Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формула количества теплоты в физике через силу тока

Разработка урока физики » Количество теплоты, выделяемое проводником с током. Закон Джоуля-Ленца»

Выбранный для просмотра документ Конспект урока.docx

Тема: Количество теплоты, выделяемое проводником с током. Закон Джоуля-Ленца.

1.Вывести формулу, выражающую закон Джоуля- Ленца; рассмотреть применение этой формулы на практике; закрепить знание по темам: напряжение, мощность и работа электрического тока.

2. Развивать учебно-информационные навыки

3.Воспитывать аккуратность при работе в тетрадях и у доски

Приветствие. Сообщение темы урока через анализ пословиц

Быстро нагревается- быстро остывает

Работающей мельнице некогда замерзать

О какой физической величине идет речь в этих пословицах?

Правильно , сегодня мы с вами на уроке будем говорить о количестве теплоты, выделяемое проводником с током, выведем формулу для расчета этой физической величины. Но в начале давайте вспомним, что изучали на прошлых уроках.

2. Проверка знаний

1. Логическая цепочка ( заполнение пропусков в формуле поочередно)

Цепочка после заполнения заполнения

Цепочка до заполнения

-Объясните, в каких единицах измеряется каждая физическая величина.

2. Проверка домашнего задания

Определите силу тока в цепи

Определите напряжение на батареи

Рассчитайте напряжение на лампе

Рассчитайте напряжение на реостате

Вычислите мощность тока в лампе

Вычислите мощность тока в реостате

Рассчитайте работу электрического тока в лампе

Рассчитайте работу электрического тока в реостате

3. Самостоятельная работа

Определите силу тока в цепи

Определите напряжение на батареи

Рассчитайте напряжение на лампе

Рассчитайте напряжение на реостате

Вычислите мощность тока в лампе

Вычислите мощность тока в реостате

Рассчитайте работу электрического тока в лампе

Рассчитайте работу электрического тока в реостате

1,2 задание общее ,далее

1вариант выполняет задания под нечетными номерами, т.е. 3,5,7

2 вариант выполняет задание под четными номерами, т.е. 4,6,8.

(самопроверка по ответам)

3.Объяснение нового материала

— С какими физическими величинами связано количество теплоты? ( С работой и временем).

-Как обозначается количество теплоты? (Q )

— Подумайте и скажите, в какой зависимости находятся количество теплоты и время работы проводника ? ( В прямой пропорциональной зависимости. Чем дольше работает проводник с током, тем больше выделится количества теплоты) .

Электрический ток нагревает проводник. А с чем это связано? Ответ на этот вопрос найдите в учебнике.

(Работа с учебником)

Опыт показывает, что в неподвижных металлах вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты , выделяемое проводником, по которому течет ток ,равно работе тока

A=UIt , Q=A , то Q= UIt , U=lR , Q=l 2 Rt

Количество теплоты, выделяемое проводником с током , равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

К этому же выводу пришли независимо друг от друга английский ученый Джеймс Джоуль и русский ученый Эмилий Христианович Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля-Ленца.

(Просмотр ролика об Эмилии Ленце ( 6 мин) )

4. Первичное закрепление материала

1) выведите формулу для вычисления количества теплоты, выделяемое проводником, если известно

напряжение, сопротивление и время работы проводника ( Q= )

мощность электроприбора и его время работы (Q=Рt)

2)Используя карточку 1,определите, какое количество теплоты выделит лампочка

Дано: СИ Решение:

t=10 мин 600 с Q = l 2 Rt

R=3 Ом Q=600·3·0,4=720 Дж

I=0,4 А Ответ : 720 Дж

Определите какое количество теплоты выделит лампочка

Рассчитайте количество теплоты, выделяемое реостатом.

§ 2.7. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ТОКА. ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Электрический ток получил такое широкое применение потому, что он несет с собой энергию. Эта энергия может быть превращена в любую форму.

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу.

Если за промежуток времени At через поперечное сечение произвольного участка проводника проходит заряд Aq, то электрическое поле за это время совершит работу (см. § 1.19)

где U — напряжение на концах проводника. Так как сила тока

то эта работа равна:

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения на этом участке и времени, в течение которого совершалась работа.

Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому энергия, выделяемая на данном участке цепи за время At, равна работе тока [см. формулу (2.7.1)].

Если в формуле (2.7.1) выразить либо напряжение через силу тока (U = IR), либо силу тока через напряжение (I = ^), то

получим еще две формулы для работы тока:

Читайте так же:
Сила тока равномерно убывает определить количество теплоты

Формула (2.7.1) является универсальной, так как для ее вывода мы пользовались только законом сохранения энергии, который справедлив во всех случаях. Формулы (2.7.2) и (2.7.3) получены из формулы (2.7.1) с помощью закона Ома для однородных участков цепи. Поэтому эти формулы справедливы только в том случае, когда работа тока полностью идет на увеличение внутренней энергии проводника.

Формулой (2.7.2) удобно пользоваться при последовательном соединении проводников, так как сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. Формула (2.7.3) удобна при параллельном соединении проводников, так как напряжение на всех проводниках одинаково.

Любой электрический прибор (лампа, электродвигатель и т.

Пользуясь формулой (2.7.1), можно равенству (2.7.4) придать форму:

Формула (2.7.5) является универсальной формулой для вычисления мощности тока. С помощью закона Ома можно получить еще две формулы мощности тока:

Формулы (2.7.6) и (2.7.7), как и (2.7.2) и (2.7.3), пригодны только тогда, когда работа тока полностью идет на увеличение внутренней энергии.

В СИ единицей работы тока является джоуль (Дж), а мощности — ватт (Вт). На практике широко используется внесистемная единица работы тока — киловатт-час (кВт • ч): 1 кВт • ч = = 3,6 • 106 Дж.

Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника. Нагретый проводник отдает теплоту окружающим телам.

Нагревание металлического проводника происходит следующим образом. Электрическое поле ускоряет электроны. После столкновения с ионами кристаллической решетки они передают ионам свою энергию. В результате энергия хаотического движения ионов около положений равновесия возрастает. Это и означает увеличение внутренней энергии. Температура проводника повышается, и он начинает передавать теплоту окружающим телам. Спустя небольшое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура перестает изменяться со временем. К проводнику за счет работы электрического поля непрерывно поступает энергия. Но его внутренняя энергия остается неизменной, так как проводник передает окружающим телам количество теплоты, равное работе тока. Последнее справедливо только тогда, когда работа электрического тока полностью расходуется на увеличение внутренней энергии. В этом случае количество теплоты, передаваемое проводником с током другим телам, можно вычислить по любой из формул (2.7.1)—(2.7.3):

Q = IU At = I2RAt = ^ At.

Однако если на данном участке цепи имеют место превращения энергии в механическую или химическую, то количество теплоты, выделяемое проводником с током, меньше работы тока . Для вычисления количества выделяемой теплоты в этом случае пригодна только формула (2.7.2):

Это и есть закон Джоул я—JI е н ц а, установленный опытным путем в 1842 г. русским академиком Э. X. Ленцем и независимо от него английским физиков Д. Джоулем.

Закон Джоуля—Ленца формулируется так: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Закон Джоуля—Ленца (2.7.9) справедлив не только для ме-таллических проводников, но и для растворов электролитов и газов. В этих случаях внутренняя энергия жидкого и газообразного проводящего ток вещества также увеличивается из-за столкновений упорядоченно движущихся заряженных частиц с другими заряженными или нейтральными частицами вещества.

Прохождение по проводнику электрического тока сопровождается выделением в нем энергии. Эта энергия опре-деляется работой тока: произведением перенесенного заряда и напряжения на концах проводника.

Формула количества теплоты в физике через силу тока

Строение вещества. Тепловое движение. Диффузия. Взаимодействие частиц вещества.

Лабораторная работа: Определение зависимости сопротивления проводника от силы тока.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, реостата, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения силы тока и напряжения при двух различных положениях движка реостата.

4. Рассчитайте сопротивления реостата в этих положениях. Запишите формулу для расчета.

5. Занесите результаты измерений и расчетов в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на расчет выталкивающей силы.

Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды.

Лабораторная работа: Проверьте предположение, что при последовательном соединении проводников общее напряжение равно сумме напряжений на каждом резисторе.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, двух резисторов, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения напряжения на первом резисторе, на втором и на двух вместе.

4. Занесите результаты измерений в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при агрегатных переходах.

Сообщающиеся сосуды. Гидравлическая машина. Атмосферное давление

Лабораторная работа: Определите силу тока в резисторе и напряжение на его концах.

Читайте так же:
Количество теплоты выделенное проводником с током тем больше

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, резистора, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения силы тока и напряжения.

4. Запишите результаты измерений. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при агрегатных переходах.

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело.

Лабораторная работа: Определите мощность электрического тока в резисторе.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, резистора, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения силы тока и напряжения.

4. Запишите формулу для расчета мощности тока. Рассчитайте мощность.

5. Запишите результаты измерений и расчетов в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при плавлении.

Внутренняя энергия тела. Способы изменения внутренней энергии тела.

Лабораторная работа: Проверьте на опыте: как зависит выталкивающая сила, действующая на цилиндр от плотности жидкости, в которую он погружен.

1. Измерьте вес тела в воздухе, затем, полностью погрузив его в воду, вес тела в воде.

2. Рассчитайте выталкивающую силу.

3. Повторите измерения для соленой воды, плотность которой больше, чем пресной.

4. Запишите формулы для расчета, результаты измерений и расчетов.

5. Сделайте вывод.

Задача на расчет общего сопротивления при смешанном соединении проводников.

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвенция, излучение. Количество теплоты.

Лабораторная работа: Постройте график зависимости массы тела от его объема и найдите плотность вещества, из которого это тело изготовлено.

1. Возьмите три тела, сделанных из одного материала, имеющих разные размеры. Взвесьте их на рычажных весах.

2. Определите объемы этих тел путем погружения в мензурку с водой.

3. Занесите результаты в таблицу. Постройте график получившейся зависимости.

4. По среднему значению с графика определите плотность вещества.

5. Сделайте вывод.

Задача на расчет силы тока в проводнике.

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Удельная теплота сгорания. Удельная теплота парообразования. Удельная теплота плавления.

Лабораторная работа: Определите плотность вещества, из которого изготовлен цилиндр.

1. Взвесьте тело на рычажных весах.

2. Определите объем тела путем погружения в мензурку с водой.

3. Запишите формулу для расчета плотности и результаты измерений. Рассчитайте плотность вещества.

4. Сделайте вывод.

Задача на расчет работы и мощности электрического тока.

Принципы работы тепловых двигателей. Двигатель внутреннего сгорания. КПД тепловых двигателей.

Лабораторная работа: Определите работу, совершаемую электрическим током за 5 минут.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, резистора, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения силы тока и напряжения.

4. Запишите формулу для расчета работы тока. Рассчитайте работу.

5. Запишите результаты измерений и расчетов в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на сообщающиеся сосуды .

Электрический заряд. Электрическое взаимодействие. Электризация тел. Строение атома.

Лабораторная работа: Определите влажность воздуха в помещении. Рассчитайте давление водяных паров.

1. Измерьте температуру воздуха в помещении с помощью сухого и влажного термометров. По психрометрической таблице определите относительную влажность воздуха.

2. Запишите формулу для расчета относительной влажности воздуха, результаты измерений.

3. Рассчитайте давление водяного пара в воздухе, пользуясь справочной таблицей для определения давления насыщенного пара при данной температуре.

4. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при плавлении.

Электрическое поле. Проводники и диэлектрики.

Лабораторная работа: Определите выталкивающую силу, действующую на тело, погруженное в воду.

1. Измерьте вес тела в воздухе, затем, полностью погрузив его в воду, вес тела в воде.

2. Рассчитайте выталкивающую силу.

3. Запишите формулы для расчета, результаты измерений и расчетов.

4. Сделайте вывод.

Задача на определение относительной влажности.

Электрический ток. Источники тока. Действия электрического тока.

Лабораторная работа: Проверьте предположение, что сила тока в цепи с последовательным соединением проводников одинакова в различных местах цепи.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, резистора и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения силы тока при трех различных положениях амперметра.

4. Занесите результаты измерений в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при нагревании тела.

Электрическая цепь. Сила тока. Амперметр.

Лабораторная работа: Проверьте предположение, что при последовательном соединении проводников общее напряжение равно сумме напряжений на каждом резисторе.

1. Нарисуйте схему цепи, состоящей из источника тока, ключа, двух резисторов, вольтметра и амперметра.

2. Соберите цепь.

3. Проведите измерения напряжения на первом резисторе, на втором и на двух вместе.

Читайте так же:
Что такое генератор тепловоза постоянного тока

4. Занесите результаты измерений в таблицу. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при сгорании топлива.

Электрический ток. Напряжение. Работа тока.

Лабораторная работа: Определите удельную теплоемкость вещества цилиндра.

1. Возьмите стакан с водой комнатной температуры (измерьте температуру и массу воды). Опустите в него нагретое тело (измерьте температуру воды, в которую было погружено тело и его массу).

2. Когда температура воды перестанет увеличиваться, измерьте температуру воды.

3. Запишите формулу для расчета количества теплоты, полученного водой при остывании тела и результаты измерений. Произведите расчет.

4. Запишите формулу для расчета удельной теплоемкости тела.

5. Сделайте вывод. Определите, из какого вещества сделано тело.

Задача на расчет количества теплоты при парообразовании.

Сопротивление проводника. Закон Ома для участка цепи.

Лабораторная работа: Определите количество теплоты, полученное телом при нагревании.

1. Возьмите стакан с водой комнатной температуры (измерьте температуру и массу воды). Опустите в него нагретое тело (измерьте температуру воды, в которую было погружено тело).

2. Когда температура воды перестанет увеличиваться, измерьте температуру воды.

3. Запишите формулу для расчета количества теплоты, полученного водой при остывании тела и результаты измерений. Произведите расчет.

4. Сделайте вывод. Объясните, почему для измерения количества теплоты, полученного телом, вы определяли количество теплоты, полученное водой.

Задача на расчет силы Кулона.

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Лабораторная работа: Проверьте на опыте: как зависит выталкивающая сила, действующая на цилиндр от плотности жидкости, в которую он погружен.

1. Измерьте вес тела в воздухе, затем, полностью погрузив его в воду, вес тела в воде.

2. Рассчитайте выталкивающую силу.

3. Повторите измерения для соленой воды, плотность которой больше, чем пресной.

4. Запишите формулы для расчета, результаты измерений и расчетов.

5. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при агрегатных переходах.

Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

Лабораторная работа: Постройте график зависимости массы тела от его объема и найдите плотность вещества, из которого это тело изготовлено.

1. Возьмите три тела, сделанных из одного материала, имеющих разные размеры. Взвесьте их на рычажных весах.

2. Определите объемы этих тел путем погружения в мензурку с водой.

3. Занесите результаты в таблицу. Постройте график получившейся зависимости.

4. По среднему значению с графика определите плотность вещества.

5. Сделайте вывод.

Задача на расчет количества теплоты при нагревании тела.

Как найти работу тока формула

Сегодня электрический ток имеет большую область применения. Связано это с тем, что он переносит с собой энергию, которую можно превратить в любую форму.

Что такое работа тока

При хаотичном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле будет совершать работу, которую решили назвать работой тока. Определение работы тока следующее: это работа электрического поля по переносу зарядов внутри проводника.

Важно! Помимо электрических сил, на проводник действуют еще и магнитные, которые также могут совершать работу. Однако в обычных условиях она будет очень мала.

Мощность

Абсолютно каждый электрический прибор рассчитан на поглощение энергии за единицу времени. Поэтому на практике большее значение имеет такое понятие, как мощность. Мощность — это скалярная физическая величина, в общем виде равная скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы.

Единицы измерения

Любая физическая величина, которая может быть превращена в энергию, будет измеряться в Джоулях (Дж). 1 Джоуль равен работе при перемещении точки, к которой приложена сила, равная 1 Ньютону, умноженному на Путь в 1 метр. Получается, что 1 Дж = 1 Н · 1 м.

Единица измерения мощности — это Ватт (Вт). Он равен работе 1 Дж, совершенной за единицу времени в 1 с. Таким образом, 1 Вт = 1 Дж : 1 с

Формула вычисления

В 1841 году английский ученый Джеймс Джоуль сформулировал закон для нахождения количественной меры теплового воздействия электрического тока. В 1842 году этот же закон был также открыт русским физиком Эмилием Ленцем. Из-за этого он получил двойное название закона Джоуля-Ленца. В общем виде закон записывается следующим образом: Q = I² • R • t.

Он имеет достаточно обобщенный характер, так как не имеет зависимости от природных сил, генерирующих ток. Сегодня этот закон активно применяется в быту. Например, для определения степени нагрева вольфрамовой нити, используемой в лампочках.

