Мощность участка цепи: Работа и мощность тока — урок. Физика, 8 класс.

Работа и мощность электрического тока в цепи

Определение 1

Во время протекания тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За пройденное время Δt по цепи имеется заряд Δq=IΔt.

Электрическое поле выделенного участка выполняет работу, формулу которой мы запишем так: ΔA=(φ1–φ2) Δq=Δφ12IΔt=UIΔt, где U=Δφ12 – напряжение. Такая величина называется работой электрического тока.

Обе части формулы RI=U выражают закон Ома для однородного участка цепи с сопротивлением R, умноженным на IΔt. В итоге получим соотношение RI2Δt=UIΔt=ΔA, выражающее закон сохранения энергии для однородного участка цепи. Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике. ΔQ=ΔA=RI2Δt.

Закон Джоуля-Ленца

Дж. Джоуль и Э. Ленц установили закон преобразования работы тока в тепло.

Определение 2

Формула мощности электрического тока (измеряется в амперах) записывается в виде отношения изменения работы тока ΔA

за определенный промежуток времени Δt:

P=∆A∆t=UI=I2R=U2R.

Работа и мощность электрического тока обратно пропорциональны.

По таблице СИ понятно, в чем измеряется мощность: в ваттах (ВТ), а работа в Джоулях (Дж).

Перейдем к рассмотрению полной цепи постоянного тока, которая состоит из источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r на участке R. Запись основного закона Ома для полной цепи имеет вид (R + r)I=ε. При умножении обеих частей на Δq=IΔt получаем, что соотношение для выражения сохранения энергии полной цепи постоянного тока запишется: R I2Δt+r I2Δt=ε IΔt=ΔAст. Из левой части видно, что ΔQ=R I2Δt обозначает выделяющееся тепло на внешнем участке за промежуток времени Δt, а ΔQист=rI2Δt – внутри источника за тот же время.

εIΔt – это обозначение работы сторонних сил ΔAст,_{действующих внутри. Если имеется замкнутая цепь, тогда ΔAст}

переходит в тепло, которое выделяется во внешней цепи (ΔQ)и внутри источника (ΔQист).

ΔQ+ΔQист=ΔAст=εIΔt.

Работа сторонних сил

Работа электрического поля не входит в данное соотношение, так как в замкнутой цепи работа не совершается, следовательно, тепло идет только от внутренних сторонних сил. В данном случае электрическое поле перераспределяет тепло по всем участкам цепи.

Внешняя цепь может иметь не только проводник с R сопротивлением, но и механизм, потребляющий мощность. Такой случай говорит о том, что R эквивалентно сопротивлению нагрузки. Энергия, которая выделяется по внешней цепи, преобразуется в тепло и другие виды энергии.

Определение 3

Работа, совершаемая сторонними силами за единицу времени, равняется Pист=εI=ε2R+r. Внешняя цепь характеризуется мощностью P=RI2=εI-rI2=ε2R(R+r)2.

Коэффициентом полезного источника называют отношение η=PPист, записываемое как η=PPист=1-rεI=RR+r.

Рисунок 1.11.1 показывает зависимость Pист, полезной Р, выделяемой во внешней цепи, кпд η от тока I для источника с ЭДС, равной ε, и внутренним сопротивлением r. Изменение тока в цепи происходит в пределах от I=0( при R=∞) до I=Iкз=εr( при R=0).

Рисунок 1.11.1. Зависимость мощности источника Pист, мощности во внешней цепи Р и КПД источника η от силы тока.

Приведенные графики показывают, что максимальная мощность во внешней цепи может быть достигнута при R=r и запишется Pmax=ε24r. Формула тока в цепи будет иметь вид Imax=12Iкз=ε2r, где КПД источника не превышает 50%. При I→0может достигаться максимальное значение КПД, тогда сопротивление R→∞. При коротком замыкании значение мощности Р=0. Тогда она только выделяется внутри источника, что грозит перегревом, причем КПД обращается в ноль.

Автор: Роман Адамчук

Преподаватель физики

Физика, 9 кл.

(Буховерцев Б.Б.) Физика, 9 кл. (Буховерцев Б.Б.)

