Praca mechaniczna stałej siły

  Strona główna    Ruch    Siły    Energia    Prąd   Atom 

Bez znajomości fizyki można dobrze życ, ale co tracimy?

Co wpisać do wyszukiwarki?
zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

Twoja wyszukiwarka

Praca mechaniczna stałej siły

Spisy zadań

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

219. Praca i moc prądu elektrycznego

Przykład 1

Dlaczego w każdej instalacji elektrycznej potrzebne są bezpieczniki?

Dlaczego trzeba doładowywać akumulator samochodu w czasie jazdy?

Dlaczego żelazko powoduje szybszy obrót licznika niż żarówka?

Na te i podobne pytania odpowiemy, gdy zrozumiemy mechanizm wykonywania pracy przez prąd elektryczny.

Prąd elektryczny - ważne pojęcia


prąd elektryczny - uporządkowany ruch ładunków elektrycznych

nośniki ładunku elektrycznego

źródło prądu elektrycznego

napięcie elektryczne

źródło napięcia elektrycznego

kierunek przepływu prądu elektrycznego

natężenie prądu elektrycznego

energia elektryczna

ogniwo galwaniczne

bateria

akumulator

prądnica

obwód elektryczny

warunki przepływu prądu elektrycznego

przewodniki elektryczne

Rozpad promieniotwórczy jądra atomowego - przykłady

Praca i moc prądu elektrycznego.

W tekście rozpatrywać będziemy przepływ prądu elektrycznego w obwodach zawierających przewodniki stałe.

Prąd elektryczny płynie w obwodzie zamkniętym po przyłożeniu napięcia elektrycznego U. Pod wpływem tego napięcia w obwodzie płynie prąd o natężeniu I.

Prąd wywołuje różne skutki energetyczne czyli wykonuje pracę.

Dla napięcia stałego wywołującego prąd o stałym natężeniu pracę prądu elektrycznego można obliczyć z prostej zależności

(prąd_4-1)
(3kB) praca prądu stałego
Zależność ta ma zastosowanie także dla prądu zmiennego stosowanego w instalacji domowej.

Podawane napięcie 230 wolt jest tzw. napięciem skutecznym czyli odpowiadającym napięciu ze źródła stałego napięcia.

W obwodzie instalacji domowej płynie prąd o zmieniającym się okresowo natężeniu, ale możemy mówić o natężeniu skutecznym prądu przemiennego czyli natężeniu odpowiedniego prądu stałego.

Inną wielkością opisującą energetyczne skutki prądu elektrycznego jest moc czyli szybkość wykonywania pracy przez prąd elektryczny. Wielkość tę można obliczyć znając napięcie i wywołane przez nie natężenie prądu elektrycznego.

(prąd_4-2)
(2kB) moc prądu stałego

Podobnie określa się wielkość fizyczną - moc skuteczna prądu przemiennego.

(prąd_4-3)
(3kB) moc skuteczna prądu zmiennego

Między pracą i mocą prądu elektrycznego jest prosty związek, gdy moc jest stała.

(prąd_4-4)
(2kB) praca prądu o stałej mocy
Żarówka z instalacji domowej ma określoną moc dla tzw. napięcia nominalnego (czyli takiego dla jakiego żarówka jest przeznaczona).

Przykład 1



Żarówka przeznaczona dla napięcia 230 wolt ma moc 100 watów. Jakie jest natężenie prądu płynącego przez tę żarówkę, gdy świeci ona pełną mocą?

(prąd_4-5)
(4kB) obliczenie natężenia, gdy znana jest moc prądu i napięcie

Dla urządzeń wykorzystywanych w domu podawana jest moc i napięcie znamionowe (napięcie do którego dostosowane jest urządzenie). Podana wartość mocy jest często mocą maksymalną (kuchenki, pralki, żelazko). Zmieniając warunki pracy urządzenia ustalamy pobieraną z sieci moc prądu elektrycznego.

Przykład 2.



Promiennik podczerwieni na napięcie 230 wolt ma moc 250 wat.

Ile energii przeniesie prąd elektryczny do tego promiennika w ciągu 1 godziny pracy?

(prąd_4-6)
(3kB) obliczenie pracy, gdy znana jest moc prądu i czas jego przepływu

Do obliczania energii przeniesionej przez prąd używamy jednostki nazywanej kilowatogodziną. Jest to praca wykonana przez prąd płynący z mocą 1 kilowata w ciągu 1 godziny.

(prąd_4-7)
(2kB) definicja kilowatogodziny

Przykład 3.



Silnik o mocy 7,5 kW pracował 6 godzin. Jaka pracę wykonał prąd elektryczny w tym silniku?
(prąd_4-8)

(4kB) obliczenie pracy, gdy znana jest moc i czas
Z przykładu widać dlaczego wygodniejsza w zastosowaniach jest kilowatogodzina niż dżul i jego wielokrotności.

Wykorzystanie energii dostarczonej przez prąd elektryczny popularnie nazywane jest zużyciem prądu (prądu zużyć nie można - jest to zjawisko, które może trwać jakiś czas).

Liczniki elektryczne to właściwie mierniki energii dostarczonej przez prąd do konkretnej instalacji. Do instalacji tej podłączane są różne odbiorniki i w nich następuje przetwarzanie energii elektrycznej w inne formy energii.

Zamiast o zużyciu prądu mówić trzeba o energii "zużytej" w różnych odbiornikach, a właściwie o energii dostarczonej do odbiorników i w nich przekształconej.

Często stosowanym urządzeniem dostarczającym prądu są akumulatory. Scharakteryzowane są one najczęściej dwiema wielkościami - pojemnością akumulatora i napięciem między jego biegunami. Pojemność akumulatora to inaczej ładunek elektryczny, jaki może przepłynąć w obwodzie z jednego bieguna akumulatora do drugiego. Pojemność akumulatora podawana jest w amperogodzinach.

Znając pojemność akumulatora i napięcie jego pracy możemy obliczyć energię zgromadzoną w tym akumulatorze, czyli inaczej możemy obliczyć pracę jaką może wykonać prąd pobierany z tego akumulatora.

Przykład 4.

Akumulator samochodowy ma napięcie pracy 12 wolt i pojemność 60 amperogodzin (mogą być inne wartości).

Jaką energię przekaże do obwodu ten akumulator w czasie swojej pracy?

(prąd_4-9)
(5kB) obliczenie energii, gdy znany jest ładunek i napięcie

Inne przykłady

Przykład 5.



Do odbiornika prądu elektrycznego przyłożone zostało napięcie 12 wolt. Przez odbiornik płynie prąd o natężeniu 300 miliamperów.
Jaka jest moc prądu elektrycznego płynącego przez ten odbiornik?

(prąd_4-10)
(2kB) obliczenie mocy, gdy znane jest napięcie i natężenie prądu

Przykład 6.



W instalacji domowej zastosowano topikowy bezpiecznik 20 amperowy.
Jaka była pobierana moc prądu elektrycznego, jeśli bezpiecznik uległ spaleniu?
W instalacji domowej napięcie średnie skuteczne równe jest 230 wolt.

(prąd_4 - 11)
(2kB) obliczenie mocy, gdy znane jest natężenie prądu i napięcie

Potrzebujesz jeszcze informacji, przykładów, zadań, wyjaśnień?

Skorzystaj z wyszukiwarki zamieszczonej niżej.
Wpisz słowo, które może pomóc znaleźć Ci potrzebne informacje.

Rozpad promieniotwórczy jądra atomowego - przykłady

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

 2013-05-04



Co wpisać do wyszukiwarki?
zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

Twoja wyszukiwarka

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?


kontakt