Постоянный ток
Работа и мощность тока
Мякишев «Физика 10», постоянный ток
◆
Что нужно помнить из 7–9 класса
база 7–9 классаРабота тока A=UIt, мощность P=UI, теплота по закону Джоуля–Ленца Q=I2Rt. +Короткое напоминание2
Теплота растёт как квадрат тока — отсюда и опасность перегрузки, и смысл предохранителей.
Киловатт — мощность, киловатт-час — энергия; платят за второе.
1
Работа и мощность тока
Работа тока — переданная энергия. Мощность — та же работа за секунду.
A=UIt,P=UI=I2R=RU2три эквивалентные формы мощности +Единицы, которые путают2
Киловатт — мощность. Киловатт-час — энергия: 1 кВт⋅ч=3,6⋅106 Дж.
По киловатт-часам считают плату за электричество — платят за энергию, а не за мощность.
2
Какую форму выбрать
Смотри, что в задаче общее: ток или напряжение. От этого зависит, кто греется сильнее.
+Два противоположных вывода3
Последовательно (общий ток) — бери P=I2R: сильнее греется большее сопротивление.
Параллельно (общее напряжение) — бери P=U2/R: сильнее греется меньшее сопротивление.
Выводы противоположны, и именно на этом строят задачи-ловушки. Сначала определи, что общее.
При последовательном включении двух ламп ярче горит та, у которой больше сопротивление, а не та, что «мощнее по паспорту». Паспортная мощность указана для номинального напряжения.
3
Закон Джоуля–Ленца
Вся работа тока на сопротивлении переходит в теплоту.
Q=I2Rtтеплота растёт как квадрат тока +Где это работает3
Проверяют опытом: спираль в калориметре, и электрический расчёт совпадает с калориметрическим cmΔt.
Из-за квадратичной зависимости потери в проводах резко растут с током — поэтому энергию передают под высоким напряжением.
На той же зависимости работают предохранители: они срабатывают при превышении тока.
⚗Опыт в Физлабе
Джоуль–Ленц через калориметр
Два независимых расчёта теплоты сходятся.
Разобранные примеры
Через лампу течёт ток 0,5 А при напряжении 220 В. Найдите мощность.разбор
- P=UI=220⋅0,5=110 Вт.
По резистору 5 Ом течёт ток 2 А. Найдите выделяемую мощность.разбор
- P=I2R — удобно, когда известен ток.
- P=4⋅5=20 Вт.