Буховцев Б.Б., Климонтович Ю.Л., Мякишев Г.Я. Физика. 9 класс. Учебник. — 6-е изд. — М.: Просвещение, 1982. — 272 с. В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы школьной программы, представлены основные технические применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Книга адресована учащимся средних школ, слушателям и преподавателям подготовительных отделений вузов, а также читателям, занимающимся самообразованием и готовящимся к поступлению в вуз. Оглавление ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Глава I. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ. РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ 2. МАССА МОЛЕКУЛ. ПОСТОЯННАЯ АВОГАДРО 3. БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. 4. СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ 5. СТРОЕНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ, ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ 6. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ В МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 7. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ I Глава II. ТЕМПЕРАТУРА. ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ 8. ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ. ТЕМПЕРАТУРА 9. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ 10. АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРА — МЕРА СРЕДНЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ 11. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТЕЙ МОЛЕКУЛ ГАЗА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ II Глава III. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ 12. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА 13. ПРИМЕНЕНИЕ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА К РАЗЛИЧНЫМ ПРОЦЕССАМ 14. ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОВ В ТЕХНИКЕ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ III Глава IV. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 16. РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИКЕ 17. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ 18. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 19. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ К РАЗЛИЧНЫМ ПРОЦЕССАМ 20. НЕОБРАТИМОСТЬ ПРОЦЕССОВ В ПРИРОДЕ 21. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 22. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД) ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ОХРАНА ПРИРОДЫ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ IV Глава V. ВЗАИМНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ 23. НАСЫЩЕННЫЙ ПАР 24. ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. КИПЕНИЕ. КРИТИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА 25. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ V Глава VI. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ 27. СИЛА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ 28. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ VI Глава VII. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА 29. КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕЛА 30. АМОРФНЫЕ ТЕЛА 31. ДЕФОРМАЦИЯ. ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 32. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ДИАГРАММА РАСТЯЖЕНИЯ 33. ПЛАСТИЧНОСТЬ И ХРУПКОСТЬ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ VII ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 34. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА? Глава VIII. ЭЛЕКТРОСТАТИКА 35. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ 36. ЗАРЯЖЕННЫЕ ТЕЛА. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ 37. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА 38. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ЭЛЕКТРОСТАТИКИ — ЗАКОН КУЛОНА 39. ЕДИНИЦА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 40. БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА РАССТОЯНИИ 41. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 42. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ПОЛЕЙ 43. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ 44. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 45. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ РАВНОМЕРНО ЗАРЯЖЕННОГО ПРОВОДЯЩЕГО ШАРА И БЕСКОНЕЧНОЙ ПЛОСКОСТИ 46. ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. ДВА ВИДА ДИЭЛЕКТРИКОВ 47. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ 48. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ТЕЛА В ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 49. ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ 50. ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНОГО ЗАРЯДА 51. СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ 52. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 53. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЕДИНИЦЫ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ 54. КОНДЕНСАТОРЫ. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА 55. ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА. ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ X Глава IX. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 56. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СИЛА ТОКА 57. УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 58. ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ. СОПРОТИВЛЕНИЕ 59. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ 60. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ 61. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ 62. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ 63. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 64. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА 65. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ IX Глава X. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ 66. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 67. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОВ 68. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ 69. ЗАКОН ЭЛЕКТРОЛИЗА 70. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ 71. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯДЫ 72. РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА И ИХ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ 73. ПЛАЗМА 74. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ 75. ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА-ДИОД 76. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА 77. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 78. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИМЕСЕЙ 79. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ЧЕРЕЗ КОНТАКТ ПОЛУПРОВОДНИКОВ p- И n- ТИПОВ 80. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД 81. ТРАНЗИСТОР 82. ТЕРМИСТОРЫ И ФОТОРЕЗИСТОРЫ ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ X Глава XI. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 83. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 84. ВЕКТОР МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 85. ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 86. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ 87. МОДУЛЬ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. МАГНИТНЫЙ ПОТОК 88. ЗАКОН АМПЕРА 89. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ЗАРЯД. СИЛА ЛОРЕНЦА 90. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ XI Глава XII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 91. ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 92. НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА. ПРАВИЛО ЛЕНЦА 93. ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 94. ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 95. ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ 96. САМОИНДУКЦИЯ. ИНДУКТИВНОСТЬ 97. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА 98. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ И ИХ ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ XII ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ОТВЕТЫ К УПРАЖНЕНИЯМ

Причины потери питания в части цепи

» Каталог домашней электропроводки
» Руководство по электропроводке в жилых помещениях
» Нужна помощь по электрике? Получите быстрый ответ! Спросите электрика

Основные электрические цепи и причины потери мощности. Электрические провода могут выделять определенное количество тепла при наличии нагрузки на цепь. Если есть электрическое соединение, которое начинает выходить из строя, оно будет выделять больше тепла из-за небольшого количества дугового разряда.

Видео по монтажу домашней электропроводки Как подключить розетку GFCI без провода заземления Проверьте мой канал на YouTube и подпишитесь на мои видео » Спроси у электрика « ПРИМЕЧАНИЕ. Список всех моих полезных видео Отображается в конце этого видео Так что продолжайте смотреть, чтобы я мог помочь вам правильно подключить!

Почему в электрической цепи может отсутствовать питание
Электропроводка: Прошлой ночью я заметил, что в моей гостиной не включается свет.

• Первым делом я проверил автоматический выключатель. Цепь разомкнулась. Я включил выключатель и вернулся в комнату, но свет не включался.
• К выключателю света подключены две лампочки. Освещение гостиной и наружное освещение крыльца. Оба не работают, однако все остальное в цепи работает (освещение в спальне, освещение в шкафу и т. д.) в порядке.
• Я использовал детектор цепи, чтобы увидеть, горячие ли провода подходят к выключателю, и это не так.
• Пока я осматривал выключатель, чтобы убедиться, что на него подается питание, мы с женой услышали гудение в стене, почти похожее на звук электрической дуги. Когда это случилось. Все лампы, которые были включены на трассе, погасли.
• В то время как свет в гостиной и на крыльце (это единственное, что НЕ работает в данный момент) погас.
• Я снял все приспособления в поисках сгоревших проводов или ослабленных соединений. Ничего. Я взял выключатели света и проверил их тоже.
• Я в тупике. Я не понимаю, почему питание не идет только к одному выключателю, и если это что-то неисправно… почему цепь больше не срабатывает.
  • К вашему сведению. Дом старый. 1930-е годы. Итак, провод обмотан тканью и стар.
  • Единственное, что отличало этот день, так это дождь.
  • Я пошел на чердак и проверил, нет ли утечек в распределительной коробке или трубопроводе. Ничего.
  • Не могу точно определить звук жужжания. Звучит так, будто на секунду он в полу, потом на чердаке, потом в стене.
  • Я вызвал электрика, но он не может приехать до середины следующей недели. Тем временем я оставил выключатель в выключенном положении.

Большое спасибо.
Ричард

Этот вопрос по электрике поступил от: Ричарда, мастера на все руки из Лос-Анджелеса, Калифорния.
Подробнее о Домашняя электропроводка для Калифорнии

Ответ Дэйва:
Спасибо за вопрос по устранению неполадок в электросети, Ричард.

Причины потери мощности в части электрической цепи

Основные электрические цепи и причины потери мощности

Ричард, прочитав ваш вопрос по электрике, я подозреваю несколько возможностей:

1. Во-первых, как электрик, я бы открыл и осмотрел панель электрических цепей, где я бы обратил особое внимание на автоматический выключатель, который обслуживает устройства, которые вы идентифицировали.
2. Я хотел бы проверить, подключено ли к автоматическому выключателю более одного провода, и если да, то есть ли какие-либо признаки или возникновение дуги.
3. Я бы также нашел нейтральный провод, связанный с этой цепью, и провел бы ту же проверку, выяснив наличие нескольких проводов на одной клемме и состояние проводов.
4. При обнаружении одного из этих состояний соответствующие провода необходимо отремонтировать, отрезав любой поврежденный участок провода и повторно зачистив провода для создания нового соединения.
5. Если автоматический выключатель поврежден, его необходимо заменить.
6. Если обнаружена проблема с нейтральным соединением, то может потребоваться новое место на нейтральной шине для нового крепления.
   • Все осмотры и проверки электрического щита очень опасны, и их лучше всего выполнять квалифицированным лицензированным подрядчиком по электротехнике.

