Потужність змінного струму
Змінний струм несе енергію. Тому вкрай важливим є питання про потужності в колі змінного струму.
Нехай U та І – миттєві значення напруги і сили струму на даній ділянці ланцюга. Візьмемо малий інтервал часу dt – настільки малий, що напруга і струм не встигнуть за цей час скільки-небудь змінитися; іншими словами, величини U і I можна вважати постійними протягом інтервалу dt.
Нехай за час dt через наш ділянку пройшов заряд dq = Idt (відповідно до правила вибору знака для сили струму заряд dq вважається позитивним, якщо він переноситься в позитивному напрямку, і негативним в іншому випадку). Електричне поле рухомих зарядів вчинила при цьому роботу
DA = Udq = UI dt.
Потужність струму P – це відношення роботи електричного поля до часу, за яке ця робота здійснена:
Точно таку ж формулу ми отримали у свій час для постійного струму. Але в даному випадку потужність залежить від часу, здійснюючи коливання разом струмом і напругою; тому величина (3.118) називається ще миттєвої потужністю.
Через наявність зсуву фаз сила струму і напруга на ділянці не зобов’язані збігатися по знаку (наприклад, може статися так, що напруга позитивно, а сила струму негативна, або навпаки). Відповідно, потужність може бути як позитивною, так і негативною. Розглянемо трохи докладніше обидва ці випадки.
1. Потужність позитивна: P> 0. Напруга і сила струму мають однакові знаки. Це означає, що напрямок струму збігається з напрямком електричного поля зарядів, що утворюють струм. У такому випадку енергія ділянки зростає,: вона надходить на дану ділянку із зовнішнього ланцюга (наприклад, конденсатор заряджається).
2. Потужність негативна: P <0. Напруга і сила струму мають різні знаки. Стало бути, ток тече проти поля рухомих зарядів, які складають цей самий струм.
Як таке може статися? Дуже просто: електричне поле, що виникає на ділянці, як би “переважує” поле рухомих зарядів і “продавлює” струм проти цього поля. У такому випадку енергія ділянки убуває,: ділянку віддає енергію в зовнішній ланцюг (наприклад, конденсатор розряджається).
Якщо ви не цілком зрозуміли, про що щойно йшлося, не переживайте – далі будуть конкретні приклади, на яких ви все і побачите.
Related posts:
- Потужність електричного струму Ми знаємо, що потужність чисельно дорівнює роботі, вчиненої в одиницю часу. Отже, щоб знайти середню потужність електричного струму, треба його роботу розділити на час: P = A / t. Де Р – потужність струму (механічну потужність ми позначали буквою N). Робота електричного струму дорівнює добутку напруги на силу струму і на час: А = UIt, […]...
- Робота і потужність струму: як ми платимо за електроенергію? У кожного з нас вдома є лічильник, за показаннями якого ми щомісяця платимо за електрику. Ми оплачуємо якусь кількість кіловат-годин. Що ж таке ці кіловат-години? За що конкретно ми платимо? Розберемося:) Ми використовуємо електрику з певними цілями. Електричний струм виконує якусь роботу, внаслідок цього і функціонують наші електроприлади. Що ж таке – робота електричного струму? […]...
- Потужність постійного струму Потужність постійного струму P – це величина, яка показує яку роботу зробив постійний струм по переміщенню електричного заряду за одиницю часу. Вимірюється електрична потужність, як і механічна – у ВАТ. Для того щоб зрозуміти що таке електрична потужність уявімо собі електричне поле, в якому знаходиться вільна частинка. Під дією напруженості E електричного поля, частка переміщається […]...
- Потужність в електричних ланцюгах В якості одного з характеризують поведінку електронів параметрів (крім струму і напруги) може виступати потужність. Вона являє міру кількості роботи, яку можливо зробити за одиницю часу. Робота часто порівнюється з підйомом ваги. Так, чим більше виявиться вага і висота його підйому, тим більший обсяг роботи виконано. Потужність, визначаючи швидкість здійснення роботи в одиницю часу, вважається […]...
