0 — 1000x80=*= 80 000 калорий.
Найденное значение для Q ж Iподставляем в формулу закона Джоуля я Ленца и подучаем:
80000 = 0,24 X 20 X 5« X { = 0,24 X 20 X 25 X t = 120 X t.
Отсюда определим к
80 000
{=———±=667 секунд, т. е. приблизительно 11 минут. '
Следовательно, по нашему расчету вышло, что 1 л воды должен закипеть через 11 минут, а на самом деле он закипает минут через 17 — 20. Ошибка произошла потому, что мы предполагали, что все количество тепла, выделяемое проводником, по закону Джоуля и Ленца, идет на нагрев воды, т. е. на повышение ее температуры. На самом же деле часть тепла расходуется на нагревание стенок посуды, в которую была налита вода, а часть тепла рассеивается в окружающий воздух. Поэтому кипятильники имеют такое устройство, чтобы в них происходила возможно меньшая потеря тепла.
§ 40. Электрическая мощность и электрическая энергия,
Итак, при прохождении по проводнику электрического тока выделяется тепло. Откуда же это тепло берется? Мы знаем, что тепло является одной из форм работы. Так, например, при трении выделяется тепло, так как совершается работа на преодоление силы трения.
Очевидно, и в нашем случае на преодоление электрического сопро
тивления ток также должен был
совершить работу, которая и выдели- "'
лась в' виде тепла. ,
Мы знаем, что по закону Джоуля и Ленца количество тепла, выделяющееся в проводнике под действием электрического тока, равно:
Q= 0,24 X RX Р X tкалорий.
Следовательно, электрическая работа тока также равна: А = 0,24 X Л X /2 X tкалорий.
Однако, не веегд# удобно электрическую работу выражать в тешго-' вых единицах (калориях), так, как электрическая работа может переходить не только в тепло, но также и в другую форму механической л работы. Поэтому ^а единицу электрической работы приняли особую единицу и назвали ее джоуль:
4 1 джоуль = 0,24 калории.
Следовательно, для того чтобы электрическую работу выразить, в джоулях, нужно работу, выраженную в калориях, разделить на 0,24:
• ■'■ 0 24 X Л X I3X t \
адектрйческая: работа А = ——■■ </—^— = Л X 1г X tджоулей. 1
Однако, на практике чаще приходится иметь дело с электрической иощиостью, т. е. с работой электрического тока в 1 секунду. Ясно, что для получения электрической мощности нужно электрическую работу, выраженную в джоулях, разделить на число секунд t, тогда нйдутам работу в 1 секунду, т. е. электрическую мощность
'psss—r =s-12S__2S_ s= j?x /* джоулей в i секуаду
Чтобы не говорить много слов («джоулей в одну секунду»), ввелщ
новую единицу для измерения электрической мощности и назвали ещ
ватт. я
Следовательно, ' • ' . . Я
1 ватт —1 джоулю в 1 секунду. л ,1
И вместо того чтобы говорить «электрическая мощность равна!
50 джоулей в 1 секунду», говорят просто: «электрическая мощность!
равна 50 ваттам». ■
Итак, мы получили понятие о двух новых электрических единицах: 1
1 джоуль — единица электрической работы, 1
1 ватт — единица электрической мощности. ']
Мы уже видели, что электрическая мощность равна: з
Р=ДХР ватт.
И если 7? = 1 ом и
сила тока 7=1 ампер, то электрическая )
мощность Р будет равна 1 ватту. , \
Следовательно, можем сказать, что ватт представ лет такую электрическую мощность, которая расходуется током силою в 1 ампер при прохождении чвр-'-з сопротивление в 1 ом-
А потому для того, чтобы вычислить величину электрической мощности, расходуемой током, нужно сопротивление проводника умножить на квадрат силы тока.
Например, если ток, силой в 5 ампер, проходит через сопротивление 10 ом, то при этом будет расходоваться мощность (электрическая работа в секунду):
Р=В X Р= Ю Х53 = 10X25 = 250 ватт. Формулу для электрической мощности* А
P=RXPватт
можно представлять еще в другом виде. Действительно, по закону Ома, сила тока зависит от напряжения Vна концах данного сопротивления:
1=^ или Т=/Х& 'С1
Следовательно, электрическая мощность1? ■ ._
р=Rх /а = RX1X /= УХ 1 ватт.
Итак, для вычисления электрической .мощности мы иМоем две равновначащие формулы: j
Г P=JRXI* ватт I 1 P=VXlватт, f
Первой формулой пользуются в тех случаях, когда дано значение сопротивления Л, а напряжение Vявляется неизвестным. Второй же формулой пользуются, «огда дано напряжение Vв вольтах п сила тока Jв амперах, причем д 1я получен :Я электриче кой мощности $ ватшах умножают число вольт на число ампер.
Отсюда можно дать такое определение единице электрической, мощности:
Ватт есть мощность неизменяющегося электрического тока, силою в один ампер при напряжении в один вольт.
Чтобы не иметь дела с большими числами, часто пользуются еще следующими производными единицами электрической мощности:
1 гектоватт= 100 ватт, 1 киловатт = 1000' ватт.
Механическую мощность, как известно, измеряют килограммометрами, в 1 секунду и лошадиными силами, причем:
1 лош. сила = 75 килограммометров в 1 сек.
Для того чтобы уметь переходить от механической мощности к электрической; нужно знать, что
1 лош. сила = 736 ватт.
Для обратного перехода от электрической мощности к ме&аничэекой полезно знать, что
1 киловатт = 1,36 лош. силы.
Так как 1 ватт представляет электрическую мощность, т. е. работу , в 1 секунду, то для получения полной работы, совершенной электрическим током в течение нескольких секунд, нужно число ватт умножить на число секунд; тогда получим работу в джоулях или в ватт-секундах.
Например, металлическая лампочка мощностью в 25 ватт в течение двух часов горения производит .работу, равную: A=25X2X'6OX6Q —18000° джоулей или 180000 ватт-секунд.
Чтобы не имет дела с большими цифрами, для измерения электрической работы приняли еще следующие единицы:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.