Содержание:

Электрический ток вырабатывается для того, чтобы в дальнейшем использовать его в определенных целях, для совершения какой-либо работы. Благодаря электричеству, функционируют все приборы, устройства и оборудование. Сама работа представляет собой определенные усилия, прилагаемые для перемещения электрического заряда на установленное расстояние. Условно, такая работа в пределах участка цепи, будет равна численному значению напряжения на данном участке.

Для выполнения необходимых расчетов необходимо знать, в чем измеряется работа тока. Все расчеты проводятся на основании исходных данных, полученных с помощью измерительных приборов. Чем больше величина заряда, тем больше усилий требуется для его перемещения, тем большая работа будет совершена.

Что называют работой тока

Электрический ток, как физическая величина, сам по себе не имеет практического значения. Наиболее важным фактором является действие тока, характеризующееся выполняемой им работой. Сама работа представляет собой определенные действия, в процессе которых один вид энергии превращается в другой. Например, электрическая энергия с помощью вращения вала двигателя, превращается в механическую энергию. Работа самого электрического тока заключается в движении зарядов в проводнике под действием электрического поля. Фактически вся работа по перемещению заряженных частиц выполняется электрическим полем.

С целью выполнения расчетов должна быть выведена формула работы электрического тока. Для составления формул понадобятся такие параметры, как сила тока и . Поскольку работа электрического тока и работа электрического поля - это одно и то же, она будет выражаться в виде произведения напряжения и заряда, протекающего в проводнике. То есть: A = Uq. Данная формула была выведена из соотношения, определяющего напряжение в проводнике: U = A/q. Отсюда следует, что напряжение представляет собой работу электрического поля А по переносу заряженной частицы q.

Сама заряженная частица или заряд отображается в виде произведения силы тока и времени, затраченного на движение этого заряда по проводнику: q = It. В этой формуле было использовано соотношение для силы тока в проводнике: I = q/t. То есть, является отношением заряда к промежутку времени, за которое заряд проходит через поперечное сечение проводника. В окончательном виде формула работы электрического тока будет выглядеть, как произведение известных величин: A = UIt.

В каких единицах измеряется работа электрического тока

Прежде чем непосредственно решать вопрос, в чем измеряется работа электрического тока, необходимо собрать единицы измерений всех физических величин, с помощью которых вычисляется этот параметр. Любая работа , следовательно, единицей измерения данной величины будет 1 Джоуль (1 Дж). Напряжение измеряется в вольтах, сила тока - в амперах, а время - в секундах. Значит единица измерения будет выглядеть следующим образом: 1 Дж = 1В х 1А х 1с.

Исходя из полученных единиц измерения, работа эл тока будет определяться, как произведение силы тока на участке цепи, напряжения на концах участка и промежутка времени, за которое ток протекает по проводнику.

Измерение проводятся с помощью , вольтметра и часов. Эти приборы позволяют эффективно решить проблему, как найти точное значение данного параметра. При включении амперметра и вольтметра в цепь, необходимо следить за их показаниями в течение установленного промежутка времени. Полученные данные вставляются в формулу, после чего выводится конечный результат.

Функции всех трех приборов объединяются в электросчетчиках, учитывающих потребленную энергию, а фактически работу, совершенную электротоком. Здесь используется уже другая единица - 1 кВт х ч, что также означает, сколько работы было совершено в течение единицы времени.

И т.д. Для этого в каждой квартире прокладываются электрические сети, напряжение в которых поддерживают источники тока .

Можно определить работу тока пропорционально его силе. Итак, заряд проходит участок цепи за некоторый промежуток времени, равный t. Можно найти его величину, вычислив произведение силы тока на этот параметр:q = I t.

Подставьте полученное выражение в основную формулу:A = U I t.

Единицей измерения работы тока в системе СИ является 1 Джоуль, по имени британского физика , который вывел связь тепловой энергии с механической работой. 1 Джоуль эквивалентен единице энергии, создаваемой в стационарном электрическом поле силой тока в 1 Ампер, напряжением 1 Вт за 1 секунду времени.

Существует также так называемая внесистемная единица работы тока , которая выражается в кВт ч (киловатт час). Именно она используется при расчете электроэнергии в бытовых и служебных помещениях и указывается в документах на оплату коммунальных услуг. 1 кВт ч равен 3 600 000 Джоулям или 3 600 кДж.

Электроэнергия является работой силы тока , которая совершается за определенный временной интервал и расходуется бытовыми приборами. Чтобы они потребляли минимальное ее количество и, следовательно, экономили бюджет, необходимо при покупке обратить внимание на другую характеристику тока – мощность. Эта величина равна работе тока , совершаемой в единицу времени.

Простейший трансформатор тока (ТТ) представляет собой две медные обмотки, изолированные друг от друга и намотанные на стальной сердечник. Каждая из обмоток имеет определенное количество витков, соотношение которых определяет коэффициент трансформации тока . Погрешности, которые возникают при преобразовании первичного тока во вторичный, позволяют отнести ТТ к одному из классов точности.

Инструкция

В настоящее время существует огромное многообразие ТТ. Есть несколько классификаций: по месту установки, по конструкции, по виду изоляции и т.д. Неподготовленному в этой области человеку будет достаточно сложно сразу же определить, к какому именно виду относится тот или иной ТТ. Самый простой способ определить тип ТТ – расшифровать условное обозначение , указанное на табличке, прикрепленной к самому ТТ (см. рис.1).

Однако очень часто по какой-то причине шильдик с заводскими данными на корпусе ТТ отсутствует. В данном случае можно воспользоваться заводской документацией. Найдите паспорт-протокол на данный вид оборудование . Тип ТТ будет указан на его первой странице. Кроме того, требуемая информация нередко указывается в принципиальных электрических схемах данного присоединения (цепи).

В том случае, когда и этот способ не дает необходимого результата, вы можете попробовать прогрузить данный ТТ, то есть снять с него вольт-амперную характеристику . Для этого потребуется специальное оборудование: прогрузочная установка, токоизмерительные клещи , вольтампер-фазометр (ВАФ), вольтметр переменного тока .

Для правильного снятия показаний необходимо подавать ток либо на зажимы первичной обмотки (ток большой величины) и снимать значения тока и напряжения со вторичной обмотки, либо, наоборот, подавать малый ток на выводы вторичной обмотки ТТ, а с первичной снимать большие значения тока и напряжения. Затем по полученным данным вам потребуется построить кривые, определяющие зависимость напряжений от первичных и вторичных токов, а также определить коэффициент трансформации тока и абсолютную погрешность данного ТТ.

По внешнему виду и полученным данным, используя справочные материалы, вы можете приблизительно определить тип данного ТТ, его состояние (исправен/неисправен), а также класс точности. Однако, во избежание ошибки, все же лучше обратиться к квалифицированному специалисту. Он не только сэкономит ваше время, но также даст рекомендации по применению , способу подключения и обслуживанию данного устройства.

Очень часто возникает ситуация, когда необходимо наладить работу того или иного прибора. Мастер нужного профиля не всегда может оказаться поблизости, поэтому ремонтом приходится заниматься самостоятельно. Но для того чтобы прибор заработал, а вы не получили травму, необходимо знать, с чем же имеешь дело. То есть, вам нужно определить параметры тока, а в первую очередь – напряжение .

Вам понадобится

• Вольтметр, мультиметр, амперметр

Инструкция

Определите, измеряете ли вы постоянное либо переменное напряжение . Переключите авометр или мультиметр в режим постоянного или переменного тока. Чаще всего возникает необходимость измерить напряжение питания или электродвижущую силу (ЭДС). Если даже приблизительные параметры данных напряжений неизвестны, то на начальном этапе измерения прибор должен быть включен на режим измерения максимальных напряжений. Подключите прибор согласно полярности.

Изучая применение электрического тока, нужно уметь вычислять количество электроэнергии, которое расходуется на то или иное действие - нагревание воды в электрочайнике, подъём лифта и т.п. Поэтому выведем формулу для удобного подсчёта работы тока.

В левых частях равенств стоят разные символы, но они обозначают одну и ту же физическую величину - мощность. Следовательно, правые части формул можно приравнять: I · U = A / t . Выразим работу:

По этой формуле вычисляется работа тока или, что то же самое,израсходованная электроэнергия . Поясним, что эти термины - синонимы.
Когда в цепи появляется источник электрической энергии, его электрическое поле приводит в движение заряженные частицы внутри проводника (электроны и/или ионы), и их энергия возрастает. Сумма энергий всех частиц тела является внутренней энергией тела (см. § 7-д), значит,внутренняя энергия проводника в момент возникновения в нём тока возрастает . Согласно I закону термодинамики (см. § 6-з), внутренняя энергия может расходоваться на теплопередачу или совершение механической работы. Но, расходуясь, она постоянно пополняется за счёт энергии источника тока.
Прохождение тока по проводнику - работа тока - всегда сопровождаетсядействиями тока (см. § 8-з). При этом обязательно происходит превращение электроэнергии в другие виды энергии: тепловую (например, утюг, чайник), механическую (например, пылесос, вентилятор) и так далее. Поэтому под выражением «ток совершает работу» мы будем понимать превращение электроэнергии в другие виды энергии. В таком случае работа тока и израсходованная электроэнергия - выражения-синонимы.
Для измерения потреблённой электроэнергии служат специальные измерительные приборы - счётчики электроэнергии .
Для учёта потреблённой электроэнергии вместо джоуля используется более крупная единица работы - киловатт-час (обозначение: 1 кВт·ч). Например, счётчик на рисунке показывает значение 254,7 кВт·ч. Это может означать, например, что за всё время учёта потребитель мощностью 254,7 кВт работал 1 час или что потребитель мощностью 2547 Вт работал 100 часов (и так далее, соблюдая пропорцию).

Найдём связь этой единицы работы с более привычной единицей для её измерения - джоулем.
1 кВт · ч = 1000 Вт · 60 мин =
= 1000 Дж/с · 3600 с = 3 600 000 (Дж/с)·с =
= 3 600 000 Дж = 3,6 МДж
Итак, 1 кВт·ч = 3,6 МДж.
Формула A = I U t поможет нам выяснить, в чём состоит физический смысл величины «электрическое напряжение». Выразим её из формулы.

Отсюда видно, что 1 вольт - это такое напряжение, при котором ток силой 1 ампер способен за 1 секунду производить 1 джоуль работы. Другими словами, электрическое напряжение показывает работу, которую ежесекундно совершают силы электрического поля для поддержания в цепи тока силой 1 ампер.
Кроме того, из формулы I = q / t (см. § 9-б) следует, что q = I · t. Тогда:

Исходя из этой формулы, 1 вольт может рассматриваться и как такое напряжение, при котором работа сил электрического поля при перемещении по проводнику заряда в 1 Кл будет равна 1 Дж.
На основании всего рассуждения «под чертой» мы скажем, чтоэлектрическое напряжение является одной из характеристик электрического поля, перемещающего заряды по проводнику.