Потужність електричного струму. Це просто

Питання про те, що таке потужність електричного струму, не найпростіший. Якщо бути вже абсолютно точним, він дуже непростою. Але це одне з основних понять як фізики, так і інших наукових дисциплін, пов`язаних з електрикою. У повсякденному житті нам також часто доводиться користуватися цим поняттям.

Не вдаючись у докладне з`ясування, що таке електричний струм і яка його природа, для розуміння пов`язаних з ним процесів скористаємося аналогією зі струмком. Вода протікає від більш високо розташованого ділянки вниз. Для електричного струму ситуація приблизно така ж, він протікає від точки з високим потенціалом до точки з низьким потенціалом. Величина різниці потенціалів називається напругою, позначається буквою U і вимірюється в одиницях, іменованих вольт.

Повернемося знову до струмка. При протіканні води з висоти в низину відбувається перенесення певного її кількості з одного місця на інше. При протіканні струму відбувається приблизно те ж саме: певна кількість електрики переноситься з одного місця на інше. Для вимірювання цього процесу існує термін сила струму, визначається він як кількість електрики, що пройшло в одиницю часу через переріз провідника. За аналогією зі струмком це означає, яку кількість води пройшло через обрану ділянку за одиницю часу. Позначається сила струму символом I, для її вимірювання існує спеціальна одиниця - ампер.

Ось ці два поняття - електрична напруга і сила струму - виступають як основні характеристики електричного струму.

Вода, протікаючи зверху вниз, несе з собою певну енергію. Потрапляючи, наприклад, на лопатки турбіни, вона буде викликати обертання останньої і здійснювати певну роботу. Точно так же електричний струм може здійснювати роботу. Ця робота, виконувана за одну секунду, і є потужність електричного струму. Прийнято її позначати буквою P, і вимірюється вона у ВАТ.

Робота, виконувана водою при падінні, визначається її кількістю, що потрапляють на лопатки турбіни, і висотою, з якою вона падає. Чим більше води і чим більше висота, з якої вона падає, тим більша виконується робота. Точно так же, чим більше напруга (різниця висот для води) і сила струму (тобто кількість води), тим більше виконувана робота і, значить, потужність електричного струму.

Якщо спробувати формалізувати це поняття, то все можна виразити простою формулою:

P = I * U,

де: P - потужність електричного струму, в ваттах-

I - сила струму, в амперах-

U - напруга, в вольтах.

Ось це і є основна формула, за якою можна визначити потужність електричного струму.

Однак електричний струм протікає не десь в абстрактних умовах, а в реальних ланцюгах, у яких є свої характеристики. Зокрема, у провідника є опір, а напруга U і сила струму I пов`язані між собою в ланцюзі, де протікає постійний струм через опір за законом Ома. Так що потужність в ланцюзі постійного струму при необхідності можна виразити через опір, або врахувати характеристики ланцюга у виразі для потужності через струм і напруга, пов`язані законом Ома.

Внаслідок того, що ланцюг володіє опором, не вся енергія використовується на виконання корисної роботи. Частина її втрачається при проходженні по ланцюгу. Тому що надходить енергія, тобто потужність джерела енергії повинна бути більше тієї потужності, яка необхідна для виконання певної роботи. Повинен виконуватися так званий енергетичний баланс - потужність, що віддається джерелом, повинна дорівнювати потужності споживаної навантаження і потужності, що втрачається в провіднику електричного струму.

Приблизно так можна отримати загальне уявлення про те, що таке потужність електричного струму, як вона визначається, від чого залежить.