Закон Ома на допомогу. Частина 2

Магазин Gtest(R) пропонує широку номенклатуру осцилографів на сторінці сайту в самому кінці цього Розділу, а також рекомендовані прилади та статті для самоосвіти

Розрахунок потужності електроенергії

Тлумачення формули потужності

Ми знаємо формулу визначення потужності в електричному ланцюзі: помноживши напругу в вольтах на силу струму в амперах, ми отримуємо відповідь в ватах. Давайте застосуємо це наприклад схеми: 

Як використовувати закон Ома для визначення струму

У наведеній схемі ми знаємо, що напруга батареї становить 18 Вольт, а опір лампи 3 Ом. Використовуючи закон Ома визначення струму, отримуємо:

Тепер, коли ми знаємо струм, ми можемо взяти це значення та помножити його на напругу, щоб визначити потужність:

Це говорить нам про те, що лампа розсіює (виділяє) потужність 108 Вт, швидше за все, як світла, так і тепла..

Збільшення напруги батареї

Спробуймо взяти ту ж схему і збільшити напругу батареї, щоб подивитися, що станеться. Інтуїція повинна підказати нам, що струм у ланцюгу збільшуватиметься зі збільшенням напруги, а опір лампи залишиться тим самим.

Аналогічно збільшиться і потужність:

 Тепер напруга акумулятора становить 36 вольт замість 18 вольт. Лампа, як і раніше, чинить електричний опір 3 Ом протіканню струму. Поточний зараз:

Це зрозуміло: якщо I = E/R і ми подвоюємо E, а R залишається тим самим, струм має подвоїтися. Справді, так і є: у нас тепер струм 12 ампер замість 6. А як щодо потужності?

Як збільшення напруги батареї впливає на потужність?

Зверніть увагу, що потужність збільшилася, як ми й припускали, але вона зросла трохи більше, ніж струм. Чому це? Оскільки потужність є функцією напруги, помноженої на струм, а напруга і струм подвоюються в порівнянні з попередніми значеннями, потужність збільшиться в 2 x 2 або в 4 рази.

Ви можете перевірити це, розділивши 432 Вт на 108 Вт і побачивши, що співвідношення між ними дійсно дорівнює 4. Знову використовуючи алгебру для маніпулювання формулою, ми можемо взяти нашу вихідну формулу потужності та змінити її для додатків, де ми не знаємо обидві напруги та струм : якщо ми знаємо тільки напругу (E) та опір (R):

Якщо ми знаємо тільки струм (I) та опір (R):

Закон Джоуля проти. Закон Ома

Історична довідка: саме Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Саймон Ом, першим виявив математичний зв'язок між потужністю, що розсіюється, і струмом через опір. Це відкриття, опубліковане в 1841, повторювало форму останнього рівняння (P = I2R) і відоме як закон Джоуля.

Однак ці рівняння потужності настільки часто пов'язані з рівняннями закону Ома, що зв'язують напругу, струм і опір (E = IR; I = E/R; R = E/I), що їх часто приписують Ому.

ОГЛЯД:

• Потужність вимірюється у Ват і позначається буквою «W».

• Закон Джоуля: P = I2R; Р = ІЕ; Р = Е2

Магазин Gtest® - авторизований постачальник осцилографів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillografy