ელექტროენერგია: რა არის ეს, ფორმულა, გაანგარიშება

ელექტროენერგია არის ფიზიკური რაოდენობა რომელიც ზომავს რამდენი ენერგია სჭირდება ელექტრულ წრეს მოცემულ დროს სამუშაოდ, გავლენას ახდენს ამრიგად, ელექტრო მოწყობილობების ელექტროენერგიის მოხმარებაში. რაც უფრო დიდია ელექტროენერგია, მით მეტია ენერგიის ხარჯვა. ელექტროენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრო დანადგარებზე დახარჯული ენერგიის გამოსათვლელად.

წაიკითხეთ ასევე: რჩევები ელექტროენერგიის დაზოგვის შესახებ

ამ სტატიის თემები

• 1 - ელექტროენერგიის შეჯამება
• 2 - რა არის ელექტროენერგია?
• 3 - ელექტრული სიმძლავრის საზომი ერთეული
  • რა არის ელექტროენერგიის ფორმულები?
  • → ელექტრული სიმძლავრე, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრული წინააღმდეგობასთან და ელექტრო დენთან
  • → ელექტრული სიმძლავრე დაკავშირებული ელექტრო ძაბვასთან და ელექტრო წინააღმდეგობასთან
  • → ელექტრული ძაბვასთან და ელექტრო დენთან დაკავშირებული ელექტრული სიმძლავრე
  • → ელექტროენერგია, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიასთან და დროსთან
• 4 - როგორ გამოვთვალოთ ელექტროენერგია?
• 5 - ელექტროენერგიის ტიპები
  • → აქტიური ელექტროენერგია
  • → რეაქტიული ელექტროენერგია
  • → აშკარა ელექტროენერგია
• 6 - ამოხსნილი სავარჯიშოები ელექტროენერგიაზე

ელექტროენერგიის შეჯამება

• ა ძალა ელექტრო ზომავს ელექტრულ წრეებში მიწოდებული ელექტრული ენერგიის რაოდენობას დროის ინტერვალის განმავლობაში.

• ელექტრული სიმძლავრის საზომი ერთეული არის ვატი.

• ელექტრული სიმძლავრე შეიძლება გამოითვალოს ელექტრული წინააღმდეგობის, ელექტრული ძაბვისა და ელექტრული დენის ურთიერთმიმართებიდან.

• ელექტროენერგია შეიძლება იყოს აქტიური, რეაქტიული ან აშკარა.

• აქტიური სიმძლავრე არის ის, რომელიც გამოიყენება ელექტრული ენერგიის სხვა სასარგებლო ენერგიად გარდაქმნაში, რაც იწვევს შუქს, მოძრაობას და სითბოს და იზომება კილოვატებში (კვტ).

• რეაქტიული სიმძლავრე არის უსარგებლო სიმძლავრე, რომელიც არ გამოიყენა აქტიურმა სიმძლავრემ, რომელიც იზომება კილოვოლტ-ამპერ რეაქტიულში (kVAR).

• მოჩვენებითი სიმძლავრე არის მიღებული სიმძლავრე ელექტრულ წრეში, რომელიც იზომება კილოვატ-ამპერში (კვტ ა).

არ გაჩერდე ახლა... საჯაროობის შემდეგ კიდევ არის ;)

რა არის ელექტროენერგია?

ელექტროენერგია არის ა სკალარული ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც ზომავს რაოდენობას ენერგია ელექტროენერგია მინიჭებული ელექტრო სქემები დროის ინტერვალის განმავლობაში. რაც უფრო დიდია მოწყობილობის ელექტრული სიმძლავრე, მით მეტია მის მიერ მოხმარებული ენერგია. ამიტომ საშხაპეები და კონდიციონერები საყოფაცხოვრებო ელექტროენერგიის ყველაზე დიდი მომხმარებელია.

ელექტრული სიმძლავრის საზომი ერთეული

Მიხედვით ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI), ელექტრული სიმძლავრის საზომი ერთეული არის ვატი., წარმოდგენილია ასო W-ით, მეცნიერის ჯეიმს უოტის (1736-1819) საპატივცემულოდ, რომელმაც დააპატენტა მისი ასლის მანქანა, მბრუნავი ძრავა და სხვა და დაასრულა ორთქლის ძრავა.

რა არის ელექტროენერგიის ფორმულები?

