Энергия и мощность электрической цепи презентация. Электрическая мощность. По какой формуле определяется работа

«Работа и мощность тока» - Мощность электрического тока –работа, которую совершает ток за единицу времени. Работа электрического тока. Научиться применять формулы при решении задач. Рассчитайте потребляемую энергию (1 кВт*ч стоит 1,37 р). Джеймс Уатт. Работа и мощность электрического тока. Шестнадцатое марта Классная работа.

«Механическая работа и мощность» - Мощность» Развивать логическое мышление, навыки решения расчетных задач. Уатт Джеймс (1736-1819) шотландский инженер и изобретатель. Задача 1. Насос за 10 минут выкачивает воду объемом 5 метров кубических. Подготовила: Недякина Е. И учитель физики. Повторить и закрепить полученные знания по теме «Механическая работа.

«Задачи на электрический ток» - Электрический ток. Викторина. Задачи второго уровня. 2.Имеются две лампы мощностью 60 Вт и 100Вт, рассчитанные на напряжение 220В. Урок по физике: обобщение по теме «Электричество». Сопротивление. Цель урока: Работа тока. Напряжение. Сила тока. Основные формулы. Задачи первого уровня. Терминологический диктант.

«Электрические цепи 8 класс» - 3. Часы. 5. Каковы преимущества и недостатки последовательной цепи? 4. Как рассчитать общее сопротивление последовательной электрической цепи? Параллельной? Тест. 1. Амперметр. А – работа. Единицы измерения. Q – электрический заряд. Для измерения работы электрического тока нужны три прибора: 2. Может ли изменяться сила тока в разных участках цепи?

«Электрическое сопротивление 8 класс» - Причина. Электрическое сопротивление - R. Длины проводника – l Площади сечения – S Вещества - р. Разные проводники обладают различным сопротивлением. - Величина постоянная и не зависит ни от U, ни от I. Презентация на тему: «Электрическое сопротивление проводников». Электрическое сопротивление зависит от.

Энергия и мощность в электрической цепи постоянного тока. Из определения ЭДС следует, что работа, совершаемая источником электрической энергии, т.е. работа сторонних сил в источнике по разделению зарядов, равна: Из определения постоянного тока следует, что величина заряда прошедшего через сечение проводника за время t, равна: где E - (ЭДС) электродвижущая сила, В; A – работа сторонних сил при перемещении заряда (Дж); q – заряд, (Кл). где I - электрический ток, (А); q – заряд, (Кл); t – время (с).

Объединив две предыдущие формулы, получим работу, совершаемую источником электрической энергии за время t: На сопротивлении нагрузки, т.е. приемнике электрической энергии при напряжении U и токе I совершается работа (расходуется энергия): Единицами измерения энергии является 1 джоуль (1 Дж); 1 джоуль равен 1 ватт-секунде (1 Дж = 1 Вт·с). Энергия иногда выражается в киловатт-часах (на счетчиках электрической энергии) 3,6·10 6 Дж= 1 к Вт·ч.

Закон Джоуля Ленца: при протекании постоянного тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил: Единицами измерения выделенного тепла является 1 джоуль (1 Дж).

Баланс мощности Мощность, развиваемая источниками электрической энергии, равна мощности преобразования этой энергии в другие виды энергии. Это выражается балансом мощности электрической цепи где в левой части – сумма мощностей, развиваемая источниками, в правой - сумма мощностей всех приемников и необратимых преобразований энергии внутри источников (потери из-за внутренних сопротивлений).

КПД Коэффициент полезного действия (КПД) электрической цепи – это отношение мощности приемника (полезной) к суммарной мощности всех потребителей. Задача 2.2. В течении 30 мин электроустановка была включена в сеть постоянного напряжения 220 В. В цепи протекал ток 4,5 А. КПД нагревателя η=0,6. Какое количество тепла выделилось за время работы нагревателя? 1) Определяем мощность электроустановки: Вт, 2) Определяем количество тепла: к Дж.

Режимы работы электрической цепи В зависимости от величины сопротивления нагрузки электрическая цепь может работать в различных режимах: 1. номинальном (а) 2. согласованном (а) 3. холостой ход (б) 4. короткое замыкание (в) E Rвн RнRн E RнRн E RнRн Iкз а)б)в)

Номинальный режим это расчетный режим, при котором элементы цепи работают в условиях, соответствующих проектным данным и параметрам. Номинальные значения напряжений, токов и мощностей указывают в паспортах изделий. Номинальные напряжения стандартизированы и для сетей до 1000 В равны: 27, 110, 220, 440 В – при постоянном токе; 40, 127, 220, 380, 660 В – при однофазном переменном токе. RнRн E Rвн

Номинальное значение мощности для источника электрической энергии – это наибольшая мощность, которую источник при нормальных условиях работы может отдать во внешнюю цепь без опасности пробоя изоляции и превышения допустимой температуры нагрева. Номинальное значение мощности для потребителей типа двигатель – это мощность, которую они можно развивать на валу при нормальных условиях работы. RнRн E Rвн

Работа в согласованном режиме для мощных цепей экономически невыгодна. Согласованный режим применяется в маломощных цепях, где КПД не имеет существенного значения, а требуется получить на нагрузке большую мощность. В мощных цепях Rвн

Холостой ход это режим, при котором электрическая цепь разомкнута и ток I в нагрузке равен 0. Напряжение на зажимах источника будет наибольшим и равным ЭДС источника: где Uхх – напряжение на источнике при холостом ходе, (В); E - ЭДС источника, (В). Этот режим используется для измерения ЭДС источника. E Rвн RнRн Uхх

Короткое замыкание это режим, при котором выводы источника соединены между собой проводником с нулевым сопротивлением. Ток в цепи стремиться к своему максимуму, напряжение на источнике и сопротивление нагрузки равны нулю. где Uкз – напряжение на источнике при коротком замыкании E Rвн RнRн Iкз

Внутреннее электрическое сопротивление идеального источника напряжения равно 0, а внутреннее сопротивление реального источника напряжения должно стремиться к 0, тогда и ВАХ реального источника будет стремиться к ВАХ идеального источника, т.е. будет независимой от нагрузки.

Идеальные источники тока и ЭДС являются источниками бесконечной мощности. Реальный источник электрической энергии можно представить схемой замещения источником ЭДС или тока. Это возможно на основе закона сохранения энергии (энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую). В данном случае мощность Pи, развиваемая источником, равна мощности P Н отдаваемой нагрузке и мощности потерь P ВН внутри источника. Реальные источники при нагрузке R Н >> R ВН работают в режимах близких к режиму холостого хода, т.е. в режимах близких к режиму идеального источника ЭДС. При сопротивлении нагрузки R Н > R ВН работают в режимах близких к режиму холостого хода, т.е. в режимах близких к режиму идеального источника ЭДС. При сопротивлении нагрузки R Н

О направлении тока. В электротехнике было принято считать, что ток течет от плюса к минуса. Бенжамин Франклин (1760 г) Все основные формулы и правила были сформулированы на основе этого правила. Через некоторое время был открыт электрон – носитель зарядов в проводниках. Джон Томсон (1896 г) Электрон имеет условно отрицательный заряд величиной (- 1,6* Кл) и поэтому скапливаясь на отрицательной клемме источника электрической энергии, спешит, при замывании цепи попасть на положительную клемму. Т.е. движение электрона происходит от условного минуса к условному плюсу. В силу того, что пришлось бы изменять все правила, приняли решение, что для расчетов оставят условное положительное направление тока от плюса к минусу – движение положительно заряженных частиц.

За положительное направление напряжения на приемниках электрической энергии принято направление, совпадающее с выбранным положительным направлением тока AС R UAСUAС I Электрическое напряжение вдоль пути вне источника между точками А и С называют разностью потенциалов. где U АС - разность потенциалов между точками А и С, (В); φ А – потенциал точки А, (В); φ С – потенциал точки С, (В).

Закон Ома (1827 г.) Закон Ома определяет связь между током, напряжением и сопротивлением на участках цепи. Для каждого участка цепи, не содержащего источников, закон Ома имеет вид: где I - электрический ток, (А); U – напряжение, (В); R – сопротивление участка цепи, (Ом). Направление ЭДС источника указывается стрелкой внутри источника, также и направление тока в источнике тока указываются стрелками внутри него. Направление напряжения U между выводами ЭДС источника направлено от + к –, т.е. противоположно направлению ЭДС.

Задача 2.3. Какой ток будет протекать в цепи, состоящей трех аккумуляторов и внешнего сопротивления R=30 Ом, если ЭДС каждого аккумулятора E=1,45 В, а внутреннее сопротивление R ВН = 0,5 Ом? Как изменится напряжение U АБ при уменьшении внешнего сопротивление до 2 Ом? 1) Определяем ток в цепи при R=30 Ом: А,

Задача 2.3. Какой ток будет протекать в цепи, состоящей трех аккумуляторов и внешнего сопротивления R=30 Ом, если ЭДС каждого аккумулятора E=1,45 В, а внутреннее сопротивление R ВН = 0,5 Ом? Как изменится напряжение U АБ при уменьшении внешнего сопротивление до 2 Ом? 3) Определяем ток в цепи при R=2 Ом: А,

Задача 2.3. Какой ток будет протекать в цепи, состоящей трех аккумуляторов и внешнего сопротивления R=30 Ом, если ЭДС каждого аккумулятора E=1,45 В, а внутреннее сопротивление R ВН = 0,5 Ом? Как изменится напряжение U АБ при уменьшении внешнего сопротивление до 2 Ом? 4) Определяем U AB: В. Напряжение U AB на нагрузке R уменьшилось при уменьшении сопротивления нагрузки.

Задача 2.4. Какой ток будет протекать в цепи, состоящей трех аккумуляторов и внешнего сопротивления R=2 Ом, если ЭДС каждого аккумулятора E=1,45 В, а внутреннее сопротивление R ВН = 0,5 Ом, при этом один из элементов включен встречно двум остальным? 1) Определяем ток в цепи при R=2 Ом: А,

Из выражений (1) и (2) можно записать общее выражение для тока активного участка цепи (3) (1) (2) (3) Это выражение называют обобщенный закон Ома. Из него следует, что ток активного участка цепи равен алгебраической сумме его напряжений и ЭДС, деленной на сопротивление участка. ЭДС и напряжения берутся со знаком +, если их направления совпадают с направлением тока, и со знаком –, когда направления противоположны направлению тока.

Законы Кирхгофа (1845 г.) Первый закон Кирхгофа применяется к узлам электрической цепи. Для цепей постоянного тока он гласит: алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю где I k - электрический ток k ветви, (А); n – число ветвей присоединенных к данному узлу. Токи направленные к узлу (входящие) обычно принимают как положительные, а от узла (исходящие) – отрицательные. Закон описывает тот факт, что при постоянных токах, заряды в узле электрической цепи не накапливаются. Законы Кирхгофа (1845 г.) Второй закон Кирхгофа применяется к контурам электрической цепи. Для цепей постоянного тока он гласит: алгебраическая сумма ЭДС источников в любом контуре разветвленной электрической цепи, равна алгебраической сумме падений напряжений на всех электрических сопротивлениях этого контура. где E s – ЭДС s-го источника, (В), I k - электрический ток k ветви, (А); R k –электрическое сопротивление в k ветви. m – число ветвей в контуре, n – число источников ЭДС.

Законы Кирхгофа (1845 г.) Если направление ЭДС совпадает с выбранным направлением обхода контура, то такое ЭДС записывается со знаком плюс, иначе c минусом. Если токи в ветвях совпадают с выбранным направлением обхода контура, то их произведение на электрическое сопротивление записывается со знаком плюс, иначе c минусом. Закон описывает тот факт, что при обходе контура и возвращении в исходную точку потенциал последней не может измениться, так как иначе не соблюдался бы закон сохранения энергии.

Законы Кирхгофа (1845 г.) Для контура abdc второй закон Кирхгофа примет вид ЭДС E 2 в данном случае берется со знаком минус, т.к его направление не совпадает с выбранным направлением обхода контура (по часовой стрелки. В правой части выражения все произведения берутся со знаком плюс, т.к. токи в ветвях совпадают с направлением обхода контура, а произведение R 4 ·I 4 со знаком минус, т.к. ток I 4 не совпадает с направлением обхода контура.

Тема урока:

Работа и мощность электрического тока

1.Какой буквой принято обозначать электрическое напряжение?

1) I 2) U 3) R 4) q

2 . Как называют единицу измерения электрического сопротивления?

1) Джоуль 2) Ампер 3) Ом 4) Вольт

3. Какой буквой принято обозначать силу тока?

1) А 2) I 3) V 4) R

4. Какая из перечисленных величин одинакова для всех последовательно соединенных проводников?

1) напряжение 2) сила тока 3) сопротивление 4) заряд

5.Сила тока в проводнике:

1) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
2) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
3) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению
4) прямо пропорциональна сопротивлению проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению.

1. 2)
2. 3)
3. 2)
4. 2)
5. 3)

Работа электрического тока

Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему.

A = U * q

A – Работа,

U – Напряжение,

q – Электрический заряд.

Работа электрического тока пропорциональна силе тока, напряжению и времени прохождения тока.

A = I * U * t

A – Работа электрического тока,

I – Сила тока,

U – Напряжение,

t – Время прохождения тока

Работа электрического тока

Единица измерения работы: Джоуль (Дж)

1 Джоуль = 1 Вольт * 1 Ампер * 1 секунду

1 Дж = 1 В * 1А * 1с

Единицы работы, кратные Джоулю: гектоджоуль, килоджоуль, мегаджоуль.

Выразите в Джоулях работу, равную

Приборы, необходимые для измерения работы тока в цепи:

Вольтметр

Амперметр

Мощность

Мощность численно равна работе совершённой в единицу времени.

P – Мощность

Мощность

Единица измерения мощности: Ватт (Вт)

1 Ватт = 1 Вольт * 1 Ампер

1Вт = 1В * 1А

Единицы мощности, кратные Ватту: гектоватт, киловатт, мегаватт.

Выразите в Ваттах мощность, равную:

Какую работу совершает электрический ток в электрической лампочке за 3 минуты. Рассчитайте мощность электрического тока.

Название

Буквенное обозначение

Единица измерения

Электрический заряд

Основная формула

Сила тока

Определение

Напряжение

Сопротивление

Работа электрического тока

Мощность

Рефлексия

Продолжите фразу:

Сегодня на уроке я узнал ….

Теперь я могу …

Было интересно…

Знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся…

1 слайд

2 слайд

РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику. Работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока в цепи. Единица измерения работы электрического тока в системе СИ: [ A ] = 1 Дж = 1A B c

3 слайд

МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. (мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике - буквой Р) так как А = IUt, то мощность электрического тока равна: Единица мощности электрического тока в системе СИ: [ P ] = 1 Вт (ватт) = 1 А. B

4 слайд

НАУЧИСЬ, ПРИГОДИТСЯ! При расчетах работы электрического тока часто применяется внесистемная кратная единица работы электрического тока: 1 кВт·ч (киловатт-час). 1 кВт.ч = ....................... Вт.с = 3 600 000 Дж В каждой квартире для учета израсходованной электроэнергии устанавливаются специальные приборы-счетчики электроэнергии, которые показывают работу электрического тока, совершенную за какой-то отрезок времени при включении различных бытовых электроприборов. Эти счетчики показывают работу электрического тока (расход электроэнергии) в "кВт·ч". 1 кВт·ч энергии позволяет выплавить 20 т чугуна

5 слайд

ВАУ, ИНТЕРЕСНО В свое время в качестве единицы мощности Дж. Уатт предложил такую единицу, как «лошадиная сила». Эта единица измерения дожила до наших дней. Но в Англии в 1882 г. Британская ассоциация инженеров решила присвоить имя Дж. Уатта единице мощности. Теперь имя Джеймса Уатта можно прочесть на любой электрической лампочке. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения. С этого случая и началась традиция присвоения собственных имен единицам измерения

6 слайд

Рассказывают, что... одну из паровых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. При выборе необходимой мощности паровой машины пивовар определил рабочую силу лошади как восьмичасовую безостановочную работу до полного изнеможения лошади. Расчет показал, что каждую секунду лошадь поднимала 75 кг воды на высоту 1 метр, что и было принято за единицу мощности в 1 лошадиную силу.

7 слайд

ВСЕ БЕЖИМ К ЗАДАЧКАМ! Две электрические лампы, мощность которых 40 и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение. Сравните по сопротивлениям нити накала обеих ламп. Комната освещена с помощью 40 электрических ламп от карманного фонаря, соединенных последовательно и питаемых от городской сети. После того как одна лампа перегорела, оставшиеся 39 снова соединили последовательно и включили в сеть. Когда в комнате было светлее: при 40 или 39 лампах? Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковых длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

8 слайд

Реши задачу В цепь с напряжением 125 В включена электрическая лампа, сила тока в которой 0,4 А. Найдите мощность тока в лампе.(Вычислите работу тока за 10 минут)