0 0 0
Личный кабинет Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Мощность электрического тока

Содержание

    Работа электрического тока в цепи определяется по формулам: $A = Uq$ и $A = UIt$. Но часто, кроме самой работы, нам важна скорость ее выполнения. В механике у нас была такая величина — мощность

    Что называют мощностью? Как рассчитать мощность? 

    Мощность — это физическая величина, равная отношению работы ко времени, за которое она была совершена. Она определяется по формуле: $N = \frac{A}{t}$.

    На данном уроке мы рассмотрим мощность как величину, характеризующую работу именно электрического тока.

    Мощность тока и ее связь с напряжением и силой тока

    В электричестве мощность обозначается буквой $P$, а не $N$. При этом смысл этой величины остается тем же. Эта величина численно равна работе, которая совершается в единицу времени:
    $P = \frac{A}{t}$, где $P$ — мощность электрического тока.

    Как рассчитать мощность электрического тока через напряжение и силу тока?

    Вы уже знаете, что работа электрического тока определяется по формуле: $A = UIt$. Подставим это выражение в определение мощности:
    $P = \frac{A}{t} = \frac{UIt}{t} = UI$.

    Мощность электрического тока — это величина, численно равная произведению напряжения на силу тока:
    $P = UI$.

    Единицы измерения мощности тока

    Что принимают за единицу мощности?

    Единицей мощности является $1 \space ватт$ ($Вт$).

    Из формулы $P = \frac{A}{t}$ мы получим, что $1 \space Вт = 1 \frac{Дж}{с}$.

    Как выражается единица мощности через единицы напряжения и силы тока?

    Из формулы $P = UI$ следует:

    $1 \space ватт = 1 \space вольт \cdot 1 \space ампер$,
    $1 \space Вт = 1 \space В \cdot А$.

    Кратные единицы мощности

    На практике часто используют кратные единицы мощности для удобства. К ним относятся гектоватт ($гВт$), киловатт ($кВт$) и мегаватт ($МВт$).

    $1 \space гВт = 100 \space Вт$,
    $1 \space кВт = 1000 \space Вт$,
    $1 \space МВт = 1 \space 000 \space 000 \space Вт$.

    Измерение мощности электрического тока

    Мощность электрического тока напрямую зависит от напряжения и силы тока в цепи. Соответственно, для того, чтобы определить мощность тока, нам понадобится два прибора: амперметр и вольтметр. Умножив показания этих приборов друг на друга, мы получим численное значение мощности.

    Также для измерения мощности напрямую существуют специальные приборы — ваттметры (рисунок 1). Они непосредственно измеряют мощность электрического тока в цепи.

    Рисунок 1. Лабораторный ваттметр

    Мощность, потребляемая некоторыми приборами

    В таблице 1 представлены значения мощности для некоторых приборов. Для бытовых приборов она всегда указывается в паспорте каждого устройства.

    УстройствоПотребляемая мощность $P$, $Вт$
    Лампа карманного фонаря1
    Лампа накаливания40-200
    Холодильник160
    Кондиционер800
    Утюг1200-2200
    Стиральная машина2200
    Пылесос1500-3000
    Лампа звезды башни Кремля5000
    Электропоезд6 500 000
    Таблица 1. Значения мощности тока для некоторых приборов и устройств

    Упражнения

    Упражнение №1

    В цепь с напряжением в $127 \space В$ включена электрическая лампа, сила тока в которой равна $0.6 \space А$. Найдите мощность тока в лампе.

    Дано:
    $U = 127 \space В$
    $I = 0.6 \space А$

    $P — ?$

    Посмотреть решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    Мощность электрического тока в лампе рассчитывается по формуле: $P = UI$.

    $P = 127 \space В \cdot 0.6 \space А = 76.2 \space Вт$.

    Ответ: $P = 76.2 \space Вт$.

    Упражнение №2

    Электроплитка рассчитана на напряжение $220 \space В$ и силу тока $3 \space А$. Определите мощность тока в плитке.

    Дано:
    $U = 220 \space В$
    $I = 3 \space А$

    $P — ?$

    Посмотреть решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    Мощность электрического тока в плитке рассчитаем по формуле: $P = UI$.

    $P = 220 \space В \cdot 3 \space А = 660 \space Вт$. 

    Ответ: $P = 660 \space Вт$.

    Упражнение №3

    Пользуясь таблицей 1, вычислите, какую работу совершает за $1 \space ч$ электрический ток в лампе карманного фонаря, осветительной лампе мощностью $200 \space Вт$, в лампе звезды башни Кремля.

    Дано:
    $t = 1 \space ч$
    $P_1 = 1 \space Вт$
    $P_2 = 200 \space Вт$
    $P_3 = 5000 \space Вт$

    СИ:
    $t = 3600 \space с$

    $A_1 — ?$
    $A_2 — ?$
    $A_3 — ?$

    Посмотреть решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    Мощность тока по определению равна работе, которую ток совершает за единицу времени: $P = \frac{A}{t}$.

    Выразим отсюда работу и рассчитаем ее для каждой лампы:
    $A = Pt$.

    Работа тока в лампе карманного фонаря:
    $A_1 = P_1 t$,
    $A_1 = 1 \space Вт \cdot 3600 \space с = 3600 \space Дж = 3.6 \space кДж$.

    Работа тока в осветительной лампе:
    $A_2 = P_2 t$,
    $A_2 = 200 \space Вт \cdot 3600 \space с = 720 \space 000 \space Дж = 720 \space кДж$.

    Работа тока в лампе звезды башни Кремля:
    $A_3 = P_3 t$,
    $A_3 = 5000 \space Вт \cdot 3600 \space с = 18 \space 000 \space 000 \space Дж = 18 \space МДж$.

    Ответ: $A_1 = 3.6 \space кДж$, $A_2 = 720 \space кДж$, $A_3 = 18 \space МДж$.

    Упражнение №4

    Рассмотрите один-два электроприбора, используемые в квартире. Найдите по паспорту приборов их мощность. Определите работу тока в них за $10 \space мин$.

    Если вы не можете найти паспорт прибора, внимательно рассмотрите его. Часто производители указывают мощность на самом устройстве. Мы возьмем пылесос мощностью $2000 \space Вт$ и фен для волос мощностью $2200 \space Вт$ (рисунок 2).

    Рисунок 2. Бытовые приборы с известной мощностью

    Дано:
    $t = 10 \space мин$
    $P_1 = 2000 \space Вт$
    $P_2 = 2200 \space Вт$

    СИ:
    $t = 600 \space с$

    $A_1 — ?$
    $A_2 — ?$

    Посмотреть решение и ответ

    Скрыть

    Решение:

    Мощность тока по определению равна работе, которую ток совершает за единицу времени: $P = \frac{A}{t}$.

    Выразим отсюда работу и рассчитаем ее для каждого прибора:
    $A = Pt$.

    Работа тока в пылесосе, совершенная за $10 \space мин$ его использования:
    $A_1 = P_1t$,
    $A_1 = 2000 \space Вт \cdot 600 \space с = 1 \space 200 \space 000 \space Дж = 1.2 \space МДж$.

    Работа тока в фене для волос, совершенная за $10 \space мин$ его использования:
    $A_2 = P_2t$,
    $A_2 = 2200 \space Вт \cdot 600 \space с = 1 \space 320 \space 000 \space Дж = 1.32 \space МДж$.

    Ответ: $A_1 = 1.2 \space МДж$, $A_2 = 1.32 \space МДж$.

    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии
    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение