Электрическая мощность и работа

Электрическая мощность P цепи выражается через напряжение и электрический ток и измеряется в ваттах (Вт)

P = U×I.

На практике она обычно преобразуется в механическую (в электрических двигателях), световую (в лампах накаливания) и тепловую (в электрических нагревателях) энергию. В элементах электрических и электронных цепей, обладающих омическим сопротивлением R, электрическая энергия нежелательным образом преобразуется в тепло, что называют также потерями мощности:

P = I²×R, P = U² ¤ R.

Каждый элемент электрической цепи имеет предельно допустимую мощность, превышение которой в процессе эксплуатации приводит к недопустимому перегреву. Зависимость I(U) при Р = Р_ДОП = const имеет вид гиперболы. По ней можно легко определить максимально допустимые величины напряжения и тока для данного элемента цепи.

Электрическую мощность можно измерить косвенно – через ток и напряжение или непосредственно – с помощью ваттметра.

Электрическая энергия (работа электрического тока) W выражается как произведение электрической мощности P на время t:

W = P ×t = U ×I ×t.

Задание 13

Определите мощность, выделяющуюся в сопротивлениях измеряя напряжение и ток. Постройте гиперболические зависимости I=f(U) для омических резисторов, в которых может быть рассеяна максимальная мощность 2 Вт.

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь согласно схеме (рис. 13.1) и измерьте токи в резисторах 33, 100 и 220 Ом при напряжениях, указанных в табл. 13.1.

Рис. 13.1

Таблица 13.1

При сопротивлении резистора 33 Ома напряжение должно быть ограничено величиной 8В во избежание превышения максимально допустимых потерь мощности 2 Вт.

Внесите в табл. 13.1 измеренные величины токов вместе со значениями мощности, рассчитанными по формуле P=U×I или измеренными виртуальным ваттметром (в блоке дополнительных приборов). Перенесите значения мощности на график (рис. 13.2) для построения кривой P =f(U).

Рис. 13.2

Чтобы построить гиперболическую зависимость мощности для 2-ваттного резистора, величины токов, соответствующие напряжениям (табл. 13.2), следует рассчитать по формуле

I = P ¤ U,

где Р = 2 Вт.

Таблица 13.2

Постройте на рис. 13.3 график I=f(U) при P=2 Вт и определите из графика искомые величины.

Рис. 13.3

Вывод:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• ⇐ Назад
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8910
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• Далее ⇒