Magandang araw sa iyo! Natutuwa akong makita kang muli sa klase. Ngayon ay pag-uusapan natin ang tungkol sa isang ari-arian agos ng kuryente na maaaring maging kapaki-pakinabang at nakakapinsala. Nabanggit na kanina na upang maglipat ng singil kasama ang isang konduktor ay kinakailangan na gumastos ng isang tiyak na halaga ng enerhiya. Napag-usapan din namin ang pinagmumulan ng enerhiya na ito de-koryenteng circuit ay kasalukuyang mga mapagkukunan. Ngunit saan napupunta ang enerhiya na ito, dahil inililipat lamang ito ng mga electron mula sa punto A hanggang sa punto B at ibibigay ito sa alinman sa mga lattice node ng materyal, o, kung ang elektron ay napakaswerte, ibinabalik nila ito sa kabaligtaran na elektrod ng baterya? Kapansin-pansin kaagad na ang bilang ng mga naturang "masuwerteng" electron ay napakalapit sa zero, iyon ay, ang posibilidad ng isang electron na maabot ang isang bumbilya sa Vladivostok pagkatapos na lumipad mula sa isang socket sa Moscow ay halos zero (oops, what a bakas sa problema). Ito ay maaaring ipaliwanag nang napakasimple: ang emf ng pinagmulan ay palaging bumababa, na nangangahulugan na ang enerhiya ay nawawala sa isang lugar... Ngunit ito ay lalabag sa batas ng konserbasyon ng enerhiya. Tingnan natin ang mga isyung ito!

Sa katunayan, ang enerhiya ay hindi maaaring mawala saanman; Ang mga kasalukuyang mapagkukunan ay gumagana sa prinsipyong ito: ang ilang uri ng enerhiya (kemikal, ilaw, mekanikal, atbp.) ay na-convert sa elektrikal na enerhiya. Nagaganap din ang reverse transformation: ang pag-charge sa baterya ay humahantong sa pagpapanumbalik ng electrolyte, ang bumbilya ay naglalabas ng liwanag, at ang headphone speaker ay naglalabas ng tunog. Ang mga prosesong ito ay nagpapakilala sa pagpapatakbo ng electric current. Para sa kalinawan, tumuon tayo sa isang ordinaryong lamp na maliwanag na maliwanag. Sila ay kilala na umiiral malaking bilang ng: iba't ibang laki at hugis, operating boltahe, ang ilang mga lamp ay kumikinang nang mas maliwanag, ang ilang mga dimmer. Tanging ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay nananatiling hindi nagbabago. Isaalang-alang natin ang panloob na istraktura ng naturang lampara:

Larawan 6.1 – Panloob na istraktura mga maliwanag na lampara

Ang isang ordinaryong bombilya, na sinusubukan nilang palitan ngayon ng isang tinatawag na "nagtitipid ng enerhiya", ay binubuo ng:

• 1. Glass flask.
• 2. Ang lukab ng prasko (inilikas o napuno ng gas).
• 3. Filament (tungsten o haluang metal nito).
• 4. Unang elektrod.
• 5. Pangalawang elektrod.
• 6. Filament holder hook.
• 7. Lamp leg (nagsisilbing holder).
• 8. External connection terminal (kasalukuyang lead), na may fuse sa loob, na nagpoprotekta sa bombilya mula sa pagkalagot kapag nasunog ang filament.
• 9. Base housing (lamp holder sa socket).
• 10. Base insulator (salamin).
• 11. Pangalawang panlabas na pin ng koneksyon (kasalukuyang lead).

Tulad ng madali mong mapapansin, hindi lahat ng mga bahagi ay maaaring mauri bilang ang de-koryenteng bahagi ng lampara (iyon ay, ang bahagi kung saan dumadaloy ang kasalukuyang). Maaari nating sabihin na ang lampara ay binubuo ng isang konduktor, na, sa pamamagitan ng isang espesyal na sistema, ay maaaring konektado sa isang de-koryenteng circuit. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang incandescent lamp ay batay sa epekto ng electromagnetic thermal radiation. Gayunpaman, maaaring magmula ang radiation iba't ibang lugar spectrum: mula infrared hanggang nakikita. Upang matiyak ang radiation sa nakikitang rehiyon ng spectrum, ayon sa batas ni Planck (ang pag-asa ng wavelength ng radiation sa temperatura), kinakailangang piliin ang temperatura kung saan ang karamihan sa puting liwanag ay ibinubuga. Ang kundisyong ito ay nasiyahan sa hanay ng temperatura mula 5500 hanggang 7000 degrees Kelvin. Sa temperatura na 5770K, ang radiation spectrum ng lamp ay mag-tutugma sa radiation spectrum ng Araw, na pinakapamilyar sa mata ng tao.