→ ელექტრული სიმძლავრე, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრული წინააღმდეგობასთან და ელექტრო დენთან

\(P=R\cdot i^2\)

• პ → ელექტრული სიმძლავრე, გაზომილი ვატებში \([W]\).

• რ → ელექტრული წინააღმდეგობა, გაზომილი Ohm-ში \([Ω ]\).

• მე → ელექტრული დენი, გაზომილი ამპერში \([A ]\).

→ ელექტრული სიმძლავრე დაკავშირებული ელექტრო ძაბვასთან და ელექტრო წინააღმდეგობასთან

\(P=\frac{U^2}R\)

• პ → ელექტრული სიმძლავრე, გაზომილი ვატებში \([W]\).

• უ → ელექტრული ძაბვა, გაზომილი ვოლტებში \([V]\).

• რ → ელექტრული წინააღმდეგობა, გაზომილი Ohm-ში \([Ω ]\).

→ ელექტრული ძაბვასთან და ელექტრო დენთან დაკავშირებული ელექტრული სიმძლავრე

\(P=i\cdot ∆U\)

• პ → ელექტრული სიმძლავრე, გაზომილი ვატებში \([W]\).

• მე → ელექტრული დენი, გაზომილი ამპერში \([A ]\).

• \(∆U\) → ელექტრული ძაბვის ცვალებადობა, რომელსაც ასევე უწოდებენ ელექტრული პოტენციალის განსხვავებას, რომელიც იზომება ვოლტებში \([V]\).

→ ელექტროენერგია, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიასთან და დროსთან

\(P=\frac{E}{∆t}\)

• პ → ელექტრო სიმძლავრე, იზომება კილოვატებში \([კვტ]\).

• და → ენერგია, იზომება კილოვატებში საათში \([კვტ/სთ]\).

• ტ → დროის ცვალებადობა, იზომება საათებში \( [H ]\).

როგორ გამოვთვალოთ ელექტროენერგია?

ელექტროენერგია გამოითვლება განცხადებებში მოცემული ინფორმაციის მიხედვით. თუ ეს არის სავარჯიშო ელექტროენერგიის მოხმარებაზე, ჩვენ გამოვიყენებთ ელექტროენერგიის ფორმულას, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიასთან და დროის ცვალებადობასთან. თუმცა, თუ ეს არის სავარჯიშო ელექტრული სქემების შესახებ, ჩვენ გამოვიყენებთ ფორმულებს ელექტრული სიმძლავრის შესახებ ელექტრული დაძაბულობა, ელექტრო დენი და/ან ელექტრული წინააღმდეგობა. ქვემოთ ვნახავთ ამ ორი ფორმის მაგალითებს.

• მაგალითი 1:

როგორია შხაპის ელექტრული სიმძლავრე, რომელიც ხარჯავს ყოველთვიურ ენერგიას 22500 Wh და ჩართულია ყოველდღე 15 წუთის განმავლობაში?

რეზოლუცია:

პირველ რიგში, გადავიყვანოთ წუთები საათებად:

\(\ფრაკი{15\ წთ{60\წთ}=0,25\სთ\)

როგორც ის დაკავშირებულია ყოველდღე, ყოველთვიურად გვექნება:

\(0,25\ h\cdot 30\ დღე = 7,5\ h\)

შემდგომში, ჩვენ გამოვთვლით ელექტროენერგიას, ფორმულის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს მას ენერგიასა და დროის ცვალებადობას:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(P=\frac{22500}{7.5}\)

\(P=3\ kW\)

ელექტრო შხაპის სიმძლავრეა 3 კვტ ან 3000 ვატი.

• მაგალითი 2:

რა არის ელექტრული სიმძლავრე და ძაბვა წრეში, რომელსაც აქვს 100Ω რეზისტორი, რომელიც ატარებს დენს 5.ა?

რეზოლუცია:

პირველ რიგში, ჩვენ გამოვთვლით ელექტროენერგიას ფორმულის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს მას ელექტრულ წინააღმდეგობასა და ელექტრულ დენთან:

\(P=R\cdot i^2\)

\(P=100\cdot 5^2\)

\(P=100\cdot 25\)

\(P=2500\ W\)

\(P=2.5\ kW\)

შემდეგ, ჩვენ გამოვთვლით ელექტრო ძაბვას ფორმულის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს მას ელექტროენერგიასთან და ელექტრულ წინააღმდეგობასთან:

\(P=\frac{U^2}R\)

\(2500=\frac{U^2}{100}\)

\(U^2=2500\cdot 100\)

\(U^2=250000\)

\(U=\sqrt{250000}\)

\(U=500\ V\)

თუმცა, ელექტრული ძაბვა ასევე შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით, რომელიც მას ელექტრულ სიმძლავრესა და ელექტრო დენთან აკავშირებს:

\(P=i\cdot ∆U\)

\(2500=5\cdot ∆U\)

\(∆U=\frac{2500}5\)

\(∆U=500\ V\)

იხილეთ ასევე:ომის პირველი კანონი - ელექტრული წინააღმდეგობის კავშირი ელექტრო ძაბვასთან და ელექტრო დენთან

ელექტროენერგიის ტიპები

ელექტრული სიმძლავრე შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც აქტიური სიმძლავრე, რეაქტიული სიმძლავრე ან აშკარა სიმძლავრე.

→ აქტიური ელექტროენერგია

აქტიური ელექტროენერგია, ასევე ე.წ ფაქტობრივი ან სასარგებლო ელექტროენერგია, არის გადაცემული დააკისროს შეუძლია ელექტროენერგიის გარდაქმნას ენერგიის სხვა ფორმად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას (სასარგებლო სამუშაო), სინათლის, მოძრაობისა და სითბოს წარმოქმნით. ის იზომება კილოვატებში (კვტ).

→ რეაქტიული ელექტროენერგია

რეაქტიული ელექტროენერგია, ასევე ე.წ უსარგებლო ელექტროენერგიაარის ის, რაც არ გამოიყენებოდა ელექტრული ენერგიის სხვა სასარგებლო ენერგიად გარდაქმნის პროცესში, ინახება და ხელახლა დაყენებულია გენერატორში, ემსახურება როგორც მუდმივ გზას, რომელსაც აქტიური ენერგია იღებს სასარგებლო სამუშაოს შესასრულებლად და გრაგნილების მაგნიტიზებისთვის. აღჭურვილობა. ის იზომება კილოვოლტ-ამპერ რეაქტიულში (kVAR).

→ აშკარა ელექტროენერგია

მოჩვენებითი ელექტრული სიმძლავრე არის მთლიანი სიმძლავრე წრეში, აქტიური სიმძლავრის და რეაქტიული სიმძლავრის ჯამი. ის იზომება კილოვატ-ამპერში (kWA).

ამოხსნილი სავარჯიშოები ელექტროენერგიაზე

კითხვა 1

(PUC)

ელექტროენერგია წარმოიქმნება სინათლის გამოყენებით ფოტომგრძნობიარე უჯრედების გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება ფოტოელექტრული მზის უჯრედები. ზოგადად, ფოტოელექტრული უჯრედები დამზადებულია ნახევარგამტარული მასალებისგან, კრისტალური მახასიათებლებით და დეპონირებულია სილიციუმზე. ეს უჯრედები, დაჯგუფებული მოდულებად ან პანელებად, ქმნიან ფოტოელექტრული მზის პანელებს. მზის პანელის მიერ გამომუშავებული ენერგიის რაოდენობა შემოიფარგლება მისი სიმძლავრით, ანუ 145 ვატიანი პანელი, ექვსი სასარგებლო საათის მზის შუქით, გამოიმუშავებს დაახლოებით 810 ვატს დღეში.

წყარო: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm

შეამოწმეთ საათების რაოდენობა, რომლებზეც აღწერილი პანელი შეუძლია ჩართოს 9 ვატიანი ფლუორესცენტური ნათურა.

ა) დილის 9 საათი

ბ) საღამოს 6

გ) 58 საათი

დ) 90 საათი

რეზოლუცია:

ალტერნატივა D

ჩვენ გამოვთვლით ელექტრული პანელის მიერ მიწოდებულ ენერგიას ფორმულის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს მას სიმძლავრესა და დროს:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

დღეში დაახლოებით 810 ვატი სიმძლავრით, ჩვენ გვაქვს:

\(810=\frac{E}{24}\)

\(E=810\cdot 24\)

\(E=19\ 440\ W\cdot h\)

ასე რომ, ნათურის ენერგიის მოხმარება დღის განმავლობაში არის:

\(9=\frac{E}{24}\)

\(E=9\cdot 24\)

\(E=216\ W\cdot h \)

პანელების მიერ გამომუშავებული ენერგიის რაოდენობის გათანაბრება ნათურების ენერგიის მოხმარებასთან, მივიღებთ:

\(19440=216\cdot t \)

\(t=90\სთ\)

ამრიგად, ნათურები მუშაობს 90 საათის განმავლობაში, როდესაც დაკავშირებულია პანელთან.

