Мощность в цепи постоянного тока, электрическая энергия и коэффициент полезного действия
treugoma.ru › Учебник › Электрические цепи постоянного тока ›
Мощность в цепи постоянного тока, электрическая энергия и коэффициент полезного действия
Электрическая мощность Р (Вт) определяется произведением напряжения на силу тока:
(1)
где U-напряжение на токоприемнике, В
I-сила тока через токоприемник, А
Единица мощности – 1 ватт 1вольт 1 ампер
Принимая во внимание закон Ома (), равенство 1 можно представить следующим образом:
(2)
(3)
В практике пользуются единицей мощности – киловатт (кВт), 1 Квт=1000 Вт.
Как и в механике электрическая энергия, или работа (Дж), равна произведению мощности на время:
(4)
где Р - мощность, t- время, с.
Единица энергии 1 джоуль = 1 ватт 1 секунду. В практике пользуются более крупной единицей – киловатт-часом (кВтч), 1 кВтч= 1кВт 1ч=1000 Вт3600 с= 3600 000 Дж = 3,6 МДж.
Если взять значение Р из выражений 1,2,3 то формулу 4 можно переписать так:
(5)
Тепловое действие тока. Прохождение электрического тока через проводник сопровождается выделением тепла. В нагревательных приборах получение тепла – это конечная цель. Но в других приборах и устройствах выделение тепла представляет собой непроизводительные потери электрической энергии.
Количество теплоты измеряют в джоулях, причем 1 Дж= 1 Вт 1с = 1 Втс.
По закону Ленса – Джоуля количество теплоты Q, выделяемой током в проводнике, пропорционально квадранту тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока:
(6)
где I – сила тока, А
R - сопротивление, Ом
t – время, с.
При всяком превращении одного вида энергии в другой наблюдается потери энергии. Например, при превращении электрической энергии в механическую (в электрическом двигателе) часть электроэнергии, потребляемой электродвигателем из сети, расходуется на нагрев двигателя, на трение в подшипниках и т.д.
Этот процесс количественно характеризует величина называемая коэффициентом полезного действия (к.п.д.). Под к.п.д. понимают отношение полезной мощности Р пол , отдаваемой машиной, к подведенной мощности Р подв
(7)
В Мой Мир | Опубликовать |