Робота електричного струму: загальна характеристика, формула, практичне значення
З курсу фізики відомо, що однією з характеристик будь-якого тіла є його здатність здійснювати роботу, так як остання представляє не що інше, як перетворення одного виду енергії в інший (наприклад, потенційної в кінетичну). При цьому слід враховувати знаменитий закон збереження енергії, сформульований ще в XVIII столітті М.В. Ломоносовим, згідно з яким енергія ніколи і нікуди не зникає, вона лише видозмінюється, приймає іншу форму. Все вищесказане в рівній мірі відноситься не тільки до твердих тіл, але і до інших видів матерії, в тому числі і до електричного струму.
Електричний струм, як уже давно було доведено, - це спрямований рух заряджених частинок. Пересуваючись по певної ділянки ланцюга, ці частинки формують електричне поле, яке здійснює роботу. Робота електричного струму - це та кількість енергії, який необхідно витратити, щоб перенести заряд з даної електричного кола. При цьому далеко не вся робота струму корисна і ефективна. Досить помітна частина енергії витрачається на те, щоб електричний заряд здолав опір елементарних частинок, що знаходяться в провіднику і в джерелі ланцюга.
Робота електричного струму, формула якої, як випливає з вище наведеного тексту, А = U•Q, є найважливішою характеристикою цього особливого виду матерії. У цій формулі U являє собою різниця потенціалів (напруга) на ділянці кола, а Q - кількісне вираження заряду, що переноситься по даній ділянці.
Однак сама по собі робота електричного струму не представляла б особливого інтересу, якби не була знайдена закономірність, яка пов`язала цю роботу і кількість виділеної при цьому теплової енергії. Цю закономірність практично одночасно відкрили два відомих фізика - Ленц і Джоудов Прескотт, тому й закон в науковому співтоваристві отримав найменування «закону Джоуля-Ленца». Згідно з цим законом, виходить, що кількість (або потужність) тепла, яке виділяється в певному обсязі при протіканні через нього заряджених частинок, знаходиться в прямій залежності від твору напруженості поля на щільність протікає через дану ділянку електричного струму. Даний закон має величезне значення для розрахунку втрат електроенергії при її передачі по проводах на великі відстані.
Робота електричного струму самим безпосереднім чином пов`язана з іншою найважливішою величиною - потужністю. Під потужністю струму у фізиці розуміють кількісну характеристику перетворення і швидкості передачі електричної енергії. Потужність вимірюється в кіловат-годинах, в той час як робота електричного струму - в джоулях.
Для отримання максимальної потужності струму від того чи іншого джерела необхідно враховувати характеристики цього джерела, а також те, що опору внутрішньої і зовнішньої ланцюга повинні бути порівнянні один з одним, в іншому випадку вся вироблена робота піде на подолання різниці в опорах.
Робота електричного струму є найважливішою фізичною характеристикою, яку необхідно враховувати практично у всіх галузях промисловості, а також при виробництві й передачі енергії на значні відстані.
Електрику. Потужність струму Вивчення електрики як фізичного явища починається ще зі шкільної лави. Багато педагогів, щоб спростити розуміння учнями викладеного матеріалу, вдаються до порівняння електричного струму в провіднику з рухом рідини по трубі. І хоча це порівняння є…
Індуктивний опір в колі змінного струму Опір в електричних ланцюгах буває двох видів - активний і реактивний. Активне представлено резисторами, лампами розжарювання, нагрівальними спіралями та ін. Іншими словами, всіма елементами, в яких протікає струм безпосередньо виконує корисну роботу…
Робота електричного поля по переміщенню заряду На будь заряд, який знаходиться в електричному полі, впливає сила. У зв'язку з цим при пересуванні заряду в полі відбувається певна робота електричного поля. Як же зробити розрахунок цієї роботи?Робота електричного поля полягає в перенесенні…
Робота і потужність електричного струму У кожній замкнутої ланцюга в обов'язковому порядку має місце подвійне перетворення енергії. У джерелі струму відбувається видозміна будь-якої енергії (наприклад, в генераторі - механічної) в електричну, а в ланцюзі струму вона знову перетворюється…
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Реактивний опір - що це? Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін.,…
Струм, електричний струм у вакуумі Електричний струм - впорядкований рух електрозарядов. Його можна отримати, наприклад, в провіднику, який з'єднує заряджене і незаряджена тіло. Однак цей струм припиниться, як тільки різниця потенціалів цих тіл стане нульовий. Впорядкований рух…
Теплова потужність електричного струму і її практичне застосування Причина нагрівання провідника криється в тому, що енергія рухомих в ньому електронів (іншими словами, енергія струму) при послідовному зіткненні частинок з іонами молекулярної решітки металевого елемента перетворюється в теплий тип енергії, або Q,…
Питома провідність як найважливіша характеристика провідників електричного струму Рух електричного струму в провідниках неминуче супроводжується дією певних фізичних сил, які перешкоджають цьому руху. З точки зору атомно-молекулярної теорії будови речовини в основі цього явища лежить те, що заряджені електрони під час свого…
Що таке електричний струм: спрямований рух Всі знають на досвіді, що таке електричний струм, але далеко не всі розуміють фізичну природу цього явища, особливо якщо під час шкільного курсу фізики цим не зацікавилися. А для багатьох школярів підручники фізики здаються невиразно написаними.…
Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій…
Реле струму - різновиди і пристрій Реле струму - це пристрій, який часто використовується для сигналізації про перевищення струму в певній контрольованому колі. Також його використовують для відключення електричного кола при виникненні коротких замикань або перевантажень. Реле струму…
Що таке ЕРС джерела струму? Якщо замкнути між собою полюса зарядженого конденсатора, то під впливом електростатичного поля, накопиченого між його обкладками, у зовнішній ланцюга конденсатора в напрямку від позитивного полюса до негативного починається рух носіїв заряду -…