Elektrotechnik und Elektronik Lineare Gleichstromkreise. Elektrische Leistung. Welcher Buchstabe bedeutet Leistung?

„Arbeit und aktuelle Leistung“ – Leistung elektrischer Strom– die vom Strom pro Zeiteinheit geleistete Arbeit. Arbeit von elektrischem Strom. Lernen Sie, beim Lösen von Problemen Formeln anzuwenden. Berechnen Sie den Energieverbrauch (1 kWh kostet 1,37 Rubel). James Watt. Arbeit und Leistung des elektrischen Stroms. Sechzehnter März Coole Arbeit.

„Mechanische Arbeit und Kraft“ – Kraft“ Entwickeln logisches Denken, Fähigkeiten zur Lösung von Rechenproblemen. Watt James (1736–1819), schottischer Ingenieur und Erfinder. Problem 1. Eine Pumpe pumpt in 10 Minuten Wasser mit einem Volumen von 5 Kubikmetern ab. Vorbereitet von: Nedyakina E. und Physiklehrerin. Erlerntes Wissen zum Thema „Mechanische Arbeiten“ wiederholen und festigen.

„Probleme mit elektrischem Strom“ – Elektrischer Strom. Quiz. Aufgaben der zweiten Ebene. 2. Es gibt zwei Lampen mit einer Leistung von 60 W und 100 W, ausgelegt für eine Spannung von 220 V. Physikunterricht: Verallgemeinerung zum Thema „Elektrizität“. Widerstand. Zweck der Lektion: Aktuelle Arbeit. Stromspannung. Aktuelle Stärke. Grundformeln. Aufgaben der ersten Ebene. Terminologisches Diktat.

„Elektrische Schaltkreise, Klasse 8“ – 3. Uhr. 5. Was sind die Vor- und Nachteile Reihenschaltung? 4. Wie berechnet man den Gesamtwiderstand eines Reihenstromkreises? Parallel? Prüfen. 1. Amperemeter. Was ist mit der Arbeit. Einheiten. Q - elektrische Ladung. Um die Arbeit des elektrischen Stroms zu messen, werden drei Instrumente benötigt: 2. Kann sich die Stromstärke in verschiedenen Teilen des Stromkreises ändern?

„Elektrischer Widerstandsgrad 8“ – Begründung. Elektrischer Widerstand - R. Leiterlängen - l Querschnittsfläche - S Stoffe - r. Unterschiedliche Leiter haben unterschiedliche Widerstände. - Der Wert ist konstant und hängt weder von U noch von I ab. Vortrag zum Thema: „Elektrischer Widerstand von Leitern.“ Der elektrische Widerstand hängt davon ab.

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ARBEIT DES ELEKTRISCHEN STROMS Die Arbeit des elektrischen Stroms zeigt an, wie viel Arbeit geleistet wurde elektrisches Feld wenn sich Ladungen entlang eines Leiters bewegen. Die Arbeit eines elektrischen Stroms ist gleich dem Produkt aus Stromstärke und Spannung sowie der Zeit, in der der Strom im Stromkreis fließt. SI-Einheit zur Messung der Arbeit des elektrischen Stroms: [A] = 1 J = 1A B c

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LEISTUNG DES ELEKTRISCHEN STROMS Die Leistung des elektrischen Stroms gibt die vom Strom pro Zeiteinheit geleistete Arbeit an und ist gleich dem Verhältnis der geleisteten Arbeit zur Zeit, in der diese Arbeit verrichtet wurde. (Leistung wird in der Mechanik üblicherweise mit dem Buchstaben N, in der Elektrotechnik mit dem Buchstaben P bezeichnet) da A = IUt, dann ist die Leistung des elektrischen Stroms gleich: Einheit der elektrischen Stromleistung im SI-System: [P] = 1 W (Watt) = 1 A. B