Gayunpaman, wala sa mga kilalang metal ang makatiis sa pag-init sa ganoong kataas na temperatura. Ang pinaka-refractory na metal, tungsten at osmium, ay may melting point na 34100C (3683K) at 30450C (3318K), ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, ang lahat ng incandescent lamp ay naglalabas lamang ng maputlang dilaw na liwanag, gayunpaman, ang aktwal na pinaghihinalaang kulay ay maaaring masira sa pamamagitan ng pagbagay ng mata sa mga kondisyon ng pag-iilaw. Ang paglabas ng "cool" na puting liwanag ay isa sa mga bentahe ng "energy-saving" lamp sa mga maliwanag na lampara.
Ang isang flask na may gas o vacuum ay kinakailangan upang maprotektahan ang filament mula sa pagkakalantad sa hangin sa atmospera. Ang kapaligiran ng gas ay pangunahing binubuo ng isang halo ng mga inert na gas (isang halo ng nitrogen N2 na may argon Ar ang pinakakaraniwan dahil sa kanilang mababang gastos at malaking molar mass, na binabawasan ang pagkawala ng init na nagmumula dahil sa thermal conductivity). Ang isang espesyal na grupo ay mga halogen incandescent lamp. Ang kanilang pangunahing tampok ay ang pagpapakilala ng mga halogen o kanilang mga compound sa lukab ng prasko. Sa naturang lampara, ang metal na sumingaw mula sa ibabaw ng filament ay pinagsama sa mga halogens, at pagkatapos ay bumalik sa ibabaw ng filament dahil sa thermal decomposition ng nagresultang tambalan. Ang ganitong mga lamp ay may mas mataas na temperatura ng filament, higit na kahusayan at buhay ng serbisyo, mas maliit na laki ng bombilya at iba pang mga pakinabang. Ngunit bumalik tayo sa agos na dumadaloy sa filament...

Sinabi namin kanina yung transfer iisang singil sa isang konduktor mula sa punto A hanggang sa punto B ay isinasagawa sa ilalim ng impluwensya boltahe ng kuryente, na gumagawa ng trabaho. Sa iba't ibang kahulugan boltahe at halaga ng singil, ay isinasagawa iba't ibang gawain Samakatuwid, kinakailangang tantiyahin ang rate ng paglipat ng enerhiya (conversion). Ang dami na ito ay tinatawag kuryente at nailalarawan ang gawaing isinagawa sa bawat yunit ng oras:

Ang gawain ng isang electric current sa panahon ng paglipat ng isang singil ay ayon sa bilang na katumbas ng halaga ng boltahe sa seksyon AB (: ang potensyal na enerhiya ng patlang ay katumbas ng produkto ng potensyal na pagkakaiba ng inilipat na singil), pagkatapos:

Sa pamamagitan ng pagpaparami ng halaga ng kuryente para sa isang singil sa bilang ng mga inilipat na singil, nakukuha namin ang halaga ng kapangyarihan ng kasalukuyang kuryente:

Isinasaalang-alang na ang ratio ng magnitude ng singil sa oras ay katumbas ng magnitude ng dumadaloy na kasalukuyang, nakuha namin:

Halaga ng kuryente sinusukat sa watts(W) o sa volt-amps(VA), gayunpaman, ang mga dami na ito ay hindi magkapareho. Bagaman ang produkto ng kasalukuyang, na ipinahayag sa amperes, at boltahe, na ipinahayag sa volts, ay nagbibigay ng halaga ng volt-amperes, ginagamit ito upang makilala ang isang bahagyang "iba't ibang" kapangyarihan, na isasaalang-alang natin sa ibang pagkakataon, dahil hindi pa ito nauugnay sa ang mga katangiang pinag-aaralan.
Pagkatapos ang gawaing ginawa ng kasalukuyang ay katumbas ng kapangyarihan na pinarami ng oras:

