DAS Elektrodynamik ist der Zweig der Physik, der die elektrische Ladungen in Bewegung. Die wichtigsten in diesem Bereich untersuchten Konzepte sind elektrischer Strom (i), elektrischer Widerstand (R) und elektrische Leistung (P).
DAS elektrischer Strom ist die geordnete Ladungsbewegung und wird durch die Ladungsmenge (ΔQ) bestimmt, die in einer bestimmten Zeit (Δt) vergeht. Seine Maßeinheit ist das Ampere (A).
DAS elektrischer Wiederstand wird durch das 1. und 2. Ohmsche Gesetz ermittelt, die den Widerstand mit Spannung (U) und Strom (i) sowie den Widerstand mit der Art des Leitermaterials in Beziehung setzen. Seine Maßeinheit ist Ohm (Ω).
DAS elektrische Energie es ist die Effizienz des Geräts, Energie umzuwandeln, in diesem Fall elektrische Energie. Seine Maßeinheit ist Watt (w).
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Zusammenfassung
- Elektrodynamik untersucht Ladung in Bewegung.
- Die drei Hauptkonzepte der Elektrodynamik sind: elektrischer Strom, elektrischer Widerstand und elektrische Leistung.
- Elektrischer Strom (i) ist die Ladungsmenge, die in einer bestimmten Zeit durch einen Leiter fließt.
- Elektrischer Widerstand ist die Schwierigkeit, Strom durch einen Leiter zu leiten.
- Der elektrische Widerstand gehorcht dem 1. und 2. Ohmschen Gesetz, formuliert von Georg Simon Ohm.
- Das 1. Ohmsche Gesetz hängt von der Spannung (U) mit dem elektrischen Strom (i) ab.
- Ist der Widerstand eines Leiters konstant, nennen wir diesen Widerstand ohmsch.
- Das 2. Ohmsche Gesetz bezieht den elektrischen Widerstand auf die Art und Form des Materials, aus dem der Leiter besteht.
- Elektrische Leistung ist die Effizienz der Energieumwandlung und kann durch die Spannung und den Strom eines Geräts ermittelt werden.
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Was ist Elektrodynamik?
Es ist ein Teilbereich der Physik, der innerhalb von undElektrizität. DAS Anliegen in diesem Bereich ist die Untersuchung der Bewegung von elektrische Ladungen. Daher besteht das Studium der Elektrodynamik darin, elektrischen Strom, elektrischen Widerstand und elektrische Leistung zu verstehen und anzuwenden.
Hauptkonzepte der Elektrodynamik
Die Elektrodynamik beschäftigt sich mit dem Verständnis der Auswirkungen bewegter Ladungen. Daher sind seine Hauptkonzepte: elektrischer Strom, elektrischer Widerstand und elektrische Leistung
Elektrischer Strom
DAS elektrischer Strom ist die geordnete Bewegung elektrischer Ladungen innerhalb eines Leiters aufgrund einer Potenzialdifferenz (ddp). Die Stromstärke (i) berechnet sich aus der Ladungsmenge (ΔQ), die in einer bestimmten Zeit (Δt) am Leiter vorbeigeht:
i: elektrischer Strom (C/s oder A)
F: elektrische Ladung (C)
t: Zeit(en)
→ Videoklasse: Elektrodynamik in Enem — elektrischer Strom
elektrischer Wiederstand
DAS RWiderstand undelektrischist die Schwierigkeit beim Durchleiten von elektrischem Strom. Es gehorcht dem 1. und 2. Ohmschen Gesetz (Gesetze formuliert von Georg Simon Ohm über die Funktion des elektrischen Widerstandes).
→ 1. Ohmsches Gesetz
DAS1. Ohmsches Gesetz bestimmt, dass der elektrische Strom (i) proportional zur Spannung (U) ist, der der Leiter ausgesetzt ist. Und wenn diese Beziehung konstant ist, das heißt, wenn der elektrische Widerstand (R) konstant ist, nennen wir diese Widerstände ohmsch.
i: elektrischer Strom (A)
R: elektrischer Widerstand (Ω)
U: Spannung (V)
→ 2. Gesetz von Ohm
DASDas zweite Ohmsche Gesetzbestimmt, dass der elektrische Widerstand eine Eigenschaft des Körpers ist und von der Form (Länge und Fläche) und dem Material des Körpers abhängt, der spezifischer Widerstand (ρ). Das 2. Ohmsche Gesetz verbindet diese beiden Merkmale.
L: Länge des Leiters (L)
R: elektrischer Widerstand (Ω)
A: Leiterfläche (m2)
: spezifischer Widerstand (Ω. m2)
→ Videoklasse: Elektrodynamik in Enem — Elektrischer Widerstand und Ohmsche Gesetze
Elektrische Energie
Leistung ist die Effizienz des Geräts bei der Energieumwandlung, dh wie schnell das Gerät in der Lage ist, eine Energie (ΔE) in eine andere umzuwandeln. Es wird in Watt (W) gemessen.
