Quand courant  circule dans une certaine zone circuit électrique, champ électrique  fait un certain travail. C'est ce qu'on appelle le travail d'un courant électrique. Pour transférer la charge d'énergie le long de cette chaîne, vous devez dépenser une certaine quantité d'énergie. Il est rapporté au récepteur qu'une partie de l'énergie est dépensée pour surmonter la résistance des fils et des sources dans le circuit électrique.

Cela suggère que toute l'énergie dépensée n'est pas distribuée efficacement et que tout n'est pas utile. Par conséquent, le travail effectué n'est pas entièrement efficace. Dans ce cas, la formule ressemblera à ceci: A = U · Q.

U  Est la tension aux bornes du récepteur, et Q  Une charge est-elle transportée le long du segment de chaîne? Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte la loi d'Ohm pour une section de chaîne, alors la formule ressemblera à ceci: R I2 Δt = U I Δt = ΔA.

Selon cette formule, il est possible de suivre l'action de la loi de conservation de l'énergie, qui est appliquée à une partie homogène de la chaîne.

En 1850, le physicien anglais Joel Prescott, qui a apporté une contribution significative à l'étude de l'électricité, a ouvert une nouvelle loi. Son essence était de déterminer les façons dont le travail d'un courant électrique est converti en énergie thermique. En même temps, un autre physicien - Lenz a pu faire une découverte similaire et prouver la loi, ainsi il a été appelé la «Loi de Joule-Lenz», en l'honneur des deux physiciens exceptionnels de l'époque.

Courant électrique

La puissance est une autre caractéristique utilisée pour déterminer le fonctionnement d'un courant électrique. C'est une sorte de quantité physique qui caractérise la transformation et la vitesse du transfert d'énergie.

Lors de la détermination de la puissance d'un courant électrique, il faut prendre en compte un tel indicateur puissance instantanée. C'est le rapport des valeurs instantanées de tels indicateurs comme l'intensité actuelle et la déformation sous la forme d'un produit. Ce rapport est appliqué à une section particulière de la chaîne.

Des indicateurs tels que le travail et la puissance du courant électrique sont pris en compte lors de la création de circuits électriques. Avec d'autres lois, ils sont fondamentaux, leur non-respect entraînera des violations graves.

Afin d'obtenir la plus grande puissance de courant électrique, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques du générateur, c'est-à-dire que la résistance dans le circuit externe ne doit pas être supérieure ni inférieure à la résistance interne du générateur.

Seulement dans ce cas, l'efficacité du travail sera maximale, car sinon toute l'énergie du générateur sera dépensée pour surmonter la résistance, et tout le travail sera non rentable. Naturellement, un tel schéma de fonctionnement peut affecter négativement l'efficacité de l'ensemble du circuit électrique.

Bilan de capacité –cette expression de la loi de conservation de l'énergie, dans le circuit électrique. La définition de l'équilibre des pouvoirs est la suivante: la somme des pouvoirs consommés par les récepteurs est égale à la somme des pouvoirs attribués par les sources. C'est-à-dire que si la source de CEM dans le circuit donne 100 W, les récepteurs de ce circuit consomment exactement la même puissance.

Ou

Laissez-nous vérifier cette relation par un exemple simple.

Premièrement, nous plions le circuit et trouvons la résistance équivalente. R 2 et R 3 sont connectés en parallèle.

Nous allons trouver, selon la loi d'Ohm, le courant de la source et la tension à R 23, en tenant compte que r 1 et R 23 sont connectés en série, donc la force du courant est la même.

Trouvons les courants I 2 et I 3

Maintenant, nous allons vérifier l'exactitude avec l'aide de l'équilibre de puissance.

Une légère différence dans les valeurs est due à l'arrondissement au cours du calcul.

En utilisant une balance de puissance, vous pouvez tester non seulement un circuit simple, mais aussi un circuit complexe. Vérifions le circuit complexe de l'article par la méthode des courants de contour.

