THE електродинамика е клонът на физиката, който изучава електрически заряди в движение. Основните понятия, изучавани в тази област, са електрически ток (i), електрическо съпротивление (R) и електрическа мощност (P).
THE електрически ток е подреденото движение на зарядите и се определя от количеството заряд (ΔQ), което преминава за дадено време (Δt). Неговата мерна единица е ампер (А).
THE електрическо съпротивление се намира чрез 1-ви и 2-ри закон на Ом, които свързват съпротивлението на напрежението (U) и тока (i), както и съпротивлението към вида на материала, от който е направен проводникът. Неговата мерна единица е ом (Ω).
THE електрическа енергия това е ефективността на устройството за преобразуване на енергия, в този случай електрическа енергия. Неговата мерна единица е ват (w).
Прочетете също: Законите на Ом — Основни закони за изследване на електричеството
Резюме
- Електродинамиката изучава заряда в движение.
- Трите основни понятия на електродинамиката са: електрически ток, електрическо съпротивление и електрическа мощност.
- Електрическият ток (i) е количеството заряд, което преминава през проводник за дадено време.
- Електрическото съпротивление е трудността при преминаване на ток в проводник.
- Електрическото съпротивление се подчинява на 1-ви и 2-ри закон на Ом, формулиран от Георг Симон Ом.
- Първият закон на ома свързва напрежението (U) с електрическия ток (i).
- Ако съпротивлението на един проводник е постоянно, ние наричаме този резистор омичен.
- Вторият закон на ома свързва електрическото съпротивление с вида и формата на материала, от който е направен проводникът.
- Електрическата мощност е ефективността на преобразуването на енергията и може да бъде намерена чрез напрежението и тока на устройство.
Какво е електродинамика?
Това е подобласт на физиката, която е вътре иелектричество. THE грижа в тази област е да се проучи движението на електрически заряди. Следователно изучаването на електродинамиката се състои в разбиране и прилагане на електрически ток, електрическо съпротивление и електрическа мощност.
Основни понятия на електродинамиката
Електродинамиката се занимава с разбирането на ефектите от движещите се заряди. По този начин основните му понятия са: електрически ток, електрическо съпротивление и електрическа мощност
Електрически ток
THE електрически ток е подреденото движение на електрически заряди в проводник поради потенциална разлика (ddp). Интензитетът на тока (i) се изчислява от количеството заряди (ΔQ), които преминават върху проводника за дадено време (Δt):
i: електрически ток (C/s или A)
Q: електрически заряд (C)
t: време(и)
→ Видео клас: Електродинамика в Enem — електрически ток
електрическо съпротивление
THE rсъпротивление иелектрические трудността при преминаване на електрически ток. Той се подчинява на 1-ви и 2-ри закон на Ом (закони, формулирани от Георг Симон Ом относно функционирането на електрическото съпротивление).
→ 1-ви закон на Ом
THE1-ви закон на ома определя, че електрическият ток (i) е пропорционален на напрежението (U), на което е подложен проводникът. И ако тази връзка е постоянна, тоест ако електрическото съпротивление (R) е постоянно, ние наричаме тези резистори омични.
i: електрически ток (A)
R: електрическо съпротивление (Ω)
U: напрежение (V)
→ 2-ри закон на ома
THEВторият закон на Омопределя, че електрическото съпротивление е характеристика на тялото и зависи от формата (дължина и площ) и материала, от който е направено тялото, съпротивление (ρ). Вторият закон на Ом свързва тези две характеристики.
L: дължина на проводника (L)
R: електрическо съпротивление (Ω)
A: зона на проводника (m2)
ρ: съпротивление (Ω. М2)
→ Видеоклас: Електродинамика в Enem — електрическо съпротивление и закони на Ом
Електрическа енергия
Мощността е ефективността на оборудването при трансформиране на енергия, тоест колко бързо устройството е в състояние да трансформира една енергия (ΔE) в друга. Измерва се във ватове (W).
В случай на електрическа енергия, ние имаме ефективността да трансформираме електрическата енергия в други енергии, като напр термичен, светещ и звучен.
