مطالعه اپلیکیشن جریان الکتریسیته، باید بتوانید مقدار برقی را که برای یک عمل خاص - گرم کردن آب در کتری برقی، بلند کردن آسانسور و غیره - صرف می شود محاسبه کنید. از همین رو ما یک فرمول برای محاسبه راحت کار جریان استخراج می کنیم.

نمادهای مختلفی در سمت چپ برابری ها وجود دارد، اما آنها یک مقدار فیزیکی - قدرت را نشان می دهند. بنابراین، سمت راست فرمول ها را می توان معادل کرد: I U = A / t ... بیایید کار را بیان کنیم:

این فرمول محاسبه می کند جریان کار یا به طور معادل برق مصرف کرده است. اجازه دهید توضیح دهیم که این اصطلاحات مترادف هستند.
هنگامی که منبع انرژی الکتریکی در مدار ظاهر می شود، میدان الکتریکی آن ذرات باردار داخل هادی (الکترون ها و/یا یون ها) را به حرکت در می آورد و انرژی آنها افزایش می یابد. مجموع انرژی تمام ذرات بدن انرژی درونی بدن است (به بند 7-e مراجعه کنید) به این معنی که انرژی داخلی هادی در لحظه ظهور جریان در آن افزایش می یابد... طبق قانون I ترمودینامیک (نگاه کنید به § 6-h)، انرژی داخلی را می توان برای انتقال حرارت یا انجام کارهای مکانیکی صرف کرد. اما ، هنگام مصرف ، به دلیل انرژی منبع فعلی ، دائماً پر می شود.
عبور جریان از طریق هادی - کار جریان - همیشه با آن همراه است اقدامات جریان(بند 8-h را ببینید). در این مورد، تبدیل الکتریسیته به انواع دیگر انرژی لزوماً رخ می دهد: گرما (مثلاً آهن، کتری)، مکانیکی (مثلاً جاروبرقی، فن) و غیره. از همین رو منظور ما از عبارت "جریان کار می کند" تبدیل الکتریسیته به اشکال دیگر انرژی است.در این مورد، کار جریان و برق مصرفی عباراتی مترادف هستند.
برای اندازه گیری برق مصرفی از دستگاه های اندازه گیری مخصوص استفاده می شود - کنتورهای برق .
برای محاسبه برق مصرفی ، به جای ژول ، از واحد کار بزرگتری استفاده می شود - کیلووات ساعت(نام: 1 کیلووات ساعت). به عنوان مثال ، متر در شکل مقدار 254.7 کیلووات ساعت را نشان می دهد. به عنوان مثال، این ممکن است به این معنی باشد که برای کل دوره حسابداری، یک مصرف کننده 254.7 کیلووات به مدت 1 ساعت کار کرده است یا یک مصرف کننده 2547 وات برای 100 ساعت کار کرده است (و غیره، با رعایت نسبت).

بیایید ارتباط این را پیدا کنیم واحدهای کاربا واحد آشناتر برای اندازه گیری آن - ژول.
1 کیلووات ساعت = 1000 W60 دقیقه =
= 1000 J / s 3600 s = 3 600 000 (J / s) s =
= 3,600,000 J = 3.6 MJ
بنابراین، 1 کیلووات ساعت = 3.6 MJ.
فرمول A = I U t به ما کمک می کند تا بفهمیم معنای فیزیکی کمیت چیست " ولتاژ الکتریکی". بیایید آن را از فرمول بیان کنیم.

از اینجا می توان دریافت که 1 ولت ولتاژی است که در آن جریان 1 آمپر قادر است در 1 ثانیه 1 ژول کار تولید کند. به عبارت دیگر، ولتاژ الکتریکی کاری را که نیروهای میدان الکتریکی در هر ثانیه برای حفظ جریان 1 آمپر در مدار انجام می دهند ، نشان می دهد.
علاوه بر این، از فرمول I = q / t(نگاه کنید به § 9-b) نتیجه می شود که q = من t.سپس:

بر اساس این فرمول ، 1 ولت همچنین می توان چنین ولتاژی در نظر گرفت که در آن کار نیروهای میدان الکتریکی هنگام حرکت در امتداد رسانای بار 1 C برابر با 1 ژول خواهد بود.
بر اساس تمام استدلال "زیر خط"، ما آن را خواهیم گفت ولتاژ الکتریکی یکی از مشخصه های میدان الکتریکی است که بارها را در امتداد یک هادی حرکت می دهد.

محتوا:

جریان الکتریکی به منظور استفاده بیشتر از آن برای اهداف خاص، برای انجام هر کاری تولید می شود. به لطف برق، همه دستگاه ها، دستگاه ها و تجهیزات کار می کنند. کار خود نشان دهنده تلاش خاصی است که برای حرکت یک بار الکتریکی در یک فاصله تعیین شده اعمال می شود. به طور معمول، چنین کاری در بخش مدار برابر با مقدار عددی ولتاژ در این بخش خواهد بود.

برای انجام محاسبات لازم، باید بدانید که کار جریان در چه چیزی اندازه گیری می شود. تمام محاسبات بر اساس داده های اولیه به دست آمده با استفاده از آن انجام می شود ابزار اندازه گیری... هرچه مقدار شارژ بیشتر باشد، تلاش بیشتری برای جابجایی آن لازم است، کار بیشتری انجام می شود.

چیزی که کار جریان نامیده می شود

جریان الکتریکی به عنوان یک کمیت فیزیکی به خودی خود ارزش عملی ندارد. مهمترین عامل عمل جریان است که با کارهایی که انجام می دهد مشخص می شود. کار خود یک عمل معین است که در طی آن یک نوع انرژی به دیگری تبدیل می شود. مثلا، انرژی الکتریکیبا چرخاندن شفت موتور به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. کار جریان الکتریکی خود شامل حرکت بارها در یک هادی تحت تأثیر میدان الکتریکی است. در واقع تمام کار حرکت ذرات باردار توسط یک میدان الکتریکی انجام می شود.

برای انجام محاسبات، فرمولی برای کار جریان الکتریکی باید استخراج شود. برای ترسیم فرمول ها به پارامترهایی مانند قدرت جریان و. از آنجایی که کار یک جریان الکتریکی و کار یک میدان الکتریکی یکسان است، به صورت حاصل ضرب ولتاژ و باری که در هادی جریان دارد بیان می شود. یعنی: A = Uq. این فرمول از نسبتی که ولتاژ در هادی را تعیین می کند به دست آمده است: U = A / q. از این رو نتیجه می شود که ولتاژ کار میدان الکتریکی A در انتقال ذره باردار q است.

ذره باردار یا بار خود به عنوان حاصل ضرب قدرت فعلی و زمان صرف شده برای حرکت این بار در امتداد هادی نمایش داده می شود: q = It. در این فرمول، نسبت جریان در هادی استفاده شد: I = q / t. یعنی نسبت بار به زمانی است که طول می کشد تا شارژ از سطح مقطع هادی عبور کند. در شکل نهایی خود ، فرمول کار جریان الکتریکی شبیه محصول مقادیر شناخته شده است: A = UIt.

کار جریان الکتریکی با چه واحدهایی اندازه گیری می شود؟

قبل از اینکه مستقیماً این سؤال را حل کنیم که چگونه کار جریان الکتریکی اندازه گیری می شود، لازم است واحدهای اندازه گیری تمام مقادیر فیزیکی که با کمک آنها این پارامتر محاسبه می شود جمع آوری شود. بنابراین ، در هر کاری ، واحد اندازه گیری این مقدار 1 ژول (1 J) خواهد بود. ولتاژ بر حسب ولت، آمپر به آمپر و زمان بر حسب ثانیه اندازه گیری می شود. بنابراین واحد اندازه گیری به این صورت خواهد بود: 1 J = 1B x 1A x 1s.

بر اساس واحدهای اندازه گیری به دست آمده، کار جریان الکتریکی به صورت حاصل ضرب قدرت جریان در مقطع مدار، ولتاژ انتهای مقطع و بازه زمانی که در طی آن جریان از مدار عبور می کند، تعیین می شود. رهبر ارکستر.

اندازه گیری ها با استفاده از یک ولت متر و یک ساعت انجام می شود. این دستگاه ها می توانند به طور موثر مشکل چگونگی یافتن مقدار دقیق این پارامتر را حل کنند. هنگامی که آمپرمتر و ولت متر را در مدار روشن می کنید، باید قرائت آنها را برای مدت زمان مشخصی کنترل کنید. داده های به دست آمده در فرمول وارد می شود و پس از آن نتیجه نهایی نمایش داده می شود.

عملکرد هر سه دستگاه در کنتورهای برق ترکیب شده است که انرژی مصرف شده و در واقع کار انجام شده توسط جریان الکتریکی را در نظر می گیرد. در اینجا از واحد متفاوتی استفاده می شود - 1 کیلووات x h، که همچنین به این معنی است که در طول یک واحد زمان چقدر کار انجام شده است.

و غیره. برای این، هر آپارتمان گذاشته شده است برق شبکه، ولتاژی که در آن توسط منابع پشتیبانی می شود جاری.

میتونی تعریف کنی کار کردن جاریمتناسب با قدرت آن بنابراین بار از قسمتی از مدار برای مدت معینی برابر با t عبور می کند. با محاسبه حاصل ضرب نیرو می توانید مقدار آن را بیابید جاریبه این پارامتر: q = I t.

عبارت به دست آمده را در فرمول اصلی جایگزین کنید: A = U I t.

واحد اندازه گیری کار جاریدر سیستم SI 1 ژول است که به افتخار فیزیکدان انگلیسی که ارتباط بین انرژی حرارتی و کار مکانیکی را استنباط کرد، نامگذاری شده است. 1 ژول معادل واحد انرژی تولید شده در یک ایستگاه ثابت است میدان الکتریکیبه زور جاریدر 1 آمپر ، با ولتاژ 1 W برای 1 ثانیه زمان.

همچنین یک واحد کار به اصطلاح خارج از سیستم وجود دارد. جاریکه بر حسب کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) بیان می شود. این اوست که هنگام محاسبه برق در اماکن خانگی و اداری استفاده می شود و در اسناد پرداخت ذکر شده است. خدمات رفاهی... 1 کیلووات ساعت برابر با 3600000 ژول یا 3600 کیلوژول است.

الکتریسیته کار زور است جاری، که در یک بازه زمانی مشخص صورت می گیرد و توسط لوازم خانگی مصرف می شود. برای اینکه بتوانند حداقل آن را مصرف کنند و در نتیجه در بودجه صرفه جویی کنند، باید در هنگام خرید به ویژگی دیگری نیز توجه کرد. جاری- قدرت. این مقدار برابر با کار است جاریدر واحد زمان انجام می شود.

ساده ترین ترانسفورماتور جاری(TT) از دو سیم پیچ مسی تشکیل شده است که از یکدیگر عایق شده و روی یک هسته فولادی پیچیده شده اند. هر یک از سیم پیچ ها دارای تعداد مشخصی از چرخش است که نسبت آنها نسبت تبدیل را تعیین می کند جاری... خطاهایی که هنگام تبدیل اولیه ایجاد می شود جاریدر ثانویه، اجازه دهید TT به یکی از کلاس های دقت نسبت داده شود.

دستورالعمل ها

در حال حاضر، تنوع بسیار زیادی از TT وجود دارد. چندین طبقه بندی وجود دارد: بر اساس محل نصب، ساخت، نوع عایق و غیره. برای یک فرد آموزش ندیده در این زمینه بسیار دشوار خواهد بود که بلافاصله تعیین کند که این یا آن TT متعلق به کدام گونه است. ساده ترین راه برای تعیین نوع CT این است که نماد نشان داده شده در صفحه متصل به خود CT را رمزگشایی کنید (شکل 1 را ببینید).

با این حال، اغلب، به دلایلی، هیچ پلاک نامی با اطلاعات کارخانه در مورد TT وجود ندارد. در این صورت می توانید از مستندات کارخانه استفاده کنید. گذرنامه-پروتکل را پیدا کنید نمای داده شدهتجهیزات . نوع TT در صفحه اول آن نشان داده خواهد شد. علاوه بر این، اطلاعات مورد نیاز اغلب در اصل مشخص شده است نمودارهای الکتریکیاین اتصال (زنجیره).

در صورتی که این روش نتیجه مطلوب را ارائه ندهد ، می توانید سعی کنید این CT را بارگذاری کنید ، یعنی مشخصه ولتاژ جریان را از آن حذف کنید. این به تجهیزات ویژه ای نیاز دارد: یک واحد بارگیری، یک گیره متر، یک فاز متر ولت آمپر (VAF)، یک ولت متر متناوب. جاری.

برای خواندن صحیح ، لازم است که جریان را به پایانه های سیم پیچ اولیه (جریان زیاد) وارد کنید و مقادیر را بخوانید جاریو ولتاژ از سیم پیچ ثانویه، یا برعکس، جریان کمی را به پایانه های سیم پیچ ثانویه CT تامین کنید و مقادیر بزرگ را از اولیه حذف کنید. جاریو تنش سپس ، بر اساس داده های به دست آمده ، باید منحنی هایی ایجاد کنید که وابستگی ولتاژها را به جریانهای اولیه و ثانویه و همچنین نسبت تبدیل را تعیین می کند. جاریو خطای مطلق این CT.