Bei elektrischer Energie haben wir den Wirkungsgrad, um elektrische Energie in andere Energien umzuwandeln, wie z Thermal-, leuchtend und klangvoll.
P: elektrische Leistung (A.V oder W)
i: elektrischer Strom (A)
U: Spannung (V)
Strom finden in Widerstände, können wir diese erste elektrische Leistungsgleichung zusammen mit der elektrischen Widerstandsgleichung modifizieren. Isolieren der Spannung (U) in der elektrischen Widerstandsgleichung haben wir:
Durch Einsetzen des U in die elektrische Leistungsgleichung erhalten wir:
Und wir können noch eine andere Gleichung finden, die den Strom (i) in der elektrischen Widerstandsgleichung isoliert und in die elektrische Leistungsgleichung einsetzt:
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Elektrodynamik in Enem
Elektrodynamik lässt sich im Alltag leicht in jedem elektrischen Gerät finden, das wir verwenden. Das ist also eines der gefragtesten Fächer in Physik bei Enem.
Vor diesem Hintergrund sind Themen rund um Stromkreise, wie die elektrische Dusche und Glühbirnen, die unter anderem eine Energieumwandlung beinhalten, Fragen der elektrodynamischen Analyse. Schauen wir uns unten ein Beispiel an.
(Gegner 2016) Eine LED-Lampe (Light Emitting Diode), die mit 12 V und einer Gleichstromstärke von 0,45 A arbeitet, erzeugt die gleiche Lichtmenge wie eine Glühlampe mit einer Leistung von 60 W.
Welchen Wert hat die Reduzierung des Stromverbrauchs beim Austausch der Glühlampe durch die LED-Lampe?
Auflösung
Unter Verwendung der Potenzgleichung und Einfügen der Informationen in die Aussage erhalten wir:
Da die Übung eine Leistungsreduzierung erfordert, beträgt die Leistung der Glühlampe 60 W und die der LED 5,4 W. Subtrahiert man das andere, ergibt sich eine Reduzierung von 54,6 W.
Gelöste Übungen zur Elektrodynamik
1. (Gegner 2017) Die Kapazität einer Batterie mit Akkumulatoren, wie sie im Bordnetz eines Autos verwendet wird, wird in Amperestunden (Ah) angegeben. Eine 12V, 100Ah Batterie liefert 12J für jedes Coulomb Ladung, das durch sie fließt.
Wenn ein Generator mit vernachlässigbarem Innenwiderstand, der eine durchschnittliche elektrische Leistung von 600 W liefert, an die beschriebenen Batteriepole angeschlossen, wie lange würde das Aufladen dauern? ganz und gar?
a) 0,5 h
b) 2 Stunden
c) 12 Stunden
d) 50 Stunden
e) 100 Stunden
Auflösung
Alternative B.
Um die Zeit zu kennen, müssen wir die Gesamtenergiemenge berechnen, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist, dh wann die Ladungsmenge Q beträgt 100A.h. Da die Last normalerweise in Coulomb angezeigt wird, transformieren wir die Einheit von messen. Da wir in einer Stunde 3600 Sekunden haben, können wir die 100 Ah mit 3600 Sekunden multiplizieren, so dass wir bei 360000 C bleiben.
Wenn 1 C 12 J Energie liefert, für Regel von drei, 360000 C liefern 432000 J:
Unter Verwendung der Potenzgleichung und der Isolierzeit (t):
Wenn wir Sekunden in Stunden umwandeln, haben wir 7200 Sekunden = 2 Stunden.
2. (Gegner 2016) Ein Elektriker muss eine Dusche mit einer Nennspannung von 220 V - 4400 W bis 6800 W installieren. Für die Installation von Duschen wird ein geeignetes Netzwerk mit Drähten mit ausreichendem Durchmesser und a. empfohlen Leistungsschalter, der auf Leistung und elektrischen Strom ausgelegt ist, mit einem engen Toleranzspielraum von 10 %. Leistungsschalter sind Sicherheitseinrichtungen zum Schutz elektrischer Anlagen vor Kurzschlüssen und elektrische Überlastung und muss immer dann deaktiviert werden, wenn ein elektrischer Strom fließt, der größer ist als im Gerät.
Für eine sichere Installation dieser Dusche muss der Wert des maximalen Stroms des Leistungsschalters betragen:
a) 20 A
b) 25 A
c) 30 A
d) 35 A
e) 40 A
Auflösung
Alternative D.
Um den maximalen Strom zu ermitteln, der durch den Leistungsschalter fließen kann, müssen wir den maximalen Leistungswert (6800 W) in der elektrischen Leistungsgleichung verwenden:
Aber die Aussage besagt, dass der Leistungsschalter 10% mehr Strom vorhersagt, um diese Differenz zu berechnen:
Addiert man die beiden zusammen, ergibt sich ein ungefährer Wert von 33 A.
von Gabriela de Oliveira
Physik Lehrer
