Закон Ома в помощь. Часть 2

Магазин Gtest® предлагает широкую номенклатуру осциллографов на приводимой страничке сайта в самом конце настоящего Раздела, а также рекомендуемые приборы и статьи для самообразования.

Расчет мощности электроэнергии

Толкование формулы мощности

Мы знаем формулу определения мощности в электрической цепи: умножив напряжение в вольтах на силу тока в амперах, мы получаем ответ в ваттах. Давайте применим это к примеру схемы:

Как использовать закон Ома для определения тока

В приведенной выше схеме мы знаем, что напряжение батареи составляет 18 В, а сопротивление лампы - 3 Ом. Используя закон Ома для определения тока, получаем:

Теперь, когда мы знаем ток, мы можем взять это значение и умножить его на напряжение, чтобы определить мощность:

Это говорит нам о том, что лампа рассеивает мощность 108 Вт, скорее всего в виде света и тепла.

Увеличение напряжения батареи

Давайте попробуем взять ту же схему и увеличить напряжение батареи, чтобы посмотреть, что произойдет. Интуиция должна подсказать нам, что ток в цепи будет увеличиваться с увеличением напряжения, а сопротивление лампы останется прежним.

Аналогичным образом увеличится и мощность:

Теперь напряжение аккумулятора составляет 36 В вместо 18 В. Лампа по-прежнему оказывает электрическое сопротивление 3 Ом протеканию тока. Ток теперь равен:

Это понятно: если I = E/R и мы удваиваем E, а R остается прежним, ток должен удвоиться. Действительно, так и есть: теперь ток составляет 12 А вместо 6 А. А как насчет мощности?

Как увеличение напряжения батареи влияет на мощность?

Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы и предполагали, но выросла больше, чем ток. Почему? Потому что мощность является функцией напряжения, умноженного на ток, а напряжение и ток удваиваются по сравнению с предыдущими значениями. Следовательно, мощность увеличивается в 2 × 2, то есть в 4 раза.

Это легко проверить, разделив 432 Вт на 108 Вт и получив соотношение 4.

Используя алгебраические преобразования, можно получить другие варианты формулы мощности для случаев, когда известны не все параметры.

Если известны только напряжение (E) и сопротивление (R):

Если известны только ток (I) и сопротивление (R):

Закон Джоуля и закон Ома

Историческая справка: именно Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Симон Ом, первым обнаружил математическую связь между рассеиваемой мощностью и током через сопротивление. Это открытие, опубликованное в 1841 году, повторяло форму уравнения P = I²R и известно как закон Джоуля.

Однако эти уравнения мощности настолько тесно связаны с законом Ома, связывающим напряжение, ток и сопротивление (E = IR, I = E/R, R = E/I), что их часто ошибочно приписывают Ому.

Обзор

• Мощность измеряется в ваттах и обозначается буквой W.
• Закон Джоуля: P = I²R.
• Формулы мощности: P = IE; P = E²/R; P = I²R.

купить осциллограф в Украине