Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Количество теплоты в источнике тока формула

Лекция 7

5.6. Работа, мощность, кпд источника тока

Рассмотрим однородный участок 1-2 проводника, к которому приложена разность потенциалов 2 — 1. Если по проводнику течет ток I, то за время dt через поперечное сечение его будет перенесен заряд dq = Idt.

Следовательно, силы поля совершат элементарную работу

Полезная работа на всем участке 1- 2

А= Iut = I 2 Rt. (5.19)

Если электрическая цепь замкнута и содержит источника с ЭДС , то вся затраченная источником тока работа АЗ = АП + АВНУТ,

где АЗ = It, АП = IURt, АВНУТ = IUrt.

Тогда = UR + Ur = IR+ Ir, (5.20)

где UR — напряжение на внешнем сопротивлении, Ur — напряжение на внутреннем сопротивлении источника тока.

Мощность тока можно найти по формуле N= . (5.21)

Развиваемая источником тока затраченная мощность

где NЗ= I,NП = IUR, NВНУТ = IUr.

КПД источника тока можно найти по формуле

 = . (5.23)

Затраченная источником тока мощность

NЗ = I=/(R+r), (5.24)

где I = /(R + r).

Полезная мощность, выделяемая во внешнем участке цепи

NП = IUR = I 2 R =.

Следовательно, затраченная и полезная мощности являются функциями от внешнего сопротивления. Если R 0, то NП  0; R , то NП  0. В этом случае функция NП = f2 (R) имеет один максимум. Найдем условие, при котором полезная мощность максимальна, т. е. NП = NП, МАХ. Для этого производную приравняем нулю, т. е.= 0, т. е.(r 2 -R 2 ) = 0. ( 0, то R = r и  = 0,5). Вывод: Если R = r , то полезная мощность максимальна, а КПД источника тока равно 50%.

5.7. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца.

При прохождении тока по проводнику происходит его нагревание, т. е. выделяется некоторое количество теплоты Q.

Для определения выделяющегося количества теплоты за единицу времени рассмотрим однородный участок проводника, к которому приложена разность потенциалов 1  2.

На основании закона сохранения энергии эта работа переходит во внутреннюю (тепловую) энергию, в результате чего проводник нагревается.

Действительно, в металлах электроны проводимости (носители тока) под действием сил поля получают дополнительную кинетическую энергию, которая расходуется на возбуждение колебаний кристаллической решетки при взаимодействии электронов с ее узлами.

Так как при прохождении тока в металлических проводниках не происходит изменение внутренней структуры металла, то вся работа сторонних сил идет на выделение тепла, т. е. А = Q.

На основании закона Ома для однородного участка проводника U = IR и формулы (5.24) получаем закон ДжоуляЛенца:

Q = IUdt = I 2 Rdt. (5.25)

Если на участке цепи выделить некоторый объем dV, то с учетом формул (5.2) и (5.9) последняя формула примет вид

Читайте так же:
Тепловое реле по силе тока

Если в последнем выражении левую и правую части разделить на dVdt,

то получим удельную тепловую мощность:

т. е. удельная тепловая мощность определяет количество теплоты, которое выделяется в единице объема проводника за единицу времени, и численно равна произведению удельного сопротивления проводника на квадрат плотности тока.

Формула (5.26) применима к любым проводникам, не зависит от их формы, однородности и природы сил, возбуждающих электрический ток.

Если на заряды проводника действуют только электрические силы, то на основании закона Ома (5.11) имеем

Если участок цепи неоднородный, то выделяемое количество теплоты по закону сохранения энергии будет равно алгебраической сумме работ кулоновских и сторонних сил.

Действительно, умножив правую и левую части формулы (5.16) на силу тока I получим

I 2 R = (1  2)I + 12I. (5.28)

Следовательно, из уравнения (5.28) следует, что тепловая мощность

выделяемая на участке цепи 1-2, равна алгебраической сумме мощностей кулоновских и сторонних сил. Если цепь замкнута, то затраченная мощность

N =I . (5.30)

Таким образом, общее количество теплоты, выделяемой за единицу времени во всей цепи, равно мощности только сторонних сил.