Coefficient d'efficacité (Efficacité) - une caractéristique de l'efficacité du système (appareil, machine) par rapport à la transformation ou la transmission d'énergie. Il est déterminé par le rapport de l'énergie utile utilisée à la quantité totale d'énergie reçue par le système; est généralement désigné par η ("this"). L'efficacité est une quantité sans dimension et est souvent mesurée en pourcentages

Définition éditer le wiki-texte]

Coefficient d'efficacité

Mathématiquement, la détermination de l'efficacité peut être écrite sous la forme:

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

où Un  - travail utile (énergie), et Q  est l'énergie dépensée.

Si l'efficacité est exprimée en pourcentage, alors elle est calculée par la formule:

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

En vertu de la loi de conservation de l'énergie et à la suite de pertes d'énergie inamovibles, l'efficacité des systèmes réels est toujours inférieure à l'unité, c'est-à-dire qu'il est impossible d'obtenir travail utile  plus ou autant que l'énergie dépensée.

Efficacité du moteur thermique  - le rapport entre le travail utile accompli du moteur et l'énergie reçue du réchauffeur. L'efficacité d'un moteur thermique peut être calculée par la formule suivante

Planificateur№ 5 Date ____________

Travail et puissance dans le circuit électrique. ( 2 heures )

П 00. Cycle professionnel

CPD 13.Principes fondamentaux du génie électrique

Enseignant   AA Guryanov

Sur le rapport des quantités électriques entre elles;

Sur la détermination du travail et de la puissance dans le circuit électrique

A propos des unités de travail et du pouvoir.

Objectif éducatif

Former des étudiants assiduité, attention, exactitude, responsabilité; organiser leurs propres activités, choisir des méthodes et des méthodes typiques pour accomplir des tâches professionnelles, évaluer leur efficacité et leur qualité.

Objectif en développement

Former les compétences des étudiants:

Calculer les paramètres des circuits électriques;

Pour sélectionner des dispositifs d'ingénierie électronique, appareils électriques  et équipement avec certains paramètres et caractéristiques.

Type d'éducation

occupations

apprendre de nouveaux matériaux.

Compétences formées

PC 1.2. Interagir avec des spécialistes d'un profil connexe dans le développement de méthodes, d'outils et de technologies pour l'application d'objets d'activité professionnelle.

PC 1.3. Modifier les modules individuels du système d'information en fonction de l'affectation des tâches, documenter les modifications apportées.

OK 1. Pour comprendre l'essence et la signification sociale de votre future profession, pour montrer un intérêt constant pour elle.

OK 2. Organisez vos propres activités, choisissez des méthodes typiques et des façons d'effectuer des tâches professionnelles, évaluez leur efficacité et leur qualité.

OK 4. Pour rechercher et utiliser les informations nécessaires à l'exécution efficace des tâches professionnelles, le développement professionnel et personnel.

OK 5. Utiliser les technologies de l'information et de la communication dans les activités professionnelles.

Type d'éducation

occupations

mélangé

Communication intersubject

mathématiques, physique

Équipement,

équipement

Tutoriel, ordinateur, projecteur, écran, tableau blanc interactif

La structure de la leçon

Moment organisationnel

Mise à jour des connaissances

Formation de nouveaux concepts et méthodes d'action.

Formation de compétences.

Le résultat de la leçon

Devoirs

Le cours de la leçon

1. Moment organisationnel.

Absents comptables, vérifier les devoirs, raconter le sujet et définir les objectifs de la leçon.

2. Mise à jour des connaissances.

Formuler les lois de Kirchhoff.

3. Formation de nouveaux concepts et méthodes d'action.

Nous allons trouver le travail fait par un courant électrique circulant à travers une section d'un circuit électrique avec tensionU   (voir la figure).

Nous avons déjà noté (voir leçon 3) que la tension est égale au travail effectué par la source EMF lors du déplacementseul   charger le long de la partie considérée de la chaîne. Si pas une seule charge se déplace, mais une chargeQ ,   alors le travail fait en même tempsUn   sera dans Q   fois plus:

A = UQ .

Exprimer la charge à travers le courant et l'heure, nous obtenons

A =UIt.

