Електротехника и електроника Линейни постояннотокови вериги. Електрическа мощност Каква буква означава мощност

„Работа и текуща мощност“ - Мощност електрически ток– работата, извършена от тока за единица време. Работа на електрически ток. Научете се да прилагате формули при решаване на задачи. Изчислете консумираната енергия (1 kWh струва 1,37 рубли). Джеймс Уат. Работа и мощност на електрически ток. Шестнадесети март Готина работа.

„Механична работа и сила” - Сила” Разв логично мислене, умения за решаване на изчислителни задачи. Уат Джеймс (1736-1819) Шотландски инженер и изобретател. Задача 1. Помпа изпомпва вода с обем 5 кубически метра за 10 минути. Изготвил: Недякина Е. И учител по физика. Повторете и затвърдете придобитите знания по темата „Механична работа.

„Проблеми с електрически ток“ - Електрически ток. Тест. Задачи от второ ниво. 2. Има две лампи с мощност 60 W и 100 W, предназначени за напрежение 220V. Урок по физика: обобщение по темата „Електричество“. Съпротива. Цел на урока: Работа на тока. Волтаж. Текуща сила. Основни формули. Задачи от първо ниво. Терминологична диктовка.

“Електрически вериги, 8 клас” - 3. Часовник. 5. Какви са предимствата и недостатъците серийна верига? 4. Как да изчислим общото съпротивление на последователна електрическа верига? Паралелно? Тест. 1. Амперметър. Ами работата. Единици. В – електрически заряд. За измерване на работата на електрическия ток са необходими три уреда: 2. Може ли силата на тока да се променя в различни части на веригата?

„Клас на електрическо съпротивление 8“ - Причина. Електрическо съпротивление - R. Дължини на проводника - l Площ на напречното сечение - S Вещества - r. Различните проводници имат различно съпротивление. - Стойността е постоянна и не зависи нито от U, нито от I. Презентация на тема: „Електрическо съпротивление на проводници“. Електрическото съпротивление зависи от.

1 слайд

2 слайд

РАБОТА НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК Работата на електрическия ток показва колко работа е извършена електрическо полекогато зарядите се движат по протежение на проводник. Работата на електрическия ток е равна на произведението от силата на тока и напрежението и времето, през което токът протича във веригата. Единица SI за измерване на работата на електрически ток: [A] = 1 J = 1A B c

3 слайд

МОЩНОСТ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК Силата на електрическия ток показва работата, извършена от тока за единица време и е равна на отношението на извършената работа към времето, през което е извършена тази работа. (мощността в механиката обикновено се обозначава с буквата N, в електротехниката с буквата P), тъй като A = IUt, тогава мощността на електрическия ток е равна на: Единица за мощност на електрически ток в системата SI: [P] = 1 W (ват) = 1 A. B

4 слайд

НАУЧЕТЕ ГО, ЩЕ БЪДЕ ПОЛЕЗНО! При изчисляване на работата на електрическия ток често се използва извънсистемно кратно на единицата за работа на електрически ток: 1 kWh (киловатчас). 1 kWh = ..................... Вата = 3 600 000 J Във всеки апартамент са инсталирани специални електромери за отчитане на консумираната електроенергия, които показват работата на електрически ток, извършван за определен период от време, когато различни домакински електроуреди. Тези измервателни уреди показват работата на електрическия ток (консумацията на електроенергия) в "kWh". 1 kWh енергия ви позволява да топите 20 тона чугун

5 слайд

УАУ, ИНТЕРЕСНО По едно време J. Watt предложи такава единица като „конски сили“ като единица за мощност. Тази мерна единица е оцеляла и до днес. Но в Англия през 1882 г. Британската асоциация на инженерите решава да присвои името на J. Watt на единица мощност. Сега името Джеймс Уат може да се прочете на всяка електрическа крушка. Това беше първият случай на присвояване в историята на технологиите собствено имемерна единица. От този инцидент започва традицията да се присвояват собствени имена на мерните единици.

6 слайд

Казват, че... една от парните машини на Уат била купена от пивовар, за да замени коня, който задвижвал водната помпа. При избора необходимата мощност парен двигателпивоварът определя конския труд като осем часа непрекъсната работа, докато конят бъде напълно изтощен. Изчислението показа, че всяка секунда конят издига 75 кг вода на височина 1 метър, което се приема за единица мощност от 1 конска сила.

7 слайд

НЕКА ВСИЧКИ БЪГАМЕ КЪМ ЗАДАЧИТЕ! Две електрически лампи, чиято мощност е 40 и 100 W, са проектирани за същото напрежение. Сравнете съпротивленията на спиралата на двете лампи. Стаята се осветява от 40 електрически лампи от фенерче, свързани последователно и захранвани от градската мрежа. След като една лампа изгори, останалите 39 отново бяха свързани последователно и включени в мрежата. Кога стаята е била по-светла: с 40 или 39 лампи? Към батерията са свързани последователно свързани медни и железни проводници с еднаква дължина и напречно сечение. Кой ще се отличи? голямо количествотоплина за същото време?

8 слайд

Решете задачата Включена е верига с напрежение 125 V електрическа лампа, токът в който е 0,4 A. Намерете силата на тока в лампата (Изчислете работата, извършена от тока за 10 минути)

Енергия и мощност в електрическа верига постоянен ток. От дефиницията на ЕМП следва, че работата, извършена от източника електрическа енергия, т.е. работата на външните сили в източника за разделяне на зарядите е равна на: От определението за постоянен ток следва, че количеството заряд, преминаващо през напречното сечение на проводника за време t, е равно на: където E - (EMF) електродвижеща сила, IN; A – работа на външни сили при движение на заряд (J); q – заряд, (C). където I е електрически ток, (A); q – заряд, (C); t – време (s).

Комбинирайки двете предишни формули, получаваме работата, извършена от източника на електрическа енергия за време t: При съпротивление на натоварване, т.е. приемникът на електрическа енергия при напрежение U и ток I извършва работа (изразходва се енергия): Единиците за енергия са 1 джаул (1 J); 1 джаул е равен на 1 ват-секунда (1 J = 1 W s). Понякога енергията се изразява в киловатчаса (на електромери) 3,6·10 6 J = 1 kWh.

Закон на Джаул Ленц: когато постоянен ток протича през проводник, електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия и количеството отделена топлина ще бъде равно на работата на електрическите сили: Мерната единица за отделената топлина е 1 джаул (1 J) .

Баланс на мощността Мощността, генерирана от източниците на електрическа енергия, е равна на мощността за преобразуване на тази енергия в други видове енергия. Това се изразява чрез баланса на мощността на електрическата верига, където от лявата страна е сумата от мощностите, разработени от източниците, отдясно е сумата от мощностите на всички приемници и необратими трансформации на енергия вътре в източниците (загуби, дължащи се на вътрешни съпротивления).

Коефициент на ефективност полезно действие(КПД) на електрическа верига е съотношението на мощността на приемника (полезна) към общата мощност на всички консуматори. Задача 2.2. В рамките на 30 минути електрическата инсталация е включена в мрежа 220 V DC.Във веригата протича ток 4,5 A. Ефективност на нагревателя η = 0,6. Колко топлина се е отделила по време на работа на нагревателя? 1) Определете мощността на електрическата инсталация: W, 2) Определете количеството топлина: kJ.

Режими на работа на електрическата верига В зависимост от стойността на съпротивлението на товара електрическата верига може да работи в различни режими: 1. номинален (a) 2. съгласуван (a) 3. празен ход (b) 4. късо съединение (c ) E Rin RнRн E RнRн E RнRн Iкз а) б) в)

Номиналният режим е проектният режим, при който елементите на веригата работят при условия, съответстващи на проектните данни и параметри. Номиналните стойности на напрежения, токове и мощности са посочени в информационните листове на продукта. Номинални напрежениястандартизирани и за мрежи до 1000 V равни: 27, 110, 220, 440 V - при постоянен ток; 40, 127, 220, 380, 660 V – с монофазни променлив ток. RнRн E Рин

Номиналната стойност на мощността за източник на електрическа енергия е максималната мощност на източника нормални условияработата може да бъде прехвърлена към външна верига без опасност от пробив и превишаване на изолацията допустима температураотопление Стойността на номиналната мощност за консуматори тип двигател е мощността, която те могат да развият на вала при нормални работни условия. RнRн E Рин

Работата в координиран режим за вериги с висока мощност не е икономически изгодна. Съгласуваният режим се използва във вериги с ниска мощност, където ефективността не е значителна, но се изисква да се получи повече мощност при натоварване. В мощни вериги Rin

Празен ход е режим, при който електрическата верига е отворена и токът I в товара е 0. Напрежението на клемите на източника ще бъде най-голямо и равна на ЕМПизточник: където Uхх е напрежението на източника на празен ход, (V); E - източник emf, (V). Този режим се използва за измерване на емф на източника. E Rin RnRn Uхх

Късо съединение е режим, при който клемите на източника са свързани помежду си чрез проводник с нулево съпротивление. Токът във веригата се стреми към своя максимум, напрежението при източника и съпротивлението на натоварване са нула. където Ukz е напрежението на източника при късо съединение E Rin RnRn Isk

Вътрешен електрическо съпротивление идеален източникнапрежението е 0 и вътрешно съпротивлениена източник на реално напрежение трябва да клони към 0, тогава I-V характеристиката на реалния източник ще клони към I-V характеристиката на идеалния източник, т.е. ще бъде независима от товара.