توسط ظاهرو داده های به دست آمده ، با استفاده از مواد مرجع ، می توانید تقریباً نوع این CT ، وضعیت آن (خوب / بد) و همچنین کلاس دقت را تعیین کنید. با این حال، برای جلوگیری از اشتباه، بهتر است با یک متخصص واجد شرایط تماس بگیرید. او نه تنها در وقت شما صرفه جویی می کند، بلکه توصیه هایی در مورد استفاده، نحوه اتصال و نگهداری از این دستگاه خواهد داد.

اغلب اوقات زمانی ایجاد می شود که لازم است عملکرد یک یا دستگاه دیگری تنظیم شود. ممکن است استاد نمایه مورد نظر همیشه در نزدیکی نباشد، بنابراین باید خودتان تعمیر را انجام دهید. اما برای اینکه دستگاه کار کند و آسیب نبینید ، باید بدانید که با چه چیزی سر و کار دارید. یعنی شما باید پارامترهای جریان را تعیین کنید و اول از همه - ولتاژ.

شما نیاز خواهید داشت

• ولت متر، مولتی متر، آمپر متر

دستورالعمل ها

تعیین کنید که آیا ثابت یا متغیر را اندازه گیری می کنید ولتاژ... آوومتر یا مولتی متر را به حالت AC یا DC تغییر دهید. اغلب اوقات اندازه گیری ضروری می شود ولتاژغذا یا نیروی محرکه برقی(EMF). حتی اگر پارامترهای تقریبی این ولتاژها ناشناخته باشد، در مرحله اولیه اندازه گیری، دستگاه باید به حالت حداکثر اندازه گیری ولتاژ روشن شود. دستگاه را با توجه به قطبیت وصل کنید.

این حرکت منظم ذرات باردار خاص است. به منظور استفاده شایسته از پتانسیل کامل برق، لازم است که تمام اصول دستگاه و عملکرد جریان الکتریکی را به وضوح درک کنید. بنابراین، بیایید بفهمیم که کار و قدرت فعلی چیست.

جریان الکتریکی از کجا می آید؟

علیرغم سادگی ظاهری سوال، تعداد کمی قادر به دادن پاسخ قابل فهم هستند. البته ، در روزهای ما ، زمانی که فناوری ها با سرعت باورنکردنی در حال توسعه هستند ، شخص واقعاً به موارد اساسی مانند اصل عمل جریان الکتریکی فکر نمی کند. برق از کجا می آید؟ مطمئناً بسیاری پاسخ خواهند داد "خب، البته از سوکت" یا فقط شانه های خود را بالا می اندازند. در همین حال، درک نحوه عملکرد فعلی بسیار مهم است. این باید نه تنها برای دانشمندان، بلکه برای افرادی که هیچ ارتباطی با دنیای علوم ندارند، برای توسعه متنوع جهانی خود بدانند. اما همه نمی توانند به درستی از اصل عملکرد فعلی استفاده کنند.

بنابراین ، ابتدا باید درک کنید که برق از هیچ جا بوجود نمی آید: این انرژی توسط ژنراتورهای خاصی که در نیروگاه های مختلف واقع شده اند تولید می شود. به دلیل کار چرخاندن پره های توربین با بخار، که در نتیجه گرم کردن آب با زغال سنگ یا نفت به دست می آید، انرژی تولید می شود که متعاقباً با کمک ژنراتور به برق تبدیل می شود. ژنراتور بسیار ساده است: در مرکز دستگاه یک آهنربای بزرگ و بسیار قوی وجود دارد که باعث می شود بارهای الکتریکی در امتداد سیم های مسی حرکت کنند.

جریان الکتریکی چگونه به خانه های ما می رسد؟

پس از اینکه مقدار مشخصی جریان الکتریکی با کمک انرژی (حرارتی یا هسته ای) بدست آمد، می توان آن را در اختیار افراد قرار داد. چنین منبع برق به شرح زیر عمل می کند: برای اینکه برق با موفقیت به تمام آپارتمان ها و مشاغل برسد ، باید "تحت فشار" قرار گیرد. و برای این کار لازم است قدرت را افزایش دهیم که این کار را انجام می دهد. به آن ولتاژ جریان الکتریکی می گویند. اصل کار به این صورت است: جریان از ترانسفورماتور عبور می کند که ولتاژ آن را افزایش می دهد. علاوه بر این، جریان الکتریکی از طریق کابل های نصب شده در اعماق زمین یا در ارتفاع عبور می کند (زیرا ولتاژ گاهی اوقات به 10000 ولت می رسد که برای انسان کشنده است). هنگامی که جریان به مقصد می رسد، باید دوباره از ترانسفورماتور عبور کند که اکنون ولتاژ آن کاهش می یابد. سپس از طریق سیم ها به پانل های نصب شده در ساختمان های آپارتمانی یا ساختمان های دیگر می گذرد.

برق عبوری از سیم ها را می توان به لطف سیستم سوکت و اتصال به آنها استفاده کرد لوازم خانگی... در دیوارها سیم های اضافی کشیده می شود که جریان الکتریکی از آن عبور می کند و به لطف آن، روشنایی و تمام تجهیزات خانه کار می کند.

کار جریان چیست؟

انرژی ای که جریان الکتریکی به خودی خود حمل می کند، به مرور زمان به نور یا گرما تبدیل می شود. مثلاً وقتی لامپ را روشن می کنیم، نمای الکتریکیانرژی به نور تبدیل می شود

به عبارت ساده، کار جریان، عملی است که خود الکتریسیته تولید می کند. علاوه بر این، می توان آن را به راحتی با استفاده از فرمول محاسبه کرد. بر اساس قانون بقای انرژی، می توان نتیجه گرفت که انرژی الکتریکی ناپدید نشد، به طور کامل یا جزئی به شکل دیگری تبدیل شد، در حالی که مقدار معینی گرما می دهد. این گرما کار جریان زمانی است که از هادی عبور می کند و آن را گرم می کند (تبادل حرارتی رخ می دهد). فرمول ژول-لنز به این صورت است: A = Q = U * I * t (کار برابر است با مقدار گرما یا حاصل ضرب توان جریان در زمانی که در طی آن از هادی عبور می کند).

جریان ثابت به چه معناست؟

جریان الکتریکی دو نوع است: متناوب و مستقیم. تفاوت آنها در این است که دومی جهت خود را تغییر نمی دهد، دارای دو گیره (مثبت "+" و منفی "-") است و همیشه حرکت خود را از "+" شروع می کند. و جریان متناوب دارای دو پایانه - فاز و صفر است. به دلیل وجود یک فاز در انتهای هادی است که به آن تک فاز نیز می گویند.

اصول دستگاه جریان الکتریکی متناوب و مستقیم تک فاز کاملاً متفاوت است: برخلاف جریان مستقیم، جریان متناوب هر دو جهت خود را تغییر می دهد (تشکیل جریان هم از فاز به سمت صفر و هم از صفر به سمت فاز). و ارزش آن مثلا، جریان متناوببه طور دوره ای مقدار شارژ آن را تغییر می دهد. به نظر می رسد که در فرکانس 50 هرتز (50 نوسان در ثانیه)، الکترون ها دقیقاً 100 بار جهت حرکت خود را تغییر می دهند.

DC کجا استفاده می شود؟

جریان الکتریکی مستقیم دارای برخی ویژگی های خاص است. با توجه به این واقعیت که به شدت در یک جهت جریان دارد، تغییر آن دشوارتر است. عناصر زیر را می توان منابع جریان مستقیم در نظر گرفت:

• باتری (هر دو قلیایی و اسیدی)؛
• باتری های معمولی مورد استفاده در لوازم خانگی کوچک؛
• و همچنین دستگاه های مختلف مانند مبدل.

کار DC

ویژگی های اصلی آن چیست؟ این کار و قدرت جریان است و هر دوی این مفاهیم ارتباط بسیار نزدیکی با یکدیگر دارند. توان به معنای سرعت کار در واحد زمان (برای 1 ثانیه) است. طبق قانون ژول-لنز ، ما متوجه می شویم که کار جریان الکتریکی مستقیم برابر حاصل ضرب قدرت خود جریان ، ولتاژ و زمان است که در طی آن کار میدان الکتریکی برای انتقال بارها در امتداد رسانا انجام شده است. .

فرمول یافتن کار جریان با در نظر گرفتن قانون مقاومت اهم در هادی ها به این صورت است: A = I 2 * R * t (کار برابر است با مجذور قدرت جریان ضرب در مقدار مقاومت هادی و دوباره در مقدار زمانی که کار در آن انجام شده ضرب می شود).