Pour un temps infiniment petitdt   infiniment petit travail dUn = UI dt .

Déterminer la puissanceP   comme un travail effectué par unité de temps. Alors

;

A partir de ces formules, l'unité de puissance et l'unité de mesure du courant électrique sont déterminées:

[ P ] = [ U ] [ Je ] = Dans leA = Bt.

Alimentation unité de mesure égale à un volt, multiplié par un ampère appelé watt (W). Une unité de puissance, 1000 fois plus grande que les watts, est appelée un kilowatt (kW).

Le travail d'un courant électrique est mesuré en joules (J):

[ Un ] = [ P ]·[ t ] = W · s = J.

Joules ou watt-secondes - une unité relativement petite, dans la pratique unité utilisée fréquemment en 3600 fois plus, ce qui est appelé le watt-heure (heure contient 3600 secondes):

1 W · h = 3600 J.

Ainsi, le watt-heure (Wh) - est le travail effectué par la source de la production d'énergie électrique par watt pendant une heure.

Une unité de 1000 fois plus grande est appelée un kilowatt-heure (kWh).

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

Ainsi, la puissance est mesurée en watts (volts-ampères), en kilowatts; Le travail est mesuré en joules, watts-heures, kilowattheures.

Travail et puissance du courant électrique (282)

Un Dans le

φ Un = – 10 V;

φ Dans le = 5 V.

Du pointUn   au pointDans le   la charge de 10 Cl. Déterminer la quantité de travail.

50 V · A · s

149

150 V · A · s

500 V · A · s

150

Le problème n'est pas déterminé, car il n'y a pas de tension connue entre les pointsAB

Générateur à une tension de 110 V génère un courant de 10 A. Spécifier l'opération électriquecourant pendant 1 heure.

1100 V · Ah

151

110 V · Ah

110 V · A · s

152

Courant  dans le circuit augmenté de 2 fois, la tension de la source diminue d'un facteur 2. Comment le pouvoir donné par la source a-t-il changé?

Diminué 2 fois

N'a pas changé

153

Augmenté 2 fois

Générateur à une tension de 110 V génère un courant de 10 A. Déterminer la puissance développée par le générateur.

1100 W

154

110 kW

110 Wh

155

Dans 1 min l'expression du générateurbotuliqueb  J énergie. Déterminez la puissance générée par le générateur.

3,6 · 106   W

60 kW

156

600 kW

4. Formation de compétences.

77.   Remplissez le tableau.

  55 kW

1500 W

1,5 MW

0,33 kW

0,12 MW

312 kW

W

KW

KW

W

KW

MW

78.   Déterminer la puissance consommée par le moteur électrique lorsque le courant dans le circuit A est 6, et le moteur est inclus dans la tension de réseau de 220 V.

79. Un moteur électrique connecté à un réseau de 220 V consomme 6 A. Déterminer la puissance du moteur et la quantité d'énergie qu'il consomme en 8 heures de fonctionnement.

5. Le résultat de la leçon.

Vérifier l'exécution des tâches, le classement, les devoirs.

6. Devoirs.

80.   L'appartement a huit lampes, dont six sont40 watts brûlent 6 heures par jour, et deux puissances de 60 watts - 8 heures par jour. Combien?vous devez payer pour brûler toutes les lampes pour un mois (30 jours) avec le tarif3,45 р. pour 1 kWh?

La totalité des objets et dispositifs qui fournissent un chemin constant et continu pour le mouvement du courant électrique peut être appelé un circuit électrique.

La tension et l'intensité sont les éléments essentiels de chaque circuit électrique. De tels phénomènes, ainsi que d'autres phénomènes magnétiques et électriques, sont étudiés par la science, appelée génie électrique. Un autre objectif de cette science est la recherche de la possibilité d'applications pratiques, et pas seulement l'étude théorique.

