Moc prądu i praca prądu elektrycznego

Praca wykonana przez prąd elektryczny jest związana z przenoszeniem ładunku elektrycznego pomiędzy punktami, różniącymi się potencjałami elektrycznymi. Jest więc ona związana ze zmianą energii potencjalnej ładunków, znajdujących się wewnątrz przewodnika.

Wzór na pracę prądu elektrycznego można zapisać w postaci:

W = qU,

gdzie: q – ładunek elektryczny, U – napięcie, czyli różnica potencjałów.

Jednostką pracy prądu elektrycznego jest dżul, jednak w technice często używa się innej jednostki tzw. kilowatogodziny, która jest równa:

1kWh = 3600000J

Jest to praca jaką wykona urządzenie elektryczne o mocy 1000W w czasie jednej godziny.

Moc można zdefiniować jako zdolność układu do wykonania określonej pracy w danym czasie. Im szybciej wykonana zostanie dana praca, tym większa będzie moc i odwrotnie.

P= \frac{W}{t}
 
gdzie: P – moc, t – czas.

Wstawiając do ostatniego równania wyrażenie na pracę prądu elektrycznego otrzymamy:

P= \frac{qU}{t}
 
Ponieważ stosunek ładunku q do czasu t jest natężeniem prądu elektrycznego, to jego moc jest równa:

P=I \cdot U

Łącząc ostatnie równanie z prawem Ohma (U = IR), można podać dwa inne równania na moc prądu elektrycznego tj.:

P=I ^{2}  \cdot R

P= \frac{U ^{2} }{R}
 
gdzie: R – opór elektryczny.

Jednostką mocy jest wat, który jest równy dżul przez sekundę (1W = 1J/1s)

Jeżeli dany układ wykonał pracę równą jeden dżul w czasie jednej sekundy oznacza to, że pracował on z mocą jednego wata.

Praca i moc prądu elektrycznego - przykład.

Żarówka ma moc równą 100W  i jest podłączona do sieci o napięciu 230V. Jakie jest natężenie prądu płynącego przez tą żarówkę i jaki jest jej opór?

Dane:                                     Szukane:
P = 100W                                I = ?
U = 230V                                R = ?

Rozwiązanie:
Natężenie prądu obliczymy korzystając z równania P=I \cdot U , które po podzieleniu przez napięcie ma postać:

I= \frac{P}{U} = \frac{100W}{230W}  \approx 0,43A
 
Opór żarówki można obliczyć korzystając z zależności P= \frac{U ^{2} }{R} , która po prostym przekształceniu ma postać:

R= \frac{U ^{2} }{P} = \frac{(230V) ^{2} }{100W} =529 \Omega

Polecamy również:

Komentarze (0)
Wynik działania 3 + 5 =
Ostatnio komentowane
spkk
• 2023-02-08 15:11:50
Dzk
• 2023-02-08 14:34:22
Co za down to zadaje
• 2023-02-07 17:34:39
gggfki
• 2023-02-07 15:48:13
Ok
• 2023-02-05 19:16:03