კითხვა 2

(IFSP) სამშენებლო მასალების მაღაზიაში შესვლისას ელექტრიკოსი ხედავს შემდეგ რეკლამას:

შენახვა: 15 ვტ ფლუორესცენტური ნათურები აქვთ იგივე სიკაშკაშე (განათება)
ვიდრე 60 ვტ ინკანდესენტური ნათურები.

რეკლამის მიხედვით, ელექტროენერგიის დაზოგვის მიზნით ელექტრიკოსი ნათურას ცვლის ინკანდესენტი ფლუორესცენტით და ასკვნის, რომ 1 საათში ელექტროენერგიის დაზოგვა კვტ/სთ იქნება in

ა) 0,015.

ბ) 0,025.

გ) 0.030.

დ) 0,040.

ე) 0,045.

რეზოლუცია:

ალტერნატივა ე

ელექტროენერგიის დაზოგვის გამოსათვლელად, ჯერ გამოვთვალოთ ფლუორესცენტური და ინკანდესენტური ნათურის ენერგიის ხარჯვა, ელექტროენერგიის ფორმულის გამოყენებით:

\(P=\frac{E}{∆t}\)

\(E=P\cdot ∆t\)

ფლუორესცენტური ნათურის ენერგია არის:

\(E_{ფლუორესცენტური}=P\cdot ∆t\)

\(E_{ფლუორესცენტური}=15\cdot1\)

\(E_{ფლუორესცენტური}=15\ Wh\)

მნიშვნელობის კილოვატ-საათებში რომ მივიღოთ, უნდა გავყოთ 1000-ზე, ასე რომ:

\(E_{ფლუორესცენტური}=\frac{15\ Wh}{1000}=0,015\ kWh\)

ინკანდესენტური ნათურის ენერგია არის:

\(E_{ინკანდესენტური}=P\cdot∆t\)

\(E_{ინკანდესენტური}=60\cdot1\)

\(E_{ინკანდესენტური}=60\ Wh\)

იმისთვის რომ ვიპოვოთ მნიშვნელობა კილოვატ-საათებში, უნდა გავყოთ 1000-ზე, ასე რომ:

\(E_{ინკანდესენტური}=\frac{60\ Wh}{1000}=0.060\ kWh\)

ამრიგად, ენერგიის დაზოგვა შემდეგია:

\(ეკონომიკა=E_{ინკანდესენტური}-E_{ფლუორესცენტური}\)

\(ეკონომიკა=0.060-0.015\)

\(ეკონომიკა=0.045\)

პამელა რაფაელა მელოს მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

დააწკაპუნეთ აქ და გაიგეთ როგორ მუშაობს ელექტრო შხაპი. იცოდეთ მისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.

იცით რა არის ელექტრო დენი? შეამოწმეთ ელექტრული დენის ფორმულები და ტიპები და გაიგეთ განსხვავება პირდაპირ და ალტერნატიულ დენებს შორის.

ელექტროენერგია იცი რა არის? შედით ტექსტში და შეიტყვეთ მეტი ელექტროენერგიის კონცეფციის შესახებ, აღმოაჩინეთ მისი ისტორია და გაჩენა და ასევე მისი განმარტება ფიზიკის მიხედვით.

დააწკაპუნეთ აქ, გაიგეთ რა არის ელექტროძრავა, გაეცანით მის ტიპებს და გაიგეთ როგორ მუშაობს იგი.

წვდომა ტექსტზე და გაეცანით ელექტრული პოტენციალის თვისებებს. შეამოწმეთ ელექტრული პოტენციალის ძირითადი ფორმულები და ისწავლეთ ამოხსნილი სავარჯიშოებით ამ თემაზე.

გსმენიათ ოჰმის პირველი კანონის შესახებ? დააწკაპუნეთ აქ, გაარკვიეთ რას ამბობს და გაიგეთ რა არის მისი ფორმულა და გრაფიკი.