Περιεχόμενο:

Παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα για την περαιτέρω χρήση του για συγκεκριμένους σκοπούς, για την εκτέλεση οποιασδήποτε εργασίας. Χάρη στην ηλεκτρική ενέργεια, όλες οι συσκευές, οι συσκευές και ο εξοπλισμός λειτουργούν. Το ίδιο το έργο είναι μια ορισμένη προσπάθεια που εφαρμόζεται για να μετακινηθεί ένα ηλεκτρικό φορτίο σε μια ορισμένη απόσταση. Συμβατικά, μια τέτοια εργασία εντός του τμήματος κυκλώματος θα είναι ίση με την αριθμητική τιμή της τάσης σε αυτό το τμήμα.

Για να πραγματοποιηθούν οι απαραίτητοι υπολογισμοί, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πώς μετράται το έργο του ρεύματος. Όλοι οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται με βάση τα αρχικά δεδομένα που λαμβάνονται με τη χρήση οργάνων μέτρησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η φόρτιση, τόσο περισσότερη προσπάθεια απαιτείται για τη μετακίνησή της, τόσο μεγάλη δουλειάθα γίνει.

Αυτό που ονομάζεται έργο του ρεύματος

Το ηλεκτρικό ρεύμα, ως φυσικό μέγεθος, από μόνο του δεν έχει καμία πρακτική σημασία. Πλέον σημαντικός παράγονταςείναι η δράση του ρεύματος, που χαρακτηρίζεται από το έργο που εκτελείται από αυτό. Το ίδιο το έργο είναι μια συγκεκριμένη ενέργεια κατά τη διαδικασία της οποίας ένας τύπος ενέργειας μετατρέπεται σε άλλο. Για παράδειγμα, η ηλεκτρική ενέργεια με τη βοήθεια της περιστροφής του άξονα του κινητήρα μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Η δουλειά του ηλεκτρικό ρεύμαείναι η κίνηση των φορτίων σε έναν αγωγό υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Στην πραγματικότητα, όλο το έργο της κίνησης φορτισμένων σωματιδίων γίνεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Για να γίνουν οι υπολογισμοί, πρέπει να προκύψει ο τύπος για το έργο ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Για να συντάξετε τύπους, θα χρειαστείτε παραμέτρους όπως η τρέχουσα ισχύς και. Δεδομένου ότι το έργο ενός ηλεκτρικού ρεύματος και το έργο ενός ηλεκτρικού πεδίου είναι το ίδιο πράγμα, θα εκφραστεί ως το γινόμενο της τάσης και του φορτίου που ρέει σε έναν αγωγό. Δηλαδή: A = Uq. Αυτός ο τύπος προήλθε από την αναλογία που καθορίζει την τάση στον αγωγό: U = A/q. Από αυτό προκύπτει ότι η τάση είναι το έργο του ηλεκτρικού πεδίου Α στη μεταφορά ενός φορτισμένου σωματιδίου q.

Το ίδιο το φορτισμένο σωματίδιο ή το φορτίο εμφανίζεται ως το γινόμενο της τρέχουσας ισχύος και του χρόνου που δαπανάται για την κίνηση αυτού του φορτίου κατά μήκος του αγωγού: q \u003d Αυτό. Σε αυτόν τον τύπο, χρησιμοποιήθηκε η αναλογία για την τρέχουσα ισχύ στον αγωγό: I \u003d q / t. Δηλαδή, είναι ο λόγος του φορτίου προς το χρονικό διάστημα για το οποίο το φορτίο διέρχεται από τη διατομή του αγωγού. Στην τελική του μορφή, ο τύπος για το έργο ενός ηλεκτρικού ρεύματος θα μοιάζει με προϊόν γνωστών ποσοτήτων: A \u003d UIt.

