Работа и мощность электрического тока.

Тема урока

Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

1. Запишите в тетради конспект урока

Работа и мощность электрического тока.

Работа электрического тока: A=Uq q=It }⇒ A=IUt=I² Rt=U² t/R

A=IUt=I² Rt=U² t/R

Мощность электрического тока (работа в единицу времени): P=A/t=IU=I²R=U² /R

P=At=IU= I²R=U² /R

Иногда применяется внесистемная единица работы электрического тока - кВт⋅ч (киловатт-час).

1кВт⋅ч=3,6⋅10⁶ Дж

Закон Джоуля - Ленца.

Дж. Джоуль (1841—1843) Э. X. Ленц (1842—1843) независимо друг от друга экспериментально установили, что В электрической цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую. Согласно закону сохранения энергии работа тока равна количеству выделившегося тепла. Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого шел ток:Q=I2Rt

Q=I² Rt

Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно и параллельно соединенных участков

Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках: A=A1+A2+...+An т.к. A=I² Rt=I² (R1+R2+...+Rn)t, то Мощность электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках: P=P1+P2+...+Pn Т.к. силы тока во всех участках одинаковы, то: U1R1=U2R2=...=UnRn, или U1:U2:...:Un=R1:R2:...:Rn Для двух резисторов: U1/U2=R1/R2, - чем больше сопротивление, тем больше напряжение.

Работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках: A=A1+A2+...+An т.к. A=U²t/R =U² (1R1+1R2+...+1Rn)t, то Мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках: P=P1+P2+...+Pn Т.к. напряжения на всех участках одинаковы, то: I1R1=I2R2=...=InRn Для двух резисторов: I1/I2=R2/R1, - чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

2. Решите задачи

1. Какое количество теплоты выделяется за 30 мин проволочной спиралью сопротивлением в 20 Ом при силе тока 5 А?

2. Два резистора подключены к источнику напряжением 120В последовательно. В первом резисторе сопротивлением 10 Ом за 5 минут выделяется 80 кДж теплоты. Каково сопротивление второго резистора?

3. Участок цепи состоит из параллельно соединенных резистора сопротивлением 1,0 Ом и стального проводника длиной 10 м и сечением 1,2 мм². Определите количество теплоты, выделяющейся в данном участке цепи за 10с, если общая сила тока в участке 3,0 А. Удельное сопротивление стали 1,2 ∙10^-2 Ом∙ мм² /м.

4. Для нагрева среды в термостате в течении 19 мин необходимо теплота 240 кДж. На какую мощность должен быть рассчитан электронагреватель термостата, если его кпд равен 64 %? Определить ток, если нагреватель подключен к сети напряжением 230 В.

5. Найти сопротивление цепи, которая за 1 мин выделяет в пространство 9 кДж теплоты. Сила тока в цепи 1 А.