top of page
Таким образом, для количества теплоты, выделяющегося на данном участке цепи, получаем формулы:
Анализируя данные формулы, очевидно, что выделяемая энергия в проводниках зависит от типа их соединения. В последовательно соединенных лампах сила тока одинакова, поэтому количество теплоты, выделяемое в единицу времени, больше в лампе с большим сопротивлением.
При параллельном соединении напряжение одинаково, поэтому количество теплоты, выделяемое в каждой лампе в единицу времени, обратно пропорционально ее сопротивлению.
Чаще всего не вся работа тока превращается в тепло. Например, за счёт работы тока может совершать механическую работу электродвигатель или заряжаться аккумулятор. Тепло, разумеется, будет выделяться и в этих случаях, но только получится, что Q < A (на величину механической работы, совершённой двигателем, или химической энергии, запасённой аккумулятором).
Оказывается, что в подобных случаях остаётся справедливой только формула:
Тепловое действие электрического тока
Под действием электрического поля, приложенного к проводнику, электроны ускоряются в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. При приближении к положительному иону электрон притягивается и сталкивается с ним, тем самым передает свою энергию. Переданная энергия превращается во внутреннею и как вследствие увеличивается температура вещества проводника.
И это экспериментально установленный закон Джоуля-Ленца: Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени его прохождения.
Как уже говорилось, если электрический ток совершает работу, то не вся энергия превращается в эту работу. Часть энергии превращается в нежелательное тепло, которое называют потери. Это различие между затрачиваемой (полной) и полезной энергией характеризуется коэффициентом полезного действия.
Коэффициентом полезного действия (КПД) - это скалярная физическая величина численно равная отношению полезной работы к затрачиваемой.
Формулу коэффициента полезного действия можно преобразовать с учетом того, что A = Pt
Полезная мощность всегда меньше или равна потребляемой мощности. Вследствие этого, КПД меньше единицы или равно единицы , если потери отсутствуют, т. е. система идеализирована. Затрачиваемая работа равна сумме полезной работы и потерь:
Тогда КПД системы можно найти по следующей формуле:
bottom of page