Elektros srovės darbas ir galia
Elektros srovė, einanti per laidus, veikia elektros energiją paversdama bet kokia kita energija: šiluma, šviesa, mechanine, chemine ir kt. Daugiau informacijos rasite čia: Elektros srovės veikimas
Jeigu elektros energijos vartotojui taikoma vieno volto įtampa, tai reiškia, kad elektros energijos šaltinis, per vartotoją perduodamas vieną elektros pakabuką, jame sunaudoja vieną džaulį elektros energijos.
Elektros srovė šią energiją paverčia kitos rūšies energija, todėl įprasta sakyti, kad per vartotoją einanti elektros srovė tikrai veikia... Šio darbo kiekis lygus šaltinio sunaudotos elektros energijos kiekiui.
Galia yra reikšmė, apibūdinanti greitį, kuriuo energijos konvertavimasarba darbų atlikimo tempą.
EML šaltinyje, veikiant cheminėms jėgoms (pirminiuose elementuose ir baterijose) arba elektromagnetinėms jėgoms elektros generatoriuose, atsiranda krūvių atskyrimas.
Darbas, kurį atlieka išorinės jėgos šaltinyje, kai krūvis juda arba, kaip sakoma, "išsivysto" šaltinyje Elektros energija, randama pagal formulę:
A = QE
Jei šaltinis yra uždarytas išorinei grandinei, tada į jį nuolat išleidžiami krūviai, o išorinės jėgos vis dar atlieka darbą A = QE arba atsižvelgiant į tai, kad Q = It, A = EIt.
Nuo energijos tvermės dėsnis EML šaltinio per tą patį laiką pagaminta elektros energija elektros grandinės sekcijose „išnaudojama“ (ty paverčiama) į kitų rūšių energiją.
Dalis energijos išleidžiama išorinėje dalyje:
A1 = UQ = UIt,
kur U yra šaltinio gnybtų įtampa, kuri uždarius išorinę grandinę nebėra lygi EMF.
Kita dalis energijos „prarandama“ (paverčiama šiluma) šaltinio viduje:
A2 = A — A1 = (E — U) It = UoIt
Paskutinėje formulėje Uo – tai skirtumas tarp EMF ir šaltinio gnybtų įtampos, kuri vadinama vidiniu įtampos kritimu...
Uo = E - U,
kur
E = U + Uo
t.y. Šaltinis emf yra lygus gnybtų įtampos ir vidinės įtampos kritimo sumai.
Pavyzdys. Elektrinis virdulys prijungtas prie 220 voltų tinklo. Būtina nustatyti virdulyje sunaudotą energiją 12 minučių, jei srovė virdulio kaitinimo elemente yra 2,5 A.
A = 220 · 2,5 · 60 = 396 000 J.
Vertė, apibūdinanti energijos konvertavimo greitį arba darbo atlikimo greitį, vadinama galia (žymėjimas P):
P = A / t
Elektros srovės stiprumas yra jos darbas per laiko vienetą.
Vertė, apibūdinanti greitį, kuriuo mechaninė ar kitokia energija šaltinyje virsta elektros energija, vadinama generatoriaus galia:
Pr = A / t = EIt / t = EI
Reikšmė, apibūdinanti elektros energijos transformavimo išorinėse grandinės dalyse greitį į kitų rūšių energiją, vadinamą vartotojų galia:
P1 = A1 / t = UIt / t = UI
Galia, apibūdinanti neproduktyvų elektros energijos suvartojimą, pavyzdžiui, šilumos nuostoliams generatoriaus viduje, vadinama galios nuostoliais:
Po = (A — A1) / t = UoIt / t = UoI
Pagal energijos tvermės dėsnį generatoriaus galia lygi galių sumai; vartotojai ir nuostoliai:
Pr = P1 + Po
Darbo ir galios vienetai
Galios vienetas randamas pagal formulę P = A / t = j / sek. Elektros srovė sukuria galią vienu vatu, jei atlieka darbą, lygų vienam džauliui kas sekundę.
Galios j / s matavimo vienetas vadinamas vatu (žymėjimas W), t.y. 1 W = 1 j / s.
Kita vertus, iš A = QE 1 J = 1 Kx l V, iš kur 1 W = (1V x 1K) / 1s1 = 1V x 1 A = 1 VA, tai yra, vatas yra elektros srovės galia 1 A esant 1 V įtampai.
Didesni galios vienetai yra hektvatas 1 GW = 100 W ir kilovatas - 1 kW = 103 W
Elektros energija paprastai apskaičiuojama: vatvalandėmis (Wh) arba keliais vienetais: hekvatvalandėmis (GWh) ir kilovatvalandėmis (kWh) 1 kilovatvalandė = 3 600 000 džaulių.