Электрическое же поле только перераспределяет теплоту по различным участкам цепи. Закон Джоуля-Ленца справедлив и для электролитов, так как работа электрического поля в них не расходуется на образование ионов, которые возникают при диссоциации молекул в результате растворения.

Высокая электропроводность и теплопроводность металлов объясняется наличием в них «свободных» электронов.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды от 10°С до 100°С?

Физика | 5 — 9 классы

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды от 10°С до 100°С.

Q = cmΔt = 4200 * 90 * 2 = 756000Дж = 756кДж.

Какое количество теплоты требуется для нагревания 250г воды на 5C?

Какое количество теплоты требуется для нагревания 250г воды на 5C.

Какое количество теплоты необходимо, для нагревания до температуры кипения и дальнейшего испарения воды, массой 5 кг?

Какое количество теплоты необходимо, для нагревания до температуры кипения и дальнейшего испарения воды, массой 5 кг.

Начальная температура воды 0°С.

Количество теплоты необходимое для нагревания вычисляют по формуле ?

Количество теплоты необходимое для нагревания вычисляют по формуле :

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 5 кг стали на 2 градуса Цельсия?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 5 кг стали на 2 градуса Цельсия?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 3 литров воды в аллюминиевой кастрюле массой 300 грамм?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 3 литров воды в аллюминиевой кастрюле массой 300 грамм.

Какое количество теплоты потребуется для нагревания 2кг воды от 20до 70 С?

Какое количество теплоты потребуется для нагревания 2кг воды от 20до 70 С.

Читайте так же:
Опишите тепловое действие электрического тока

Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания 10 кг воды на 50 °С?

Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания 10 кг воды на 50 °С.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания на 140 свенцовай детали массой 100г?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания на 140 свенцовай детали массой 100г.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 500 г воды от 20 до 60C градусов в железной кастрюле массой 2кг СРОЧНО НАДО?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 500 г воды от 20 до 60C градусов в железной кастрюле массой 2кг СРОЧНО НАДО.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 1кг стали 2 грасов?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания 1кг стали 2 грасов.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания меди 4 кг с 5 до 45°?

Какое количество теплоты необходимо для нагревания меди 4 кг с 5 до 45°.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды от 10°С до 100°С?. Вопрос соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 5 — 9 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

Мощность P1 = U² / R При последовательном соединении сопротивление суммируется. P2 = U² / (2 * R) — для обоих плиток. Q1 / Q2 = P1 / P2, т. К. количество теплотыQ = P * t Q1 / Q2 = (U² / R) / (U² / (2 * R)) = 2 На обоих плитках тепла будет выделят..

3 метра так — как подвижный блок проигрывает в расстояние в 2 раза.

КПД = Aполезная / Азатраченая КПД = mgh * 100 / fh КПД = 100x10x0. 1×100 / 500×1 = 0. 2%.

Вариант 1 при цепной связкеU = U + U R = r + r.

1. Манометр жидкостный Устройство : Он имеет форму буквы U. В его состав входит стеклянная трубка в форме буквы U. В эту трубочку налита жидкость. Один из концов трубки с помощью резиновой трубки соединяют с круглой плоской коробочкой, которая зат..

В общем виде х = х0 + vt x = 2t — 1 v = 2м / с х0 = — 1м Путь за2 с S = vt = 2×2 = 4м Ответ 4м.

А = mgh = 20кг×9, 8м / с ^ 2×1, 5м = 294Дж.

Вот решение) А = mgh = 20кг×9, 8м / с ^ 2×1, 5м = 294Дж.

Читайте так же:
Чем отличается автоматический выключатель от теплового реле

N = A / t A = mgh P = mg A = Ph = 500 * 10 = 5000 N = 5000 / 20 = 250.

