Енергия и мощ
2. Енергия и електрическа мощност
2.1. Енергия, подавана към електрически товар
Помислете за електрически заряд q, задействан от еднородно електрическо поле с модул E. Когато зарядът се движи на разстояние d, електрическата сила F = qE действа ΔW = qE.d. Между точката на излитане A и точката на пристигане B, товарът е претърпял потенциална разлика или електрическо напрежение (V B - V A) = U = E.d .
По този начин товар q, подложен на електрическо напрежение U, получава енергия ΔW = q.U
ΔW се изразява в джаул (J), q в кулон (C) и U в волт (V).
Нека сега разгледаме група товари Q, чиято средна скорост е еднаква по посока, по посока и в норма. Тази група товари формира a постоянен ток чийто интензитет I удовлетворява съотношението Q = I.Δt, където Δt съответства на продължителността на изместването.
Чрез заместване на Q = I.Δt в отношението ΔW = Q.U, получаваме:
връзката, даваща енергията, получена от дипол, подложен на директно напрежение U и пресичан от постоянен ток I, е:
ΔW = U.I.Δt
ΔW се изразява в джаул (J), U в волт (V), I в ампери (A) и Δt във секунда (и).
Упражнение: 12 V батерия изтегля ток от 10 A за един час в електрически приемник. Изчислете вариацията на вътрешната енергия на батерията.
2.2. Електроенергия
При непрекъсната работа електрическата мощност P, погълната от дипол, проверява връзката P = ΔW/Δt, извеждаме следната връзка:
Електрическата мощност на дипол, подложен на директно напрежение U и пресичан от постоянен ток I, е:
P = U.I
Р се изразява във ватове (W), U в волт (V) и аз в Ампер (AT).
Забележка: Тази връзка е валидна само при продължителни работни условия, но остава вярна за моментната стойност на мощността p (t) на променливи скорости.
2.3. Енергия, съхранявана от кондензатор
Нека определим енергията, съхранявана в зареден кондензатор.
За това ще разгледаме зареден кондензатор при постоянен ток I C = cte. По време на практическа работна сесия видяхме, че напрежението u C на клемите на кондензатора се увеличава пропорционално с времето, същото важи и за мощността p C, погълната от кондензатора, тъй като p C = u C, I C. Получаваме вариации на мощността като функция от времето на графиката на фигура 2.