Den elektriske kraften er fysisk mengde som måler hvor mye energi en elektrisk krets trenger for å fungere i løpet av en gitt tid, påvirke dermed i det elektriske energiforbruket til elektriske enheter. Jo større elektrisk kraft, jo større energiforbruk. Den elektriske kraften kan brukes til å beregne energibruken på elektriske installasjoner.
Les også: Tips for å spare strøm
Emner i denne artikkelen
- 1 - Sammendrag av elektrisk kraft
- 2 - Hva er elektrisk kraft?
-
3 - Måleenhet for elektrisk kraft
- Hva er formlene for elektrisk kraft?
- → Elektrisk kraft relatert til elektrisk motstand og elektrisk strøm
- → Elektrisk kraft relatert til elektrisk spenning og elektrisk motstand
- → Elektrisk kraft relatert til elektrisk spenning og elektrisk strøm
- → Elektrisk kraft knyttet til energi og tid
- 4 - Hvordan beregne den elektriske effekten?
-
5 - Typer elektrisk kraft
- → Aktiv elektrisk kraft
- → Reaktiv elektrisk kraft
- → Tilsynelatende elektrisk kraft
- 6 - Løste øvelser om elektrisk kraft
Oppsummering av elektrisk kraft
EN makt
elektrisk måler mengden elektrisk energi som leveres til elektriske kretser i løpet av et tidsintervall.Måleenheten for elektrisk effekt er watt.
Elektrisk effekt kan beregnes ut fra sammenhengene mellom elektrisk motstand, elektrisk spenning og elektrisk strøm.
Elektrisk kraft kan være aktiv, reaktiv eller tilsynelatende.
Den aktive kraften er den som brukes i transformasjonen av elektrisk energi til annen nyttig energi, forårsaker lys, bevegelse og varme, og målt i kilowatt (kW).
Reaktiv effekt er den ubrukelige effekten, som ikke ble brukt av den aktive effekten, målt i kiloVolt-Ampere reaktiv (kVAR).
Tilsynelatende effekt er den resulterende effekten i en elektrisk krets, målt i kilowatt-ampere (kW A).
Ikke stopp nå... Det er mer etter publisiteten ;)
Hva er elektrisk kraft?
Elektrisk kraft er en skalær fysisk mengde som måler mengden av energi strøm gitt til elektriske kretser i løpet av et tidsintervall. Jo større elektrisk kraft enheten har, desto større energi forbrukes av den. Det er derfor dusjer og klimaanlegg er de største forbrukerne av husholdningselektrisitet.
Måleenhet for elektrisk kraft
I følge International System of Units (SI), Måleenheten for elektrisk effekt er watt., representert ved bokstaven W, til ære for vitenskapsmannen James Watt (1736-1819), som patenterte kopimaskinen hans, rotasjonsmotoren og andre, og perfeksjonerte dampmaskinen.
Hva er formlene for elektrisk kraft?
→ Elektrisk kraft relatert til elektrisk motstand og elektrisk strøm
\(P=R\cdot i^2\)
P → elektrisk effekt, målt i watt \([W]\).
R → elektrisk motstand, målt i Ohm \([Ω ]\).
Jeg → elektrisk strøm, målt i ampere \([A]\).
→ Elektrisk kraft relatert til elektrisk spenning og elektrisk motstand
\(P=\frac{U^2}R\)
P → elektrisk effekt, målt i watt \([W]\).
U → elektrisk spenning, målt i volt \([V]\).
R → elektrisk motstand, målt i Ohm \([Ω ]\).
→ Elektrisk kraft relatert til elektrisk spenning og elektrisk strøm
\(P=i\cdot ∆U\)
P → elektrisk effekt, målt i watt \([W]\).
Jeg → elektrisk strøm, målt i ampere \([A]\).
\(∆U\) → elektrisk spenningsvariasjon, også kalt elektrisk potensialforskjell, målt i volt \([V]\).
→ Elektrisk kraft knyttet til energi og tid
\(P=\frac{E}{∆t}\)
P → elektrisk effekt, målt i kilowatt \([kW ]\).
