Transcript Práce a výkon el. proudu

17. listopad 2012
VY_32_INOVACE_170208_Prace _a_vykon_el._proudu_DUM
PRÁCE A VÝKON EL.
PROUDU
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.
Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.
Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,
registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.
1.
Práce
elektrického
proudu
2.
Výkon
elektrického
proudu
3.
Účinnost
elektrického
proudu
6.
Opakování
4.
Teplo
předané
elektrickým
spotřebičem
5.
Příklady
Práce elektrického proudu
Jakou práci konají elektrické síly v jednoduchém obvodu?
odpověď
Elektrické síly přemisťují náboj ve vnější části elektrického
obvodu mezi svorkami zdroje.
dále
Práce elektrického produ
Práci můžeme popsat vztahem:
W  Q  U J 
Pro elektrický proud platí vztah:
W  I  t  U J 
Q
I 
t
(za Q jsme dosadili I . t)
dále
Práce elektrického produ
Práce v elektrickém obvodu se rovná součinu elektrického
proud, napětí a doby po kterou obvodem procházel
elektrický proud.
Tato práce též vyjadřuje elektrickou energii přeměněnou
ve vodiči v jinou formu energie. Pro výpočty můžeme
elektrickou práci vyjádřit pomocí dalších vztahů:
W  RI
2
t
2
nebo
U
W 
t
R
zpět na obsah
další kapitola
Výkon elektrického proudu
W
P
t
Z mechaniky známe vztah pro výkon:
Dosadíme za práci:
U  I t
P
U I
t
Tento vztah vyjadřuje příkon elektrického spotřebiče.
P0  U  I
Příkon elektrického spotřebiče, je energie odebraná spotřebičem za
jednotku času.
zpět na obsah
další kapitola
Účinnost elektrického proudu
Výkon spotřebiče vyjadřuje užitečnou práci, kterou spotřebič vykoná
za 1s v nějaké formě, např. mechanické energie.
Hospodárnost elektrického spotřebiče udává veličina účinnost η (éta)
P
 
P0
η – nemá jednotku, P – výkon [W], P0 – příkon [W]
Účinnost spotřebiče je dána podílem příkonu a výkonu.
Platí, že P < P0, pak η < 1 (<100%)
dále
Účinnost elektrického proudu
Další jednotka práce:
W  P t
[W . s]
větší jednotky: Wh, kWh
1Wh = 3600 Ws
1kWh = 3,6 . 106 Ws
V těchto jednotkách se udává elektrická energie, kterou elektrický
spotřebič odebral a přeměnil v jinou energii. Tato energie se měří v
elektroměrem.
zpět na obsah
další kapitola
Teplo předané elektrickým spotřebičem
V tepelných spotřebičích se přeměňuje elektrická energie ve vnitřní
energií vodičů. Vodič se zahřívá. Toto teplo lze určit jako práci
elektrického proudu, neboť vzniká z odebrané elektrické energie.
QJ  U  I t
QJ - Joulovo teplo, podle objevitele
S využitím Ohmova zákona můžeme napsat další vztahy:
QJ  R  I
2
t
nebo
QJ
U2

t
R
Jednotka joule na Wikipedii
zpět na obsah
další kapitola
Příklady
Příklad 1.
Obr.1
Za jakou dobu uvede varná
konvice o příkonu 1000W do varu
0,7l vody o počáteční teplotě
20°C? O výměně s okolím
neuvažujte.
řešení
Příklady
Řešení:
P0 = 1000W
V = 0,7l
t0 = 20°C
t = 100°C
Q  m  c( t  t0 ) Q  QJ
QJ  U  I  t  P0  t
_______________
t = ? [s]
t 
t 
m  c  ( t  t0 )
Q

P0
P0
0 ,7  4200  ( 100  20 )
 235 ,2 s  3 ,92 min
1000
Varná konvice uvede vodu do varu za 3,92 minuty.
další příklad
Příklady
Příklad 2.
Obr.2
Určete teplo, které předá do okolí tepelný
spotřebič o odporu 160Ω za 3 hodiny,
prochází-li jím el. proud 1A.
řešení
Příklady
Řešení:
R = 160Ω
t = 3h
I = 1A
_________
QJ = ? [J]
QJ  R  I 2  t
QJ  160  1  3  3600  1728000 J  1728 KJ
2
Tepelný spotřebič předá teplo 1728J.
zpět na obsah
další kapitola
Opakování
Doplň definiční vztahy pro veličiny.
el. práce
W  U  I t
el. výkon
P U I
el. příkon
P0  U  I
účinnost el. proudu
Joulovo teplo


P
P
0
QJ  U  I  t
zpět na obsah
konec
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus,
2003. ISBN 80-7196-223-6
CITACE ZDROJŮ
Obr. 1 SCHEKINOV, Alexey Victorovich. File:Electric kettle - Электрический чайник.JPG:
Wikimedia Commons [online]. 12 June 2010 [cit. 2012-11-17]. Dostupné pod licencí Creative
Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Electric_kettle.JPG
Obr. 2 AQUILA2664. File:Carbon heater.jpg: Wikimedia Commons [online]. 25 March 2007 [cit.
2012-11-17]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/Carbon_heater.jpg
Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.
Děkuji za pozornost.
Miroslava Víchová