Ang dami ng trabaho na ginawa ng isang electric current ay sinusukat sa joules (J).
Ang paglalapat ng batas ng Ohm at ang mga kahihinatnan nito, nakakakuha tayo ng dalawa pang expression para sa pagkalkula ng kuryente:

Gamit ang mga formula na ito at kilalang halaga alinman sa dalawa sa apat na dami (boltahe, kasalukuyang, paglaban, kapangyarihan), maaari mong mahanap ang natitirang dalawang dami. Bilang karagdagan, ang mga formula na ito ay nagpapahayag ng tinatawag na pare-parehong kapangyarihan. Bilang karagdagan dito, maaari mong makilala agarang kapangyarihan, na maaaring magbago ng halaga nito sa iba't ibang oras:

Karaniwan, upang ihiwalay ang isang dami na nakasalalay sa oras ( agarang halaga) gamit maliit na titik mga titik ng alpabeto, at upang i-highlight ang mga dami na nagpapakilala sa pare-pareho o average na mga halaga - mga kapital. Ang instant na trabaho, siyempre, ay hindi umiiral.

Dapat ding alalahanin na ang mga electron na gumagalaw kasama ang isang konduktor ay nagbanggaan sa mga node ng kristal na sala-sala, na nagbibigay sa kanila ng kanilang enerhiya, na inilabas sa anyo ng init, samakatuwid halos lahat ng elektrikal na enerhiya sa konduktor ay nagiging init, ngunit sa mataas na pag-init. temperatura (electric lamp) ang ilang enerhiya ay ginugugol din sa light radiation.

Bilang karagdagan, dahil sa anumang seksyon ng konduktor mayroong isang conversion ng kapangyarihan sa init, nangangahulugan ito na hindi lahat ng kapangyarihan na inilabas ng pinagmulan (at ito ay katumbas ng kasalukuyang kapangyarihan, sa halip na ang halaga ng boltahe sa Formula 6.1 ito ay kinakailangan upang palitan ang halaga ng source emf) napupunta sa load. Sa electrical engineering, ang isang load ay tinatawag na consumer (receiver) enerhiyang elektrikal, sa kasong ito - isang maliwanag na lampara. Pagkatapos, upang makilala ang kahusayan ng system (aparato, makina, de-koryenteng circuit) na may kaugnayan sa conversion o paghahatid ng enerhiya, ipinakilala namin koepisyent kapaki-pakinabang na aksyon (kahusayan). Ito ay tinutukoy ng ratio ng kapaki-pakinabang na nagamit na enerhiya sa kabuuang dami ng enerhiya na natanggap ng system, kadalasang tinutukoy na η ("ito"). Ang kahusayan ay isang walang sukat na dami at kadalasang sinusukat bilang isang porsyento. Sa matematika, ang kahulugan ng kahusayan ay maaaring isulat bilang:

kung saan ang A ay ang gawaing isinagawa ng mamimili,
Ang Q ay ang enerhiya na ibinigay ng pinagmulan.

Dahil sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang kahusayan ay palaging mas mababa o katumbas ng pagkakaisa, iyon ay, imposibleng makakuha ng mas kapaki-pakinabang na trabaho kaysa sa enerhiya na ginugol.

Ang pagkakaiba ∆Q=A-Q ay tinatawag pagkawala ng kuryente. Mula sa formula 6.3 ay malinaw na ang mga pagkalugi ng kuryente ay tataas sa pagtaas ng resistensya ng konduktor, samakatuwid, upang makakuha ng mas maraming thermal radiation hangga't maaari, ang mga lamp ay gumagamit ng isang manipis na bifilar (double) na spiral, ang paglaban nito ay medyo mataas. Ang thread ay humigit-kumulang 50 microns makapal upang mabayaran ang medyo mababang resistivity ng metal. Kapansin-pansin na ang kahusayan ng mga lamp na maliwanag na maliwanag ay hindi hihigit sa 15%, iyon ay, higit sa 85% ng kapangyarihan ay nawala sa anyo ng init (infrared radiation).

Ito ay nagtatapos sa aming aralin, sana ay nagustuhan mo ito, huwag kalimutang mag-subscribe para sa mga update. paalam na!

Mga gawain para sa araw na ito.

S. N. Kartashov

Ang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit kasama ang mga mamimili. Ika-10–11 baitang

Ang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit kasama ang mga mamimili

S.N.KARTASHOV,
Sa. Mais, rehiyon ng Penza.

