понедельник, 27 января 2020 г.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Ответ #1:

 

Работа электрического тока – это величина, показывающая количество электрической энергии, превратившейся в другие виды энергии: тепловую, механическую и т.д. Например, в лампочке электрическая энергия превращается в световую и тепловую. Работа тока A численно равна произведению напряжения на силу тока и на время действия тока:

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

 

Мощностью токаPназывается работа тока, совершаемая в единицу времени:

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Таким образом, мощность постоянного тока равна произведению напряжения на силу тока.

Мощность тока также как и механическая мощность в СИ измеряется в ваттах (Вт). Работа тока помимо джоулей измеряется еще и в киловатт-часах (кВт·ч):

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

 

При прохождении электрического тока по проводнику, обладающему сопротивлением, справедлив закон Джоуля-Ленца: количество теплоты Q, выделяемое в проводнике при прохождении тока прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению и времени прохождения тока:

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Используя закон Ома, можно также вывести другие формы закона Джоуля-Ленца:

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

 

Пример-задача

Решив заварить доширак, Миша налил в электрочайник 0,5 л воды температурой 15°С и включил его в сеть с напряжением 220 В. За какое время вскипит вода, если сопротивление нагревательного элемента чайника 24 Ом?

Дано:Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца, Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца, Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца, U = 220 B, R = 24 Ом

Найти:Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

 

Решение:

Удельная теплоемкость воды

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

По закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяющееся в нагревательном элементе

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Согласно уравнению теплового баланса

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Отсюда находим время:

  

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

 

Ответ: 89 с.