Закон Ома в помощь. Часть 2

Магазин Gtest(R) 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 Вольт, 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 (выделяет) мощность 108 Вт, скорее всего, в виде света, так 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 вольт вместо 18 вольт. Лампа по-прежнему оказывает электрическое сопротивление 3 Ом протеканию тока. Текущий сейчас:

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

Как увеличение напряжения батареи влияет на мощность?

Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы и предполагали, но она выросла немного больше, чем ток. Почему это? Поскольку мощность является функцией напряжения, умноженного на ток, а напряжение и ток удваиваются по сравнению с их предыдущими значениями, мощность увеличится в 2 x 2 или в 4 раза.

Вы можете проверить это, разделив 432 Вт на 108 Вт и увидев, что соотношение между ними действительно равно 4. Снова используя алгебру для манипулирования формулой, мы можем взять нашу исходную формулу мощности и изменить ее для приложений, где мы не знаем оба напряжения и ток: если мы знаем только напряжение (E) и сопротивление (R):

Если мы знаем только ток (I) и сопротивление (R):

Закон Джоуля против. Закон Ома

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

Однако эти уравнения мощности настолько часто связаны с уравнениями закона Ома, связывающими напряжение, ток и сопротивление (E = IR; I = E/R; и R = E/I), что их часто приписывают Ому.