Оказывается, не только люди и лошадки могут совершать работу, но и электрический ток. В наше время работает только электрический ток и топливо, а человек этим всем старается управлять. Так вот, представим водобашню.
- Сделаем пробоину сбоку у подножия водобашни. У нас потечет ручей. Скорость течения ручья, как вы поняли, будет зависеть от того, насколько у нас большая пробоина и много ли воды в башне. Предположим, что у нас на фото этот ручей, и приделаем вот такое колесо с лопастями.
Чем сильнее бежит ручей, тем быстрее будет крутиться колесо, и наоборот. Это колесо можно заставить работать, приделав к его оси, скажем, электрогенератор, или какой-нибудь другой механизм. И чем дольше по времени оно будет крутиться, тем больше полезной работы оно сделает. Раньше, до появления электричества, использовали энергию воды именно так.
Работа электрического тока определяется точно также! Чем больше сила тока (сила скорости течения воды в ручье), напряжение (давление в башне), и чем дольше по времени все это будет продолжаться, тем больше работы будет совершать электрический ток!
где,
А
- работа электрического тока (в Джоулях), U - напряжение (в Вольтах), I - сила тока (в Амперах), t - время (в секундах), в течение которого все это происходит.
Рассмотрим две картинки:
Как вы думаете, у кого из них большая мощность? Думаю, тут даже гадать не надо. Мощность определяется как в мгновенный момент времени. Пусть наши два персонажа резко, почти мгновенно ударят по боксерской груше. У первого персонажа она даже может быть и не шелохнется, а второй может ее пробить. Вот это и есть мощность удара.
То же самое обстоит и с электрическим током. В такой-то момент времени мощность такая-то. Вот формула для мощности:
где,
P - это мощность, I - сила тока, U - напряжение. Мощность измеряется в Ваттах (Вт). В статье про блок питания можно вычислить мощность вентилятора. Она составит P=UхI=12х0,18=2,16 Ватт. Мда, мощный вентилятор!
Находим у себя дома или в подъезде электросчетчик и видим обозначение кВт х ч. А это и есть работа! Для удобства учета электроэнергии оставили такую запись. Можно было измерять и в Джоулях. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа. Отсюда 1 кВт·ч = 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж.
Ну а теперь примерчики:
- Электроплита мощностью 2 кВт за 15 минут потребит из электросети и отдаст в окружающую среду энергию, равную 2 кВт · 0,25 ч = 0,5 кВт·ч;
- Электролампа мощностью 100 Вт, включаемая ежедневно на 8 часов, за месяц потребляет 0,1 кВт · 8 ч · 30 дней = 24 кВт·ч;
- Энергосберегающая лампа мощностью 20 Вт, включаемая ежедневно на 8 часов, за месяц потребляет 0,02 кВт · 8 ч · 30 = 4,8 кВт·ч.