Si l'on considère qu'il y a différents éléments dans le circuit électrique, alors on peut dire qu'il y a plusieurs modes de fonctionnement du circuit. Ces éléments sont divisés en trois types principaux: les sources d'énergie, les conducteurs et les récepteurs; Les premiers éléments servent à produire de l'électricité, les récepteurs transforment l'électricité en d'autres types d'électricité et les conducteurs transmettent l'énergie des sources aux récepteurs. Tous les éléments du circuit - sources de courant, conducteurs et récepteurs - sont des appareils sans lesquels l'existence d'un circuit électrique est impossible. En l'absence de l'un de ces éléments, le fonctionnement du circuit est tout simplement impossible. Selon la structure et les éléments contenus dans le circuit, tous les circuits électriques sont linéaires et non linéaires. Dans ce cas, chaque circuit peut être représenté dans un circuit, ce qui vous permet de rendre le travail avec les circuits plus pratique.

Trois modes de fonctionnement des circuits électriques

Comme déjà mentionné ci-dessus, le circuit électrique porte une structure complexe et présente de nombreux éléments différents et des ramifications dans la composition. De plus, certaines lois fonctionnent en chaîne, et pour caractériser la chaîne, des concepts tels que le courant, la résistance, force électromotrice  et ainsi de suite. Tout cela contribue au fait que le circuit peut fonctionner dans différents modes.

Il y a trois modes de fonctionnement du circuit:

• court-circuit
• condition de charge (appariée)
• ralenti.

La principale différence entre ces modes est le niveau de charge sur le circuit électrique. Il est à noter que le circuit électrique a un autre mode de fonctionnement, appelé nominal. Dans ce mode, tous les éléments du circuit fonctionnent selon les conditions optimales pour eux. Ces conditions sont indiquées dans les données de passeport par le fabricant.

Mode de fonctionnement coordonné (charge)

Tout récepteur connecté à une source d'alimentation dans le circuit a une certaine résistance. Un bon exemple d'un tel récepteur peut être ampoule électrique. Avec la présence du stress, la loi d'Ohm commence à agir. Dans ce cas, la force électromotrice de la source de courant est composée de la somme de la tension aux sections extérieures du circuit et de la résistance interne de la source. Lorsque la tension du circuit externe diminue, cela affecte la variation de tension aux bornes de la source. Et la chute de tension elle-même dépend de la résistance et de l'intensité. En d'autres termes, le mode de fonctionnement coordonné (charge) du circuit électrique est le processus de transfert de la charge, dans lequel la puissance dépasse les valeurs nominales. Mais l'utilisation d'un tel régime est irrationnelle, car si les valeurs fixées par l'usine sont dépassées pendant une longue période, les dispositifs peuvent simplement devenir inutilisables.

Mode de ralenti

Dans ce mode de fonctionnement, le circuit électrique est dans un état non fermé. Autrement dit, il n'y a pas de courant électrique dans le circuit, par conséquent, chaque élément du circuit n'est pas connecté à la source de courant. Dans cette situation, la chute de tension dans le circuit interne est nulle, et la source EMF est égale à la tension aux bornes de l'alimentation. En d'autres termes, au ralenti dans un circuit non connecté à courant électrique, il n'y a pas de résistance à la charge.

Mode court-circuit

C'est le mode de fonctionnement qui peut être appelé en urgence, car s'assurer que le fonctionnement normal du circuit dans ce mode devient impossible, car le courant de court-circuit présente des valeurs élevées qui dépassent plusieurs fois le nominal. Un court-circuit se produit lorsque deux points différents du circuit électrique sont connectés, dans lequel la différence de potentiel est différente. Avec cette position de la chaîne, son fonctionnement normal est perturbé. En mode court-circuit, les bornes de l'alimentation sont fermées par un conducteur dont la résistance est nulle. Souvent, ce mode se produit lorsque les deux fils reliant l'alimentation et le récepteur du circuit sont connectés. Leur résistance, en général, est négligeable, donc elle peut être assimilée à zéro. En raison du manque de résistance en mode court-circuit, le courant dépasse plusieurs fois les valeurs nominales. Pour cette raison, les alimentations et les récepteurs des circuits électriques peuvent devenir inutilisables. Dans certains cas, cela peut se produire lorsque le personnel du personnel d'entretien est mal utilisé.