OG → energi, målt i kilowatt per time \([kWh ]\).
t → tidsvariasjon, målt i timer \([H]\).
Hvordan beregne elektrisk kraft?
Den elektriske kraften beregnes etter opplysningene gitt av oppgavene. Hvis det er en øvelse om elektrisk energiforbruk, vil vi bruke formelen for elektrisk kraft knyttet til energi og tidsvariasjon. Men hvis det er en øvelse om elektriske kretser, vil vi bruke formlene for elektrisk kraft knyttet til Elektrisk spenning, elektrisk strøm og/eller elektrisk motstand. Nedenfor vil vi se eksempler på disse to formene.
Eksempel 1:
Hva er den elektriske kraften til en dusj som bruker en månedlig energi på 22500 Wh, som er slått på hver dag i 15 minutter?
Vedtak:
La oss først konvertere minutter til timer:
\(\frac{15\ min}{60\ min}=0,25\ t\)
Siden den er tilkoblet hver dag, vil vi månedlig ha:
\(0,25\ h\cdot 30\ dager=7,5\ h\)
Deretter vil vi beregne den elektriske kraften ved å bruke formelen som relaterer den til energi og tidsvariasjon:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(P=\frac{22500}{7.5}\)
\(P=3\ kW\)
Den elektriske dusjen har en elektrisk effekt på 3 kW eller 3000 Watt.
Eksempel 2:
Hva er den elektriske kraften og spenningen i en krets som har en 100Ω motstand som bærer en strøm på 5EN?
Vedtak:
Først vil vi beregne den elektriske kraften ved å bruke formelen som relaterer den til elektrisk motstand og elektrisk strøm:
\(P=R\cdot i^2\)
\(P=100\cdot 5^2\)
\(P=100\cdot 25\)
\(P=2500\ W\)
\(P=2,5\ kW\)
Deretter vil vi beregne den elektriske spenningen ved å bruke formelen som relaterer den til elektrisk kraft og elektrisk motstand:
\(P=\frac{U^2}R\)
\(2500=\frac{U^2}{100}\)
\(U^2=2500\cdot 100\)
\(U^2=250000\)
\(U=\sqrt{250000}\)
\(U=500\ V\)
Imidlertid kunne den elektriske spenningen også ha blitt beregnet ved hjelp av formelen som relaterer den til elektrisk kraft og elektrisk strøm:
\(P=i\cdot ∆U\)
\(2500=5\cdot ∆U\)
\(∆U=\frac{2500}5\)
\(∆U=500\ V\)
Se også:Ohms første lov - forholdet mellom elektrisk motstand og elektrisk spenning og elektrisk strøm
Typer elektrisk kraft
Elektrisk kraft kan klassifiseres som aktiv effekt, reaktiv effekt eller tilsynelatende effekt.
→ Aktiv elektrisk kraft
Aktiv elektrisk kraft, også kalt faktisk eller nyttig elektrisk kraft, er den som overføres til lade i stand til å konvertere elektrisk energi til en annen form for energi som kan brukes (nyttig arbeid), produsere lys, bevegelse og varme. Det måles i kilowatt (kW).
→ Reaktiv elektrisk kraft
Reaktiv elektrisk kraft, også kalt ubrukelig elektrisk kraft, er det som ikke ble brukt i prosessen med å konvertere elektrisk energi til andre former for nyttig energi, blir lagret og reetablert i generatoren, og fungerer som den konstante banen som aktiv energi tar for å gjøre nyttig arbeid og for å magnetisere viklingene til utstyr. Det måles i KiloVolt-Ampere Reactive (kVAR).
→ Tilsynelatende elektrisk kraft
Tilsynelatende elektrisk kraft er den totale effekten i en krets summen av aktiv effekt og reaktiv effekt. Det måles i kilowatt-ampere (kWA).
Løste øvelser om elektrisk kraft
Spørsmål 1
(PUC)
Elektrisitet genereres ved hjelp av lys ved hjelp av fotosensitive celler, kalt fotovoltaiske solceller. Fotovoltaiske celler er generelt laget av halvledermaterialer, med krystallinske egenskaper og avsatt på silika. Disse cellene, gruppert i moduler eller paneler, utgjør fotovoltaiske solcellepaneler. Mengden energi som genereres av et solcellepanel er begrenset av dets effekt, det vil si at et 145 W panel, med seks nyttige timer med sollys, genererer omtrent 810 watt per dag.
Kilde: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm
Sjekk antall timer som panelet som er beskrevet kan holde en 9 Watt fluorescerende lampe på.
A) Kl. 9
B) 18.00
C) 58 timer
D) 90 timer
Vedtak:
Alternativ D
Vi vil beregne energien som leveres av det elektriske panelet ved å bruke formelen som relaterer det til kraft og tid:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
Med en effekt på omtrent 810 watt per dag, har vi energien til:
\(810=\frac{E}{24}\)
\(E=810\cdot 24\)
\(E=19\ 440\ W\cdot h\)
Så energiforbruket til lampen i løpet av dagen er:
\(9=\frac{E}{24}\)
\(E=9\cdot 24\)
\(E=216\ W\cdot h \)
Ved å likestille mengden energi som genereres av panelene med energiforbruket til lampene, får vi:
\(19440=216\cdot t \)
\(t=90\t\)
Dermed fungerer lampene i 90 timer når de er koblet til panelet.
spørsmål 2
(IFSP)Når en elektriker går inn i en byggevarebutikk, ser en elektriker følgende annonse:
SPAR: 15 W lysrør har samme lysstyrke (belysning)
enn 60 W glødelamper.
For å spare strøm skifter elektrikeren ifølge annonsen en lyspære glødende med en fluorescerende og konkluderer med at den elektriske energibesparelsen, i kWh, i løpet av 1 time vil være i
A) 0,015.
B) 0,025.
C) 0,030.
D) 0,040.
E) 0,045.
Vedtak:
Alternativ E
For å beregne de elektriske energibesparelsene, vil vi først beregne energiforbruket til lysstoffrøret og glødelampen ved å bruke formelen for elektrisk kraft:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(E=P\cdot ∆t\)
Energien til lysstoffrøret er:
\(E_{fluorescerende}=P\cdot ∆t\)
\(E_{fluorescerende}=15\cdot1\)
\(E_{fluorescerende}=15\ Wh\)
For å få verdien i kilowattimer, må vi dele på 1000, så:
\(E_{fluorescerende}=\frac{15\ Wh}{1000}=0,015\ kWh\)
Energien til glødelampen er:
\(E_{glødende}=P\cdot∆t\)
\(E_{glødende}=60\cdot1\)
\(E_{glødende}=60\ Wh\)
For å finne verdien i kilowattimer, må vi dele på 1000, så:
\(E_{glødende}=\frac{60\ Wh}{1000}=0,060\ kWh\)
Derfor er energibesparelsen:
\(Økonomi=E_{glødende}-E_{fluorescerende}\)
\(Økonomi=0,060-0,015\)
\(Økonomi=0,045\)
Av Pamella Raphaella Melo
Fysikklærer
Klikk her og finn ut hvordan den elektriske dusjen fungerer. Kjenn dens fordeler og ulemper.
Vet du hva elektrisk strøm er? Sjekk ut formlene og typene av elektrisk strøm og forstå forskjellen mellom likestrøm og vekselstrøm.
Vet du hva elektrisitet er? Få tilgang til teksten og lær mer om begrepet elektrisitet, oppdag dets historie og fremvekst og også dets definisjon i henhold til fysikk.
Klikk her, finn ut hva en elektrisk motor er, lær om dens typer og forstå hvordan den fungerer.
Få tilgang til teksten og lær egenskapene til det elektriske potensialet. Sjekk ut hovedformlene for elektrisk potensial og lær med løste øvelser om emnet.
Har du hørt om Ohms første lov? Klikk her, finn ut hva det står og finn ut hva formelen og grafen er.