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LERNEN SIE ES, ES WIRD NÜTZLICH SEIN! Bei der Berechnung der Arbeit des elektrischen Stroms wird häufig ein systemfremdes Vielfaches der Arbeitseinheit des elektrischen Stroms verwendet: 1 kWh (Kilowattstunde). 1 kWh = ..................... Watt = 3.600.000 J In jeder Wohnung sind zur Abrechnung des verbrauchten Stroms spezielle Stromzähler installiert, die die Arbeit anzeigen von elektrischem Strom, der über einen bestimmten Zeitraum fließt, wenn verschiedene elektrische Haushaltsgeräte. Diese Zähler zeigen die Arbeit des elektrischen Stroms (Stromverbrauch) in „kWh“ an. Mit 1 kWh Energie können Sie 20 Tonnen Gusseisen schmelzen

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WOW, INTERESSANT. Einst schlug J. Watt eine solche Einheit wie „Pferdestärke“ als Leistungseinheit vor. Diese Maßeinheit hat bis heute überlebt. Doch 1882 beschloss die British Association of Engineers in England, einer Leistungseinheit den Namen J. Watt zu geben. Mittlerweile ist der Name James Watt auf jeder Glühbirne zu lesen. Dies war der erste Fall einer Aneignung in der Geschichte der Technik eigener Name Maßeinheit. Mit diesem Vorfall begann die Tradition, Maßeinheiten Eigennamen zuzuweisen.

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Man sagt, dass ... eine von Watts Dampfmaschinen von einem Brauer gekauft wurde, um das Pferd zu ersetzen, das die Wasserpumpe antreibt. Bei der Wahl benötigte Leistung Dampfmaschine Der Brauer definierte Pferdearbeit als acht Stunden ununterbrochene Arbeit, bis das Pferd völlig erschöpft war. Die Berechnung ergab, dass das Pferd jede Sekunde 75 kg Wasser auf eine Höhe von 1 Meter hob, was als Leistungseinheit 1 PS angenommen wurde.

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LASST UNS ALLE AN DIE AUFGABEN LAUFEN! Zwei elektrische Lampen mit einer Leistung von 40 und 100 W sind für die gleiche Spannung ausgelegt. Vergleichen Sie die Glühwendelwiderstände beider Lampen. Der Raum wird von 40 elektrischen Lampen einer Taschenlampe beleuchtet, die in Reihe geschaltet sind und aus dem Stadtnetz gespeist werden. Nachdem eine Lampe durchgebrannt war, wurden die restlichen 39 wieder in Reihe geschaltet und an das Netzwerk angeschlossen. Wann war der Raum heller: mit 40 oder 39 Lampen? An die Batterie werden in Reihe geschaltete Kupfer- und Eisendrähte gleicher Länge und gleichem Querschnitt angeschlossen. Welches wird auffallen? große Menge Wärme für gleiche Zeit?

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Lösen Sie das Problem. Ein Stromkreis mit einer Spannung von 125 V ist eingeschaltet elektrische Lampe, der Strom beträgt 0,4 A. Finden Sie die aktuelle Leistung in der Lampe. (Berechnen Sie die Arbeit, die der Strom in 10 Minuten verrichtet)

Energie und Leistung in einem Stromkreis Gleichstrom. Aus der Definition von EMF folgt, dass die von der Quelle geleistete Arbeit elektrische Energie, d.h. Die Arbeit äußerer Kräfte in der Quelle zur Ladungstrennung ist gleich: Aus der Definition von Gleichstrom folgt, dass die Ladungsmenge, die während der Zeit t durch den Querschnitt des Leiters fließt, gleich ist: wobei E - (EMF) elektromotorische Kraft, IN; A – Arbeit äußerer Kräfte beim Bewegen einer Ladung (J); q – Ladung, (C). wobei I der elektrische Strom ist, (A); q – Ladung, (C); t – Zeit (s).

Durch die Kombination der beiden vorherigen Formeln erhalten wir die von der elektrischen Energiequelle während der Zeit t geleistete Arbeit: Am Lastwiderstand, d. h. der Empfänger elektrischer Energie bei Spannung U und Strom I verrichtet Arbeit (Energie wird verbraucht): Die Energieeinheit ist 1 Joule (1 J); 1 Joule entspricht 1 Wattsekunde (1 J = 1 W s). Energie wird manchmal in Kilowattstunden (auf Stromzählern) ausgedrückt: 3,6·10 6 J = 1 kWh.

