THE електродинаміка є розділом фізики, що вивчає електричні заряди в русі. Основними поняттями, які вивчаються в цій галузі, є електричний струм (i), електричний опір (R) та електрична потужність (P).
THE електричний струм є впорядкованим рухом зарядів і визначається кількістю заряду (ΔQ), що проходить за заданий час (Δt). Його одиницею виміру є ампер (А).
THE електричний опір Знаходиться за допомогою 1-го і 2-го законів Ома, які пов'язують опір напрузі (U) і струму (i), а також опір типу матеріалу, з якого виготовлений провідник. Його одиницею виміру є Ом (Ом).
THE електроенергія це ефективність пристрою для перетворення енергії, в даному випадку електричної енергії. Його одиницею виміру є ват (w).
Читайте також: Закони Ома — Основні закони для вивчення електрики
Резюме
- Електродинаміка вивчає заряд у русі.
- Три основні поняття електродинаміки: електричний струм, електричний опір і електрична потужність.
- Електричний струм (i) — це кількість заряду, що проходить через провідник за певний час.
- Електричний опір — це складність пропускання струму в провіднику.
- Електричний опір підкоряється 1-му і 2-му законам Ома, сформульованим Георгом Саймоном Омом.
- 1-й закон Ома пов'язує напругу (U) з електричним струмом (i).
- Якщо опір провідника постійний, ми називаємо цей резистор омічним.
- 2-й закон Ома пов'язує електричний опір з типом і формою матеріалу, з якого виготовлений провідник.
- Електрична потужність – це ефективність перетворення енергії, яку можна знайти через напругу та струм пристрою.
Що таке електродинаміка?
Це підобласть фізики, яка знаходиться всередині іелектрик. THE Заклопотанням у цій області є вивчення руху електричні заряди. Тому вивчення електродинаміки складається з розуміння та застосування електричного струму, електричного опору та електричної потужності.
Основні поняття електродинаміки
Електродинаміка займається розумінням впливу рухомих зарядів. Таким чином, основними його поняттями є: електричний струм, електричний опір і електрична потужність
Електричний струм
THE електричний струм — це впорядкований рух електричних зарядів у провіднику за рахунок різниці потенціалів (ddp). Сила струму (i) розраховується за кількістю зарядів (ΔQ), які проходять по провіднику за певний час (Δt):
i: електричний струм (C/s або A)
З: електричний заряд (С)
t: час(и)
→ Відеоклас: Електродинаміка в Енемі — електричний струм
електричний опір
THE ропір іелектричніце складність пропускання електричного струму. Він підкоряється 1-му і 2-му законам Ома (закони, сформульовані Георг Симон Ом про функціонування електричного опору).
→ 1-й закон Ома
THE1-й закон Ома визначає, що електричний струм (i) пропорційний напрузі (U), якій піддається провідник. І якщо це співвідношення постійне, тобто якщо електричний опір (R) постійний, ми називаємо ці резистори омічними.
i: електричний струм (А)
R: електричний опір (Ω)
U: напруга (В)
→ 2-й закон Ома
THEДругий закон Омавизначає, що електричний опір є характеристикою тіла і залежить від форми (довжини та площі) та матеріалу, з якого виготовлено тіло, питомий опір (ρ). 2-й закон Ома пов'язує ці дві особливості.
L: довжина провідника (L)
R: електричний опір (Ω)
A: зона провідника (м2)
ρ: питомий опір (Ω. М2)
→ Відеоклас: Електродинаміка в Enem — електричний опір і закони Ома
Електроенергія
Потужність — це ефективність обладнання в перетворенні енергії, тобто швидкість, яку пристрій здатний перетворювати одну енергію (ΔE) в іншу. Вимірюється у ватах (Вт).
У випадку електричної енергії ми маємо ефективність перетворювати електричну енергію в інші енергії, наприклад термічні, яскравий і дзвінкий.
P: електрична потужність (A.V або W)
i: електричний струм (А)
U: напруга (В)
Щоб знайти електроенергію в резистори, ми можемо змінити це перше рівняння електричної потужності разом із рівнянням електричного опору. Ізолюючи напругу (U), в рівнянні електричного опору, маємо:
Підставляючи U в рівняння електричної потужності, маємо:
І ми все ще можемо знайти інше рівняння, яке виділяє струм (i) у рівнянні електричного опору та замінює його в рівняння електричної потужності:
Читайте також: Електричні кола — з'єднання, які забезпечують циркуляцію електричного струму
Електродинаміка в Енем
Електродинаміку можна легко знайти в повсякденному житті в будь-якому електричному пристрої, який ми використовуємо. Так це один з найбільш затребуваних предметів, з фізики, в Енем.
З огляду на це, питання, пов’язані з ланцюгами, такими як електричний душ і лампочки, які передбачають перетворення енергії, серед іншого, є питаннями електродинамічного аналізу. Давайте розглянемо приклад нижче.
(Enem 2016) Світлодіодна (світлодіодна) лампа, яка працює з напругою 12 В і постійним струмом 0,45 А, виробляє таку ж кількість світла, як і лампа розжарювання потужністю 60 Вт.
Яке значення зниження енергоспоживання при заміні лампи розжарювання на світлодіодну?
Резолюція
Використовуючи рівняння потужності та розміщуючи інформацію у заяві, маємо:
Оскільки вправа вимагає зменшення потужності, маємо, що потужність лампи розжарювання становила 60 Вт, а світлодіода — 5,4 Вт. Віднімаючи один за одним, отримуємо зменшення на 54,6 Вт.
Розв’язані вправи з електродинаміки
1. (Enem 2017) Ємність батареї з акумуляторами, наприклад, що використовуються в електричній системі автомобіля, вказується в ампер-годинах (Аг). Акумулятор 12 В, 100 Аг забезпечує 12 Дж на кожен кулон заряду, який протікає через нього.
Якщо генератор з мізерно малим внутрішнім опором, який забезпечує середню електричну потужність рівну 600 Вт, підключений до описаних клем акумулятора, скільки часу знадобиться на його перезарядку повністю?
а) 0,5 год
б) 2 год
в) 12 год
г) 50 год
д) 100 год
Резолюція
Альтернатива В.
Щоб дізнатися час, нам потрібно з’ясувати кількість повної енергії, коли заряд буде повним, тобто коли кількість заряду Q дорівнює 100 А.год. Оскільки навантаження зазвичай розглядається в кулонах, давайте перетворимо одиницю міряти. Оскільки за годину ми маємо 3600 секунд, ми можемо помножити 100 А/год на 3600 секунд, залишивши нам 360 000 С.
Якщо 1 С забезпечує 12 Дж енергії, для правило три, 360000 C забезпечують 432000 Дж:
Використовуючи рівняння потужності та час ізоляції (t):
Переводячи секунди в години, маємо 7200 секунд = 2 години.
2. (Enem 2016) Електрик повинен встановити душ з номінальною напругою 220 - 4400 - 6800 Вт. Для установки душової кабіни рекомендується відповідна мережа з проводами відповідного діаметру і а автоматичний вимикач, розрахований на потужність та електричний струм, з мінімальним допуском з 10%. Автоматичні вимикачі - це запобіжні пристрої, які використовуються для захисту електроустановок від короткого замикання і електричні перевантаження і повинні бути зняті з охорони щоразу, коли проходить електричний струм, що перевищує допустимий в пристрій.
Щоб зробити безпечний монтаж цієї душової кабіни, значення максимального струму вимикача має бути:
а) 20 А
б) 25 А
в) 30 А
г) 35 А
д) 40 А
Резолюція
Альтернатива Д.
Щоб знайти максимальний струм, який може протікати через вимикач, нам потрібно використати максимальне значення потужності (6800 Вт) у рівнянні електричної потужності:
Але в заяві зазначено, що вимикач передбачає на 10% більше струму, тому обчислити цю різницю:
Додавши обидва разом, ми отримаємо приблизне значення 33 А.
Габріела де Олівейра
Вчитель фізики