L = (фи0 * фи * n² * S) / (l) n — ? L = 100 * 10 ^ — 6 = 10 ^ — 4 Гн фи = 1 Гн / м фи0 = 4π * 10 ^ — 7 Гн / м S — площадь поперечного сечения катушки D = 1. 5 см = 1. 5 * 10 ^ — 2 м d = 0. 5мм = 0. 5 * 10 ^ — 3 м S = πD² / 4 l — длина катушки, м..

Закон Джоуля — Ленца

В современном мире электронная техника развивается семимильными шагами. Каждый день появляется что-то новое, и это не только небольшие улучшения уже существующих моделей, но и результаты применения инновационных технологий, позволяющих в разы улучшить характеристики.

Не отстает от электронной техники и приборостроительная отрасль – ведь чтобы разработать и выпустить на рынок новые устройства, их необходимо тщательно протестировать, как на этапе проектирования и разработки, так и на этапе производства. Появляются новая измерительная техника и новые методы измерения, а, следовательно – новые термины и понятия.

Для тех, кто часто сталкивается с непонятными сокращениями, аббревиатурами и терминами и хотел бы глубже понимать их значения, и предназначена эта рубрика.

Закон Джо́уля — Ле́нца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем.

В словесной формулировке звучит следующим образом

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля

Математически может быть выражен в следующей форме:

где — мощность выделения тепла в единице объёма, — плотность электрического тока, — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды.

Закон также может быть сформулирован в интегральной форме для случая протекания токов в тонких проводах:

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка

В математической форме этот закон имеет вид

где dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt, I — сила тока, R — сопротивление, Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t1 до t2. В случае постоянных силы тока и сопротивления:

Практическое значение

Снижение потерь энергии

При передаче электроэнергии тепловое действие тока является нежелательным, поскольку ведёт к потерям энергии. Поскольку передаваемая мощность линейно зависит как от напряжения, так и от силы тока, а мощность нагрева зависит от силы тока квадратично, то выгодно повышать напряжение перед передачей электроэнергии, понижая в результате силу тока. Однако, повышение напряжения снижает электробезопасность линий электропередачи.

Читайте так же:
Тепловая мощность тока физика задачи с решениями

Для применения высокого напряжения в цепи для сохранения прежней мощности на полезной нагрузке приходится увеличивать сопротивление нагрузки. Подводящие провода и нагрузка соединены последовательно. Сопротивление проводов () можно считать постоянным. А вот сопротивление нагрузки () растёт при выборе более высокого напряжения в сети. Также растёт соотношение сопротивления нагрузки и сопротивления проводов. При последовательном включении сопротивлений (провод — нагрузка — провод) распределение выделяемой мощности () пропорционально сопротивлению подключённых сопротивлений.

Ток в сети для всех сопротивлений постоянен. Следовательно, выполняются соотношение

и в каждом конкретном случае являются константами. Следовательно, мощность, выделяемая на проводах, обратно пропорциональна сопротивлению нагрузки, то есть уменьшается с ростом напряжения, так как . Откуда следует, что . В каждом конкретном случае величина является константой, следовательно, тепло выделяемое на проводе обратно пропорционально квадрату напряжения на потребителе.

Выбор проводов для цепей

Тепло, выделяемое проводником с током, в той или иной степени выделяется в окружающую среду. В случае, если сила тока в выбранном проводнике превысит некоторое предельно допустимое значение, возможен столь сильный нагрев, что проводник может спровоцировать возгорание находящихся рядом с ним объектов или расплавиться сам. Как правило, при сборке электрических цепей достаточно следовать принятым нормативным документам, которые регламентируют, в частности, выбор сечения проводников.

Электронагревательные приборы

Если сила тока одна и та же на всём протяжении электрической цепи, то в любом выбранном участке будет выделять тепла тем больше, чем выше сопротивление данного участка.