Joule-Lenzsches Gesetz: Wenn Gleichstrom durch einen Leiter fließt, wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt und die freigesetzte Wärmemenge entspricht der Arbeit der elektrischen Kräfte: Die Maßeinheit für die freigesetzte Wärme ist 1 Joule (1 J). .

Leistungsbilanz Die von elektrischen Energiequellen entwickelte Leistung ist gleich der Leistung, diese Energie in andere Energiearten umzuwandeln. Dies wird durch die Leistungsbilanz des Stromkreises ausgedrückt, wobei auf der linken Seite die Summe der von den Quellen entwickelten Leistungen und auf der rechten Seite die Summe der Leistungen aller Empfänger und der irreversiblen Energieumwandlungen innerhalb der Quellen (Verluste aufgrund von Innenwiderstände).

Effizienzkoeffizient nützliche Aktion(Wirkungsgrad) eines Stromkreises ist das Verhältnis der Empfängerleistung (Nutzleistung) zur Gesamtleistung aller Verbraucher. Problem 2.2. Innerhalb von 30 Minuten wurde die Elektroinstallation an ein 220-V-Gleichstromnetz angeschlossen. Im Stromkreis floss ein Strom von 4,5 A. Heizwirkungsgrad η = 0,6. Wie viel Wärme wurde beim Betrieb der Heizung freigesetzt? 1) Bestimmen Sie die Leistung der Elektroanlage: W, 2) Bestimmen Sie die Wärmemenge: kJ.

Betriebsarten des Stromkreises Abhängig vom Wert des Lastwiderstands kann der Stromkreis in verschiedenen Modi arbeiten: 1. Nennbetrieb (a) 2. Angepasst (a) 3. Leerlauf (b) 4. Kurzschluss (c ) E Rin RíRí E RíRí E RíRí Iкз a) b) c)

Der Nennmodus ist der Entwurfsmodus, in dem die Schaltungselemente unter Bedingungen arbeiten, die den Entwurfsdaten und -parametern entsprechen. Bemessungswerte der Spannungen, Ströme und Leistungen sind in den Produktdatenblättern angegeben. Nennspannungen genormt und für Netze bis 1000 V gleich: 27, 110, 220, 440 V - bei Gleichstrom; 40, 127, 220, 380, 660 V – einphasig Wechselstrom. RнRн E Rin

Der Nennleistungswert einer elektrischen Energiequelle ist die maximale Leistung der Quelle normale Bedingungen Die Arbeit kann auf einen externen Stromkreis übertragen werden, ohne dass die Gefahr eines Isolationsdurchschlags und einer Überschreitung besteht zulässige Temperatur Heizung Der Nennleistungswert für motorische Verbraucher ist die Leistung, die sie unter normalen Betriebsbedingungen an der Welle entwickeln können. RнRн E Rin

Der Betrieb in einem koordinierten Modus für Hochleistungsschaltkreise ist wirtschaftlich nicht sinnvoll. Der angepasste Modus wird in Stromkreisen mit geringer Leistung verwendet, bei denen der Wirkungsgrad nicht von Bedeutung ist, aber mehr Leistung an der Last erzielt werden muss. In kraftvollen Schaltkreisen Rin

Leerlauf ist ein Modus, in dem der Stromkreis offen ist und der Strom I in der Last 0 ist. Die Spannung an den Quellenklemmen ist am größten und gleich EMF Quelle: wobei Uхх die Spannung an der Quelle im Leerlauf (V) ist; E - Quelle EMK, (V). Dieser Modus wird zur Messung der Quellen-EMK verwendet. E Rin RnRn Uхх

Ein Kurzschluss ist ein Zustand, bei dem die Quellenanschlüsse durch einen Leiter ohne Widerstand miteinander verbunden sind. Der Strom im Stromkreis tendiert zu seinem Maximum, die Spannung an der Quelle und der Lastwiderstand sind Null. wobei Ukz die Spannung an der Quelle ist Kurzschluss E Rin RnRn Isk

Intern elektrischer Wiederstand ideale Quelle Spannung ist 0, und innerer Widerstand einer realen Spannungsquelle gegen 0 tendieren sollte, tendiert die I-V-Kennlinie der realen Quelle zur I-V-Kennlinie der idealen Quelle, d. h. wird unabhängig von der Last sein.

