Elektriskās strāvas darbs un jauda

Elektriskā strāva, kas iet caur vadiem, darbojas, pārvēršot elektrisko enerģiju jebkurā citā enerģijā: siltumā, gaismā, mehāniskajā, ķīmiskajā utt. Sīkāku informāciju skatiet šeit: Elektriskās strāvas darbība

Ja elektroenerģijas patērētājam tiek pielikts viena volta spriegums, tas nozīmē, ka elektroenerģijas avots, nododot vienu elektrības piekariņu caur patērētāju, patērē tajā vienu džoulu elektroenerģijas.

Elektriskā strāva pārvērš šo enerģiju cita veida enerģijā, un tāpēc ir pieņemts teikt, ka elektriskā strāva, kas iet caur patērētāju, darbojas... Šī darba apjoms ir vienāds ar avota patērētās elektriskās enerģijas daudzumu.

Jauda ir vērtība, kas raksturo ātrumu, kurā enerģijas pārveidevai darba izpildes temps.

EML avotā ķīmisko spēku (primārajos elementos un baterijās) vai elektromagnētisko spēku ietekmē elektriskajos ģeneratoros notiek lādiņu atdalīšanās.

Darbs, ko veic ārējie spēki avotā, kad lādiņš iekustas vai, kā teikts, "attīstās" avotā Elektroenerģija, tiek atrasts pēc formulas:

A = QE

Ja avots ir aizvērts ārējai ķēdei, tad tajā nepārtraukti tiek atbrīvoti lādiņi un ārējie spēki joprojām veic darbu A = QE vai ņemot vērā, ka Q = It, A = EIt.

No enerģijas nezūdamības likums elektroenerģija, ko tajā pašā laikā ģenerē EML avots, elektriskās ķēdes sekcijās tiek "iztērēta" (ti, pārveidota) cita veida enerģijā.

Daļa enerģijas tiek tērēta ārējā daļā:

A1 = UQ = UIt,

kur U ir avota spailes spriegums, kas ar aizvērtu ārējo ķēdi vairs nav vienāds ar EMF.

Vēl viena enerģijas daļa tiek "pazaudēta" (pārveidota siltumā) avota iekšpusē:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

Pēdējā formulā Uo ir atšķirība starp EMF un avota spailes spriegumu, ko sauc par iekšējo sprieguma kritumu... Tāpēc

Uo = E — U,

kur

E = U + Uo

t.i. Avota emf ir vienāds ar spailes sprieguma un iekšējā sprieguma krituma summu.

Piemērs. Elektriskā tējkanna ir pievienota 220 voltu tīklam. Nepieciešams noteikt tējkannā patērēto enerģiju 12 minūtes, ja strāva tējkannas sildelementā ir 2,5 A.

A = 220 · 2,5 · 60 = 396 000 J.

Vērtību, kas raksturo enerģijas pārveidošanas ātrumu vai darba veikšanas ātrumu, sauc par jaudu (apzīmējums P):

P = A / t

Elektriskās strāvas stiprums ir tās darbs laika vienībā.

Vērtību, kas raksturo ātrumu, ar kādu mehāniskā vai cita enerģija avotā tiek pārvērsta elektroenerģijā, sauc par ģeneratora jaudu:

Pr = A / t = EIt / t = EI

Vērtība, kas raksturo elektroenerģijas pārveidošanas ātrumu ķēdes ārējās daļās citos enerģijas veidos, ko sauc par patērētāja jaudu:

P1 = A1 / t = UIt / t = UI

Jaudu, kas raksturo neproduktīvo elektroenerģijas patēriņu, piemēram, siltuma zudumiem ģeneratora iekšienē, sauc par jaudas zudumu:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

Saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu ģeneratora jauda ir vienāda ar jaudu summu; lietotāji un zaudējumi:

Pr = P1 + Po

Darba un jaudas mērvienības

Strāvas vienību var atrast pēc formulas P = A / t = j / sek. Elektriskā strāva attīsta jaudu vienā vatā, ja tā katru sekundi veic darbu, kas vienāds ar vienu džoulu.

Jaudas j / s mērvienību sauc par vatu (apzīmējums W), t.i. 1 W = 1 j/s.

No otras puses, no A = QE 1 J = 1 Kx l V, no kurienes 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, tas ir, vats ir elektriskās strāvas jauda 1 A pie 1 V sprieguma.

Lielākās jaudas vienības ir hektvats 1 GW = 100 W un kilovats - 1 kW = 103 W

Elektroenerģiju parasti aprēķina: vatstundās (Wh) vai vairākās vienībās: hektovatstundās (GWh) un kilovatstundās (kWh) 1 kilovatstunda = 3 600 000 džouli.