Ang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit kasama ang mga mamimili

Paglutas ng matinding problema sa suporta sa computer

Ang mga iminungkahing gawain ay tinatalakay sa mga mag-aaral sa ika-10 at ika-11 na baitang sa isang pulong ng club sa pisika ng paaralan. Nangangailangan sila ng kaalaman sa paksang "Mga Batas" direktang kasalukuyang", ang kakayahang mag-explore ng mga function sa isang extremum gamit ang derivative, pati na rin ang mga kasanayan sa computer programming.

GAWAIN 1. Hanapin ang pag-asa ng kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit sa bilang ng magkatulad na mga mamimili (light bulbs) na konektado sa parallel. EMF ng pinagmulan, ang panloob na pagtutol nito r.

Solusyon

Hayaan ang paglaban ng lahat ng mga bombilya ay pareho R 1 = R 2 = ... = Rn, P- kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit, P 1 – kapangyarihan na inilalabas ng bawat bumbilya. Obvious naman yun P = nP 1 ; P 1 = ako 1 2 R 1 kung saan ako 1 – kasalukuyang dumadaan sa bawat bombilya.

Kasalukuyang lakas sa isang unbranched circuit:

(1)

Ang paglalapat ng unang panuntunan ni Kirchhoff, mayroon kami

(2)

Kung isasaalang-alang ang (2), mayroon tayong kapangyarihan

Kabuuang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit:

(3)

Ito ay madaling makita na kung n, Iyon P 0. Nangangahulugan ito na sa isang walang limitasyong pagtaas sa bilang ng mga bombilya, hindi namin makakamit ang isang walang katapusang pagtaas sa kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit. Sa kabaligtaran, ang kapangyarihan ay magiging zero.

Mula sa pormula (3) ay sumusunod din na kung r 0, pagkatapos P n 2 /R. Iyon ay, kung ang kasalukuyang mapagkukunan ay perpekto ( r= 0), pagkatapos ay tumataas ang kapangyarihan sa direktang proporsyon sa bilang ng mga mamimili sa circuit. Ngunit ang panloob na paglaban ng kasalukuyang mapagkukunan ay hindi maaaring maging zero, samakatuwid imposibleng makamit ang isang walang katapusang pagtaas ng kapangyarihan sa panlabas na circuit sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga mamimili. Sa kabaligtaran, na naabot ang isang maximum, ang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit ay magsisimulang bumaba sa paglaki ng mga mamimili.

Upang makakuha ng kumpletong larawan ng pag-asa sa kapangyarihan R sa bilang ng mga mamimili n, maaari mong hilingin sa mga mag-aaral na bumuo ng isang graph ng dependence P(n) sa computer ( = 20 V, r= 0.5 Ohm, R 1 = 100 Ohm). Sa seksyong "Mga karagdagang materyales" sa website ng pahayagan ibinibigay namin ang ng may-akda programa sa kompyuter WATT upang bumuo ng dependency sa itaas (programming environment QBasic, kompyuter Celeron 1300).

Pagbabago ng panloob na pagtutol r na may pare-pareho at R 1, aming tapusin: kapangyarihan P, na inilabas sa panlabas na circuit, bumababa sa pagtaas r. Nagbabago R 1 na may pare-pareho at r, nagtatapos kami: ang paglaban ng isang bombilya ay nagbibigay ng pinakamataas na kapangyarihan P hindi nakadepende. Ang maximum na ito ay lumilipat sa kanan sa pagtaas R 1 at lumilipat sa kaliwa kapag bumababa R 1 . Ang bilang ng mga lamp sa circuit kung saan ang pinakamataas na kapangyarihan ay sinusunod ay katumbas ng nmax = R 1 /r. Iyon ay, ang kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit ay pinakamataas kung ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan ay katumbas ng panlabas na pagtutol ng circuit: r = R 1 / nmax. Ang mga kinakalkula na resulta ay nasa mahusay na kasunduan sa mga resulta ng susunod, katulad na problema.

GAWAIN 2. Sa anong halaga R Ang kapangyarihan ba ay inilabas sa panlabas na circuit maximum? EMF ng kasalukuyang pinagmulan, panloob na pagtutol r.

Solusyon

Nakukuha namin ang formula ng power dependence P inilabas sa panlabas na circuit mula sa panlabas na pagtutol R at galugarin ang function P(r) hanggang sa sukdulan gamit ang derivative.