Дополнительные возможности, вызывающие потерю питания в цепи

• В стене может быть скрытая распределительная коробка, где происходит неисправность электрического сращивания, и/или мы не можем исключить возможность того, что к этому происшествию могут быть причастны грызуны.
• Я упоминаю о возможном появлении грызунов из-за жужжания, которое вы слышите, и того, что автоматический выключатель сработал в какой-то момент.
• При изменении погоды грызуны будут искать тепло и убежище.
• Электрические провода могут выделять определенное количество тепла при наличии нагрузки в цепи.
• Если есть электрическое соединение, которое начинает выходить из строя, оно будет выделять больше тепла из-за небольшого количества дугового разряда.
• Если речь идет о грызуне, то я могу только представить, что он мертв и что его тело будет продолжать проводить электрический ток до тех пор, пока не прекратится непрерывность.
• Если это так, то есть большая вероятность, что вы почувствуете запах. Однако это может происходить и без присутствия грызунов, но мне нужно было упомянуть об этом, потому что я иногда видел, как это происходит.

Ричард, ты не упомянул, есть ли под домом подвал. Если есть, то под домом, где происходит это явление, может быть распределительная коробка. Из-за возраста дома, как я уже упоминал, я считаю, что это соединение, которое портится. Сращивание может быть заключено в электрическую распределительную коробку или может быть открытым сращиванием, которое доступно или недоступно, поскольку оно может быть скрыто внутри стены. Я подозреваю, что это главная точка соединения, в которой подвод кабеля основной цепи соединяется с ответвленной проводкой, которая идет как минимум в двух направлениях. Одним из направлений было бы накормить гостиную и внешние огни крыльца. Другое направление, чтобы кормить все остальное по схеме, которую вы упомянули.

Это может показаться упрощением, но если жужжание исходит от стены, вы можете приложить стакан вверх дном к стене и приложить ухо к стеклу, что немного усилит звук, чтобы помочь найти подозрительную область. Затем отметьте участок кусочком скотча. Тот же процесс можно использовать на потолке или полу.

Дело в том, что гул возникает из-за плохого соединения или проблемного участка кабеля, где кабель был поврежден. Были случаи, когда кабели, проложенные в металлических кабелепроводах, были повреждены и в конечном итоге начали образовывать дугу из-за условий окружающей среды, которые могут усугубить состояние. Эти два могут вызвать искрение между двумя или более проводами в наборе кабелей. То же самое происходит, когда грызуны грызут изоляцию электрических кабелей, что в конечном итоге также может вызвать проблемы.

Ричард, это опасное состояние, которое лучше всего определить и устранить квалифицированный электрик. Существуют опасности поражения электрическим током, связанные с процедурами тестирования, которые могут быть использованы для определения источника проблемы.

Если обнаружится, что причина кроется внутри стены, то стену необходимо вскрыть для проведения необходимого ремонта. Ваш электрик поможет определить местонахождение подозрительного участка.

Надеюсь, это вам поможет.

Дэйв

Следующие ресурсы помогут вам ответить на ваш вопрос по электрике:

Как подключить выключатель

Подключение выключателя освещения — схема 1

Wi Кольцевые схемы

Полные пояснения к схемам подключения выключателя света . Подробные электрические схемы и изображения помогут вам в домашних электрических проектах.

Электрический провод для дома

Электропроводка

Список цепей электрической панели

Электрические автоматические выключатели

Для получения дополнительной информации об отключении электроэнергии
Почему в вашем доме отсутствует электроснабжение
9000 7

Вам также может быть полезно следующее:

Руководство Дейва по домашней электропроводке: » Вы можете избежать дорогостоящих ошибок! « Вот как это сделать: Правильно подключите с помощью моей иллюстрированной книги по электромонтажу Отлично подходит для любого проекта домашней электропроводки. Идеально подходит для домовладельцев, студентов, Разнорабочие, разнорабочие и электрики Включает: Электропроводка розеток GFCI Электропроводка домашних электрических цепей Цепи розеток 120 и 240 В Электропроводка Выключатели освещения Электропроводка 3 — Проводная и 4-проводная электрическая плита Электропроводка 3-проводной и 4-проводной шнур сушилки и розетка для сушилки Устранение неисправностей и ремонт электропроводки Способы модернизации электропроводки Коды NEC для домашней электропроводки . …и многое другое.

Будьте осторожны и соблюдайте меры безопасности — никогда не работайте с цепями под напряжением!
Проконсультируйтесь с местным строительным отделом по поводу разрешений и инспекций для всех проектов электропроводки.