Ideale Strom- und EMF-Quellen sind Quellen unendlicher Kraft. Eine echte elektrische Energiequelle kann durch ein Ersatzschaltbild mit einer EMK- oder Stromquelle dargestellt werden. Dies ist aufgrund des Energieerhaltungssatzes möglich (Energie kann nicht aus dem Nichts entstehen und nicht im Nirgendwo verschwinden, sie kann nur von einer Form in eine andere übergehen). In diesem Fall ist die von der Quelle erzeugte Leistung Pi gleich der an die Last gelieferten Leistung P H und dem Leistungsverlust P HV innerhalb der Quelle. Echte Quellen mit einer Last R H >> R HV arbeiten in Modi nahe dem Leerlaufmodus, d.h. in Regimen nahe dem Regime einer idealen EMF-Quelle. Wenn der Lastwiderstand R H > R ist, arbeiten die HVs in Modi nahe dem Leerlaufmodus, d. h. in Regimen nahe dem Regime einer idealen EMF-Quelle. Mit Lastwiderstand R N

Über die Richtung des Stroms. In der Elektrotechnik war es allgemein anerkannt, dass der Strom von Plus nach Minus fließt. Benjamin Franklin (1760) Alle Grundformeln und Regeln wurden auf Grundlage dieser Regel formuliert. Nach einiger Zeit wurde das Elektron entdeckt – der Ladungsträger in Leitern. John Thomson (1896) Ein Elektron hat eine bedingt negative Ladung von (- 1,6 * C) und sammelt sich daher am Minuspol einer elektrischen Energiequelle an, um zum Pluspol zu gelangen, wenn der Stromkreis geschlossen ist. Diese. das Elektron bewegt sich von einem bedingten Minus zu einem bedingten Plus. Aufgrund der Tatsache, dass alle Regeln geändert werden müssten, beschlossen sie, für die Berechnungen die bedingte positive Richtung des Stroms von Plus nach Minus zu belassen – die Bewegung positiv geladener Teilchen.

Als positive Richtung der Spannung an den Empfängern elektrischer Energie wird die Richtung angenommen, die mit der gewählten positiven Richtung des Stroms AC R UAСUAС I übereinstimmt Elektrische Spannung entlang des Weges außerhalb der Quelle zwischen den Punkten A und C wird Potentialdifferenz genannt. wobei U AC die Potentialdifferenz zwischen den Punkten A und C (B) ist; φ A – Potential des Punktes A, (B); φ C – Potential des Punktes C, (B).

Ohmsches Gesetz (1827) Das Ohmsche Gesetz definiert die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand in Abschnitten eines Stromkreises. Für jeden Abschnitt des Stromkreises, der keine Quellen enthält, hat das Ohmsche Gesetz die Form: wobei I der elektrische Strom (A) ist; U – Spannung, (V); R – Widerstand des Stromkreisabschnitts, (Ohm). Die Richtung der EMK der Quelle wird durch einen Pfeil innerhalb der Quelle angezeigt, und die Richtung des Stroms in der Stromquelle wird durch Pfeile innerhalb der Quelle angezeigt. Die Richtung der Spannung U zwischen den Anschlüssen der Quellen-EMK ist von + nach – gerichtet, d. h. entgegengesetzt zur Richtung der EMK.

Problem 2.3. Welcher Strom fließt in einem Stromkreis bestehend aus drei Batterien und einem Außenwiderstand R = 30 Ohm, wenn die EMK jeder Batterie E = 1,45 V und der Innenwiderstand R HV = 0,5 Ohm beträgt? Wie verändert sich die Spannung U AB, wenn der Außenwiderstand auf 2 Ohm sinkt? 1) Bestimmen Sie den Strom im Stromkreis bei R=30 Ohm: A,

Problem 2.3. Welcher Strom fließt in einem Stromkreis bestehend aus drei Batterien und einem Außenwiderstand R = 30 Ohm, wenn die EMK jeder Batterie E = 1,45 V und der Innenwiderstand R HV = 0,5 Ohm beträgt? Wie verändert sich die Spannung U AB, wenn der Außenwiderstand auf 2 Ohm sinkt? 2) Bestimmen Sie U AB: V.

