DE elektrodynamikk er grenen av fysikk som studerer elektriske ladninger i bevegelse. Hovedbegrepene som studeres på dette området er elektrisk strøm (i), elektrisk motstand (R) og elektrisk kraft (P).
DE elektrisk strøm er den ordnede bevegelsen av ladninger og bestemmes av mengden ladning (ΔQ) som passerer i løpet av en gitt tid (Δt). Måleenheten er ampere (A).
DE elektrisk motstand finnes gjennom 1. og 2. Ohms lov, som relaterer motstand til spenning (U) og strøm (i), samt motstand til typen materiale lederen er laget av. Dens måleenhet er ohm (Ω).
DE elektrisk energi det er effektiviteten til enheten til å transformere energi, i dette tilfellet elektrisk energi. Måleenheten er watt (w).
Les også: Ohms lover — grunnleggende lover for studiet av elektrisitet
Sammendrag
- Elektrodynamikkstudier ladning i bevegelse.
- De tre hovedbegrepene innen elektrodynamikk er: elektrisk strøm, elektrisk motstand og elektrisk kraft.
- Elektrisk strøm (i) er mengden ladning som passerer gjennom en leder i løpet av en gitt tid.
- Elektrisk motstand er vanskeligheten med å føre strøm i en leder.
- Den elektriske motstanden følger 1. og 2. Ohms lov, formulert av Georg Simon Ohm.
- Den første ohmloven relaterer spenning (U) til elektrisk strøm (i).
- Hvis motstanden til en leder er konstant, kaller vi denne motstanden en ohmsk.
- Den andre ohmloven relaterer elektrisk motstand til typen og formen på materialet lederen er laget av.
- Elektrisk kraft er effektiviteten til å transformere energi og kan finnes gjennom spenningen og strømmen til en enhet.
Hva er elektrodynamikk?
Det er et underområde av fysikk som er innenfor ogelektrisitet. DE bekymring på dette området er å studere bevegelsen av elektriske ladninger. Derfor består studiet av elektrodynamikk i å forstå og bruke elektrisk strøm, elektrisk motstand og elektrisk kraft.
Hovedbegreper innen elektrodynamikk
Elektrodynamikk er opptatt av å forstå effekten av bevegelige ladninger. Dermed er hovedkonseptene: elektrisk strøm, elektrisk motstand og elektrisk kraft
Elektrisk strøm
DE elektrisk strøm er den ordnede bevegelsen av elektriske ladninger i en leder på grunn av en potensialforskjell (ddp). Strømintensiteten (i) beregnes av mengden ladninger (ΔQ) som passerer på lederen i en gitt tid (Δt):
i: elektrisk strøm (C/s eller A)
Q: elektrisk ladning (C)
t: tid(er)
→ Videoklasse: Elektrodynamikk i Enem — elektrisk strøm
elektrisk motstand
DE rmotstand ogelektrisker vanskeligheten med å lede elektrisk strøm. Den adlyder 1. og 2. lov i Ohm (lover formulert av Georg Simon Ohm om hvordan den elektriske motstanden fungerer).
→ 1. lov i Ohm
DE1. lov av ohm bestemmer at den elektriske strømmen (i) er proporsjonal med spenningen (U) som lederen utsettes for. Og hvis dette forholdet er konstant, det vil si hvis den elektriske motstanden (R) er konstant, kaller vi disse motstandene ohmske.
i: elektrisk strøm (A)
R: elektrisk motstand (Ω)
U: spenning (V)
→ 2. lov av ohm
DEOhms andre lovbestemmer at elektrisk motstand er en egenskap ved kroppen og avhenger av formen (lengde og areal) og materialet kroppen er laget av, resistivitet (ρ). Ohms andre lov relaterer disse to funksjonene.
L: lengde på leder (L)
R: elektrisk motstand (Ω)
A: lederareal (m2)
ρ: resistivitet (Ω. M2)
→ Videoklasse: Elektrodynamikk i Enem — elektrisk motstand og Ohms lover
Elektrisk energi
Strøm er utstyrets effektivitet i å transformere energi, det vil si hvor raskt enheten er i stand til å transformere en energi (ΔE) til en annen. Den måles i watt (W).
Når det gjelder elektrisk kraft har vi effektiviteten til å transformere elektrisk energi til andre energier, som f.eks termisk, lysende og klangfulle.
