستمرار فيه ولا تزال القوى الخارجية تقوم بالعمل A = QE ، أو بالنظر إلى أن Q = It ، A = EIt.

من قانون حفظ الطاقة الطاقة الكهربائية المتولدة من مصدر EMF خلال نفس الوقت "يتم إنفاقها" (أي تحويلها) إلى أنواع أخرى من الطاقة في أقسام الدائرة الكهربائية.

يتم إنفاق جزء من الطاقة في القسم الخارجي:

A1 = UQ = UIt ،

حيث U هو الجهد الطرفي للمصدر ، والذي مع الدائرة الخارجية المغلقة لم يعد مساوياً لـ EMF.

يتم "فقد" جزء آخر من الطاقة (يتحول إلى حرارة) داخل المصدر:

A2 = A - A1 = (E - U) It = UoIt

في الصيغة الأخيرة ، Uo - هذا هو الفرق بين EMF والجهد الطرفي للمصدر ، والذي يسمى انخفاض الجهد الداخلي ... لذلك ،

Uo = E - U ،

أين

E = U + Uo

أي. مصدر emf يساوي مجموع الجهد الطرفي وانخفاض الجهد الداخلي.

مثال. الغلاية الكهربائية متصلة بشبكة 220 فولت. من الضروري تحديد الطاقة المستهلكة في الغلاية لمدة 12 دقيقة ، إذا كان التيار في عنصر التسخين في الغلاية 2.5 أ.

أ = 220 · 2.5 · 60 = 396000 ج.

القيمة التي تميز معدل تحويل الطاقة أو المعدل الذي يتم به العمل تسمى الطاقة (رمز P):

P = A / t

قوة التيار الكهربائي هي عمله لكل وحدة زمنية.

تسمى القيمة التي تميز المعدل الذي يتم فيه تحويل الطاقة الميكانيكية أو غيرها من الطاقة إلى طاقة كهربائية في مصدر طاقة المولد:

Pr = A / t = EIt / t = EI

القيمة التي تميز المعدل الذي يتم به تحويل الطاقة الكهربائية في الأقسام الخارجية للدائرة إلى أنواع أخرى من الطاقة ، تسمى الطاقة الاستهلاكية:

P1 = A1 / t = UIt / t = واجهة المستخدم

تسمى الطاقة التي تميز الاستهلاك غير الإنتاجي للطاقة الكهربائية ، على سبيل المثال لفقد الحرارة داخل المولد ، فقدان الطاقة:

Po = (A - A1) / t = UoIt / t = UoI

وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، فإن طاقة المولد تساوي مجموع القوى ؛ المستخدمين والخسائر:

العلاقات العامة = P1 + Po

وحدات العمل والقوة

تم العثور على وحدة الطاقة من الصيغة P = A / t = j / sec. يولد التيار الكهربائي الطاقة في واط واحد إذا كان يؤدي عملاً يساوي جول واحد كل ثانية.

تسمى وحدة قياس الطاقة j / s وات (التعيين W) ، أي 1 واط = 1 ي / ث.

من ناحية أخرى ، من A = QE 1 J = 1 Kx l V ، حيث 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA ، أي الواط هو قوة التيار الكهربائي في 1 أ بجهد 1 فولت.

أكبر وحدات الطاقة هي الهكتووات 1 جيجاواط = 100 واط والكيلووات - 1 كيلوواط = 103 واط

تُحسب الطاقة الكهربائية عادةً في: واط / ساعة (Wh) أو وحدات متعددة: هيكتوواط / ساعة (GWh) وكيلوواط / ساعة (kWh) .1 كيلوواط / ساعة = 3600000 جول.