Problem 2.3. Welcher Strom fließt in einem Stromkreis bestehend aus drei Batterien und einem Außenwiderstand R = 30 Ohm, wenn die EMK jeder Batterie E = 1,45 V und der Innenwiderstand R HV = 0,5 Ohm beträgt? Wie verändert sich die Spannung U AB, wenn der Außenwiderstand auf 2 Ohm sinkt? 3) Bestimmen Sie den Strom im Stromkreis bei R=2 Ohm: A,

Problem 2.3. Welcher Strom fließt in einem Stromkreis bestehend aus drei Batterien und einem Außenwiderstand R = 30 Ohm, wenn die EMK jeder Batterie E = 1,45 V und der Innenwiderstand R HV = 0,5 Ohm beträgt? Wie verändert sich die Spannung U AB, wenn der Außenwiderstand auf 2 Ohm sinkt? 4) Bestimmen Sie U AB: V. Die Spannung U AB an der Last R nahm mit abnehmendem Lastwiderstand ab.

Problem 2.4. Welcher Strom fließt in einem Stromkreis bestehend aus drei Batterien und einem Außenwiderstand R = 2 Ohm, wenn die EMK jeder Batterie E = 1,45 V und der Innenwiderstand R HV = 0,5 Ohm beträgt, während eines der Elemente entgegengesetzt angeschlossen ist? die anderen zwei? 1) Bestimmen Sie den Strom im Stromkreis bei R=2 Ohm: A,

Aus den Ausdrücken (1) und (2) können wir einen allgemeinen Ausdruck für den Strom im aktiven Abschnitt des Stromkreises schreiben. (3) (1) (2) (3) Dieser Ausdruck wird als verallgemeinertes Ohmsches Gesetz bezeichnet. Daraus folgt, dass der Strom des aktiven Abschnitts des Stromkreises gleich der algebraischen Summe seiner Spannung und EMK geteilt durch den Widerstand des Abschnitts ist. EMF und Spannung werden mit einem +-Zeichen angegeben, wenn ihre Richtungen mit der Stromrichtung übereinstimmen, und mit einem –-Zeichen, wenn die Richtungen entgegengesetzt zur Stromrichtung sind.

Kirchhoffs Gesetze (1845) Kirchhoffs erstes Gesetz gilt für die Knoten eines Stromkreises. Für Gleichstromkreise lautet es: Die algebraische Summe der Ströme in einem Knoten eines Stromkreises ist gleich Null, wobei I k der elektrische Strom des k-Zweigs (A) ist; n – Anzahl der mit diesem Knoten verbundenen Zweige. Ströme, die zu einem Knoten (eingehend) gerichtet sind, werden normalerweise als positiv und von dem Knoten (ausgehend) als negativ angesehen. Das Gesetz beschreibt die Tatsache, dass sich bei konstanten Strömen keine Ladungen in einem Stromkreisknoten ansammeln. Kirchhoffs Gesetze (1845) Kirchhoffs zweites Gesetz gilt für elektrische Schaltkreise. Für Gleichstromkreise heißt es: Die algebraische Summe der EMK der Quellen in jedem Stromkreis eines verzweigten Stromkreises ist gleich der algebraischen Summe der Spannungsabfälle an allen elektrischen Widerständen dieses Stromkreises. wobei E s die EMK der etw-Quelle ist, (B), I k der elektrische Strom des k-Zweigs ist, (A); R k ist der elektrische Widerstand im k-Zweig. m ist die Anzahl der Zweige im Stromkreis, n ist die Anzahl der EMF-Quellen.

