ТХЕ електродинамика је грана физике која проучава електрична наелектрисања у кретању. Главни концепти који се проучавају у овој области су електрична струја (и), електрични отпор (Р) и електрична снага (П).
ТХЕ електрична струја је уређено кретање наелектрисања и одређено је количином наелектрисања (ΔК) која прође у датом времену (Δт). Његова јединица мере је ампер (А).
ТХЕ електрична отпорност се налази кроз 1. и 2. Охмов закон, који повезују отпор напону (У) и струји (и), као и отпор према врсти материјала од којег је проводник направљен. Његова јединица мере је ом (Ω).
ТХЕ електрична енергија то је ефикасност уређаја да трансформише енергију, у овом случају електричну енергију. Његова јединица мере је ват (в).
Прочитајте такође: Охмови закони — Основни закони за проучавање електрицитета
Резиме
- Електродинамика проучава наелектрисање у кретању.
- Три главна концепта електродинамике су: електрична струја, електрични отпор и електрична снага.
- Електрична струја (и) је количина наелектрисања која прође кроз проводник у датом времену.
- Електрични отпор је тешкоћа проласка струје у проводнику.
- Електрични отпор је у складу са 1. и 2. Охмовим законом, који је формулисао Георг Симон Охм.
- Први закон ома повезује напон (У) са електричном струјом (и).
- Ако је отпор проводника константан, овај отпорник називамо омским.
- Други закон ома повезује електрични отпор са врстом и обликом материјала од којег је направљен проводник.
- Електрична енергија је ефикасност трансформације енергије и може се наћи кроз напон и струју уређаја.
Шта је електродинамика?
То је подобласт физике која је унутар илецтрицити. ТХЕ брига у овој области је проучавање кретања од електрична наелектрисања. Стога се проучавање електродинамике састоји од разумевања и примене електричне струје, електричног отпора и електричне снаге.
Главни појмови електродинамике
Електродинамика се бави разумевањем ефеката покретних наелектрисања. Дакле, његови главни концепти су: електрична струја, електрични отпор и електрична снага
Електрична струја
ТХЕ електрична струја је уредно кретање електричних наелектрисања унутар проводника због разлике потенцијала (ддп). Интензитет струје (и) се израчунава количином наелектрисања (ΔК) која прође кроз проводник у датом времену (Δт):
и: електрична струја (Ц/с или А)
П: електрични набој (Ц)
т: време(а)
→ Видео час: Електродинамика у Енем — електрична струја
електрична отпорност
ТХЕ ротпор иелектричније тешкоћа у проласку електричне струје. Покорава се 1. и 2. Омовом закону (закони формулисани од Георг Симон Охм о функционисању електричног отпора).
→ 1. Омов закон
ТХЕ1. закон ома утврђује да је електрична струја (и) пропорционална напону (У) коме је проводник подвргнут. А ако је овај однос константан, односно ако је електрични отпор (Р) константан, ове отпорнике називамо омским.
и: електрична струја (А)
Р: електрични отпор (Ω)
У: напон (В)
→ 2. закон ома
ТХЕОмов други законутврђује да је електрични отпор карактеристика тела и зависи од облика (дужине и површине) и материјала од којег је тело направљено, отпорност (ρ). Омов 2. закон повезује ове две карактеристике.
Л: дужина проводника (Л)
Р: електрични отпор (Ω)
А: област проводника (м2)
ρ: отпорност (Ω. М2)
→ Видео час: Електродинамика у Енему — електрични отпор и Омови закони
Електрична енергија
Снага је ефикасност опреме у трансформацији енергије, односно колико брзо уређај може да трансформише једну енергију (ΔЕ) у другу. Мери се у ватима (В).
У случају електричне енергије, имамо ефикасност да трансформишемо електричну енергију у друге енергије, као нпр термички, светлећи и звучни.
П: електрична снага (АВ или В)
и: електрична струја (А)
У: напон (В)
Да бисте пронашли електричну енергију у отпорници, можемо модификовати ову прву једначину електричне снаге заједно са једначином електричног отпора. Изолујући напон (У), у једначини електричног отпора, имамо:
Заменивши У у једначину електричне снаге, имамо:
И још увек можемо пронаћи другу једначину која изолује струју (и) у једначини електричног отпора и замењује је у једначину електричне снаге:
Прочитајте такође: Електрична кола — везе које омогућавају циркулацију електричне струје
Електродинамика у Енем
Електродинамика се може лако наћи у свакодневном животу у било ком електричном уређају који користимо. Дакле, ово је један од најтраженијих предмета, физика, на Енем.
Имајући ово на уму, питања која укључују кола, као што су електрични туш и сијалице, која укључују трансформацију енергије, између осталог, су питања електродинамичке анализе. Погледајмо пример у наставку.
(Енем 2016) ЛЕД (лигхт емиттинг диоде) лампа, која ради са 12В и једносмерном струјом од 0,45 А, производи исту количину светлости као и лампа са жарном нити снаге 60 В.
Колика је вредност смањења потрошње енергије приликом замене сијалице са ЛЕД?
Резолуција
Користећи једначину снаге и стављајући информације у изјаву, имамо:
Како вежба тражи смањење снаге, имамо да је снага сијалице са жарном нити 60 В, а ЛЕД 5,4 В. Одузимајући једно по друго, имамо смањење од 54,6 В.
Решене вежбе из електродинамике
1. (Енем 2017) Капацитет батерије са акумулаторима, као што је онај који се користи у електричном систему аутомобила, је наведен у ампер сатима (Ах). Батерија од 12В, 100Ах обезбеђује 12Ј за сваки кулон пуњења који протиче кроз њу.
Ако генератор, са занемарљивим унутрашњим отпором, који обезбеђује просечну електричну снагу једнаку 600 В, прикључен на описане терминале батерије, колико би времена требало да се напуни у потпуности?
а) 0,5 х
б) 2 х
ц) 12 х
г) 50 ч
д) 100 х
Резолуција
Алтернатива Б.
Да бисмо знали време, потребно је да одгонетнемо количину укупне енергије када је пуњење завршено, односно када количина наелектрисања К је једнака 100А.х. Како се оптерећење обично посматра у кулонима, хајде да трансформишемо јединицу за мерити. Како за сат времена имамо 3600 секунди, можемо помножити 100 А.х са 3600 секунди, остављајући нам 360000 Ц.
Ако 1 Ц обезбеђује 12 Ј енергије, фор правило од три, 360000 Ц обезбеди 432000 Ј:
Коришћењем једначине снаге и времена изолације (т):
Претварајући секунде у сате, имамо 7200 секунди = 2 сата.
2. (Енем 2016) Електричар мора да инсталира туш који има снагу од 220В - 4400В до 6800В. За уградњу тушева препоручује се одговарајућа мрежа, са жицама одговарајућег пречника и а прекидач величине снаге и електричне струје, са малом маргином толеранције од 10%. Прекидачи су сигурносни уређаји који се користе за заштиту електричних инсталација од кратких спојева и електрична преоптерећења и морају се искључити кад год постоји пролазак електричне струје већи од дозвољене у уређај.
За безбедну уградњу овог туша, вредност максималне струје прекидача мора бити:
а) 20 А
б) 25 А
в) 30 А
г) 35 А
д) 40 А
Резолуција
Алтернатива Д.
Да бисмо пронашли максималну струју која може да тече кроз прекидач, потребно је да користимо максималну вредност снаге (6800В) у једначини електричне снаге:
Али у изјави се наводи да прекидач предвиђа 10% више струје, да би израчунали ову разлику:
Ако саберемо ово двоје, имамо приближну вредност од 33 А.
од Габриеле де Оливеира
наставник физике
