2-7. Работа и мощность

В замкнутой электрической цепи (рис. 2-2) под действием э. д. с. источника питания непрерывно происходит движение электрических зарядов.

Из определения э. д. с., данного в § 2-2, следует, что работа, затраченная внешними силами на перемещение электрического заряда Q в источнике, или электрическая энергия, полученная за счет преобразования энергии другого вида,

По закону сохранения энергии электрическая энергия, выработанная источником за время t, за то же время преобразуется в другие виды энергии во всех участках цепи.

Если напряжение на зажимах источника , то электрическая энергия, затраченная во внешней цепи,

Часть энергии затрачивается (теряется) внутри источника на его нагревание

Разность э. д. с. E источника и напряжения на его зажимах, как известнр из § 1-2, представляет собой внутреннее падение напряжения

Отношение работы А к времени t, в течение которого она выполнена, называется мощностью, т.е.

Мощность это скорость; с которой совершается работа, или скорость, с которой происходит преобразование энергии.

Скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в источнике питания в электрическую, называется мощностью генератора, (источника):

Скорость, с которой электрическая энергия преобразуется во внешнем участке цепи в другие виды энергии, называется мощностью электроприемника:

Мощность, определяющая непроизводительный расход электрической энергии в генераторе, называется мощностью потерь:

По закону сохранения энергии мощность генератора равна сумме мощностей приемников и мощности потерь в генераторе:

В системе единиц СИ единицей мощности служит ватт (Вт), равный одному джоулю в одну секунду, или мощность, при которой в каждую секунду 1 Дж электрической энергии преобразуется в другой вид энергии, т. е.

или

Из (2-26) следуем что

таким образом,

т. е. ватт — это мощность при силе тока в 1 А и напряжении в 1 В.

Пример 2-5. Электродвигатель мощностью 10 кВт подключен к сети с напряжением 225 В. Определить силу тока электродвигателя.

Решение.

Мощность

откуда сила тока

Пример 2-6. В цепи питания нагревательного прибора, включенного под напряжение 220 В, сила тока 5А. Определить мощность прибора и стоимость энергии, израсходованной прибором за 4 ч работы. Стоимость 1 кВт•ч электрической энергии 4 коп.

Решение.

Мощность прибора

Электрическая энергия, израсходованная прибором,

а ее стоимость