За счёт сознательного увеличения сопротивления участка цепи можно добиться локализованного выделения тепла в этом участке. По этому принципу работают электронагревательные приборы. В них используется нагревательный элемент — проводник с высоким сопротивлением. Повышение сопротивления достигается (совместно или по отдельности) выбором сплава с высоким удельным сопротивлением (например, нихром, константан), увеличением длины проводника и уменьшением его поперечного сечения. Подводящие провода имеют обычное низкое сопротивление и поэтому их нагрев, как правило, незаметен.

Плавкие предохранители

Для защиты электрических цепей от протекания чрезмерно больших токов используется отрезок проводника со специальными характеристиками. Это проводник относительно малого сечения и из такого сплава, что при допустимых токах нагрев проводника не перегревает его, а при чрезмерно больших перегрев проводника столь значителен, что проводник расплавляется и размыкает цепь.

Количество теплоты в источнике тока формула

Единое национальное тестирование

История Казахстана

Онлайн тесты и шпаргалки по истории Казахстана

Всемирная история

Онлайн тесты и шпаргалки по Всемирной истории.

Математика

Онлайн тесты и шпаргалки по математике.

Химия

Онлайн тесты и шпаргалки по химии.

Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока рисунок
Физика

Онлайн тесты и шпаргалки по физике.

Биология

Онлайн тесты и шпаргалки по биологии.

География

Онлайн тесты и шпаргалки по географии.

Русский язык

Онлайн тесты и шпаргалки по русскому языку.

Готовые работы

ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ

Многое уже позади и теперь ты — выпускник, если, конечно, вовремя напишешь дипломную работу. Но жизнь — такая штука, что только сейчас тебе становится понятно, что, перестав быть студентом, ты потеряешь все студенческие радости, многие из которых, ты так и не попробовал, всё откладывая и откладывая на потом. И теперь, вместо того, чтобы навёрстывать упущенное, ты корпишь над дипломной работой? Есть отличный выход: скачать нужную тебе дипломную работу с нашего сайта — и у тебя мигом появится масса свободного времени!
Дипломные работы успешно защищены в ведущих Университетах РК.
Стоимость работы от 20 000 тенге

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

Курсовой проект — это первая серьезная практическая работа. Именно с написания курсовой начинается подготовка к разработке дипломных проектов. Если студент научиться правильно излагать содержание темы в курсовом проекте и грамотно его оформлять, то в последующем у него не возникнет проблем ни с написанием отчетов, ни с составлением дипломных работ, ни с выполнением других практических заданий. Чтобы оказать помощь студентам в написании этого типа студенческой работы и разъяснить возникающие по ходу ее составления вопросы, собственно говоря, и был создан данный информационный раздел.
Стоимость работы от 2 500 тенге

МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В настоящее время в высших учебных заведениях Казахстана и стран СНГ очень распространена ступень высшего профессионального образования, которая следует после бакалавриата — магистратура. В магистратуре обучаются с целью получения диплома магистра, признаваемого в большинстве стран мира больше, чем диплом бакалавра, а также признаётся зарубежными работодателями. Итогом обучения в магистратуре является защита магистерской диссертации.
Мы предоставим Вам актуальный аналитический и текстовый материал, в стоимость включены 2 научные статьи и автореферат.
Стоимость работы от 35 000 тенге

ОТЧЕТЫ ПО ПРАКТИКЕ

После прохождения любого типа студенческой практики (учебной, производственной, преддипломной) требуется составить отчёт. Этот документ будет подтверждением практической работы студента и основой формирования оценки за практику. Обычно, чтобы составить отчёт по практике, требуется собрать и проанализировать информацию о предприятии, рассмотреть структуру и распорядок работы организации, в которой проходится практика, составить календарный план и описать свою практическую деятельность.
Мы поможет написать отчёт о прохождении практики с учетом специфики деятельности конкретного предприятия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector