Wann? aktuell  fließt durch ein bestimmtes Gebiet elektrische Schaltung, elektrisches Feld  macht einen bestimmten Job. Dies nennt man die Arbeit eines elektrischen Stromes. Um die Ladung der Energie entlang dieser Kette zu übertragen, müssen Sie etwas Energie aufwenden. Es wird dem Empfänger gemeldet, ein Teil der Energie wird für die Überwindung des Widerstands von Drähten und Quellen im Stromkreis aufgewendet.

Dies deutet darauf hin, dass nicht die gesamte verbrauchte Energie effizient verteilt wird und nicht alles davon nützlich ist. Folglich ist die geleistete Arbeit auch nicht voll wirksam. In diesem Fall sieht die Formel so aus: A = U · Q.

U  Ist die Spannung an den Anschlüssen des Empfängers, und Q  Wird eine Ladung entlang des Kettensegments mitgeführt? In diesem Fall muss man berücksichtigen ohmsches Gesetz für einen Kettenabschnitt, dann sieht die Formel so aus: R I2 Δt = U I Δt = ΔA.

Nach dieser Formel ist es möglich, die Wirkung des Energieerhaltungsgesetzes zu verfolgen, das auf einen homogenen Teil der Kette angewendet wird.

Im Jahre 1850 eröffnete der englische Physiker Joel Prescott, der einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der Elektrizität geleistet hatte, ein neues Gesetz. Sein Wesen bestand darin, zu bestimmen, auf welche Weise die Arbeit eines elektrischen Stromes in thermische Energie umgewandelt wird. Zur gleichen Zeit, ein anderer Physiker - Lenz war in der Lage, eine ähnliche Entdeckung zu machen und das Gesetz zu beweisen, so wurde er das "Gesetz von Joule-Lenz", zu Ehren der beiden herausragenden Physiker der Zeit genannt.

Elektrischer Strom

Leistung ist eine andere Eigenschaft, die beim Bestimmen des Betriebs eines elektrischen Stroms verwendet wird. Dies ist eine Art physikalische Größe, die die Transformation und Geschwindigkeit der Energieübertragung kennzeichnet.

Bei der Bestimmung der Leistung eines elektrischen Stromes sollte man einen solchen Indikator berücksichtigen wie momentanleistung. Es ist das Verhältnis der Momentanwerte solcher Indikatoren wie Stromstärke und Dehnung in Form eines Produktes. Dieses Verhältnis wird auf einen bestimmten Abschnitt der Kette angewendet.

Solche Indikatoren wie die Arbeit und die Leistung des elektrischen Stromes werden bei der Herstellung von elektrischen Schaltungen berücksichtigt. Zusammen mit anderen Gesetzen sind sie grundlegend, ihre Nichteinhaltung führt zu schwerwiegenden Verstößen.

Um die größte elektrische Stromstärke zu erhalten, müssen die Eigenschaften des Generators berücksichtigt werden, d. H. Der Widerstand in der externen Schaltung darf nicht größer und nicht kleiner als der Innenwiderstand des Generators sein.

Nur in diesem Fall wird die Effizienz der Arbeit maximal sein, da sonst die gesamte Energie des Generators für die Überwindung des Widerstands verbraucht wird und alle Arbeiten unwirtschaftlich sind. Natürlich kann ein solches Betriebsschema die Effizienz der gesamten elektrischen Schaltung negativ beeinflussen.

Kapazitätsbilanz –dieser Ausdruck des Gesetzes der Erhaltung der Energie, in der elektrischen Schaltung. Die Definition des Machtgleichgewichts klingt folgendermaßen: die Summe der von den Empfängern verbrauchten Leistungen entspricht der Summe der von den Quellen abgegebenen Befugnisse. Das heißt, wenn die Quelle der EMF in der Schaltung 100 W ergibt, verbrauchen die Empfänger in dieser Schaltung genau die gleiche Leistung.

Or

Lassen Sie uns diese Beziehung anhand eines einfachen Beispiels überprüfen.

Zuerst falten wir die Schaltung und finden den äquivalenten Widerstand. R 2 und R 3 sind parallel verbunden.

Wir werden nach dem Ohmschen Gesetz den Quellenstrom und die Spannung an R 23 finden, wobei berücksichtigt wird, dass r 1 und R 23 in Reihe geschaltet sind, daher ist die Stromstärke die gleiche.

Lassen Sie uns die Ströme I 2 und I 3 finden

Jetzt werden wir die Richtigkeit mit Hilfe der Leistungsbilanz überprüfen.

Ein geringfügiger Unterschied der Werte ist auf Rundungen im Laufe der Berechnung zurückzuführen.

Mit einer Leistungsbilanz können Sie nicht nur eine einfache, sondern auch eine komplexe Schaltung testen. Lassen Sie uns die komplexe Schaltung aus dem Artikel mit der Methode der Konturenströme überprüfen.

Effizienzkoeffizient (Effizienz) - ein Merkmal der Effizienz des Systems (Gerät, Maschine) in Bezug auf die Umwandlung oder Übertragung von Energie. Sie wird bestimmt durch das Verhältnis der nutzbaren Energie zur Gesamtmenge der vom System empfangenen Energie; wird normalerweise mit η ("this") bezeichnet. Effizienz ist eine dimensionslose Größe und wird oft in Prozent gemessen

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Effizienzkoeffizient

Mathematisch kann die Bestimmung der Effizienz in der Form geschrieben werden:

(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q))

wo A  - nützliche Arbeit (Energie), und Q  ist die Energie, die verbraucht wird.

Wenn die Effizienz in Prozent ausgedrückt wird, wird sie nach folgender Formel berechnet:

(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q)) 100.)

Aufgrund des Energieerhaltungsgesetzes und infolge nicht entfernbarer Energieverluste ist die Effizienz realer Systeme immer kleiner als 1, dh es ist unmöglich, sie zu erhalten nützliche Arbeit mehr oder so viel wie die verbrauchte Energie.

Thermische Motoreffizienz  - das Verhältnis der durchgeführten nützlichen Arbeit des Motors zu der Energie, die von der Heizung erhalten wird. Die Effizienz einer Wärmekraftmaschine kann durch die folgende Formel berechnet werden

Planer№ 5 Datum ____________

Arbeit und Kraft im Stromkreis. ( 2 Stunden )

П 00. Professioneller Zyklus

CPD 13.Grundlagen der Elektrotechnik

Lehrer:   A.A. Gurjanow

Über das Verhältnis der elektrischen Größen zueinander;

Zur Bestimmung von Arbeit und Leistung im Stromkreis

Über Einheiten von Arbeit und Macht.

Bildungsziel

Um Schüler zu bilden, Fleiß, Aufmerksamkeit, Genauigkeit, Verantwortung; organisieren Sie ihre eigenen Aktivitäten, wählen Sie typische Methoden und Wege, um professionelle Aufgaben zu erfüllen, bewerten Sie ihre Wirksamkeit und Qualität.

Entwicklungsziel

Bilden Sie die Fähigkeiten von Studenten:

Berechnen Sie die Parameter der elektrischen Schaltungen;

Um Geräte der Elektrotechnik auszuwählen, elektrogeräte  und Ausrüstung mit bestimmten Parametern und Eigenschaften.

Art der Bildung

berufe

neues Material lernen.

Geformte Kompetenzen

PC 1.2. Interagieren Sie mit Spezialisten eines verwandten Profils in der Entwicklung von Methoden, Werkzeugen und Technologien für die Anwendung von Objekten der beruflichen Tätigkeit.

PC 1.3. Ändern Sie einzelne Module des Informationssystems entsprechend der Aufgabenzuordnung, dokumentieren Sie die vorgenommenen Änderungen.

OK 1. Um das Wesen und die soziale Bedeutung Ihres zukünftigen Berufs zu verstehen, um ein beständiges Interesse daran zu zeigen.