Σε ποιες μονάδες μετράται το έργο του ηλεκτρικού ρεύματος;

Πριν λύσουμε άμεσα το ερώτημα σε τι μετράται το έργο του ηλεκτρικού ρεύματος, είναι απαραίτητο να συλλέξουμε τις μονάδες μέτρησης όλων των φυσικών μεγεθών με τις οποίες υπολογίζεται αυτή η παράμετρος. Οποιοδήποτε έργο, επομένως, η μονάδα μέτρησης αυτής της ποσότητας θα είναι 1 Joule (1 J). Η τάση μετριέται σε βολτ, το ρεύμα μετριέται σε αμπέρ και ο χρόνος σε δευτερόλεπτα. Άρα η μονάδα μέτρησης θα μοιάζει με αυτό: 1 J = 1V x 1A x 1s.

Με βάση τις μονάδες μέτρησης που λαμβάνονται, το έργο του ηλεκτρικού ρεύματος θα προσδιοριστεί ως το γινόμενο της ισχύος ρεύματος στο τμήμα του κυκλώματος, της τάσης στα άκρα του τμήματος και του χρονικού διαστήματος κατά το οποίο το ρεύμα ρέει μέσω του αγωγού.

Η μέτρηση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας βολτόμετρο και ρολόι. Αυτές οι συσκευές σάς επιτρέπουν να λύσετε αποτελεσματικά το πρόβλημα του πώς να βρείτε την ακριβή τιμή μιας δεδομένης παραμέτρου. Όταν ενεργοποιείτε το αμπερόμετρο και το βολτόμετρο στο κύκλωμα, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε τις ενδείξεις τους για μια καθορισμένη χρονική περίοδο. Τα δεδομένα που προκύπτουν εισάγονται στον τύπο και μετά εμφανίζεται το τελικό αποτέλεσμα.

Οι λειτουργίες και των τριών συσκευών συνδυάζονται σε ηλεκτρικούς μετρητές που λαμβάνουν υπόψη την ενέργεια που καταναλώνεται και μάλιστα τη δουλειά που κάνει το ηλεκτρικό ρεύμα. Εδώ, χρησιμοποιείται μια άλλη μονάδα - 1 kWh, που σημαίνει επίσης πόση εργασία έγινε κατά τη διάρκεια μιας μονάδας χρόνου.

Και τα λοιπά. Για να γίνει αυτό, τοποθετούνται ηλεκτρικά δίκτυα σε κάθε διαμέρισμα, η τάση στο οποίο υποστηρίζεται από πηγές ρεύμα.

Μπορεί να οριστεί δουλειά ρεύμαανάλογα με τις δυνάμεις του. Άρα, το φορτίο διέρχεται από ένα τμήμα του κυκλώματος για ορισμένο χρονικό διάστημα ίσο με t. Μπορείτε να βρείτε την τιμή του υπολογίζοντας το γινόμενο της δύναμης ρεύμασε αυτήν την παράμετρο: q = I t.

Αντικαταστήστε την έκφραση που προκύπτει στον κύριο τύπο: A = U I t.

Ενότητα εργασίας ρεύμαστο σύστημα SI είναι 1 Joule, που πήρε το όνομά του από τον Βρετανό φυσικό που συνήγαγε τη σύνδεση της θερμικής ενέργειας με το μηχανικό έργο. 1 Joule ισοδυναμεί με μονάδα ενέργειας που παράγεται σε ακίνητο ηλεκτρικό πεδίο από μια δύναμη ρεύμασε 1 αμπέρ, τάση 1 watt για 1 δευτερόλεπτο χρόνου.

Υπάρχει επίσης μια λεγόμενη μονάδα εργασίας εκτός συστήματος ρεύμα, το οποίο εκφράζεται σε kWh (κιλοβατώρα). Είναι αυτή που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ηλεκτρικής ενέργειας σε οικιακούς και γραφειακούς χώρους και αναφέρεται στα έγγραφα για την πληρωμή λογαριασμών κοινής ωφέλειας. 1 kWh ισούται με 3.600.000 Joules ή 3.600 kJ.

