AZ elektrodinamika a fizika azon ága, amely a elektromos töltések mozgásban. Az ezen a területen vizsgált fő fogalmak az elektromos áram (i), az elektromos ellenállás (R) és az elektromos teljesítmény (P).
AZ elektromos áram a töltések rendezett mozgása, és az adott idő alatt áthaladó töltésmennyiség (ΔQ) határozza meg (Δt). Mértékegysége az amper (A).
AZ elektromos ellenállás Az 1. és 2. Ohm-törvényen keresztül található meg, amelyek a feszültséggel (U) és az árammal (i) szembeni ellenállásra, valamint a vezető anyagának ellenállására vonatkoznak. Mértékegysége az ohm (Ω).
AZ elektromos energia ez az eszköz energia, jelen esetben elektromos energia átalakításának hatékonysága. Mértékegysége a watt (w).
Olvasd el te is: Ohm törvényei – Az elektromosság tanulmányozásának alaptörvényei
Összegzés
- Az elektrodinamika tanulmányozza a mozgás közbeni töltést.
- Az elektrodinamika három fő fogalma: elektromos áram, elektromos ellenállás és elektromos teljesítmény.
- Az elektromos áram (i) az a töltésmennyiség, amely adott idő alatt egy vezetőn áthalad.
- Az elektromos ellenállás az áram átvezetésének nehézsége a vezetőben.
- Az elektromos ellenállás megfelel a Georg Simon Ohm által megfogalmazott 1. és 2. Ohm-törvénynek.
- Az ohm 1. törvénye a feszültséget (U) az elektromos áramhoz (i) kapcsolja.
- Ha egy vezető ellenállása állandó, akkor ezt az ellenállást ohmosnak nevezzük.
- Az ohm 2. törvénye az elektromos ellenállást a vezető anyagának típusához és alakjához köti.
- Az elektromos energia az energia átalakításának hatékonysága, és egy eszköz feszültségén és áramán keresztül érhető el.
Ne hagyd abba most... A reklám után van még valami ;)
Mi az elektrodinamika?
Ez a fizika azon belüli részterülete éselektromosság. AZ aggodalomra ad okot ezen a területen a mozgásának tanulmányozása elektromos töltések. Ezért az elektrodinamika tanulmányozása az elektromos áram, az elektromos ellenállás és az elektromos teljesítmény megértésében és alkalmazásában áll.
Az elektrodinamika főbb fogalmai
Az elektrodinamika a mozgó töltések hatásának megértésével foglalkozik. Így fő fogalmai a következők: elektromos áram, elektromos ellenállás és elektromos teljesítmény
Elektromos áram
AZ elektromos áram az elektromos töltések rendezett mozgása egy vezetőn belül potenciálkülönbség (ddp) következtében. Az áramerősséget (i) a töltések mennyisége (ΔQ) határozza meg, amelyek egy adott idő alatt (Δt) haladnak át a vezetőn:
i: elektromos áram (C/s vagy A)
K: elektromos töltés (C)
t: idő(k)
→ Videó osztály: Elektrodinamika az Enemben — elektromos áram
elektromos ellenállás
AZ rellenállás éselektromosaz elektromos áram átadásának nehézsége. Engedelmeskedik az 1. és 2. Ohm törvénynek (a törvényeket: Georg Simon Ohm az elektromos ellenállás működéséről).
→ Ohm 1. törvénye
AZOhm 1. törvénye meghatározza, hogy az elektromos áram (i) arányos-e a feszültséggel (U), amelynek a vezető ki van téve. És ha ez a kapcsolat állandó, vagyis ha az elektromos ellenállás (R) állandó, akkor ezeket az ellenállásokat ohmosoknak nevezzük.
i: elektromos áram (A)
R: elektromos ellenállás (Ω)
U: feszültség (V)
→ Ohm 2. törvénye
AZOhm második törvényemeghatározza, hogy az elektromos ellenállás a test jellemzője, és függ a test alakjától (hosszától és területétől) és az anyagtól, amelyből a test készült, ellenállás (ρ). Ohm 2. törvénye összefügg ezzel a két jellemzővel.
L: vezeték hossza (L)
R: elektromos ellenállás (Ω)
A: vezető terület (m2)
ρ: ellenállás (Ω. M2)
→ Videoclass: Elektrodinamika az Enemben — elektromos ellenállás és Ohm-törvények
Elektromos energia
A teljesítmény a berendezés energiaátalakítási hatékonysága, vagyis az, hogy a készülék milyen gyorsan képes az egyik energiát (ΔE) a másikba átalakítani. Wattban (W) mérik.
Az elektromos energia esetében megvan az a hatásfok, hogy az elektromos energiát más energiákká alakítjuk, mint pl termikus, fényes és hangos.
P: elektromos teljesítmény (A.V vagy W)
i: elektromos áram (A)
U: feszültség (V)
Elektromos áram megtalálásához ellenállások, ezt az első elektromos teljesítményegyenletet az elektromos ellenállásegyenlettel együtt módosíthatjuk. Az (U) feszültséget leválasztva az elektromos ellenállás egyenletében a következőket kapjuk:
Ha az U-t behelyettesítjük az elektromos teljesítmény egyenletben, a következőt kapjuk:
És még mindig találhatunk egy másik egyenletet, amely elkülöníti az (i) áramot az elektromos ellenállás egyenletében, és helyettesíti az elektromos teljesítmény egyenletben:
Olvasd el te is: Elektromos áramkörök – olyan csatlakozások, amelyek lehetővé teszik az elektromos áram keringését
Elektrodinamika az Enemben
Az elektrodinamika a mindennapi életben könnyen megtalálható bármely általunk használt elektromos eszközben. Szóval ez van az egyik legigényesebb tárgy, fizikából, az Enemben.
Ezt szem előtt tartva, az áramkörökkel kapcsolatos kérdések, mint például az elektromos zuhany és a villanykörték, amelyek energiaátalakítást foglalnak magukban, az elektrodinamikai elemzés kérdései. Nézzünk egy példát alább.
(Enem 2016) A 12V-os, 0,45 A-es egyenárammal működő LED (light emitting diode) lámpa ugyanannyi fényt bocsát ki, mint egy 60 W teljesítményű izzólámpa.
Mennyi az energiafogyasztás csökkenés, ha az izzólámpát LED-esre cseréljük?
Felbontás
A hatványegyenlet felhasználásával és az információt az utasításban elhelyezve a következőket kapjuk:
Mivel a gyakorlat teljesítménycsökkentést kér, úgy tudjuk, hogy az izzólámpa teljesítménye 60 W, a LEDé pedig 5,4 W volt. Egymásból kivonva 54,6 W csökkenést kapunk.
Megoldott elektrodinamikai gyakorlatok
1. (Enem 2017) Az akkumulátorral ellátott akkumulátor kapacitása, például az autó elektromos rendszerében használt akkumulátor kapacitása amperórában (Ah) van megadva. Egy 12 V-os, 100 Ah-s akkumulátor 12 J energiát biztosít minden rajta átfolyó coulomb töltéshez.
Ha egy elhanyagolható belső ellenállású generátor, amely 600 W-nak megfelelő átlagos elektromos teljesítményt biztosít, csatlakozik a leírt akkumulátor kivezetésekre, mennyi ideig tartana a feltöltése teljesen?
a) 0,5 óra
b) 2 óra
c) 12 óra
d) 50 óra
e) 100 óra
Felbontás
B alternatíva.
Az idő megismeréséhez ki kell találnunk a teljes energia mennyiségét, amikor a töltés befejeződött, vagyis mikor a Q töltés összege 100A.h. Mivel a terhelést általában coulombban értjük, alakítsuk át a mértékegységét intézkedés. Ahogy egy órában, most is 3600 másodpercünk van, a 100 A.h-t meg tudjuk szorozni 3600 másodperccel, így marad 360 000 C.
Ha 1 C 12 J energiát biztosít, azért szabálya három, 360000 C biztosít 432000 J:
A teljesítményegyenlet és a leválasztási idő (t) felhasználásával:
A másodperceket órákra fordítva 7200 másodperc = 2 óra van.
2. (Enem 2016) A villanyszerelőnek 220 V - 4400 W és 6800 W közötti névleges zuhanyozót kell beszerelnie. A zuhanyzók beépítéséhez megfelelő hálózat javasolt, megfelelő átmérőjű vezetékekkel és a teljesítménynek és elektromos áramnak megfelelő méretű megszakító, közeli tűréshatárral 10%-ról. Az áramkör-megszakítók olyan biztonsági berendezések, amelyek az elektromos berendezések rövidzárlatok elleni védelmére szolgálnak elektromos túlterhelések, és hatástalanítani kell, ha a megengedettnél nagyobb elektromos áram áthalad eszköz.
A zuhany biztonságos telepítéséhez a megszakító maximális áramának értékének a következőnek kell lennie:
a) 20 A
b) 25 A
c) 30 A
d) 35 A
e) 40 A
Felbontás
Alternatíva D.
A megszakítón átfolyó maximális áram meghatározásához a maximális teljesítményértéket (6800 W) kell használnunk az elektromos teljesítmény egyenletben:
A nyilatkozat azonban azt állítja, hogy a megszakító 10%-kal több áramot jelez előre, így a különbség kiszámításához:
A kettőt összeadva hozzávetőlegesen 33 A-t kapunk.
írta: Gabriela de Oliveira
fizika tanár