P: elektrisk kraft (A.V eller W)
i: elektrisk strøm (A)
U: spenning (V)
For å finne elektrisk kraft i motstander, kan vi modifisere denne første elektriske effektligningen sammen med den elektriske motstandsligningen. Ved å isolere spenningen (U), i den elektriske motstandsligningen, har vi:
Ved å erstatte U-en i den elektriske effektligningen har vi:
Og vi kan fortsatt finne en annen ligning som isolerer strømmen (i) i den elektriske motstandsligningen og erstatter den i den elektriske effektligningen:
Les også: Elektriske kretser - forbindelser som tillater sirkulasjon av elektrisk strøm
Elektrodynamikk i Enem
Elektrodynamikk kan enkelt finnes i hverdagen i alle elektriske enheter vi bruker. Så dette er et av de mest etterspurte fagene, i fysikk, ved Enem.
Med dette i tankene, er spørsmål som involverer kretsløp, som den elektriske dusjen og lyspærer, som involverer energitransformasjon, blant annet spørsmål om elektrodynamisk analyse. La oss se på et eksempel nedenfor.
(Enem 2016) En LED-lampe (lysemitterende diode), som fungerer med 12V og likestrøm på 0,45 A, produserer samme mengde lys som en glødelampe med en effekt på 60 W.
Hva er verdien av strømforbruksreduksjonen når du bytter ut glødelampen med LED-lampen?
Vedtak
Ved å bruke potensligningen og plassere informasjonen i setningen, har vi:
Ettersom øvelsen ber om effektreduksjon, har vi at effekten til glødelampen var 60 W, og til LED, 5,4 W. Ved å trekke fra den ene etter den andre har vi en reduksjon på 54,6 W.
Løste øvelser om elektrodynamikk
1. (Enem 2017) Kapasiteten til et batteri med akkumulatorer, slik som det som brukes i en bils elektriske system, er spesifisert i amperetimer (Ah). Et 12V, 100Ah batteri gir 12J for hver coulomb med ladning som strømmer gjennom det.
Hvis en generator, med ubetydelig intern motstand, som gir en gjennomsnittlig elektrisk effekt lik 600 W, koblet til de beskrevne batteripolene, hvor lang tid vil det ta å lade det opp helt?
a) 0,5 timer
b) 2 timer
c) 12 timer
d) 50 timer
e) 100 timer
Vedtak
Alternativ B.
For å vite klokkeslettet må vi finne ut mengden total energi når ladningen er fullført, det vil si når mengden av ladning Q tilsvarer 100A.h. Ettersom lasten normalt sees i coulomb, la oss transformere enheten til måle. Som i en time har vi 3600 sekunder, vi kan multiplisere 100 A.h med 3600 sekunder, og etterlate oss med 360000 C.
Hvis 1 C gir 12 J energi, for regel av tre, 360 000 C gir 432 000 J:
Bruke potensligningen og isolasjonstiden (t):
Forvandler sekunder til timer, har vi 7200 sekunder = 2 timer.
2. (Enem 2016) En elektriker må installere en dusj som er klassifisert 220V - 4400W til 6800W. For installasjon av dusjer anbefales det et skikkelig nettverk, med ledninger med tilstrekkelig diameter og en effektbryter dimensjonert for strøm og elektrisk strøm, utstyrt med en nær toleransemargin på 10 %. Effektbrytere er sikkerhetsinnretninger som brukes for å beskytte elektriske installasjoner mot kortslutning og elektrisk overbelastning og må frakobles når det er en passasje av elektrisk strøm som er større enn det som er tillatt i enhet.
For å gjøre en sikker installasjon av denne dusjen, må verdien av maksimalstrømmen til strømbryteren være:
a) 20 A
b) 25 A
c) 30 A
d) 35 A
e) 40 A
Vedtak
Alternativ D.
For å finne den maksimale strømmen som kan flyte gjennom strømbryteren, må vi bruke den maksimale effektverdien (6800W) i den elektriske effektligningen:
Men uttalelsen sier at effektbryteren forutsier 10% mer strøm, så for å beregne denne forskjellen:
Legger vi de to sammen, har vi en omtrentlig verdi på 33 A.
av Gabriela de Oliveira
Fysikklærer
