Elektrik akımının iş ve gücü
Tellerden geçen elektrik akımı, elektrik enerjisini başka herhangi bir enerjiye çevirerek çalışır: ısı, ışık, mekanik, kimyasal vb. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Elektrik akımının etkisi
Elektrik enerjisi tüketicisine bir voltluk bir voltaj uygulanırsa, bu, elektrik enerjisi kaynağının, bir kolye elektriği tüketiciden aktararak, içinde bir joule elektrik enerjisi tükettiği anlamına gelir.
Elektrik akımı bu enerjiyi başka bir enerji türüne dönüştürür ve bu nedenle tüketiciden geçen elektrik akımının iş yaptığını söylemek adettendir... Bu işin miktarı, kaynağın tükettiği elektrik enerjisi miktarına eşittir.
Güç, hızı karakterize eden değerdir. enerji dönüşümüveya işin yapılma hızı.
Kimyasal kuvvetlerin (birincil hücrelerde ve pillerde) veya elektrik jeneratörlerindeki elektromanyetik kuvvetlerin etkisi altındaki EMF kaynağında, yüklerin ayrılması meydana gelir.
Yük hareket ettiğinde kaynakta dış kuvvetlerin yaptığı iş veya söylendiği gibi kaynakta "gelişmiş" Elektrik enerjisi, şu formülle bulunur:
bir = QE
Kaynak bir dış devreye kapalıysa, o zaman sürekli olarak içine yükler salınır ve dış kuvvetler hala A = QE işi yapar veya Q = It, A = EIt ise.
İtibaren enerji korunumu yasası Aynı zamanda bir EMF kaynağı tarafından üretilen elektrik enerjisi, elektrik devresinin bölümlerinde diğer enerji türlerine "harcanır" (yani dönüştürülür).
Enerjinin bir kısmı dış kısımda harcanır:
A1 = UQ = UIt,
burada U, harici devre kapalıyken artık EMF'ye eşit olmayan kaynak terminal voltajıdır.
Enerjinin diğer bir kısmı kaynağın içinde "kaybolur" (ısıya dönüşür):
A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt
Son formülde, Uo - bu, EMF ile kaynak terminal voltajı arasındaki farktır, buna dahili voltaj düşüşü denir… Bu nedenle,
Uo = E — U,
Neresi
E = U + Uo
yani Kaynak emf, terminal voltajı ile dahili voltaj düşüşünün toplamına eşittir.
Bir örnek. Elektrikli su ısıtıcısı 220 voltluk bir ağa bağlıdır. Su ısıtıcısının ısıtma elemanındaki akım 2,5 A ise, su ısıtıcısında 12 dakika boyunca tüketilen enerjinin belirlenmesi gerekir.
A =220 · 2,5 · 60 = 396000 J.
Enerjinin dönüştürülme hızını veya işin yapılma hızını karakterize eden değere güç denir (P gösterimi):
P = Bir / t
Bir elektrik akımının gücü, birim zamandaki işidir.
Bir kaynakta mekanik veya diğer enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülme hızını karakterize eden değere jeneratör gücü denir:
Pr = A / t = EIt / t = EI
Devrenin dış bölümlerindeki elektrik enerjisinin tüketici gücü olarak adlandırılan diğer enerji türlerine dönüşüm oranını karakterize eden değer:
P1 = A1 / t = UIt / t = UI
Üretken olmayan elektrik enerjisi tüketimini karakterize eden güç, örneğin jeneratör içindeki ısı kayıpları, güç kaybı olarak adlandırılır:
Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI
Enerjinin korunumu yasasına göre jeneratörün gücü, güçlerin toplamına eşittir; kullanıcılar ve kayıplar:
Pr = P1 + Po
İş ve güç birimleri
Güç birimi P = A / t = j / sn formülünden bulunur.Bir elektrik akımı, saniyede bir joule eşit iş yapıyorsa, bir watt'ta güç geliştirir.
J / s gücünün ölçü birimine watt (gösterim W) denir, yani. 1 W = 1 j / sn.
Öte yandan, A = QE 1 J = 1 Kx l V'den, dolayısıyla 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, yani watt bir elektrik akımının gücüdür. 1 V gerilimde 1 A.
Daha büyük güç birimleri hektovat 1 GW = 100 W ve kilovat — 1 kW = 103 W'tır.
Elektrik enerjisi genellikle şu şekilde hesaplanır: watt-saat (Wh) veya çoklu birimler: hektovat-saat (GWh) ve kilovat-saat (kWh). 1 kilovat-saat = 3.600.000 joule.