РАБОТА И МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Рассмотрим такие понятия, работа и мощность электрического тока. Под действием химических сил в первичных элементах и аккумуляторах или, как говорят, в результате действия ЭДС (Е) в источнике питания, замкнутом на внешнюю цепь, непрерывно происходит разделение электрических зарядов. Работа (обозначение А) перемещения электрического заряда q, совершаемая за время t в источнике питания согласно схемы:
Электрическая цепь
химическими (или другими неэлектрическими) силами, согласно формуле F = Fl = Eql, будет:

А = Eq.

Имея в виду, что

q=It,

выразим работу или электрическую энергию (W), полученную за счет преобразования, например, химической энергии:

А = W = EIt.

По закону сохранения энергии полученная электрическая энергия за это же время «расходуется» (т.е. преобразуется в другие виды энергии) в участках электрической цепи.

Работа по перемещению заряда во внешнем участке цепи, т.е. в приемнике (обозначение А) будет равна электрической энергии W1, преобразуемой в приемнике в другие виды энергии, и согласно формулы U = A/q

A=Uq=W1

или

W1=UIt

где U = UAB — напряжение на внешнем участке цепи АБ, рав­ное напряжению на зажимах источника питания (когда из текста или схемы ясно, какое напряжение на внешнем участке имеется в виду, то индексов (АБ) можно не ставить). Другая часть энер­гии Wo «теряется» (преобразуется в тепло) внутри источника. По закону сохранения энергии

W0 = W — W = (E — U) It

или

W0=U0It,

где Uо представляет собой разность между ЭДС и напряжением на зажимах генератора и называется внутренним падением напряжения. Таким образом,

U0 = E — U,

откуда

E = U + U0,

т.е. ЭДС генератора равна сумме напряжения на зажимах ге­нератора и внутреннего падения напряжения.

Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа, называется мощностью (обозначение Р). Таким об­разом, мощность есть отношение произведенной работы ко вре­мени, в течение которого она совершалась, т. е.

Р = A/t.

Величина, характеризующая скорость, с которой химическая или другая энергия преобразуется в источнике питания в элек­трическую, называется мощностью генератора

P = EIt/t = EI.

Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в потребителе в другие виды энергии, называется мощностью потребителя

Р = UIt/t = UI.

Мощность, характеризующая непроизводительный расход электрической энергии, например внутри генератора, называется мощностью потерь

Р = UI.

Pг = P + P0

По закону сохранения энергии мощность генератора равна сумме мощностей потребителя и мощности потерь в генераторе, т.е.
P = P + P0
Если в электрической цепи несколько генераторов и потреби­телей, то

Рг = ЕР + ЕР0.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *