keď prúd preteká cez určitú oblasť elektrický obvod, elektrické pole robí určitú prácu. Toto sa nazýva práca elektrického prúdu. Ak chcete prenášať náboj energie po tomto reťazci, musíte vynaložiť určité množstvo energie. Oznamuje sa príjemcovi, časť energie sa vynaloží na prekonanie odporu drôtov a zdrojov v elektrickom obvode.
To naznačuje, že nie všetka vynaložená energia je distribuovaná efektívne a nie všetko je užitočné. V dôsledku toho nie je vykonaná práca plne účinná. V tomto prípade vzorec bude vyzerať takto: A = U · Q.
U Je napätie na svorkách prijímača a Q Je náboj prenášaný pozdĺž segmentu reťaze. V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy ohmov zákon pre reťazovú sekciu, potom vzorec bude vyzerať takto: R I2 Δt = U I Δt = ΔA.
Podľa tohto vzorca je možné sledovať činnosť zákona o zachovaní energie, ktorá sa uplatňuje na homogénnu časť reťazca.
V roku 1850 otvoril anglický fyzik Joel Prescott, ktorý významne prispel k štúdiu elektrickej energie, nový zákon. Jej podstatou bolo určiť spôsob, akým sa práca elektrického prúdu premieňa na tepelnú energiu. Zároveň iný fyzik - Lenz dokázal urobiť podobný objav a dokázať zákon, a preto bol nazvaný "Zákon Joule-Lenz" na počesť oboch vynikajúcich fyzikov tej doby.
Elektrický prúd
Výkon je ďalšou charakteristikou používanou pri určovaní chodu elektrického prúdu. Toto je druh fyzického množstva, ktorý charakterizuje transformáciu a rýchlosť prenosu energie.
Pri určovaní výkonu elektrického prúdu treba brať do úvahy takýto indikátor ako okamžitý výkon, Je to pomer okamžitých hodnôt týchto indikátorov ako intenzita prúdu a deformácia vo forme výrobku. Tento pomer sa uplatňuje na určitú časť reťazca.
Pri vytváraní akýchkoľvek elektrických obvodov sa berú do úvahy také indikátory ako práca a výkon elektrického prúdu. Spolu s inými zákonmi sú základné, ich nedodržanie povedie k vážnym porušeniam.
Aby sa získal najväčší výkon elektrického prúdu, je potrebné vziať do úvahy charakteristiky generátora, to znamená, že odpor vo vonkajšom obvode nesmie byť väčší a menší ako vnútorný odpor generátora.
Iba v tomto prípade bude účinnosť práce maximálna, pretože inak bude celá energia generátora použitá na prekonanie odporu a všetky práce budú neekonomické. Samozrejme, takýto režim prevádzky môže negatívne ovplyvniť účinnosť celého elektrického obvodu.
Kapacita bilancie –tento výraz práva zachovania energie v elektrickom obvode, Vymedzenie rovnováhy moci znie takto: súčet právomocí spotrebúvaných prijímateľmi sa rovná súčtu právomocí daných zdrojmi, To znamená, že ak zdroj EMF v obvode dáva 100 W, prijímače v tomto obvode spotrebúvajú presne rovnaký výkon.
alebo 
Veríme tento vzťah jednoduchým príkladom.
Najprv zložme obvod a nájdeme ekvivalentný odpor. R2 a R3 sú zapojené paralelne.
Podľa Ohmovho zákona nájdeme zdrojový prúd a napätie pri R 23, berúc do úvahy, že r1 a R23 sú zapojené do série, preto je súčasná sila rovnaká.
Nájdime prúdy I 2 a I 3
Teraz skontrolujeme správnosť pomocou vyváženia výkonu.
Mierny rozdiel v hodnotách je spôsobený zaokrúhlením v priebehu výpočtu.
Pomocou bilancie výkonu môžete testovať nielen jednoduchý obvod, ale aj komplexný. Skontrolujte zložitý obvod článku pomocou spôsobu obrysových prúdov.
Koeficient účinnosti (efektívnosť) - charakteristiku účinnosti systému (zariadenia, stroja) vzhľadom na transformáciu alebo prenos energie. Určuje pomer využiteľnej energie k celkovému množstvu energie prijatej systémom; je zvyčajne označovaný ako η ("to"). Účinnosť je bezrozmerné množstvo a často sa meria v percentách
Definícia [úprava | upraviť wiki-text]
Koeficient účinnosti
Matematicky možno určiť efektívnosť v podobe:
(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q)))
kde - užitočná práca (energia) a Q je spotreba energie.
Ak je účinnosť vyjadrená v percentách, potom sa vypočíta podľa vzorca:
(\\ displaystyle \\ eta = (\\ frac (A) (Q)) 100.)
Podľa zákona o zachovaní energie a v dôsledku neodstrániteľných energetických strát je efektívnosť skutočných systémov vždy nižšia než jednota, to znamená, že nie je možné získať užitočnú prácu viac alebo rovnako ako vynaložená energia.
Účinnosť tepelného motora - pomer dokončenej užitočnej práce motora k energii získanej z ohrievača. Účinnosť tepelného motora sa môže vypočítať podľa tohto vzorca 
N a n y l o p a№ 5 Dátum ____________
Práca a napájanie elektrického obvodu. ( 2 hodiny )
П 00. Profesionálny cyklus
CPD 13.Základy elektrotechniky
učiteľ: AA Guryanov
O pomere elektrických veličín k sebe;
Na určenie práce a výkonu elektrického obvodu
O jednotkách práce a moci.
Vzdelávací cieľ
Vytvoriť študentom dôslednosť, pozornosť, presnosť, zodpovednosť; organizovať svoje vlastné aktivity, vybrať si typické metódy a spôsoby vykonávania odborných úloh, zhodnotiť ich efektívnosť a kvalitu.
Rozvojový cieľ
Vytvorte zručnosti študentov:
Vypočítajte parametre elektrických obvodov;
Ak chcete vybrať zariadenia elektronického inžinierstva, elektrické spotrebiče a zariadenia s určitými parametrami a vlastnosťami.
Typ vzdelávania
vyučovanie
učenie nového materiálu.
Vytvorené kompetencie
PC 1.2. Spolupracovať so špecialistami súvisiaceho profilu pri vývoji metód, nástrojov a technológií pre aplikáciu objektov profesionálnej činnosti.
PC 1.3. Modifikovať jednotlivé moduly informačného systému v súlade s priradením úloh, zdokumentovať vykonané zmeny.
OK 1. Ak chcete pochopiť podstatu a spoločenský význam vašej budúcej profesie, ukázať jej trvalý záujem.
OK 2. Usporiadajte svoje vlastné aktivity, vyberte typické metódy a spôsoby vykonávania odborných úloh, zhodnoťte ich efektivitu a kvalitu.
OK 4. Vyhľadávať a používať informácie potrebné na efektívne plnenie profesionálnych úloh, profesionálneho a osobného rozvoja.
OK 5. Používanie informačných a komunikačných technológií v profesionálnych aktivitách.
Typ vzdelávania
vyučovanie
zmiešaný
Komunikácia medzi subjektmi
matematika, fyzika
zariadenia,
zariadenie
Tutorial, počítač, projektor, obrazovka, interaktívna tabuľa
Štruktúra lekcie.
Organizačný moment.
Aktualizácia poznatkov.
Tvorba nových konceptov a spôsobov konania.
Tvorba zručností.
Výsledok lekcie.
Domáca úloha.
Priebeh lekcie.
1. Organizačný moment.
Účastníci absencie, kontrola domácich úloh, rozprávanie témy a stanovenie cieľov lekcie.
Aktualizácia poznatkov.
Formulujte zákony Kirchhoffa.
3
, Tvorba nových konceptov a spôsobov konania.
Prácu nájdeme elektrickým prúdom prechádzajúcim cez časť elektrického obvodu s napätímU (pozri obrázok).
Už sme si všimli (pozri lekciu 3), že napätie sa rovná práci vykonanej zdrojom EMF pri pohybejednoposteľová poplatok pozdĺž uvažovanej časti reťazca. Ak sa nepohybuje jedno nabíjanie, ale niektoré poplatkyQ , potom prácu vykonanú v rovnakom čase bude v Q krát viac:
A = UQ .
Vyjadrenie poplatku cez prúd a čas, dostaneme
A =UIT.
Na nekonečne malý časdt nekonečne malá práca d = UI dt .
