Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Фізика.rtf
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
14.65 Mб
Скачать

Потужність[ред. • ред. Код]

При наявності струму в провіднику виконується робота на подолання сил електричного опору. Електричний опір довільного провідника містить дві складові:

  • активний опір — опір, проходження струму через який супроводжується виділенням тепла;

  • реактивний опір — характеризує опір проходженню змінного струму, обумовлений електричною ємністю та індуктивністю кола чи його ділянки.

Зазвичай, більша частина втрат енергії електричного струму при його протіканні по провіднику проявляється у вигляді виділення тепла. потужністютеплових втрат називається величина, що дорівнює кількості тепла, що виділилось за одиницю часу. Згідно із законом Джоуля — Ленца потужність теплових втрат у провіднику є пропорційною до сили струму, що проходить через нього, та прикладеній напрузі:

Потужність вимірюється у ватах (Вт).

У суцільному середовищі питома потужність втрат   визначається скалярним добутком вектора густини струму   та вектора напруженості електричного поля   у заданій точці:

Питома потужність вимірюється у ватах на кубічний метр (Вт/м²).

Опір випромінювання викликається утворенням електромагнітних хвиль навколо провідника. Цей опір перебуває у складній залежності від форми, розмірів і матеріалу провідника, від довжини хвиль, що випромінюються, діелектричної і магнітної проникності навколишнього середовища та властивостей простору, у який відбувається випромінювання. Для одиночного прямолінійного провідника, довжина якого суттєво менша від довжини електромагнітних хвиль потужність випромінювання є суттєво меншою у порівнянні з потужністю теплових втрат. Це є характерним для невеликих частот, наприклад, 50 Гц. Однак із зростанням частоти довжина хвилі зменшується, відповідно зростає потужність випромінювання. Провідник, що здатен випромінювати помітну енергію, називається антеною.

Період та частота[ред. • ред. Код]

Поняття періоду та частоти стосуються змінного струму, що періодично змінює силу та/або напрям у тому числі промислового, що змінюється за гармонічним законом.

Період електричного струму — найменший інтервал часу, через який повторюються миттєві значення періодичного електричного струму[3][2].

Частота електричного струму — величина, обернена до періоду електричного струму[3]. Частота струму вимірюється в герцах (Гц).

15. Електрорушійна сила  — кількісна міра роботи сторонніх сил із переміщення заряду, характеристика джерела струму.

Позначається здебільшого літерою  , вимірюється в системі СІ у Вольтах. Зазвичай електрорушійна сила скорочується в текстах до е.р.с.

Електрорушійна сила ділянки кола дорівнює енергії, яку отримує одиничний заряд, пройшовши цю ділянку кола.

Для замкненого кола

,

де   — стороння сила.

Закон Ома для повного кола

 Ноябрь 7th, 2012   admin

Коло, яке º замкненим або повним, складаºться з внутр³шньо¿ частини (джерела ЕРС) ³ зовн³шньо¿, яка з’ºднуº полюси джерела. Джерело ЕРС, як ³ будь-який пров³дник, маº певний оп³р, який називаºться внутр³шн³м опором ³ позначають звичайно r.

 

Можна припустити, що до джерела електрично¿ енерг³¿ з електроруш³йною силою ³ внутр³шн³м опором r приºднано оп³р R.

 

Нехай за час t через поперечний перер³з пров³дника пройде заряд q=I.t. Тод³ робота сторонн³х сил з перем³щення заряду q:

За рахунок ц³º¿ роботи на зовн³шн³х ³ внутр³шн³х опорах вид³ляºться к³льк³сть теплоти р³вна:

 

Q=I2(R+r)t

 

Зг³дно закону збереження енерг³¿ A=Q, або It=I2(R+r)t, зв³дки IR+Ir. Тепер можна сказати, що ЕРС дор³внюº сум³ спад³в напруг на зовн³шн³х ³ внутр³шн³х опорах замкнутого кола. Сила струму в замкнутому кол³ прямо пропорц³йна ЕРС джерела струму ³ обернено пропорц³йна сум³ зовн³шн³х ³ внутр³шн³х опор³в. Це º закон Ома для повного (замкнутого) кола. Отже, сила струму в кол³ залежить в³д трьох величин, дв³ з яких (ЕРС ³ внутр³шн³й оп³р) характеризують джерело, а третя – залежить в³д самого кола. Якщо користуватися певним джерелом електрично¿ енерг³¿, то q ³ r можна вважати сталими величинами.

 

Для наближеного вим³рювання ЕРС джерела, вольтметр приºднують до полюс³в джерела при роз³мкнутому зовн³шньому кол³. При цьому вольтметр показуº спад напруги IR на самому соб³, а оск³льки оп³р вольтметра дуже великий, то при цьому R>>r ³ U=IR. Чим б³льший оп³р вольтметра пор³вняно з внутр³шн³м опором джерела струму, тим точн³ше значення д³станемо для ЕРС.

Закон Джоуля - Ленца

Роботу, яку виконує джерело струму з ЕРС, визначають за формулою:

Енергія джерела струму перетворюється частково або повністю у внутрішню енергію провідника або в механічну енергію. Скориставшись законом Ома, роботу можна виразити через силу струму або напругу:

Потужність електричного струму дорівнює відношенню роботи А до часу t, протягом якого вона виконується:

Одиницею потужності в СІ є Ват (Вт).

Якщо по провіднику проходить струм, то провідник нагрівається. Англійський вчений Дж. П. Джоуль і російський вчений Е. Х. Ленц встановили закон (Джоуля – Ленца): кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, пропорційна силі струму, напрузі і часу проходження струму:

При відсутності сторонніх сил: