Формулы мощности электрического тока в физике относится к разделу об электромагнитных явлениях. Данный раздел поясняет законы взаимодействия частиц разных веществ, а именно природу сил, которые связывают атомы в молекулы и удерживают эти молекулы на определенном расстоянии друг от друга в разных агрегатных состояниях. Об этих явлениях не говорится в механике, молекулярно-кинетической теории или термодинамике.
Эти законы объясняются существованием в природе электрических зарядов. В повседневной жизни мы сталкиваемся с существованием электрических зарядов, когда видим электризацию тел при соприкосновении. Такие взаимодействия называют электромагнитным взаимодействием. Упорядоченное движение зарядов называют электрическим током.
В данной статье мы рассмотрим формулы мощности постоянного тока и практические задачи.
Формула мощности электрического тока в физике
Мощность - это физическая величина, численно равная работе, совершённой за единицу времени:
P=At=UItt=UI.
Мощность электрического тока также численно равна произведению напряжения на силу тока.
Единица мощности: [P]=1Джс=1Вт(ватт) или [P]=1В(вольт)⋅А(ампер)=1Вт.
Соответственно, U=PI,I=PU.
Также часто используют следующие единицы мощности:
- 1 гВт (гектоватт) = 100 Вт,
- 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт,
- 1 МВт (мегаватт) = 1 000 000 Вт.
Мощность электрического тока измеряют с помощью вольтметра и амперметра, используя выше приведённые формулы. Также существует прибор ваттметр. На практике мощность измеряют у ламп, бытовой техники (холодильников, утюгов, стиральных машин, электрических плит, электропылесосов), двигателей, генераторов и пр. Чаще всего в домашних электроприборах их мощность можно найти с помощью паспорта соответствующего прибора.
Решение задач
Решим несколько задач.
Задача. В цепи напряжение 248 В. В эту цепь включено электрическое устройство, сила тока в котором 1,7 А. Найти P в этом устройстве.
Решение. Из известной нам формулы P=UI следуют простые вычисления: P=248⋅1,7=421,6.
Ответ: 421,6 Вт.
Задача. Какую работу совершает за 2 часа электрический ток в некотором устройстве с мощностью 6 гВт?
Решение. Переведём единицы измерения в СИ: t=2ч=7200с,P=6гВт=600Вт. Выше мы вывели формулу A=Pt. Следовательно, получаем простые вычисления: A=7200⋅600=4320000.
Ответ: A=4320000Дж=4,32МДж.
Задача. В помещении имеется один электрический прибор 55 Вт и ещё три по 35 Вт. Каждый из них включают на два часа два раза в неделю. Нужно определить стоимость израсходованной приборами энергии за один год (365 дней). Тариф составляет 1,33 рубля за 1 кВт в час.
Решение. Имеем следующие данные:
P1=55Вт,P2=P3=P4=35Вт;t=2ч⋅2⋅3657≈208,57ч.
A=(P1+3P2)⋅t≈(55+3⋅35)⋅208,57=33371,2 Вт;
Стоимость =A1кВт⋅ч⋅1,33руб≈33,37кВт1кВт⋅ч⋅1,33руб≈25,09руб.
Ответ: 25,09 руб.
Таким образом, мы разобрали формулу мощности электрического тока, а также решили три задачи.