OK 2. Organisieren Sie Ihre eigenen Aktivitäten, wählen Sie typische Methoden und Wege, um professionelle Aufgaben auszuführen, bewerten Sie ihre Effektivität und Qualität.

OK 4. Suchen und verwenden Sie die Informationen, die für die effektive Ausführung der professionellen Aufgaben, der beruflichen und persönlichen Entwicklung notwendig sind.

OK 5. Verwenden Sie Informations- und Kommunikationstechnologien in beruflichen Aktivitäten.

Art der Bildung

berufe

gemischt

Intersubjektkommunikation

mathematik, Physik

Ausrüstung,

ausrüstung

Tutorial, Computer, Projektor, Bildschirm, interaktives Whiteboard

Die Struktur der Lektion.

Organisatorischer Moment

Wissensaktualisierung

Bildung neuer Konzepte und Handlungsweisen.

Bildung von Fähigkeiten.

Das Ergebnis der Lektion.

Hausaufgaben.

Der Kurs der Lektion.

1. organisatorischer Moment.

Accounting abwesend, die Hausaufgaben überprüfen, das Thema erzählen und die Ziele des Unterrichts festlegen.

2. Aktualisierung des Wissens

Formulieren Sie die Gesetze von Kirchhoff.

3. Bildung neuer Konzepte und Handlungsweisen.

Wir werden Arbeit finden, die durch einen elektrischen Strom gemacht wird, der durch einen Abschnitt eines elektrischen Stromkreises mit Spannung fließtU   (Siehe die Abbildung).

Wir haben bereits bemerkt (siehe Lektion 3), dass die Spannung der Arbeit entspricht, die von der EMF-Quelle beim Bewegen ausgeführt wirdsingle   Ladung entlang des betrachteten Teils der Kette. Wenn sich nicht eine einzelne Ladung bewegt, sondern eine LadungQ ,   dann die Arbeit zur gleichen ZeitA   wird sein Q   mal mehr:

A = UQ .

Indem wir die Ladung durch Strom und Zeit ausdrücken, bekommen wir

A =UIt.

Für unendlich kleine Zeitdt   unendlich kleine Arbeit dA = Benutzeroberfläche dt .

Bestimmen Sie die LeistungP   als eine Arbeit pro Zeiteinheit. Dann

;

Aus diesen Formeln wird die Einheit der Leistung und die Maßeinheit des elektrischen Stromes bestimmt:

[ P ] = [ U ] [ Ich ] = In derA = Bt.

Eine Potenzeinheit, die einem Volt entspricht, multipliziert mit einem Ampere, wird als Watt (W) bezeichnet. Eine Energieeinheit, 1000 mal größer als Watt, wird Kilowatt (kW) genannt.

Die Arbeit eines elektrischen Stroms wird in Joule (J) gemessen:

[ A ] = [ P ]·[ t ] = W · s = J.

Joule oder Watt-Sekunde ist eine relativ kleine Einheit, so dass in der Praxis eine Einheit oft 3600 mal größer ist, genannt Watt-Stunde (die Stunde enthält 3600 s):

1 W · h = 3600 J.

Somit ist die Wattstunde (Wh) die Arbeit, die von einer einzelnen Watt-Stromquelle für eine Stunde geleistet wird.

Eine 1000-mal größere Einheit nennt man Kilowattstunde (kWh).

1 kW · h = 1000 Wh · h = 3,6 · 10  6 J.C.

Also wird die Leistung in Watt (Volt-Ampere), Kilowatt gemessen; Die Arbeit wird in Joule, Wattstunden, Kilowattstunden gemessen.

Arbeit und Macht des elektrischen Stroms (282)

A In der

φ A = – 10 V;

φ In der = 5 V.

Von dem PunktA   auf den PunktIn der   die Ladung von 10 Cl. Bestimmen Sie die Menge an Arbeit.

50 V · A · s

149

150 V · A · s

500 V · A · s

150

Das Problem ist nicht festgestellt, da keine Spannung zwischen den Punkten bekannt istAB

Der Generator erzeugt bei einer Spannung von 110 V einen Strom von 10 A. Ermitteln Sie die Arbeit des Elektrikersstrom für 1 Stunde.

1100 V · Ah

151

110 V · Ah

110 V · A · s

152

Aktuell  in der um 2-fach erhöhten Schaltung nahm die Spannung der Quelle um den Faktor 2 ab. Wie hat sich die Kraft der Quelle verändert?

Vermindert 2-fach

Hat sich nicht geändert

153

2 mal erhöht

Der Generator mit einer Spannung von 110 V erzeugt einen Strom von 10 A. Bestimmen Sie die vom Generator erzeugte Leistung.

1100 W

154

110 kW

110 Wh

155

Innerhalb von 1 min der Generatorausdruckbotal 3.610b  J Energie. Bestimmen Sie die Leistung, die der Generator erzeugt.

3.6 · 106   W

60 kW

156

600 kW

4. Bildung von Fähigkeiten.

77.   Füllen Sie die Tabelle aus.

  55 kW

1500 W

1,5 MW

0,33 kW

0,12 MW

312 kW

W

KW

KW

W

KW

MW

78.   Ermitteln Sie die vom Elektromotor verbrauchte Leistung, wenn der Strom im Stromkreis 6 A beträgt und der Motor an ein 220 V-Netz angeschlossen ist.

79.   Ein Elektromotor, der an ein 220 V-Netz angeschlossen ist, verbraucht einen Strom von 6 A. Ermitteln Sie die Motorleistung und die verbrauchte Energiemenge in 8 Betriebsstunden.

5. Das Ergebnis der Lektion.

Überprüfen der Leistung von Aufgaben, Einstufung, Hausaufgaben.

6. Hausaufgaben.

80.   Die Wohnung hat acht Lampen, von denen sechs sind40 Watt brennen 6 Stunden am Tag und zwei 60 Watt - 8 Stunden am Tag. Wie vielesie müssen für das Brennen aller Lampen für einen Monat (30 Tage) mit dem Tarif bezahlen3,45 r. für 1 kWh?

Die Gesamtheit von Objekten und Vorrichtungen, die einen konstanten und kontinuierlichen Weg für die Bewegung von elektrischem Strom bereitstellen, kann als elektrischer Stromkreis bezeichnet werden.

Spannung und Stromstärke sind die wesentlichen Elemente jeder elektrischen Schaltung. Solche Phänomene werden zusammen mit anderen magnetischen und elektrischen Phänomenen von der Wissenschaft, der Elektrotechnik, untersucht. Ein weiteres Ziel dieser Wissenschaft ist die Suche nach der Möglichkeit von praktischen Anwendungen, und nicht nur theoretisches Studium.

Wenn wir berücksichtigen, dass es verschiedene Elemente in der elektrischen Schaltung gibt, dann können wir sagen, dass es mehrere Betriebsweisen der Schaltung gibt. Diese Elemente sind in drei Haupttypen unterteilt: Energiequellen, Leiter und Empfänger; Die ersten Elemente dienen zur Erzeugung von Elektrizität, die Empfänger wandeln Strom in andere Arten von Elektrizität um, und Leiter leiten Energie von Quellen zu Empfängern. Alle Elemente der Schaltung - Stromquellen, Leiter und Empfänger - sind Geräte, ohne die die Existenz einer elektrischen Schaltung unmöglich ist. In Abwesenheit eines dieser Elemente ist der Betrieb der Schaltung einfach unmöglich. Abhängig davon, welche Struktur und welche Elemente in der Schaltung enthalten sind, sind alle elektrischen Schaltungen linear und nichtlinear. In diesem Fall kann jede Schaltung in einer Schaltung dargestellt werden, wodurch Sie das Arbeiten mit Schaltungen komfortabler gestalten können.

Drei Betriebsmodi von elektrischen Schaltungen

Wie bereits oben erwähnt, trägt der elektrische Schaltkreis eine komplexe Struktur und weist viele verschiedene Elemente und Verzweigungen in der Zusammensetzung auf. Darüber hinaus arbeiten bestimmte Gesetze in Ketten, und um die Kette zu charakterisieren, werden Begriffe wie Strom, Widerstand, elektromotorische Kraft  usw. All dies trägt zu der Tatsache bei, dass die Schaltung in verschiedenen Modi arbeiten kann.

Es gibt drei Betriebsmodi der Schaltung:

• kurzschluss
• lastzustand (abgestimmt)
• leerlaufdrehzahl.

Der Hauptunterschied zwischen diesen Modi ist die Belastung der elektrischen Schaltung. Es ist erwähnenswert, dass die elektrische Schaltung eine andere Betriebsart hat, die als nominal bezeichnet wird. In diesem Modus arbeiten alle Elemente der Schaltung gemäß den optimalen Bedingungen für sie. Diese Bedingungen sind in den Passdaten vom Hersteller angegeben.

Koordinierte (Last) Betriebsart

Jeder Empfänger, der an eine Stromquelle in der Schaltung angeschlossen ist, hat einen bestimmten Widerstand. Ein gutes Beispiel für einen solchen Empfänger kann sein glühbirne. Mit der Anwesenheit von Stress beginnt das Ohmsche Gesetz zu handeln. In diesem Fall besteht die elektromotorische Kraft der Stromquelle aus der Summe der Spannung an den äußeren Abschnitten der Schaltung und dem Innenwiderstand der Quelle. Wenn die Spannung der externen Schaltung abfällt, beeinflusst dies die Spannungsänderung an den Source-Anschlüssen. Und der Spannungsabfall selbst hängt von dem Widerstand und der Stromstärke ab. Mit anderen Worten, die koordinierte (Last-) Betriebsart der elektrischen Schaltung ist der Prozess des Übertragens der Last, bei dem die Leistung die Nennwerte überschreitet. Aber die Verwendung eines solchen Regimes ist irrational, denn wenn die von der Anlage gesetzten Werte für lange Zeit überschritten werden, können die Geräte einfach unbrauchbar werden.

Leerlaufdrehzahlmodus

In dieser Betriebsart befindet sich die elektrische Schaltung in einem nicht geschlossenen Zustand. Einfach ausgedrückt gibt es keinen elektrischen Strom in der Schaltung, daher ist jedes Schaltungselement nicht mit der Stromquelle verbunden. In dieser Situation ist der Spannungsabfall in der internen Schaltung Null und die Quellen-EMK ist gleich der Spannung an den Anschlüssen der Stromversorgung. Mit anderen Worten, wenn im Leerlauf eine Schaltung nicht angeschlossen ist elektrischer Strom, es gibt keinen Belastungswiderstand.

Kurzschlussmodus

Dies ist der Betriebsmodus, der sicher als Notfall bezeichnet werden kann, weil Dadurch wird sichergestellt, dass der normale Betrieb der Schaltung in diesem Modus unmöglich wird, da der Kurzschlussstrom hohe Werte aufweist, die das Nennmaß um ein Vielfaches übersteigen. Ein Kurzschluss tritt auf, wenn zwei verschiedene Punkte der elektrischen Schaltung verbunden sind, in denen die Potentialdifferenz unterschiedlich ist. Mit dieser Position der Kette ist ihr normaler Betrieb gestört. Im Kurzschlussmodus sind die Klemmen in der Stromversorgung durch einen Leiter geschlossen, dessen Widerstand Null ist. Dieser Modus tritt häufig auf, wenn die zwei Drähte, die die Stromversorgung und den Empfänger der Schaltung verbinden, angeschlossen sind. Ihr Widerstand ist im Allgemeinen vernachlässigbar, so dass er gleich Null sein kann. Wegen des fehlenden Widerstandes im Kurzschlußmodus überschreitet der Strom die Nennwerte um ein Vielfaches. Aus diesem Grund können Stromversorgungen und Empfänger für elektrische Schaltungen unbrauchbar werden. In einigen Fällen kann dies passieren, wenn das Personal des Wartungspersonals missbraucht wird.