Kirchhoffs Gesetze (1845) Stimmt die Richtung der EMK mit der gewählten Durchlaufrichtung des Stromkreises überein, so wird eine solche EMK mit einem Pluszeichen, andernfalls mit einem Minuszeichen geschrieben. Stimmen die Ströme in den Zweigen mit der gewählten Durchlaufrichtung des Stromkreises überein, so wird ihr Produkt mit dem elektrischen Widerstand mit einem Pluszeichen, andernfalls mit einem Minuszeichen geschrieben. Das Gesetz beschreibt die Tatsache, dass sich beim Umrunden des Stromkreises und bei der Rückkehr zum Ausgangspunkt dessen Potenzial nicht ändern kann, da sonst der Energieerhaltungssatz nicht eingehalten würde.

Kirchhoffs Gesetze (1845) Für die Kontur abdc hat das zweite Kirchhoffsche Gesetz die Form EMF E 2, in diesem Fall wird es mit einem Minuszeichen versehen, da seine Richtung nicht mit der gewählten Durchlaufrichtung der Kontur (im Uhrzeigersinn) übereinstimmt. Rechts Auf der Seite des Ausdrucks werden alle Produkte mit einem Pluszeichen genommen, da die Ströme in den Zweigen mit der Richtung der Umgehung des Stromkreises übereinstimmen, und das Produkt R 4 ·I 4 mit einem Minuszeichen, da der Strom I 4 nicht übereinstimmt mit der Richtung der Umgehung des Stromkreises.

Physikunterricht in der 8. Klasse.

, Physiklehrer, Nikitinskaya-Sekundarschule

Betreff: M elektrische Stromstärke.

Unterrichtsart:kombiniert.

Lernziele:Enthüllen Sie das Konzept der Leistung des elektrischen Stroms, finden Sie heraus, von welchen Faktoren die Leistung des elektrischen Stroms abhängt, und enthüllen Sie Methoden zur Bestimmung der Leistung.

Aufgaben:

Lehrreich:

Lehrreich:

vorhandenes Wissen zum Thema „Elektrischer Strom“ festigen.

Lernen Sie die Konzepte kennen

die Fähigkeit weiterzuentwickeln, Vorgänge in einem Stromkreis zu erklären.

Bildung kommunikativer Qualitäten, Kommunikationskultur

Interesse an dem untersuchten Thema entwickeln

weckt Neugier und Aktivität im Klassenzimmer

Leistungsentwicklung

Lehrreich:

Entwicklung des kognitiven Interesses

Entwicklung intellektueller Fähigkeiten

Entwicklung von Fähigkeiten, um das Wesentliche im untersuchten Material hervorzuheben

Entwicklung von Fähigkeiten zur Verallgemeinerung untersuchter Fakten und Konzepte

Arbeitsformen:Frontal, Arbeit in kleinen Gruppen, Arbeit zu zweit, einzeln.

Bildungsmittel:

Lehrbuch „Physik 8“ A.V. Peryschkin

Sammlung von Problemen in der Physik für die Klassen 7-9, A.V. Peryschkin,

Handouts (Testblätter, praktische Aufgaben).

Elektrische Stromquellen.

Amperemeter.

Voltmeter.

Glühbirne.

Verbindungsdrähte.

Präsentation „Elektrische Stromstärke“.

Computer.

Illustrationen zum Thema.

Unterrichtsplan:

Zeit organisieren.

Express-Umfrage

Inszenierung pädagogische Aufgaben

Gemeinsame Erforschung des Problems

Eine neue Art des Handelns entwerfen.

Übergang zur Phase der Lösung bestimmter Probleme

Kontrolle in der Fertigstellungsphase pädagogisches Thema

Hausaufgaben.

Bildungstechnologien und Lehrmethoden: IKT-Technologie, Forschung, problembasierte Lehrmethoden, Elemente des studierendenzentrierten Lernens, differenziertes Lernen

Gebrauchte Bücher:

Peryshkin A.V. Lehrbuch „Physik 8“

Lukaschk „Sammlung von Problemen in den Physikklassen 7 – 9“, Moskau, „Drofa“, 2008.

V.A. Orlov „Thematische Tests in den Physikklassen 7 – 8“, Moskau, „Verbum – M“, 2001.

G.N. Stepanova, A.P. Stepanov „Sammlung von Fragen und Problemen in den Physikklassen 5 – 9“, St. Petersburg, „Valeria SPD“, 2001.