- Формула потужності струму Потужність – це фізична величина, яка виражає відношення роботи до проміжку часу, за який вона була здійснена. Якщо потужність позначити буквою P, то P = A/t Чому ж дорівнює потужність електричного струму на ділянці кола? Як відомо, робота на ділянці кола дорівнює добутку напруги, сили струму і часу їх дії: A = UIt Підставимо в […]...
- Потужність електричного струму і його робота Будь-які електричні машини, устаткування, установки, прилади, які приводяться в рух, тепло, випромінювання, перетворення і т. д, електрикою є безпосередніми споживачами електроенергії. Чим більше електроенергії, щомиті, потрібно установці, тим більше обсяг її виконуваних робіт. Найбільш важливою характеристикою різних електричних систем є споживана потужність (потужність електричного струму). Електрична потужність характеризує собою кількість витрачається електроенергії за певний проміжок […]...
- Рівняння змінного струму Виникає питання, як сила струму в рамці зростає від нуля до максимуму, а потім знову падає до нуля? Величина струму, очевидно, залежить від сили Лоренца. Значить, сила Лоренца змінюється за час обороту рамки. Зауважимо, при повороті рамки змінюється кут, під яким заряди всередині рамки перетинають лінії поля магніту. Підказку дає формула Фарадея (38.2). З неї […]...
- Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Закон Ома для змінного струму До джерела змінної напруги послідовно підключені котушка індуктивності, активний опір і конденсатор. У джерелі струму напруга підтримується згідно гармонійному закону. U = Um*sin (?*t). При окремому підключенні кожного з цих елементів амплітуди сили струму визначалися за такими формулами: Im = Um/R, Im = Um/(?*L) = Um/XL, Im = Um*C*? = Um/Xc. Амплітуди напруг на цих […]...
- Потужність резистора Потужність резистора – важливий параметр в характеристиці резистора, який необхідно враховувати, тому що електроенергія перетворюється в тепло коли електричний струм протікає через резистор. Зазвичай ефект незначний, але якщо опір виявиться нижче ніж треба (або до резистору буде докладено напруга вище покладеного), то резистор може перегрітися і вийти з ладу (перегоріти). Щоб протистояти нагріванню існує поняття […]...
- Ланцюги змінного струму Отримані співвідношення між амплітудами струмів і напруг, а також визначають зсув фаз між ними, дозволяють розрахувати характеристики будь-якого ланцюга змінного струму. Принципово методика розрахунку характеристик ланцюгів змінного струму не відрізняється від методики розрахунку ланцюгів постійного струму – фізичні закони, виражені в правилах Кірхгофа, справедливі для миттєвих значень струмів і напруг на будь-якій ділянці ланцюга. Однак […]...
- Отримання змінного струму Змінним називають струм, який періодично змінює свою величину і напрям. Змінний струм виникає, якщо до провідника прикласти змінну напругу. Напруга буде змінним, якщо різниця потенціалів на полюсах генератора буде змінюватися за величиною і за напрямком. Спробуємо змайструвати простенький генератор змінного струму. Візьмемо товстий мідний дріт і зігнемо його в прямокутну рамку. Кінці дроту підключимо до […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Отримання змінного електричного струму Постійний електричний струм можна отримати від батарейки або іншого джерела струму. У такому випадку ми будемо мати струм, який весь час тече в одному напрямку від позитивного полюса джерела до негативного. Деякі електроприлади живляться постійним струмом, однак більшість споживає змінний струм. Що таке змінний струм В електричних розетках у нас в квартирах теж тече змінний […]...