Закон Джоуля-Ленца определяет количество теплоты, выделяемое током. Но, тем не менее, это поможет узнать, по каким формулам вычисляется работа электрического поля. Всё потому, что она впоследствии проявляется в виде нагревания проводника. Это говорит о том, что работа тока равна теплоте нагревания проводника (A=Q). Работа эл тока, формула: А= I² • R • t. Это не единственная формула для нахождения работы. Если использовать закон Ома для участка цепи (I=U:R), то можно вывести еще две формулы: А=I•U•t или A=U²:R.

Читайте так же:
Реле ограничения тока тепловоза 1

Общая формула для того, чтобы вычислять мощность, заключается в ее прямой пропорциональности работе и обратной зависимости от времени (P=A:t). Если говорить о мощности в электрическом поле, то исходя из предыдущих формул, можно составить целых три: Р= I² • R; Р=I•U; Р=U²:R.

Приборы для измерения тока

Электроизмерительные приборы — это особый вид устройств, которые используются для измерения многих электрических величин. К ним относятся:

  • Амперметр переменного тока;
  • Вольтметр переменного тока;
  • Омметр;
  • Мультиметр;
  • Частометр;
  • Электрические счетчики.

Амперметр

Чтобы определить силу тока в электрической цепи, необходимо применить амперметр. Данный прибор включается в цепь последовательным образом и из-за пренебрежимо малого внутреннего сопротивления не оказывает влияния на ее состояние. Шкала амперметра проградуирована в амперах.

В классическом приборе через электромагнитную катушку проходит измеряемый ток, который образует магнитное поле, заставляющее отклоняться магнитную стрелку. Угол отклонения прямо пропорционален измеряемому току.

Электродинамический амперметр имеет более сложный принцип работы. В нем находятся две катушки: одна подвижная, другая стоит на месте. Между собой они могут быть соединены последовательно или параллельно. При прохождении тока через катушки их магнитные поля начинают взаимодействовать, что в результате заставляет подвижную катушку с закрепленной на ней стрелкой отклониться на некоторый угол, пропорциональный величине измеряемого тока.

Вольтметр

Для определения величины напряжения (разности потенциалов) на участке цепи используют вольтметр. Подключаться прибор должен параллельно цепи и обладать высоким внутренним сопротивлением. Тогда лишь сотые доли силы тока попадут в прибор.

Принцип работы заключается в том, что внутри вольтметра установлена катушка и последовательно подключенный резистор с сопротивлением не менее 1кОм, на котором проградуирована шкала вольтов. Самое интересное, что на самом деле резистор регистрирует силу тока. Однако деления подобраны таким образом, что показания соответствуют значению напряжения.

Омметр

Данный прибор используют для определения электрически активного сопротивления. Принцип действия состоит в изменении измеряемого сопротивления в напрямую зависящее от него напряжение благодаря операционному усилителю. Нужный объект должен быть подключен к цепи обратной связи или к усилителю.

Если омметр электронный, то он будет работать по принципу измерения силы тока, протекающего через необходимое сопротивление при постоянной разности потенциалов. Все элементы соединяют последовательно. В этом случае сила тока будет иметь следующую зависимость: I = U/(r0 + rx), где U — ЭДС источника, r0 — сопротивление амперметра, rx — искомое сопротивление. Согласно этой зависимости и определяют сопротивление.

Мультиметр

Приведенные в пример приборы сегодня используют лишь в школах на уроках физики. Для профессиональных задач были придуманы мультиметры. Самое обычное устройство включает в себя одновременно функции амперметра, вольтметра и омметра. Прибор бывает как легко переносимым, так и огромным стационарным с большим количеством возможностей. Название «мультиметр» в первый раз было применено именно к цифровому измерителю. Аналоговые приборы чаще называют «авометр», «тестер» или просто «Цешка».

Работа тока — сложная, но очень важная тема в электродинамике. Не зная ее, не получится решить даже простейших задач. Даже электрики используют формулы по нахождению работы для проведения необходимых подсчетов.

Чтобы подсчитать работу электрического тока, вспомним определение понятия напряжения: U=А/q

Следовательно, работа электрического тока равна:

Электрический заряд можно выразить через силу тока и его время протекания q=It:

Итак, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи.

Работа электрического тока выражается в джоулях (Дж) . В качестве внесистемной единицы принята работа тока силой 1 А в течение 1 ч на участке цепи с напряжением 1 В. Эту единицу работы назвали ватт-час (1 Вт-ч) : 1 Вт-ч = 3600 Дж = 3,6 кДж. На практике используют более крупные, кратные ей единицы:

1 гВт-ч= 102 Вт-ч = 3,6·105Дж,
1 кВт-ч= 103 Вт-ч = 3,6·106Дж,
1 МВт-ч = 106 Вт-ч = 3,6·109Дж.

Из курса физики VII класса вы знаете, что мощность равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. Мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике — буквой Р. Следовательно, мощность равна:

Читайте так же:
Генератор постоянного тока тепловоз

Пользуясь этой формулой, найдем мощность электрического тока. Так как работа тока определяется формулой А = IUt, то мощность электрического тока равна:

За единицу мощности ватт (Вт) принята мощность тока силой 1 А на участке с напряжением 1 В. Следовательно, 1 Вт = 1 А·1 В.

Ватт сравнительно небольшая мощность, на практике используют более крупные единицы, кратные ватту: 1 гВт (гектоватт) = 102 Вт, 1 кВт (киловатт) = 103 Вт, 1 МВт (мегаватт) = 106 Вт, 1 ГВт (гигаватт) = 109 Вт.

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

На данном уроке мы рассмотрим вольтметр и амперметр, узнаем, что такое работа электрического тока и как она вычисляется.

Работа электрического тока

Сам по себе электрический ток не нужен. Важным является не сам ток, а его действие.

Действие электрического тока характеризуется работой электрического тока.

Работа – это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой.

Например, была энергия кинетическая, стала энергия потенциальная, т. е. тело находилось в состоянии движения, затем оно остановилось, поднявшись при этом на некоторую высоту.

Что касается электрического тока, то мы уже знаем о движении электрических зарядов по проводнику и что движение это происходит под действием электрического поля, т. е. работу совершает электрическое поле. И работа в данном случае показывает, как энергия одного вида, например, энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии – механическую, тепловую и т. д.

Вывод формулы для нахождения работы электрического тока

Работа электрического тока связана, в первую очередь, с понятием электрического напряжения и силы тока.

Работа электрического поля – это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику.

Это утверждение получено из соотношения для электрического напряжения.

Электрическое напряжение – это работа электрического поля по переносу электрического заряда q.

Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.

Это утверждение следует из соотношения для силы тока.

Сила тока – это отношение заряда ко времени, в течение которого протекает заряд по проводнику через поперечное сечение проводника.

Подставив в формулу определения работы , получим выражение для вычисления работы электрического тока, работы электрического поля по перемещению электрического заряда.

Единицы измерения

Работа – 1 Джоуль или 1 Дж;

Напряжение – 1 Вольт или 1 В;

Сила тока – 1 Ампер или 1 А;

Время – 1 секунда или 1 с.

Определение

Работа электрического тока равна произведению силы тока на участке цепи, напряжению на концах этого участка и времени, в течение которого протекает ток по проводнику.

Приборы для измерения силы тока и электрического напряжения

Работа электрического тока связана с приборами, позволяющими определять значения указанных величин.

Напряжение определяется по прибору, который называется вольтметр. А для измерения силы тока используют амперметр (рис. 1).

Рис. 1. Изображения вольтметра и амперметра

Включив эти два прибора в электрическую цепь, наблюдая за показаниями этих приборов, определив время, в течение которого производятся измерения, определяем значение работы электрического тока..

Заключение

Обратите внимание на то, что плата, которую мы производим за электроэнергию, – это плата именно за работу электрического тока. Действие электрического тока – это те самые действия, которые используются в технике, такой как нагревательные устройства, устройства, которые используются в быту (телевизоры, радиоприемники и т. д.).

Работа измеряется при помощи амперметра и вольтметра, но, тем не менее, есть отдельный прибор, который сразу способен измерять работу электрического тока

На следующем уроке мы познакомимся с понятием мощности.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. П. 50, вопросы 1–4, стр. 119, задание 24 (1). Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Через реостат с сопротивлением 5 Ом протекает ток си­лой 0,5 А. Нужно определить, какую работу произведет ток в течение 4 часов (14 400 сек.).
  3. С помощью каких приборов можно измерить работу электрического поля?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию