THE elektrodinamika ir fizikas nozare, kas pēta elektriskie lādiņi kustībā. Galvenie šajā jomā pētītie jēdzieni ir elektriskā strāva (i), elektriskā pretestība (R) un elektriskā jauda (P).
THE elektriskā strāva ir sakārtota lādiņu kustība, un to nosaka lādiņa daudzums (ΔQ), kas pāriet noteiktā laikā (Δt). Tā mērvienība ir ampērs (A).
THE elektriskā pretestība ir atrodams ar 1. un 2. Oma likumu, kas attiecas uz pretestību pret spriegumu (U) un strāvu (i), kā arī pretestību materiāla veidam, no kura izgatavots vadītājs. Tā mērvienība ir omi (Ω).
THE Elektroenerģija tā ir ierīces efektivitāte, lai pārveidotu enerģiju, šajā gadījumā elektrisko enerģiju. Tā mērvienība ir vats (w).
Izlasi arī: Oma likumi — elektroenerģijas izpētes pamatlikumi
Kopsavilkums
- Elektrodinamika pēta lādiņu kustībā.
- Trīs galvenie elektrodinamikas jēdzieni ir: elektriskā strāva, elektriskā pretestība un elektriskā jauda.
- Elektriskā strāva (i) ir lādiņa daudzums, kas noteiktā laikā iet caur vadītāju.
- Elektriskā pretestība ir grūtības vadīt strāvu.
- Elektriskā pretestība atbilst 1. un 2. Ohma likumam, ko formulējis Georgs Saimons Ohs.
- Pirmais ohma likums saista spriegumu (U) ar elektrisko strāvu (i).
- Ja vadītāja pretestība ir nemainīga, mēs šo rezistoru saucam par omisku.
- Otrais likums attiecas uz elektrisko pretestību ar materiāla veidu un formu, no kura izgatavots vadītājs.
- Elektriskā jauda ir enerģijas pārveidošanas efektivitāte, un to var atrast, izmantojot ierīces spriegumu un strāvu.
Kas ir elektrodinamika?
Tā ir fizikas apakšjoma, kas atrodas iekšā unelektrība. THE rūpes šajā jomā ir izpētīt kustību elektriskie lādiņi. Tāpēc elektrodinamikas izpēte sastāv no elektriskās strāvas, elektriskās pretestības un elektriskās jaudas izpratnes un pielietošanas.
Galvenie elektrodinamikas jēdzieni
Elektrodinamika ir saistīta ar izpratni par kustīgu lādiņu ietekmi. Tādējādi tā galvenie jēdzieni ir: elektriskā strāva, elektriskā pretestība un elektriskā jauda
Elektriskā strāva
THE elektriskā strāva ir sakārtota elektrisko lādiņu kustība vadītājā potenciālu starpības (ddp) dēļ. Strāvas intensitāti (i) aprēķina pēc lādiņu daudzuma (ΔQ), kas noteiktā laikā iet pār vadītāju (Δt):
i: elektriskā strāva (C/s vai A)
J: elektriskais lādiņš (C)
t: laiks(-i)
→ Video klase: Elektrodinamika Enem — elektriskā strāva
elektriskā pretestība
THE rpretestība unelektriskāsir grūtības novadīt elektrisko strāvu. Tas pakļaujas 1. un 2. Ohma likumam (likumi, ko formulēja Georgs Saimons Omas par elektriskās pretestības darbību).
→ 1. Oma likums
THE1. ohma likums nosaka, ka elektriskā strāva (i) ir proporcionāla spriegumam (U), kuram tiek pakļauts vadītājs. Un, ja šī attiecība ir nemainīga, tas ir, ja elektriskā pretestība (R) ir nemainīga, mēs saucam šos rezistorus par omi.
i: elektriskā strāva (A)
R: elektriskā pretestība (Ω)
U: spriegums (V)
→ 2. ohma likums
THEOma otrais likumsnosaka, ka elektriskā pretestība ir ķermeņa īpašība un ir atkarīga no formas (garuma un laukuma) un materiāla, no kura korpuss ir izgatavots, pretestība (ρ). Oma 2. likums saista šīs divas pazīmes.
L: vadītāja garums (L)
R: elektriskā pretestība (Ω)
A: vadītāja laukums (m2)
ρ: pretestība (Ω. M2)
→ Videoklase: Elektrodinamika Enemā — elektriskā pretestība un Oma likumi
Elektroenerģija
Jauda ir iekārtas efektivitāte enerģijas pārveidē, tas ir, cik ātri ierīce spēj pārveidot vienu enerģiju (ΔE) citā. To mēra vatos (W).
Elektroenerģijas gadījumā mums ir efektivitāte, lai pārveidotu elektrisko enerģiju citās enerģijās, piemēram, termiskais, gaišs un skanīgs.