Určte napájanieP ako prácu vykonanú za jednotku času. potom
;
Z týchto vzorcov sa určuje jednotka výkonu a jednotka merania elektrického prúdu:
[ P ] = [ U ] [ ja ] = VA = Bt.
Jednotka výkonu, ktorá sa rovná 1 voltu, vynásobená jedným ampérom, sa nazýva watt (W). Jednotka výkonu, 1000 krát väčšia ako watty, sa nazýva kilowatt (kW).
Práca elektrického prúdu sa meria v jouloch (J):
[ ] = [ P ]·[ t ] = W; s = J.
Joule alebo watt-sekunda je relatívne malá jednotka, takže v praxi sa jednotka často používa 3600 krát väčšia, nazývaná watt-hour (hodina obsahuje 3600 s):
1 W; h = 3600 J.
Watt-hodina (Wh) je teda práca vykonávaná jednorazovým elektrickým zdrojom na jednu hodinu.
Jednotka 1000 krát vyššia sa nazýva kilowatt-hodina (kWh).
1 kW · h = 1000 Wh · h = 3,6 · 10 6 J.C.
Takže výkon sa meria vo wattoch (volt-amperes), kilowatts; Práca sa meria v jouloch, vo wattoch, v kilowattoch.
Práca a výkon elektrického prúdu (282)
V
φ = – 10 V;
φ V = 5 V.
Z bodu k tomuto boduV vsádzka 10C1. Určite množstvo práce.
50 V · A · s
149
150 V · A · s
500 V · A · s
150
Problém nie je určený, pretože medzi bodmi nie je známe žiadne napätieAB
Generátor pri napätí 110 V vytvára prúd 10 A. Určite prácu elektrickéhoprúd na 1 hodinu.
1100 V · Ah
151
110 V · Ah
110 V · A · s
152
prúd v obvode zvýšený o 2 krát, napätie zdroja kleslo o faktor 2. Ako sa menila moc z zdroja?
Znížil 2-krát
Nezmenil sa
153
Zvýšená 2 krát
Generátor pri napätí 110 V vytvára prúd 10 A. Určte výkon vyvinutý generátorom.
1100 W
154
110 kW
110 Wh
155
V priebehu 1 minúty vyjadrenie generátorabotál 3,610b J energie. Určte výkon generátora.
3,6 · 106 W
60 kW
156
600 kW
4. Tvorba zručností.
77. Vyplňte tabuľku.
55 kW1500 W
1,5 MW
0,33 kW
0,12 MW
312 kW
W
kW
kW
W
kW
MW
78. Určte energiu spotrebovanú elektromotorom, ak je prúd v okruhu 6 A a motor je pripojený do siete 220 V.
79. Elektrický motor pripojený k sieti 220 V spotrebuje prúd 6 A. Určte výkon motora a množstvo energie, ktorú spotrebuje počas 8 hodín prevádzky.
5. Výsledok lekcie.
Kontrola výkonu úloh, triedenie, domáce úlohy.
6. Domáca práca.
80. Byt má osem svetelných zdrojov, z ktorých šesť40 wattov horí 6 hodín denne a dva výkony 60 wattov - 8 hodín denne. Koľkomusíte zaplatiť za zapaľovanie všetkých svetiel za mesiac (30 dní) s tarifom3,45. za 1 kWh?
Celá skupina objektov a zariadení, ktoré poskytujú konštantnú a nepretržitú cestu na pohyb elektrického prúdu, možno nazvať elektrickým obvodom.
Napätie a prúdové napätie sú základnými prvkami každého elektrického obvodu. Takéto javy, spolu s inými magnetickými a elektrickými javmi, sú študované vedou, tzv elektrotechniky. Ďalším cieľom tejto vedy je hľadanie možnosti praktických aplikácií a nie iba teoretických štúdií.