- Робота і потужність електричного струму Електрична енергія. У природі і техніці безперервно відбуваються процеси перетворення енергії з одного виду в інший (рис. 30). У джерелах електричної енергії різні види енергії перетворюються на електричну енергію. Наприклад, в електричних генераторах 1, що приводяться в обертання яким-небудь механізмом, відбувається перетворення в електричну енергію механічної, в термогенератора 2 – тепловий, в акумуляторах 9 при […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Як працює генератор змінного струму? Генератор перетворює механічну енергію в електричну шляхом обертання дротяної котушки в магнітному полі. Електричний струм виробляється і тоді, коли силові лінії рухається магніту перетинають витки дротяної котушки {малюнок праворуч). Електрони {блакитні кульки) переміщаються у напрямку до позитивного полюса магніту, а електричний струм тече від позитивного полюса до негативного. До тих пір, поки силові лінії магнітного […]...
- Випрямлення змінного струму Выйну струмів американський винахідник Томас Алва Едісон програв американо-сербському інженеру Ніколя Тесла, оскільки змінний струм, який підтримував останній як стандарт, було можливо передавати на великі відстані з прийнятними втратами. І в наші дні більшість генеруючих потужностей виробляють саме змінний струм, а розраховані на промислову вироблення постійного (сонячні батареї) перетворять його в змінний за допомогою інверторів. […]...
- Фізика електричного струму у металах У цьому розділі ми приступаємо до докладного вивчення того, як здійснюється проходження електричного струму в різних провідних середовищах – твердих тілах, рідинах і газах. Нагадаємо, що необхідною умовою виникнення струму є наявність в середовищі досить великої кількості вільних зарядів, які можуть почати впорядкований рух під дією електричного поля. Такі середовища якраз і називаються провідниками електричного […]...
- Устрій системи змінного струму Окрім електричних струмів, які течуть весь час в одному і тому ж напрямку, в різної електричної техніці дуже широко використовується також і змінні струми. Напрямок змінного електричного струму в ланцюзі змінюється багаторазово за певний проміжок часу (секунду). Давайте в загальних рисах розглянемо пристрій системи змінного струму, його специфіку та отримання. Отже, генератор постійного електричного струму […]...
- Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...
- Електричний опір провідника і струму Електрична величина сили струму в тому чи іншому провіднику залежить не тільки від прикладеної напруги (різниці потенціалів електричного поля) в ньому. Вона також ще залежить від конкретного провідника: від його розмірів, форми, матеріалу. При однаковій напрузі сила струму в різних провідниках теж будуть різною. Давайте подивимося на наступний приклад електричного опору Ом провідника (струму). Припустимо, […]...
- Активна і реактивна потужність Мабуть, перед тим як почати говорити про електричну потужність, з початку не зайвим буде визначитися з самим поняттям потужності. Як правило, в тих випадках, коли людина говорить про потужність, вона має на увазі деяку “силу”, яка полягає в певній дії (потужний вибух) або ж предмет (потужний електродвигун). Але, як нам відомо, з курсів фізики, потужність […]...
- Сила струму – конспект Про наявність струму ми можемо судити по кожному з явищ, описаних в § 40. Для кількісної ж характеристики струму вводиться поняття сили струму. Силою струму в провіднику називають фізичну величину, рівну кількості електрики, що проходить через перетин провідника за одиницю часу. Таким чином, якщо за час через перетин провідника проходить кількість електрики, рівне, то сила […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Електрична потужність Електрична потужність або потужність електричного струму – це робота струму, досконала за одиницю часу. На практиці зазвичай користуються активної електричної потужністю – це потужність яка перетворюється в інші види енергії (світлову, теплову, механічну і ін.) Раніше в якості одиниці вимірювання потужності Джеймсом Уаттом була запропонована “кінська сила”, яка дожила до наших днів і використовується в […]...
- Параметри струму Електричне поле генератора здійснює роботу A з переміщення заряду Q в ланцюзі. Очевидно, чим більше величина роботи, тим більший заряд переміщається в дану точку. Але ми не можемо просто прирівняти заряд до роботи, так як робота вимірюється в джоулях, а заряд в кулонах. Потрібен перехідний коефіцієнт. Позначивши його буквою φ, ми можемо написати: A = […]...
- Потужність сили Давайте уявимо, наприклад, що Ви забираєте свою кімнату за допомогою пилососа. Для того, щоб це зробити, необхідно прикласти деяку силу і здійснити певну роботу. Однак іноді для прибирання кімнати Ви можете витратити 15 хвилин, а іноді цілу годину. Так ось, Фізична величина, що визначає швидкість виконання роботи, називається потужністю. Тобто потужність – це наскільки швидко […]...
- Одиниці роботи електричного струму, що застосовуються на практиці У паспортах приймачів струму – ламп, плиток, електродвигунів – зазвичай вказують потужність струму в них. За потужністю легко визначити роботу струму за заданий проміжок часу, користуючись формулою А = Pt. Висловлюючи потужність у ВАТ, а час в секундах, одержимо роботу в джоулях: 1 Вт = 1 Дж / с, звідки 1 Дж = 1 Вт […]...
- Графічні способи зображення змінного струму Графічні способи зображення змінного токаІзученіе змінного струму досить важко, якщо вивчає не засвоїв основних відомостей з тригонометрії. Тому основні положення тригонометрії, які можуть знадобитися в подальшому, ми наводимо на початку цієї статті. Відомо, що в геометрії прийнято, розглядаючи прямокутний трикутник, називати сторону, що навпроти прямого кута, гипотенузой. Сторони, що примикають до прямого кута, називаються катетами. […]...
- Еквівалентний генератор струму Любий генератор завжди характеризується електрорушійної силою Е і внутрішнім опором Ri. Він створює певну ЕРС, яка не залежить від опору навантаження. Тому такий генератор і називають генератором ЕРС. Іноді його подають як деякого ідеального генератора ЕРС, що не має внутрішнього опору, і включають в ланцюг послідовно з резистором, опір якого дорівнює Ri. У деяких випадках […]...
- Ефективні значення напруги і сили струму У ланцюзі змінного струму його напрямок і амплітуда змінюються з частотою 50 Гц. Однак виділяється на навантаженні енергія залежить не від напрямку струму в ланцюзі, а лише від його абсолютного значення. Завжди можна підібрати таке значення сили постійного струму, щоб енергія, що виділяється за деякий час цим струмом на ділянці ланцюга з опором R, дорівнювала […]...
- Напрямок електричного струму Напрямок руху заряджених частинок, що утворюють струм, залежить від знаку їх заряду. Позитивно заряджені частинки будуть рухатися від “плюса” до “мінуса”, а негативно заряджені – навпаки, від “мінуса” до “плюса”. В електролітах і газах, наприклад, присутні як позитивні, так і негативні вільні заряди, і струм створюється їх зустрічним рухом в обох напрямках. Яке ж з […]...
- Сила електричного струму і електрична напруга Електрична напруга і струм (сила струму) є кількісними фундаментальними поняттями, про які необхідно чітко мати уявлення кожній людині, пов’язаній за сферою діяльності з електрикою (електрик, електронщик, радіотехнік і т. д.). У даній статті ми з Вами постараємося розкрити суть цих понять. Сила електричного струму (або просто ток): умовно сила струму позначається через букву “I”. Електричний […]...
- Сила струму. Одиниці сили струму Дії електричного струму, які були описані в § 35, можуть виявлятися в різному ступені – сильнішим чи слабшим. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії) електричного струму залежить від заряду, що проходить по ланцюгу в 1 с. Коли вільна заряджена частинка – електрон в металі або іон в розчині кислот, солей або лугів – рухається по […]...
- Закон Ома для ділянки кола: визначення Коли електричне коло створене, вільні заряди (електрони) отримують можливість рухатися. Цей рух називається електричним струмом, або інакше, потоком електрики. Такий рух подібно до руху рідини всередині порожнистої труби, але не в усьому зберігається таке подобу, є і суттєві відмінності. Сила руху вільних зарядів визначається напругою, яке є специфічним показником потенційної енергії. Напруга завжди характеризується двома […]...