Ο ηλεκτρισμός είναι το έργο της δύναμης ρεύμα, που λαμβάνει χώρα σε ορισμένο χρονικό διάστημα και καταναλώνεται από οικιακές συσκευές. Για να καταναλώσουν την ελάχιστη ποσότητα του και, επομένως, να εξοικονομήσουν τον προϋπολογισμό, είναι απαραίτητο να προσέξετε ένα άλλο χαρακτηριστικό κατά την αγορά ρεύμα- εξουσία. Αυτή η τιμή είναι ίση με το έργο ρεύμαεκτελούνται ανά μονάδα χρόνου.

Ο απλούστερος μετασχηματιστής ρεύμαΤο (TT) αποτελείται από δύο χάλκινες περιελίξεις, απομονωμένες μεταξύ τους και τυλιγμένες σε χαλύβδινο πυρήνα. Κάθε μία από τις περιελίξεις έχει έναν ορισμένο αριθμό στροφών, η αναλογία των οποίων καθορίζει την αναλογία μετασχηματισμού ρεύμα. Σφάλματα που προκύπτουν κατά τη μετατροπή του πρωτεύοντος ρεύμαστη δευτερεύουσα, επιτρέψτε μας να αποδώσουμε το CT σε μία από τις κατηγορίες ακρίβειας.

Εντολή

Επί του παρόντος, υπάρχει μια τεράστια ποικιλία TT. Υπάρχουν διάφορες ταξινομήσεις: ανά τοποθεσία εγκατάστασης, ανά σχέδιο, ανά τύπο μόνωσης κ.λπ. Θα είναι αρκετά δύσκολο για ένα άτομο απροετοίμαστο σε αυτόν τον τομέα να προσδιορίσει αμέσως σε ποιον τύπο ανήκει αυτό ή εκείνο το ΤΤ. Ο ευκολότερος τρόπος για να προσδιορίσετε τον τύπο του ΤΤ είναι να αποκρυπτογραφήσετε το σύμβολο που υποδεικνύεται στην πλάκα που είναι προσαρτημένη στο ίδιο το ΤΤ (βλ. Εικ. 1).

Ωστόσο, πολύ συχνά, για κάποιο λόγο, δεν υπάρχει πινακίδα με εργοστασιακά δεδομένα στη θήκη CT. ΣΕ αυτή η υπόθεσημπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εργοστασιακή τεκμηρίωση. Βρείτε ένα διαβατήριο-πρωτόκολλο για αυτόν τον τύπο εξοπλισμού. Ο τύπος του CT θα αναγράφεται στην πρώτη σελίδα του. Επιπλέον, οι απαιτούμενες πληροφορίες προσδιορίζονται συχνά στον εντολέα ηλεκτρικά διαγράμματαδεδομένη σύνδεση (αλυσίδα).

Σε περίπτωση που αυτή η μέθοδος δεν δώσει το επιθυμητό αποτέλεσμα, μπορείτε να προσπαθήσετε να φορτώσετε αυτό το CT, δηλαδή να αφαιρέσετε το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης από αυτό. Αυτό θα απαιτήσει ειδικό εξοπλισμό: μονάδα φόρτωσης, σφιγκτήρες ρεύματος, βολτόμετρο-φάση μετρητή (VAF), βολτόμετρο AC ρεύμα.

Για σωστές μετρήσεις, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί ρεύμα είτε στους ακροδέκτες του πρωτεύοντος τυλίγματος (μεγάλο ρεύμα) και να ληφθούν τιμές ρεύμακαι τάση από το δευτερεύον τύλιγμα ή, αντίθετα, εφαρμόστε ένα μικρό ρεύμα στους ακροδέκτες της δευτερεύουσας περιέλιξης του CT και αφαιρέστε μεγάλες τιμές από το πρωτεύον ρεύμακαι ένταση. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τα δεδομένα που ελήφθησαν, θα χρειαστεί να δημιουργήσετε καμπύλες που καθορίζουν την εξάρτηση των τάσεων από τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα ρεύματα, καθώς και τον λόγο μετασχηματισμού ρεύμακαι το απόλυτο λάθος αυτού του CT.

Με εμφάνισηκαι τα ληφθέντα δεδομένα, χρησιμοποιώντας υλικά αναφοράς, μπορείτε να προσδιορίσετε κατά προσέγγιση τον τύπο ενός δεδομένου CT, την κατάστασή του (υγιής/ελαττωματικός), καθώς και την κατηγορία ακρίβειας. Ωστόσο, για να αποφύγετε λάθη, είναι ακόμα καλύτερο να επικοινωνήσετε με έναν εξειδικευμένο ειδικό. Όχι μόνο θα σας εξοικονομήσει χρόνο, αλλά θα σας δώσει και συμβουλές για το πώς να χρησιμοποιείτε, πώς να συνδέσετε και να συντηρήσετε αυτήν τη συσκευή.

Πολύ συχνά προκύπτει μια κατάσταση όταν είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τη λειτουργία μιας συσκευής. Ο κύριος του επιθυμητού προφίλ μπορεί να μην είναι πάντα κοντά, επομένως πρέπει να κάνετε τις επισκευές μόνοι σας. Αλλά για να λειτουργήσει η συσκευή και να μην τραυματιστείτε, πρέπει να ξέρετε με τι έχετε να κάνετε. Δηλαδή, πρέπει να προσδιορίσετε τις τρέχουσες παραμέτρους και πρώτα απ 'όλα - Τάση.

Θα χρειαστείτε

• Βολτόμετρο, πολύμετρο, αμπερόμετρο

Εντολή

Προσδιορίστε εάν μετράτε μια σταθερά ή μια μεταβλητή Τάση. Αλλάξτε το αβόμετρο ή το πολύμετρο σε σταθερό ή εναλλασσόμενο ρεύμα. Τις περισσότερες φορές, είναι απαραίτητο να μετρήσετε Τάσηδύναμη ή ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF). Ακόμη και αν οι κατά προσέγγιση παράμετροι αυτών των τάσεων είναι άγνωστες, τότε στο αρχικό στάδιο της μέτρησης, η συσκευή πρέπει να τεθεί σε λειτουργία μέτρησης μέγιστης τάσης. Συνδέστε τη συσκευή σύμφωνα με την πολικότητα.

Όταν μελετάτε τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος, πρέπει να είστε σε θέση να υπολογίσετε την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που δαπανάται για μια συγκεκριμένη ενέργεια - θέρμανση νερού σε ηλεκτρικό βραστήρα, ανύψωση ανελκυστήρα κ.λπ. Να γιατί αντλούμε έναν τύπο για έναν βολικό υπολογισμό του έργου του ρεύματος.

Στα αριστερά μέρη των ισοτήτων υπάρχουν διαφορετικά σύμβολα, αλλά δηλώνουν την ίδια φυσική ποσότητα - δύναμη. Επομένως, τα σωστά μέρη των τύπων μπορούν να εξισωθούν: I U = A / t . Ας εκφράσουμε το έργο:

Αυτός ο τύπος υπολογίζει τρέχουσα εργασία ή, που είναι το ίδιο, καταναλώθηκε ηλεκτρική ενέργεια. Σημειώστε ότι αυτοί οι όροι είναι συνώνυμοι.
Όταν μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας εμφανίζεται στο κύκλωμα, αυτό ηλεκτρικό πεδίοθέτει σε κίνηση τα φορτισμένα σωματίδια μέσα στον αγωγό (ηλεκτρόνια και/ή ιόντα) και η ενέργειά τους αυξάνεται. Το άθροισμα των ενεργειών όλων των σωματιδίων του σώματος είναι η εσωτερική ενέργεια του σώματος (βλ. § 7-ε), που σημαίνει ότι η εσωτερική ενέργεια του αγωγού τη στιγμή της εμφάνισης ρεύματος σε αυτόν αυξάνεται. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής (βλ. § 6-η), η εσωτερική ενέργεια μπορεί να δαπανηθεί για μεταφορά θερμότητας ή μηχανική εργασία. Αλλά, ξοδεύοντας, αναπληρώνεται συνεχώς λόγω της ενέργειας της τρέχουσας πηγής.
Η διέλευση του ρεύματος μέσω του αγωγού - το έργο του ρεύματος - συνοδεύεται πάντα από τρέχουσες ενέργειες(βλ. § 8-η). Ταυτόχρονα, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται αναγκαστικά σε άλλους τύπους ενέργειας: θερμική (για παράδειγμα, σίδερο, βραστήρας), μηχανική (για παράδειγμα, ηλεκτρική σκούπα, ανεμιστήρας) και ούτω καθεξής. Να γιατί με την έκφραση «το ρεύμα λειτουργεί» εννοούμε τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε άλλες μορφές ενέργειας.Στην περίπτωση αυτή, το έργο του ρεύματος και του καταναλισκόμενου ηλεκτρισμού είναι συνώνυμες εκφράσεις.
Για τη μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται, χρησιμοποιούνται ειδικά όργανα μέτρησης - μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας .
Για να υπολογιστεί η καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιείται μια μεγαλύτερη μονάδα εργασίας αντί για το τζάουλ - κιλοβατώρα(σύμβολο: 1 kWh). Για παράδειγμα, ο μετρητής στο σχήμα δείχνει μια τιμή 254,7 kWh. Αυτό μπορεί να σημαίνει, για παράδειγμα, ότι για όλο το χρόνο της λογιστικής, ένας καταναλωτής με ισχύ 254,7 kW εργάστηκε για 1 ώρα ή ότι ένας καταναλωτής με ισχύ 2547 W εργάστηκε για 100 ώρες (και ούτω καθεξής, τηρώντας την αναλογία).

Ας βρούμε αυτή τη σύνδεση μονάδες εργασίαςμε μια πιο οικεία μονάδα για τη μέτρησή του - το τζάουλ.
1 kW h = 1000 W 60 min =
\u003d 1000 J / s 3600 s \u003d 3 600 000 (J / s) s \u003d
= 3.600.000 J = 3,6 MJ
Άρα, 1 kWh = 3,6 MJ.
Τύπος A = IUt θα μας βοηθήσει να μάθουμε ποια είναι η φυσική σημασία της ποσότητας " ηλεκτρική τάση". Ας το εκφράσουμε από έναν τύπο.

Μπορεί να φανεί από αυτό ότι το 1 βολτ είναι μια τέτοια τάση στην οποία ένα ρεύμα 1 αμπέρ είναι ικανό να παράγει 1 joule εργασίας σε 1 δευτερόλεπτο. Με άλλα λόγια, ηλεκτρική τάση δείχνει το έργο που κάνουν οι δυνάμεις του ηλεκτρικού πεδίου κάθε δευτερόλεπτο για να διατηρήσουν ρεύμα 1 αμπέρ στο κύκλωμα.
Επιπλέον, από τον τύπο I = q / t(βλ. § 9-β) προκύπτει ότι q = I t.Επειτα:

Με βάση αυτόν τον τύπο, 1 βολτ μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μια τέτοια τάση στην οποία το έργο των δυνάμεων του ηλεκτρικού πεδίου όταν κινείται φορτίο 1 C κατά μήκος ενός αγωγού θα είναι ίσο με 1 J.
Με βάση όλο το σκεπτικό «κάτω από τη γραμμή» θα το πούμε αυτό Η ηλεκτρική τάση είναι ένα από τα χαρακτηριστικά ενός ηλεκτρικού πεδίου που μετακινεί φορτία κατά μήκος ενός αγωγού.