Kerja dan daya arus listrik

Arus listrik yang melewati kabel bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi lain: panas, cahaya, mekanik, kimia, dll. Untuk lebih jelasnya lihat di sini: Aksi arus listrik

Jika tegangan satu volt diterapkan pada konsumen energi listrik, itu berarti sumber energi listrik, yang mentransfer satu liontin listrik melalui konsumen, menghabiskan satu joule energi listrik di dalamnya.

Arus listrik mengubah energi ini menjadi jenis energi lain, dan oleh karena itu biasanya dikatakan bahwa arus listrik yang melewati konsumen bekerja... Jumlah pekerjaan ini sama dengan jumlah energi listrik yang dikonsumsi oleh sumbernya.

Daya adalah nilai yang mencirikan kecepatan di mana konversi energiatau tingkat di mana pekerjaan dilakukan.

Di sumber EMF di bawah pengaruh gaya kimia (dalam sel primer dan baterai) atau gaya elektromagnetik dalam generator listrik, terjadi pemisahan muatan.

Pekerjaan yang dilakukan oleh kekuatan eksternal di sumber ketika muatan bergerak Masuk atau, seperti yang dikatakan, "dikembangkan" di sumbernya Energi listrik, ditemukan dengan rumus:

A = QE

Jika sumber ditutup ke sirkuit eksternal, maka muatan terus menerus dilepaskan ke dalamnya dan gaya eksternal masih melakukan usaha A = QE, atau mengingat Q = It, A = EIt.

Dari hukum kekekalan energi energi listrik yang dihasilkan oleh sumber EMF selama waktu yang sama "dihabiskan" (yaitu diubah) menjadi jenis energi lain di bagian rangkaian listrik.

Sebagian energi dihabiskan di bagian luar:

A1 = UQ = UIt,

di mana U adalah tegangan terminal sumber, yang dengan rangkaian eksternal tertutup tidak lagi sama dengan EMF.

Bagian lain dari energi "hilang" (diubah menjadi panas) di dalam sumber:

A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt

Dalam rumus terakhir, Uo — ini adalah perbedaan antara EMF dan tegangan terminal sumber, yang disebut penurunan tegangan internal… Oleh karena itu,

Uo = E — U,

Di mana

E = U + Uo

yaitu Ggl sumber sama dengan jumlah tegangan terminal dan penurunan tegangan internal.

Sebuah contoh. Ketel listrik terhubung ke jaringan 220 volt. Diperlukan untuk menentukan energi yang dikonsumsi dalam ketel selama 12 menit, jika arus elemen pemanas ketel adalah 2,5 A.

A =220 · 2,5 · 60 = 396000 J.

Nilai yang mencirikan laju di mana energi diubah atau laju di mana pekerjaan dilakukan disebut daya (notasi P):

P = A / t

Kekuatan arus listrik adalah kerjanya per satuan waktu.

Nilai yang mencirikan laju di mana energi mekanik atau lainnya diubah menjadi energi listrik dalam suatu sumber disebut daya generator:

Pr = A / t = EIt / t = EI

Nilai yang mencirikan laju transformasi energi listrik di bagian luar sirkuit menjadi jenis energi lain, yang disebut daya konsumen:

P1 = A1 / t = UIit / t = UI

Daya yang mencirikan konsumsi energi listrik yang tidak produktif, misalnya untuk kehilangan panas di dalam generator, disebut kehilangan daya:

Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI

Menurut hukum kekekalan energi, daya generator sama dengan jumlah daya; pengguna dan kerugian:

Pr = P1 + Po

Satuan usaha dan daya

Satuan daya diperoleh dari rumus P = A / t = j / detik Arus listrik menghasilkan daya dalam satu watt jika melakukan usaha sebesar satu joule setiap detik.

Satuan ukuran daya j / s disebut watt (sebutan W), mis. 1 W = 1 j / s.

Di sisi lain, dari A = QE 1 J = 1 Kx l V, dimana 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, yaitu watt adalah kekuatan arus listrik dalam 1 A pada tegangan 1 V .

Satuan daya yang lebih besar adalah hektowatt 1 GW = 100 W dan kilowatt — 1 kW = 103 W

Energi listrik biasanya dihitung dalam: watt-jam (Wh) atau beberapa unit: hektowatt-jam (GWh) dan kilowatt-jam (kWh).1 kilowatt-jam = 3.600.000 joule.