กำลังกระจายโดยตัวต้านทาน

คุณ ตัวต้านทาน เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยน พลังงานไฟฟ้า ใน ความร้อน ผ่าน จูลเอฟเฟค. เมื่ออิเล็กตรอนผ่านตัวต้านทาน อนุภาคที่ได้จะชนกับโครงผลึกของวัสดุที่ ประกอบเป็นตัวต้านทานทำให้เกิดความปั่นป่วนจากความร้อนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีการถ่ายเทความร้อนไปยังบริเวณใกล้เคียง ตัวต้านทาน

ด้วยเหตุนี้ ตัวต้านทานจึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในวงจรที่มีจุดประสงค์เพื่อสร้างความร้อน เช่น ในเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า, เตาไฟฟ้า, หม้อทอดไฟฟ้า, เตารีด, ฝักบัวไฟฟ้าเป็นต้น

ตัวต้านทานมีสีและรูปร่างต่างกัน

ความสามารถของตัวต้านทานในการผลิตพลังงานความร้อนนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับ ความต้านทานไฟฟ้า. ความต้านทานไฟฟ้าคือขนาดที่วัดความยากในการสร้าง a กระแสไฟฟ้า ผ่านร่างกายต่างๆ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

คุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกาย ปริมาณอิเล็กตรอนอิสระที่มีอยู่ในวัสดุและเวลา และ ระยะทางที่อิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ได้โดยไม่ชนกับอะตอมที่ประกอบเป็นร่างกาย ระหว่างผู้อื่น ยิ่งความต้านทานของตัวต้านทานมากเท่าใด ปริมาณพลังงานที่กระจายไปตามความร้อนในแต่ละวินาทีก็จะยิ่งมากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ความแรง โดยเขากระจัดกระจาย

ดูด้วย:กฎข้อที่สองของโอห์ม

หลอดไส้มีไส้หลอดต้านทานไฟฟ้าสูงที่ให้ความร้อนและปล่อยแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ปริมาณทางกายภาพที่วัดปริมาณความร้อนที่ตัวต้านทานถ่ายโอนไปยังสภาพแวดล้อมทุก ๆ วินาทีเรียกว่า ความแรงสำมะเลเทเมา. กำลังงานที่กระจายเป็นปริมาณสเกลาร์ที่วัดเป็น วัตต์ (ว).

ในวิชาฟิสิกส์ ปริมาณกำลังมีความหมายที่กว้างมาก แต่คำจำกัดความนั้นสัมพันธ์กับ. เสมอ เหตุผล ระหว่างหนึ่ง จำนวนเงินในพลังงาน (E) และแน่นอน หยุดพักในเวลา (Δt).

พี – กำลังไฟ (W)

และ – พลังงาน (J)

t – ช่วงเวลา

ดังนั้นพลังงานที่กระจายโดยตัวต้านทานจึงเป็นหน่วยวัดพลังงานที่ตัวต้านทานสามารถเปลี่ยนเป็นความร้อนได้ในแต่ละวินาที

พลังงานที่เรียกรายวันว่าพลังงานไฟฟ้า ในทางกลับกัน เรียกว่า พลังงานศักยภาพไฟฟ้า. โมดูลัสของมันสามารถคำนวณได้โดยผลคูณระหว่างศักย์ไฟฟ้า (U) ที่กำหนดเป็นโวลต์ (V) และโมดูลัสของโหลดทดสอบ (q) ที่แทรกอยู่ในศักย์ไฟฟ้านี้:

และ_พี– พลังงานศักย์ไฟฟ้า (J)

อะไร – โหลดทดสอบ (C)

ยู – ศักย์ไฟฟ้า (V)

ถ้าเราแทนนิพจน์ข้างต้นในนิยามของอำนาจ เรามีความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

พี_ดี – กำลังกระจาย (W)

อะไร – ค่าทดสอบไฟฟ้า (C)

ผม – กระแสไฟฟ้า (A)

ตามสูตรที่แสดงข้างต้น พลังงานที่กระจายโดยตัวต้านทานสามารถคำนวณได้ง่ายถ้าเรารู้ว่าค่า ความแตกต่างในศักยภาพ (d.d.p.) ระหว่างขั้วตัวต้านทาน (U) กับกระแสไฟฟ้าที่สร้างในนั้น (i)

หากเราจำกฎข้อที่ 1 ของโอห์ม ซึ่งระบุว่าศักย์ไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยผลคูณของความต้านทานไฟฟ้า (R) วัดเป็นโอห์ม (Ω) โดยกระแสไฟฟ้า (i) ในหน่วยแอมแปร์ (A) จะสามารถเขียนสมการกำลังกระจัดกระจายได้สามแบบ รูปร่าง ดู:

R – ความต้านทาน (Ω)

หากเราต้องการทราบปริมาณพลังงานที่ตัวต้านทานกระจายไปในช่วงเวลาที่กำหนด เราสามารถใช้นิพจน์ที่แสดงด้านล่างได้ ให้ลองดู:

แบบฝึกหัดเกี่ยวกับกำลังงานที่สูญเสียโดยตัวต้านทาน

1) เมื่อเชื่อมต่อกับความต่างศักย์ 20 V ตัวต้านทานจะถูกนำพาด้วยกระแสไฟฟ้า 0.5 A ในความสัมพันธ์กับตัวต้านทานนี้ ให้กำหนด:

ก) พลังที่สูญเสียไปโดยมัน

b) ความต้านทานไฟฟ้า

ความละเอียด:

ก) ในการคำนวณกำลังงานที่สูญเสียโดยตัวต้านทานนี้ เราจะใช้สมการต่อไปนี้:

b) ในการคำนวณความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานนี้ เราจะใช้สูตรด้านล่าง เช็คเอาท์:

2) ตัวต้านทานที่มีความต้านทานไฟฟ้าคงที่เท่ากับ 10 Ω ข้ามด้วยกระแสไฟฟ้า 2 A ในช่วงเวลา 60 นาที กำหนดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ตัวต้านทานนี้กระจายไปในช่วงเวลานี้

ความละเอียด:

ในการแก้แบบฝึกหัด เราจะใช้สูตรกฎหมายจูล นอกจากนี้ โปรดจำไว้ว่าช่วงเวลาที่ใช้ในสูตรนี้กำหนดเป็นวินาที ดังนั้นคุณต้องใช้เวลา 3600 วินาที แทน 60 นาที ดู:

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "กำลังกระจายโดยตัวต้านทาน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-dissipada-num-resistor.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.