Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
V tomto článku vysvětlím, jaká je práce elektrického proudu, jaké jednotky měření se pro něj používají a jaké důležité vzorce potřebujete znát.
Jaká je práce elektrického proudu?
Uvažujme obyčejnou baterii. Baterie v podstatě přeměňuje chemickou energii na elektrickou energii elektronů. Pokud jej nyní zapojíme do elektrického obvodu, pak elektrony mohou svou elektrickou energií konat práci, například rozsvítit žárovku.
Pokud chcete vědět, kolik elektrické energie bylo přeměněno na jinou formu energie, musíte spočítat práci elektrického proudu.
Definice pojmu "elektrická práce" a její měrné jednotky.
Práce elektrického proudu [A] vám umožňuje určit, kolik elektrické energie bylo nebo může být přeměněno na jiné formy energie.
Když počítáte práci elektrického proudu, víte, kolik elektrické energie bylo přeměněno na jiné formy energie. A jaké další formy energie mohou být - záleží na situaci (několik příkladů v seznamu níže):
- Váš toustovač přeměňuje elektrickou energii na teplo;
- Když rozsvítíte žárovku, elektrická energie se přemění na světelnou energii;
- Elektrický motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii.
Jednotkou SI práce elektrického proudu je Joule [J], často se také používá jako měrná jednotka Watt-sekunda [W s]. Jeden joule vždy odpovídá jedné wattsekundě. To znamená, 1 J=1 W s .
Další důležitou měrnou jednotkou je kilowatthodina [kWh]. Jedna kilowatthodina se rovná 3 600 000 wattsekundám neboli joulům.
1 kWh=1103Wh=11033600 Ws=3, 610 6Ws=3,6106J.
Užitečný fakt: věděli jste, že elektroinstalace se měří elektroměry instalovanými v našich domech a bytech! Elektroměry měří práci elektrického proudu v kWh.
Jaký vzorec se používá k výpočtu práce elektrického proudu?
Pokud uvedete náboj q do pohybu v jakékoli části elektrického obvodu působením elektrického napětí U, můžete vypočítat elektrickou práci A jako napětí U přivedené na konce této části elektrického obvodu. obvod, vynásobený elektrickým nábojem q, který po něm prošel, tedy: A=Uq .
Vědět, že elektrický náboj, který prošel částí obvodu, lze určit měřením síly proudu a doby jeho průchodu: q=It.Potom lze elektrickou práci A [J] definovat jako napětí U [V] násobené proudem I [A] a násobené časem t [s], tedy: A=UIq .
Práce elektrického proudu na části obvodu se rovná součinu napětí na koncích této části, intenzitě proudu a době, po kterou byla práce vykonána.
O něco později v článku rozebereme dva praktické příklady, které ukáží použití těchto vzorců. Ještě předtím si však krátce zopakujeme pár důležitých vzorců.
Poznámka: Musíte si zapamatovat první dva vzorce. Následující vzorce jsou méně důležité, ale mohou vám být užitečné při řešení určitých problémů.
Další vzorce pro určení práce elektrického proudu.
Ohmův zákon pro úsek obvodu dává do vztahu napětí U a proud I. To nám umožňuje vypočítat elektrickou práci A jiným způsobem.
Podle Ohmova zákona tedy U=IR nebo I=U / R , kde R je elektrický odpor.
Pak můžete tyto vzorce dosadit do A=UIt. Výsledkem budou další vzorce pro nalezení práce elektrického proudu:
- A=I2Rt ;
- A=(U2t ) / R .
Ukázky úkolů
Příklad 1.
Máte baterii, která dodává konstantní napětí 12 V a proud 2,3 A. Pomocí této baterie rozsvítíte žárovku po dobu 1 hodiny. Nyní chcete vědět, kolik bylo provedeno elektrické práce.
Známe vzorec pro určení práce elektrického proudu: A=UIq, pak dostaneme:
A=12 V2,3 A1 h=27,6 Wh .
Abyste měli představu o jednotkách, převeďte výsledek na wattsekundy a jouly
27,6 Wh=27,63600 Ws=99360 Ws=99360 J.
Příklad 2.
Máte 5V baterii. Tato baterie dělá 1010-2 Ws elektrické práce. Potřebujeme vypočítat množství elektrického náboje q pohybujícího se mezi póly baterie.
Známe vzorec pro určení práce elektrického proudu: A=Uq, pak q=A / U. Dosazením hodnot do vzorce dostaneme:
q=1010-2 Ws / 5V=0,02 Cl.