電気力学:それは何ですか、概念、エネムで

NS 電気力学 を研究する物理学の一分野です 動いている電荷. この分野で研究されている主な概念は、電流(i)、電気抵抗(R)、および電力(P)です。

NS 電流 は電荷の順序付けられた動きであり、与えられた時間(Δt)で通過する電荷の量(ΔQ)によって決定されます。 その測定単位はアンペア(A)です。

NS 電気抵抗 は、電圧(U)と電流(i)に対する抵抗、および導体を構成する材料の種類に対する抵抗を関連付ける、第1および第2オームの法則によって求められます。 その測定単位はオーム(Ω)です。

NS 電力 エネルギー、この場合は電気エネルギーを変換するのはデバイスの効率です。 その測定単位はワット(w)です。

あまりにも読んでください: オームの法則—電気の研究のための基本法則

概要

  • 電気力学は、運動中の電荷を研究します。
  • 電気力学の3つの主要な概念は、電流、電気抵抗、および電力です。
  • 電流(i)は、特定の時間に導体を通過する電荷の量です。
  • 電気抵抗は、導体に電流を流すことの難しさです。
  • 電気抵抗は、ゲオルク・サイモン・オームによって策定された第1および第2オームの法則に従います。
  • オームの第1法則は、電圧(U)を電流(i)に関連付けます。
  • 導体の抵抗が一定の場合、この抵抗をオームと呼びます。
  • オームの第2法則は、電気抵抗を導体を構成する材料の種類と形状に関連付けます。
  • 電力はエネルギーを変換する効率であり、デバイスの電圧と電流から求めることができます。

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電気力学とは何ですか?

内にあるのは物理学のサブエリアです 電気. NS この分野での関心は、 電荷. したがって、電気力学の研究は、電流、電気抵抗、および電力を理解して適用することで構成されます。

電気力学の主な概念

電気力学は、移動する電荷の影響を理解することに関係しています。 したがって、その主な概念は次のとおりです。電流、電気抵抗、電力

  • 電流

NS 電流 電位差(ddp)による導体内の電荷の整然とした動きです。 電流強度(i)は、所定の時間(Δt)に導体を通過する電荷の量(ΔQ)によって計算されます。

電流強度の計算式

 i:電流(C / sまたはA)

Q:電荷(C)

 t:時間

→ビデオクラス:エネムの電気力学—電流

  • 電気抵抗

NS NS抵抗 電気電流を流すことの難しさです。 それはオームの第1法則と第2法則( ゲオルク・サイモン・オーム 電気抵抗の機能について)。

→オームの法則

NSオームの法則 電流(i)が導体が受ける電圧(U)に比例することを決定します。 そして、この関係が一定である場合、つまり電気抵抗(R)が一定である場合、これらの抵抗をオーミックと呼びます。

オームの最初の法則

i:電流(A)

R:電気抵抗(Ω)

U:電圧(V)

→オームの法則

NSオームの第二法則電気抵抗は体の特性であり、形状(長さと面積)と体の材質に依存することを決定します。 抵抗率 (ρ). オームの第2法則は、これら2つの機能に関連しています。

オームの第二法則

L:導体の長さ(L)

R:電気抵抗(Ω)

A:導体面積(m2)

ρ:抵抗率(Ω。 NS2)

→ビデオクラス:エネムの電気力学—電気抵抗とオームの法則

  • 電力

電力は、エネルギーを変換する際の機器の効率です。つまり、デバイスが1つのエネルギー(ΔE)を別のエネルギーに変換できる速度です。 ワット(W)で測定されます。

電力計算式

電力の場合、電気エネルギーを他のエネルギーに変換する効率があります。 熱の、明るくて響き渡る。

電流と電圧による電力の公式

P:電力(A.VまたはW)

i:電流(A)

U:電圧(V)

で電力を見つけるには 抵抗器、この最初の電力方程式を電気抵抗方程式と一緒に変更できます。 電圧(U)を分離すると、電気抵抗の式では、次のようになります。

電気抵抗方程式

電力方程式にUを代入すると、次のようになります。

電気抵抗方程式から導出された電力方程式

そして、電気抵抗の式で電流(i)を分離し、それを電力の式に代入する別の式を見つけることができます。

電流からの電力の方程式

あまりにも読んでください: 電気回路—電流の循環を可能にする接続

エネムの電気力学

電気力学は、私たちが使用するどの電気機器でも、日常生活で簡単に見つけることができます。 だからこれは 物理学では、エネムで最も要求の厳しい科目の1つです。

このことを念頭に置いて、電気シャワーや電球など、エネルギー変換を伴う回路に関連する問題は、電気力学的分析の問題です。 以下の例を見てみましょう。

(エネム2016) LED(発光ダイオード)ランプは、12Vおよび0.45 Aの直流で動作し、60Wの電力の白熱灯と同じ量の光を生成します。

白熱灯をLEDに交換した場合の消費電力削減の価値は?

解像度

電力方程式を使用し、ステートメントに情報を配置すると、次のようになります。

電力計算によるエネム問題の解決

演習では電力の削減が求められているため、白熱灯の電力は60 W、LEDの電力は5.4Wでした。 次々に差し引くと、54.6Wの削減になります。

電気力学に関する解決済みの演習

1. (エネム2017) 自動車の電気システムで使用されるようなアキュムレータを備えたバッテリーの容量は、アンペア時(Ah)で指定されます。 12V、100Ahのバッテリーは、流れる電荷のクーロンごとに12Jを供給します。

600 Wに等しい平均電力を提供する、無視できる内部抵抗の発電機の場合、 説明されているバッテリー端子に接続されている場合、充電にはどのくらい時間がかかりますか 完全に?

a)0.5時間

b)2時間

c)12時間

d)50時間

 e)100時間

解像度

代替案B。

時間を知るためには、充電が完了したとき、つまりいつ充電が完了したときの総エネルギー量を把握する必要があります。 電荷量Qは100A.hに等しい。 負荷は通常クーロンで見られるので、の単位を変換してみましょう 測定。 1時間のように、3600秒あり、100 A.hに3600秒を掛けると、360000Cになります。

1Cが12Jのエネルギーを提供する場合、 のルール 、360000Cは432000Jを提供します。

三つのルールを適用してエネムの問題を解決する

電力方程式を使用して時間(t)を分離します。

電力方程式からのエネム質問の解決

秒を時間に変換すると、7200秒= 2時間になります。

2. (エネム2016) 電気技師は、定格220V〜4400W〜6800Wのシャワーを設置する必要があります。 シャワーの設置には、適切な直径のワイヤーと適切なネットワークを使用することをお勧めします。 電力と電流に合わせたサイズのサーキットブレーカで、許容誤差が狭い 10%の。 サーキットブレーカは、電気設備を短絡から保護するために使用される安全装置です。 電気的過負荷であり、で許可されているよりも大きな電流が流れる場合は常に武装解除する必要があります 端末。

このシャワーを安全に設置するには、回路ブレーカーの最大電流の値を次のようにする必要があります。

a)20 A

b)25 A

c)30 A

d)35 A

e)40 A

解像度

代替D。

回路ブレーカーを流れることができる最大電流を見つけるには、電力方程式で最大電力値(6800W)を使用する必要があります。

しかし、このステートメントは、回路ブレーカーが10%多い電流を予測するため、この差を計算すると述べています。

電流値の10%パーセンテージ計算

この2つを合計すると、およそ33Aの値になります。

ガブリエラ・デ・オリベイラ
物理の先生

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