Идеалните източници на ток и ЕМП са източници на безкрайна мощност. Реален източник на електрическа енергия може да бъде представен от еквивалентна схема с източник на емф или ток. Това е възможно въз основа на закона за запазване на енергията (енергията не може да възникне от нищото и не може да изчезне в нищото, тя може само да преминава от една форма в друга). В този случай мощността Pi, развита от източника, е равна на мощността P H, доставена на товара, и загубата на мощност P HV вътре в източника. Реалните източници с товар R H >> R HV работят в режими, близки до режим на празен ход, т.е. в режими, близки до режима на идеален източник на ЕМП. Когато товарното съпротивление е R H > R, ВН работят в режими, близки до режима на празен ход, т.е. в режими, близки до режима на идеален източник на ЕМП. С устойчивост на натоварване R N

За посоката на тока. В електротехниката е общоприето, че токът тече от плюс към минус. Бенджамин Франклин (1760) Всички основни формули и правила са формулирани въз основа на това правило. След известно време е открит електронът - носителят на зарядите в проводниците. Джон Томсън (1896) Електронът има условно отрицателен заряд от (- 1,6 * C) и следователно, натрупвайки се върху отрицателния извод на източник на електрическа енергия, той се втурва да стигне до положителния извод, когато веригата е затворена. Тези. електронът преминава от условен минус към условен плюс. Поради факта, че всички правила ще трябва да бъдат променени, те решават, че за изчисленията ще оставят условната положителна посока на тока от плюс към минус - движението на положително заредени частици.

За положителна посока на напрежението при приемниците на електрическа енергия се приема посоката, съвпадаща с избраната положителна посока на тока AC R UAСUAС I Електрическо напрежениепо пътя извън източника между точките A и C се нарича потенциална разлика. където U AC е потенциалната разлика между точките A и C, (B); φ A – потенциал на точка A, (B); φ C – потенциал на точка C, (V).

Закон на Ом (1827) Законът на Ом определя връзката между ток, напрежение и съпротивление между секциите на веригата. За всеки участък от веригата, който не съдържа източници, законът на Ом има формата: където I е електрическият ток, (A); U – напрежение, (V); R – съпротивление на участъка от веригата, (Ohm). Посоката на ЕДС на източника е обозначена със стрелка вътре в източника, а посоката на тока в източника на ток е обозначена със стрелки вътре в него. Посоката на напрежението U между клемите на източника емф е насочена от + към –, т.е. противоположно на посоката на емф.

Задача 2.3. Какъв ток ще тече във верига, състояща се от три батерии и външно съпротивление R = 30 Ohm, ако ЕДС на всяка батерия е E = 1,45 V, а вътрешното съпротивление R HV = 0,5 Ohm? Как ще се промени напрежението U AB, когато външното съпротивление намалее до 2 ома? 1) Определете тока във веригата при R=30 Ohm: A,

Задача 2.3. Какъв ток ще тече във верига, състояща се от три батерии и външно съпротивление R = 30 Ohm, ако ЕДС на всяка батерия е E = 1,45 V, а вътрешното съпротивление R HV = 0,5 Ohm? Как ще се промени напрежението U AB, когато външното съпротивление намалее до 2 ома? 2) Определете U AB: V.

Задача 2.3. Какъв ток ще тече във верига, състояща се от три батерии и външно съпротивление R = 30 Ohm, ако ЕДС на всяка батерия е E = 1,45 V, а вътрешното съпротивление R HV = 0,5 Ohm? Как ще се промени напрежението U AB, когато външното съпротивление намалее до 2 ома? 3) Определете тока във веригата при R=2 Ohm: A,

Задача 2.3. Какъв ток ще тече във верига, състояща се от три батерии и външно съпротивление R = 30 Ohm, ако ЕДС на всяка батерия е E = 1,45 V, а вътрешното съпротивление R HV = 0,5 Ohm? Как ще се промени напрежението U AB, когато външното съпротивление намалее до 2 ома? 4) Определете U AB: V. Напрежението U AB върху товара R намалява с намаляването на съпротивлението на товара.

Задача 2.4. Какъв ток ще тече във верига, състояща се от три батерии и външно съпротивление R = 2 Ohm, ако ЕДС на всяка батерия е E = 1,45 V, а вътрешното съпротивление R HV = 0,5 Ohm, докато един от елементите е свързан противоположно другите две? 1) Определете тока във веригата при R=2 Ohm: A,

От изрази (1) и (2) можем да напишем общ израз за тока в активната част на веригата (3) (1) (2) (3) Този израз се нарича обобщен закон на Ом. От това следва, че токът на активната секция на веригата е равен на алгебричната сума на нейното напрежение и едс, разделена на съпротивлението на секцията. ЕМП и напрежението се приемат със знак +, ако посоките им съвпадат с посоката на тока, и със знак –, когато посоките са противоположни на посоката на тока.

Закони на Кирхоф (1845) Първият закон на Кирхоф се прилага към възлите на електрическа верига. За вериги с постоянен ток се чете: алгебричната сума на токовете във възел на електрическа верига е равна на нула, където I k е електрическият ток на клона k, (A); n – брой клонове, свързани към този възел. Токове, насочени към възел (входящи), обикновено се приемат за положителни, а от възела (изходящи) за отрицателни. Законът описва факта, че при постоянни токове зарядите не се натрупват в електрическа верига. Закони на Кирхоф (1845) Вторият закон на Кирхоф се прилага за електрически вериги. За вериги с постоянен ток се посочва: алгебричната сума на ЕДС на източници във всяка верига на разклонена електрическа верига е равна на алгебричната сума на паданията на напрежението във всички електрически съпротивления на тази верига. където E s е едс на s-тия източник, (B), I k е електрическият ток на k клона, (A); R k е електрическото съпротивление в клона k. m е броят на клоновете във веригата, n е броят на източниците на ЕМП.

Закони на Кирхоф (1845) Ако посоката на ЕМП съвпада с избраната посока на преминаване по веригата, тогава такава ЕМП се записва със знак плюс, в противен случай със знак минус. Ако токовете в клоновете съвпадат с избраната посока на преминаване на веригата, произведението им от електрическото съпротивление се записва със знак плюс, в противен случай със знак минус. Законът описва факта, че при обикаляне на веригата и връщане в началната точка, потенциалът на последната не може да се промени, тъй като в противен случай законът за запазване на енергията не би бил спазен.

Закони на Кирхоф (1845) За контура abdc, вторият закон на Кирхоф ще приеме формата EMF E 2 в този случай се приема със знак минус, тъй като посоката му не съвпада с избраната посока на преминаване на контура (по часовниковата стрелка. Вдясно страна на израза, всички продукти се вземат със знак плюс, тъй като токовете в клоновете съвпадат с посоката на заобикаляне на веригата, а продуктът R 4 ·I 4 със знак минус, тъй като токът I 4 не съвпада с посока на заобикаляне на веригата.

Урок по физика в 8 клас.

, учител по физика, Никитинска гимназия

Тема: М мощност на електрически ток.

Тип урок:комбинирани.

Цели на урока:разкрийте концепцията за мощността на електрическия ток, разберете от какви фактори зависи силата на електрическия ток, разкрийте методите за определяне на мощността.

Задачи:

Образователни:

Образователни:

консолидирайте съществуващите знания по темата „Електрически ток“.

запознайте се с понятията

продължете да развивате способността да обяснявате процеси в електрическа верига.

формиране на комуникативни качества, култура на общуване

развиване на интерес към изучавания предмет

стимулиране на любопитството и активността в класната стая

развитие на представянето

Образователни:

развитие на познавателния интерес

развитие на интелектуалните способности

развитие на умения за подчертаване на основното в изучавания материал

развитие на умения за обобщаване на изучаваните факти и понятия

Форми на работа:фронтална, работа в малки групи, работа по двойки, индивидуална.

Средства за обучение:

Учебник "Физика 8" A.V. Перишкин

Сборник задачи по физика за 7-9 клас, A.V. Перишкин,

Материали (тестови листове, практически задачи).

Източници на електрически ток.

Амперметри.

Волтметри.

Ел.крушки.

Свързващи проводници.

Презентация „Мощност на електрически ток“.

компютър.

Илюстрации по темата.

План на урока:

Организиране на времето.

Експресно проучване

Постановка образователни задачи

Съвместно изследване на проблема

Проектиране на нов начин на действие.

Преход към етапа на решаване на конкретни проблеми

Контрол на етапа на завършване образователна тема

Домашна работа.

Образователни технологиии методи на преподаване: ИКТ технологии, изследване, проблемно базирани методи на обучение, елементи на учене, ориентирано към ученика, диференцирано обучение

Използвани книги:

Перишкин А.В. Учебник "Физика 8"

Лукашк „Колекция от задачи по физика 7-9 клас”, Москва, „Дрофа”, 2008 г.

В.А. Орлов „Тематични тестове по физика 7-8 клас”, Москва, „Verbum - M”, 2001 г.

Г.Н. Степанова, А.П. Степанов „Колекция от въпроси и задачи по физика 5-9 клас”, Санкт Петербург, „Валерия СПД”, 2001 г.