P: електрическа мощност (A.V или W)
i: електрически ток (A)
U: напрежение (V)
За да намерите електрическа енергия в резистори, можем да модифицираме това първо уравнение за електрическа мощност заедно с уравнението за електрическо съпротивление. Изолирайки напрежението (U), в уравнението на електрическото съпротивление, имаме:
Замествайки U в уравнението на електрическата мощност, имаме:
И все още можем да намерим друго уравнение, което изолира тока (i) в уравнението на електрическото съпротивление и го замества в уравнението за електрическа мощност:
Прочетете също: Електрически вериги — връзки, които позволяват циркулацията на електрически ток
Електродинамика в Енем
Електродинамиката може лесно да се намери в ежедневието във всяко електрическо устройство, което използваме. Така че това е един от най-търсените предмети по физика в Енем.
Имайки това предвид, проблемите, свързани с вериги, като електрически душ и електрически крушки, които включват енергийна трансформация, наред с други, са въпроси на електродинамичния анализ. Нека разгледаме един пример по-долу.
(Enem 2016) LED (светодиодна) лампа, която работи с 12V и постоянен ток от 0,45 A, произвежда същото количество светлина като лампа с нажежаема жичка с мощност 60 W.
Каква е стойността на намаляването на консумацията на енергия при смяна на лампата с нажежаема жичка с LED?
Резолюция
Използвайки уравнението на мощността и поставяйки информацията в изявлението, имаме:
Тъй като упражнението изисква намаляване на мощността, имаме, че мощността на лампата с нажежаема жичка е 60 W, а тази на светодиода 5,4 W. Изваждайки едно от друго, имаме намаление от 54,6 W.
Решени упражнения по електродинамика
1. (Enem 2017) Капацитетът на батерия с акумулатори, като този, използван в електрическата система на автомобила, се посочва в ампер часове (Ah). 12V, 100Ah батерия осигурява 12J за всеки кулон заряд, който протича през нея.
Ако генератор с незначително вътрешно съпротивление, който осигурява средна електрическа мощност, равна на 600 W, свързан към описаните клеми на батерията, колко време ще отнеме зареждането му напълно?
а) 0,5 часа
б) 2 ч
в) 12 часа
г) 50 ч
д) 100 ч
Резолюция
Алтернатива Б.
За да знаем времето, трябва да изчислим количеството обща енергия, когато зарядът е завършен, тоест кога количеството на заряда Q е равно на 100A.h. Тъй като натоварването обикновено се вижда в кулони, нека трансформираме единицата мярка. Тъй като за един час имаме 3600 секунди, можем да умножим 100 A.h по 3600 секунди, оставяйки ни 360 000 C.
Ако 1 C осигурява 12 J енергия, за правило на три, 360000 C осигуряват 432000 J:
Използвайки уравнението на мощността и времето за изолиране (t):
Превръщайки секундите в часове, имаме 7200 секунди = 2 часа.
2. (Enem 2016) Електротехник трябва да инсталира душ с номинална мощност 220V - 4400W до 6800W. За монтажа на душове се препоръчва подходяща мрежа, с кабели с подходящ диаметър и а прекъсвач с размери за мощност и електрически ток, снабден с близък граница на толеранс от 10%. Прекъсвачите са предпазни устройства, използвани за защита на електрически инсталации от късо съединение и електрически претоварвания и трябва да бъдат дезактивирани, когато има преминаване на електрически ток, по-голям от позволеното в устройство.
За да направите безопасна инсталация на този душ, стойността на максималния ток на прекъсвача трябва да бъде:
а) 20 А
б) 25 А
в) 30 А
г) 35 А
д) 40 А
Резолюция
Алтернатива D.
За да намерим максималния ток, който може да протече през прекъсвача, трябва да използваме стойността на максималната мощност (6800W) в уравнението на електрическата мощност:
Но в изявлението се посочва, че прекъсвачът предвижда 10% повече ток, така че да се изчисли тази разлика:
Като добавим двете заедно, имаме приблизителна стойност от 33 A.
от Габриела де Оливейра
Учител по физика