Ak vezmeme do úvahy, že v elektrickom obvode existujú rôzne prvky, môžeme povedať, že existuje niekoľko spôsobov prevádzky obvodu. Tieto prvky sú rozdelené do troch hlavných typov: zdroje energie, vodiče a prijímače; Prvé prvky slúžia na výrobu elektriny, prijímače transformujú elektrinu na iné typy elektrickej energie a vodiče prenášajú energiu zo zdrojov do prijímačov. Všetky prvky obvodových zdrojov, vodičov a prijímačov sú zariadenia, bez ktorých nie je možné existenciu elektrického obvodu. Pri absencii jedného z týchto prvkov je prevádzka okruhu jednoducho nemožná. V závislosti od toho, aká štruktúra a aké prvky v obvode sú obsiahnuté, všetky elektrické obvody sú lineárne a nelineárne. V tomto prípade môže byť každý obvod znázornený v obvode, ktorý vám umožní pohodlnejšie pracovať s obvodmi.
Tri režimy prevádzky elektrických obvodov
Ako už bolo uvedené vyššie, elektrický obvod nesie zložitú štruktúru a má veľa zložiek a vetvenia v kompozícii. Niektoré zákony navyše fungujú v reťaziach a na charakterizáciu reťazca koncepty ako sú prúd, odpor, elektromotorická sila a tak ďalej. To všetko prispieva k tomu, že okruh môže pracovať v rôznych režimoch.
Existujú tri prevádzkové režimy obvodu:
- skrat
- stav zaťaženia (zhodný)
- otáčky voľnobehu.
Hlavným rozdielom medzi týmito režimami je úroveň zaťaženia elektrického obvodu. Stojí za zmienku, že elektrický obvod má iný režim prevádzky nazývaný nominálny. V tomto režime fungujú všetky prvky obvodu podľa optimálnych podmienok. Tieto podmienky sú uvedené v pasových údajoch výrobcom.
Koordinovaný (zaťažený) prevádzkový režim
Každý prijímač pripojený k zdroju napájania v obvode má určitý odpor. Dobrý príklad takéhoto prijímača môže byť elektrická žiarovka, S prítomnosťou stresu začína pôsobiť Ohmov zákon. V tomto prípade sa elektromotorická sila prúdového zdroja skladá zo súčtu napätia vo vonkajších častiach obvodu a vnútorného odporu zdroja. Keď napätie vonkajšieho obvodu klesne, má to vplyv na kolísanie napätia na zdrojových svorkách. A samotný pokles napätia závisí od odporu a intenzity prúdu. Inými slovami, koordinovaný režim (zaťaženia) elektrického obvodu je proces prenosu zaťaženia, pri ktorom výkon prevyšuje nominálne hodnoty. Použitie takého režimu je však iracionálne, pretože ak sa hodnoty nastavené v závode dlhodobo prekročia, zariadenia sa jednoducho stanú nepoužiteľnými.
Režim voľnobehu
V tomto režime prevádzky je elektrický okruh v neuzatvorenom stave. Jednoducho povedané, v obvode nie je elektrický prúd, preto nie je každý obvodový prvok pripojený k zdroju prúdu. V tejto situácii je pokles napätia vo vnútornom obvode nulový a zdroj EMF sa rovná napätiu na svorkách napájacieho zdroja. Inými slovami, pri voľnobehu v okruhu, ktorý nie je pripojený elektrického prúdu, nie je odolnosť voči zaťaženiu.
Režim skratu
Toto je režim prevádzky, ktorý môže byť bezpečne nazývaný ako núdzový, pretože zabezpečenie normálnej prevádzky obvodu v tomto režime je nemožné, pretože skratový prúd zobrazuje vysoké hodnoty, ktoré niekoľkokrát prekračujú nominálnu hodnotu. Skrat vzniká, ak sú pripojené dva rôzne body elektrického obvodu, v ktorých je rozdiel potenciálov odlišný. S touto polohou reťaze je narušená jej normálna prevádzka. V režime skratovania sú svorky v napájacom systéme uzatvorené vodičom, ktorého odpor je nulový. Často sa tento režim vyskytuje, keď sú pripojené dva vodiče, ktoré pripájajú napájací zdroj a prijímač obvodu. Ich odolnosť vo všeobecnosti je zanedbateľná, takže môže byť rovná nule. Z dôvodu nedostatočného odporu v režime skratovania prekročí aktuálny počet menovité hodnoty niekoľkokrát. Z tohto dôvodu sa zdroje napájania a prijímače elektrických obvodov môžu stať nepoužiteľnými. V niektorých prípadoch to môže nastať, keď sa zneužije personál obsluhy.