Ayon sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit, ang kasalukuyang ako =/(R + r), kapangyarihan na inilabas sa panlabas na circuit:

Magkaiba tayo P Sa pamamagitan ng R:

Hanapin natin ang mga kritikal na punto mula sa kundisyon P" = 0:

(R + r) 2 – 2R(R + r) = 0;

(R + r) · ( R + r – 2R) = 0;

(R + r) · ( r – R) = 0.

Mayroon kaming dalawang kritikal na punto R = –r At R = r. Pero kasi R> 0, pagkatapos R = –r walang saysay. Derivative P" binabago ang sign mula “+” hanggang “–” sa punto R = r, samakatuwid, R = r- pinakamababang punto.

Kaya, ang kapangyarihan ay maximum kung R = r, ibig sabihin. Ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan ay katumbas ng panlabas na pagtutol. Nangangahulugan ito na, na may kaugnayan sa problema 1, ang pinakamataas na kapangyarihan ay sinusunod sa R = r, ngunit dahil paglaban n pare-pareho ang mga lampara R = R 1 /n, Iyon r = R 1 /n, o n = nmax = R 1 /r.

Kalkulahin natin ang pinakamataas na kapangyarihan gamit ang formula (3) at ang kundisyon r = R 1 /n:

(4)

Sa = 12 V, r= 0.4 Ohm at R 1 = 20 Ohm mayroon kami nmax = R 1 /r= 50 lamp.

Ayon sa formula (4), Pmax= 90 W. Ang lahat ng ito ay lubos na sumasang-ayon sa mga resulta ng eksperimento sa computer. Bilang karagdagan, sumusunod mula sa formula na ito na ang maximum na kapangyarihan ay nakasalalay sa panloob na pagtutol sa kabaligtaran na proporsyon, na madaling i-verify gamit ang isang computer program WATT, na ibinigay sa website ng pahayagan.

Sa konklusyon, dapat sabihin na ang lahat ng mga kalkulasyon sa itaas, pati na rin ang mga resulta na nakuha gamit ang isang computer program para sa DC circuits, ay may bisa din para sa AC circuits.

Ang isang mas modernong diskarte ay posible kung gumamit ka ng isang talahanayan para sa pagmomodelo Microsoft Excel. Kung R ay ang panlabas na pagtutol ng circuit, kung gayon Bumuo tayo ng graph para sa parehong data: 1 = 20 V, r= 0.5 Ohm, iba-iba R mula 0.1 hanggang 2.7 Ohm sa 0.1 Ohm na mga hakbang. Upang gawin ito, ilagay ang formula =$B$1^2*A4/(A4+$B$2)^2 sa cell B4 at kopyahin ito sa mga cell B5–B30. Mga graph na binuo gamit ang isang talahanayan Excel at mga programa WATT nag-tutugma (ang maximum na kapangyarihan ng 200 W ay nakuha kung ang panlabas na pagtutol ng circuit ay katumbas ng panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan). Sa seksyong "Mga karagdagang materyales" para sa No. 9/2008 sa website ng pahayagan mayroong isang programa na "Power", katulad ng programa WATT, ngunit sa isang mas advanced na wika VisualBasic 6.0, ang resulta ng pagkalkula gamit ito, pati na rin ang talahanayan Microsoft Excel.

Sergey Nikolaevich Kartashov– guro ng pisika ng pinakamataas na kategorya ng kwalipikasyon, nagtapos sa departamento ng pisika ng Moscow State Pedagogical University. V.I.Lenin 1993. Karanasan sa pagtuturo 14 na taon. Ang mga estudyante ni Sergei Vladimirovich ay tumatanggap ng mga premyo sa mga rehiyonal na Olympiad sa pisika at matematika. Pedagogical credo: pagmomodelo ng mga pisikal na proseso sa isang computer, indibidwal na trabaho kasama ang malalakas na anak. Ang isa ay nagtapos mula sa departamento ng pisika ng Moscow State University. M.V. Lomonosov, isa pang nag-aaral sa Unibersidad. N.E. Noong 2002, si Sergei Vladimirovich ay iginawad ng isang diploma ng karangalan mula sa Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russian Federation. May asawa, anak na lalaki 3.5 taong gulang. Mga libangan: chess, paglutas ng mga problema sa Olympiad sa pisika at matematika, pagluluto.

Ang lahat ng mga aparato, instrumento, mekanismo at instalasyon na nagpapatakbo at gumagalaw sa tulong ng kuryente ay tinatawag na mga consumer ng kuryente. Kung mas malaki ang dami ng kuryenteng natupok sa isang yugto ng panahon na katumbas ng isang segundo, mas malaki ang dami ng trabahong ginagawa ng isa o ibang mamimili. Karamihan pangunahing katangian ang anumang pag-install o makina na idinisenyo upang magsagawa ng anumang gawain ay tinatawag na kapangyarihan.

Kasalukuyang kapangyarihan Ito ang dami ng kuryenteng natupok bawat segundo. Upang matukoy ang kapangyarihan, pinarami namin ang boltahe kung saan nagpapatakbo ang mamimili sa pamamagitan ng boltahe na dumadaan dito.

Pagkalkula ng kapangyarihan

Alam ng lahat na ang boltahe na inilapat sa consumer ay nangangahulugang ang dami ng trabaho na ginawa ng electric field kapag naglilipat ng isang coulomb ng kuryente sa pamamagitan ng consumer. Ang bilang ng mga coulomb na dumaan sa isang segundo ay ipinahayag ng kasalukuyang, na sinusukat sa amperes. Kapag pinarami natin ang gawaing ginawa sa lahat ng pagsingil sa bilang ng mga pagsingil na ito na lumipas sa isang segundo, matatapos natin ang lahat ng gawain electric field para sa panahong ito. Sa katunayan, ito ang magiging konsumo ng kuryente ng ito o ang device na iyon. Ang pagsukat ay isinasagawa sa watts at kilowatts.

Power unit ipinangalan sa Ingles na mekaniko - imbentor na si James Watt (Watt) (1736 - 1819), ang lumikha ng unibersal na makina ng singaw.

Ang isang watt ay ang kapangyarihan na inilabas sa isang konduktor kapag ang boltahe ng electric field sa mga dulo ng konduktor ay isang bolta at ang kasalukuyang nasa konduktor ay isang bolta. Ang 1000 watts ay tinatawag na 1 kilowatt (kW).

Mayroong dalawang pangunahing uri ng kapangyarihan

• Aktibong elektrikal - ay hindi mababawi na na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya (liwanag, thermal, mekanikal, atbp.). Sinusukat sa watts, kilowatts, megawatts;
• Ang reaktibong elektrikal ay isang dami na nailalarawan ng tulad ng isang de-koryenteng pagkarga na nilikha ng mga mamimili sa pamamagitan ng pagbabagu-bago sa enerhiya ng electromagnetic field. Karaniwan para sa mga makina. Ang yunit ng pagsukat ay volt-ampere reactive (VAr).

Mayroong isang bagay bilang pinahihintulutang kabuuang kapangyarihan. Tinutukoy nito ang bilang ng mga mamimili na maaaring sabay na konektado sa network at depende sa teknikal na katangian mga network. Ang sabay-sabay na koneksyon ng isang kabuuang kapangyarihan na lumampas sa pamantayan ay hindi pinahihintulutan. Ito ay maaaring humantong sa isang pagtaas sa kasalukuyang lakas, overloading ang mga kable,.

Paano matukoy ang kasalukuyang kapangyarihan

Sa mga kondisyon sa tahanan, ang natupok na kuryente ay sinusukat gamit ang isang metro ng kuryente. Habang dumadaan ang kasalukuyang sa metro, umiikot sa loob ang isang magaan na aluminum disk. Ang disk ay umiikot sa bilis na proporsyonal sa boltahe at puwersa. Ang bilang ng mga rebolusyon na ginawa sa isang tiyak na tagal ng oras ay nagpapakita ng kasalukuyang gawaing isinagawa sa panahong ito. Ang kasalukuyang trabaho ay sinusukat sa kilowatt na oras (kW/h).

Kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa isang homogenous na seksyon ng circuit electric field gumagawa ng trabaho. Sa panahon Δ t Ang singil Δ ay dumadaloy sa circuit q = ako Δ t. Gumagana ang electric field sa isang napiling lugar

pagpapahayag ng batas ng Ohm para sa isang homogenous na seksyon ng isang circuit na may resistensya R, multiply sa akoΔ t, pagkatapos ay makuha namin ang kaugnayan

Ang batas ng pag-convert ng gawain ng kasalukuyang sa init ay itinatag ng eksperimento nang nakapag-iisa sa isa't isa nina J. Joule at Emilius Lenz at tinawag na Batas ng Joule-Lenz .

Ang kapangyarihan ng electric current ay katumbas ng ratio ng kasalukuyang gawain Δ A sa pagitan ng oras Δ t kung saan natapos ang gawaing ito:

Ang gawaing ginawa ng electric current sa SI ay ipinahayag sa Joules (J), kapangyarihan - sa Wattah (W)

Isaalang-alang natin ngayon ang isang kumpletong DC circuit na binubuo ng isang pinagmulan na may puwersa ng electromotive At panloob na pagtutol r at isang panlabas na homogenous na lugar na may paglaban R. Ang batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit ay nakasulat bilang

Ang unang termino sa kaliwang bahagi ay Δ Q = R ako 2Δ t- init na inilabas sa panlabas na seksyon ng circuit sa oras na Δ t, ikalawang termino Δ Q ist = r ako 2Δ t- init na inilabas sa loob ng pinagmulan sa parehong oras.

Pagpapahayag akoΔ t katumbas ng gawain ng mga panlabas na pwersa Δ A st, kumikilos sa loob ng pinagmulan.

Kapag ang electric current ay dumadaloy sa isang closed circuit, ang gawaing ginagawa ng mga panlabas na pwersa ay Δ A stna-convert sa init na inilabas sa panlabas na circuit (Δ Q) at sa loob ng pinagmulan (Δ Q ist) .

Δ Q + Δ Q ist = Δ A st = akoΔ

Dapat tandaan na ang ratio na ito ay hindi kasama ang gawain ng electric field. Kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa isang closed circuit, ang electric field ay hindi gumagana; kaya lang ang init ay nagagawa lamang ng mga panlabas na puwersa, kumikilos sa loob ng pinagmulan. Ang papel ng electric field ay nabawasan sa muling pamamahagi ng init sa pagitan ng iba't ibang mga seksyon ng circuit.

Ang panlabas na circuit ay maaaring hindi lamang isang konduktor na may paglaban R, ngunit gayundin ang anumang device na kumukonsumo ng kuryente, halimbawa, isang DC motor. Sa kasong ito, sa ilalim R kailangan maintindihan katumbas na paglaban sa pagkarga . Ang enerhiya na inilabas sa panlabas na circuit ay maaaring bahagyang o ganap na ma-convert hindi lamang sa init, kundi pati na rin sa iba pang mga uri ng enerhiya, halimbawa, gawaing mekanikal ginagawa ng isang de-koryenteng motor. Samakatuwid, ang tanong ng paggamit ng enerhiya ng isang kasalukuyang mapagkukunan ay may malaking praktikal na kahalagahan.

Ang kabuuang kapangyarihan ng pinagmulan, iyon ay, ang gawaing ginawa ng mga panlabas na puwersa sa bawat yunit ng oras, ay katumbas ng

Ang kapangyarihan ay inilabas sa panlabas na circuit

Pantay ang ratio

tinawag kahusayan ng pinagmulan .

Sa Fig. Ang 1.11.1 ay graphic na nagpapakita ng mga dependences ng source power P ist, kapaki-pakinabang na kapangyarihan P, na inilabas sa panlabas na circuit, at ang kahusayan η mula sa kasalukuyang sa circuit ako para sa isang pinagmulan na may emf na katumbas ng , at panloob na pagtutol r. Ang kasalukuyang sa circuit ay maaaring mag-iba mula sa ako= 0 (sa ) hanggang (sa R = 0).

Mula sa mga graph sa itaas ay malinaw na ang pinakamataas na kapangyarihan sa panlabas na circuit P max , katumbas ng

nakamit sa R = r. Sa kasong ito, ang kasalukuyang sa circuit

at ang kahusayan ng pinagmulan ay 50%. Ang pinakamataas na halaga ng kahusayan ng pinagmulan ay nakakamit sa ako→ 0, ibig sabihin, kapag R→ ∞. Sa kaso ng maikling circuit, kapaki-pakinabang na kapangyarihan P= 0 at ang lahat ng kapangyarihan ay inilabas sa loob ng pinagmulan, na maaaring humantong sa sobrang pag-init at pagkasira nito. Ang kahusayan ng pinagmulan ay napupunta sa zero.