P: elektriskā jauda (A.V vai W)
i: elektriskā strāva (A)
U: spriegums (V)
Lai atrastu elektrisko strāvu rezistori, mēs varam modificēt šo pirmo elektriskās jaudas vienādojumu kopā ar elektriskās pretestības vienādojumu. Izolējot spriegumu (U), elektriskās pretestības vienādojumā iegūstam:
Aizstājot U elektriskās jaudas vienādojumā, mēs iegūstam:
Un mēs joprojām varam atrast citu vienādojumu, kas izolē strāvu (i) elektriskās pretestības vienādojumā un aizstāj to elektriskās jaudas vienādojumā:
Izlasi arī: Elektriskās ķēdes — savienojumi, kas nodrošina elektriskās strāvas cirkulāciju
Elektrodinamika Enemā
Elektrodinamiku ikdienā var viegli atrast jebkurā mūsu lietojamā elektroierīcē. Tātad šis ir viens no pieprasītākajiem priekšmetiem, fizikā, Enem.
Paturot to prātā, jautājumi, kas saistīti ar ķēdēm, piemēram, elektrisko dušu un spuldzēm, kas cita starpā ietver enerģijas pārveidošanu, ir elektrodinamiskās analīzes jautājumi. Apskatīsim piemēru zemāk.
(Enem 2016) LED (gaismas diodes) lampa, kas darbojas ar 12V un līdzstrāvu 0,45 A, rada tādu pašu gaismas daudzumu kā kvēlspuldze ar jaudu 60 W.
Kāda ir elektroenerģijas patēriņa samazinājuma vērtība, nomainot kvēlspuldzi pret LED?
Izšķirtspēja
Izmantojot jaudas vienādojumu un ievietojot informāciju paziņojumā, mēs iegūstam:
Tā kā uzdevumā tiek prasīts samazināt jaudu, mēs esam konstatējuši, ka kvēlspuldzes jauda bija 60 W, bet LED — 5,4 W. Atņemot vienu no otra, mēs iegūstam samazinājumu par 54,6 W.
Atrisināti Elektrodinamikas vingrinājumi
1. (Enem 2017) Baterijas ar akumulatoriem, piemēram, automašīnas elektriskajā sistēmā izmantotajām, ietilpība ir norādīta ampērstundās (Ah). 12V, 100Ah akumulators nodrošina 12J uz katru lādiņa kulonu, kas plūst caur to.
Ja ģenerators ar nenozīmīgu iekšējo pretestību nodrošina vidējo elektrisko jaudu, kas vienāda ar 600 W, savienots ar aprakstītajiem akumulatora spailēm, cik ilgs laiks būtu nepieciešams, lai to uzlādētu pilnībā?
a) 0,5 stundas
b) 2 stundas
c) 12 stundas
d) 50 h
e) 100 h
Izšķirtspēja
Alternatīva B.
Lai uzzinātu laiku, mums ir jānoskaidro kopējās enerģijas daudzums, kad uzlāde ir pabeigta, tas ir, kad uzlādes apjoms Q ir vienāds ar 100A.h. Tā kā slodze parasti ir redzama kulonā, pārveidosim vienību mērs. Tāpat kā stundā mums ir 3600 sekundes, mēs varam reizināt 100 A.h ar 3600 sekundēm, atstājot mums 360 000 C.
Ja 1 C nodrošina 12 J enerģijas, par noteikums trīs, 360000 C nodrošināt 432000 J:
Izmantojot jaudas vienādojumu un izolācijas laiku (t):
Pārvēršot sekundes stundās, mums ir 7200 sekundes = 2 stundas.
2. (Enem 2016) Elektriķim jāuzstāda duša, kuras jauda ir 220 V – 4400 W līdz 6800 W. Dušas ierīkošanai ieteicams atbilstošs tīkls, ar atbilstoša diametra vadiem un a jaudai un elektriskajai strāvai atbilstošs ķēdes pārtraucējs, kas nodrošināts ar tuvu pielaides robežu par 10%. Strāvas slēdži ir drošības ierīces, ko izmanto, lai aizsargātu elektroinstalācijas no īssavienojumiem un elektriskās pārslodzes, un tas ir jāatslēdz ikreiz, kad notiek elektriskās strāvas pāreja, kas ir lielāka par pieļaujamo ierīci.
Lai nodrošinātu šīs dušas drošu uzstādīšanu, ķēdes pārtraucēja maksimālās strāvas vērtībai jābūt:
a) 20 A
b) 25 A
c) 30 A
d) 35 A
e) 40 A
Izšķirtspēja
Alternatīva D.
Lai noteiktu maksimālo strāvu, kas var plūst caur ķēdes pārtraucēju, elektriskās jaudas vienādojumā ir jāizmanto maksimālā jaudas vērtība (6800 W):
Bet paziņojumā teikts, ka ķēdes pārtraucējs prognozē par 10% lielāku strāvu, tāpēc, lai aprēķinātu šo starpību:
Saskaitot abus kopā, mēs iegūstam aptuveno vērtību 33 A.
autors Gabriela de Oliveira
Fizikas skolotājs
