Kerja dan kuasa arus elektrik
Arus elektrik yang melalui wayar berfungsi dengan menukar tenaga elektrik kepada sebarang tenaga lain: haba, cahaya, mekanikal, kimia, dll. Untuk butiran lanjut lihat di sini: Tindakan arus elektrik
Jika voltan satu volt dikenakan kepada pengguna tenaga elektrik, ini bermakna sumber tenaga elektrik, memindahkan satu loket elektrik melalui pengguna, menggunakan satu joule tenaga elektrik di dalamnya.
Arus elektrik menukarkan tenaga ini kepada jenis tenaga yang lain, dan oleh itu adalah kebiasaan untuk mengatakan bahawa arus elektrik yang melalui pengguna berfungsi... Jumlah kerja ini adalah sama dengan jumlah tenaga elektrik yang digunakan oleh sumber.
Kuasa ialah nilai yang mencirikan kelajuan penukaran tenagaatau kadar di mana kerja dilakukan.
Dalam sumber EMF di bawah pengaruh daya kimia (dalam sel primer dan bateri) atau daya elektromagnet dalam penjana elektrik, pemisahan cas berlaku.
Kerja yang dilakukan oleh daya luar dalam punca apabila cas bergerak Masuk atau, seperti yang dikatakan, "berkembang" dalam punca Tenaga elektrik, didapati dengan formula:
A = QE
Jika punca ditutup kepada litar luar, maka cas terus dilepaskan ke dalamnya dan daya luaran masih melakukan kerja A = QE, atau memandangkan Q = It, A = EIt.
daripada hukum kekekalan tenaga tenaga elektrik yang dijana oleh sumber EMF pada masa yang sama "dibelanjakan" (iaitu ditukar) kepada jenis tenaga lain dalam bahagian litar elektrik.
Sebahagian daripada tenaga dibelanjakan di bahagian luar:
A1 = UQ = UIt,
di mana U ialah voltan terminal sumber, yang dengan litar luaran ditutup tidak lagi sama dengan EMF.
Satu lagi bahagian tenaga "hilang" (berubah menjadi haba) di dalam sumber:
A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt
Dalam formula terakhir, Uo — ini ialah perbezaan antara EMF dan voltan terminal sumber, yang dipanggil kejatuhan voltan dalaman... Oleh itu,
Uo = E — U,
di mana
E = U + Uo
i.e. Emf punca adalah sama dengan jumlah voltan terminal dan kejatuhan voltan dalaman.
Satu contoh. Cerek elektrik disambungkan ke rangkaian 220 volt. Ia adalah perlu untuk menentukan tenaga yang digunakan dalam cerek selama 12 minit, jika arus dalam elemen pemanas cerek ialah 2.5 A.
A =220 · 2.5 · 60 = 396000 J.
Nilai yang mencirikan kadar di mana tenaga ditukar atau kadar di mana kerja dilakukan dipanggil kuasa (notasi P):
P = A / t
Kekuatan arus elektrik ialah kerjanya setiap unit masa.
Nilai yang mencirikan kadar di mana tenaga mekanikal atau tenaga lain ditukar kepada tenaga elektrik dalam sumber dipanggil kuasa penjana:
Pr = A / t = EIt / t = EI
Nilai yang mencirikan kadar perubahan tenaga elektrik dalam bahagian luar litar kepada jenis tenaga lain, dipanggil kuasa pengguna:
P1 = A1 / t = UIt / t = UI
Kuasa yang mencirikan penggunaan tenaga elektrik yang tidak produktif, contohnya untuk kehilangan haba di dalam penjana, dipanggil kehilangan kuasa:
Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI
Mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, kuasa penjana adalah sama dengan jumlah kuasa; pengguna dan kerugian:
Pr = P1 + Po
Unit kerja dan kuasa
Unit kuasa didapati daripada formula P = A / t = j / saat. Arus elektrik menghasilkan kuasa dalam satu watt jika ia melakukan kerja sama dengan satu joule setiap saat.
Unit ukuran kuasa j / s dipanggil watt (penetapan W), i.e. 1 W = 1 j / s.
Sebaliknya, dari A = QE 1 J = 1 Kx l V, dari mana 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, iaitu watt ialah kuasa arus elektrik dalam 1 A pada voltan 1 V .
Unit kuasa yang lebih besar ialah hektowatt 1 GW = 100 W dan kilowatt — 1 kW = 103 W
Tenaga elektrik biasanya dikira dalam: watt-jam (Wh) atau berbilang unit: hectowatt-hours (GWh) dan kilowatt-hours (kWh). 1 kilowatt-hour = 3,600,000 joule.