Советы по электрике, которые помогут вам правильно подключить Самый безопасный способ проверки электрических устройств и идентификации электрических проводов! Бесконтактный электрический тестер Это инструмент для тестирования, который я носил в своей личной сумке для электрических инструментов в течение многих лет, и это первый тестовый инструмент, который я беру, чтобы помочь идентифицировать электрическую проводку. Это бесконтактный тестер, который я использую для простого определения напряжения в кабелях, шнурах, автоматических выключателях, осветительных приборах, выключателях, розетках и проводах. Просто вставьте конец тестера в розетку, патрон лампы или приложите конец тестера к проводу, который вы хотите проверить. Очень удобный и простой в использовании.style=»clear: left»> Самый быстрый способ проверить неисправность электропроводки! Тестер розеток Это первый инструмент, который я использую для устранения неполадок с проводкой выходной цепи. Этот популярный тестер также используется большинством инспекторов для проверки питания и проверки полярности проводки. Он обнаруживает вероятные неправильные условия проводки в стандартных розетках 110–125 В переменного тока. Предоставляет 6 возможных условий подключения, которые быстро и легко считываются для максимальной эффективности. Световые индикаторы указывают на правильность проводки, а таблица индикаторов включена Тестирует стандартные 3-проводные розетки Внесен в список UL Свет указывает на неправильную проводку Очень удобный и простой в использовании. style=»clear: left»> Снимите изоляцию проводов, не надрезая и не повреждая электрический провод! Инструмент для зачистки проводов и кусачки Мой самый любимый инструмент для зачистки проводов, который уже много лет лежит в моей личной сумке для электрических инструментов, и это инструмент, который я использую для безопасного зачистки электрических проводов. Этот удобный инструмент имеет множество применений: Калибры проводов показаны сбоку инструмента, чтобы вы знали, какой слот использовать для зачистки изоляции. Конец инструмента можно использовать для захвата и сгибания провода, что удобно для крепления провода к винтовым клеммам выключателей и розеток. Этот инструмент очень удобен и прост в использовании. стиль=»очистить: слева»>

15.4 Мощность в цепи переменного тока – University Physics Volume 2

Глава 15. Цепи переменного тока

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Описать, как можно представить среднюю мощность от цепи переменного тока через пиковый ток и напряжение и среднеквадратичное значение тока и напряжения
• Определить зависимость между фазовым углом тока и напряжения и средней мощностью, известную как коэффициент мощности

Элемент схемы рассеивает или производит мощность в соответствии с [latex]P=IV,[/latex], где I — это ток через элемент, а V — это напряжение на нем. Поскольку ток и напряжение в цепи переменного тока зависят от времени, мгновенная мощность [латекс]p\left(t\right)=i\left(t\right)v\left(t\right)[/latex] также зависит от времени. График p ( t ) для различных элементов схемы показан на рис. 15.16. Для резистора i ( t ) и v ( t ) совпадают по фазе и, следовательно, всегда имеют один и тот же знак (см. рис. 15.5). Для конденсатора или катушки индуктивности относительные знаки i ( t ) и v ( t ) изменяются в течение цикла из-за разности фаз (см. рис. 15.7 и рис. 15.9). Следовательно, p ( t ) в одни моменты времени положителен, а в другие отрицателен, указывая на то, что емкостные и индуктивные элементы производят мощность в одни моменты времени и поглощают ее в другие.

Рисунок 15.16  График мгновенной мощности для различных элементов цепи. (a) Для резистора [латекс]{P}_{\text{ave}}={I}_{0}{V}_{0}\text{/}2,[/latex], тогда как для ( б) конденсатор и (в) катушка индуктивности [латекс] {P} _ {\ text {аве}} = 0. [/латекс] (г) для источника [латекс] {P} _ {\ text { ave}}={I}_{0}{V}_{0}\left(\text{cos}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\varphi \right)\text{/}2 ,[/latex], который может быть положительным, отрицательным или нулевым, в зависимости от [latex]\varphi .[/latex] 9{T}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}\left(\omega t-\varphi\right)\phantom{\ правило {0.2em} {0ex}} \ text {sin} \ phantom {\ правило {0.2em} {0ex}} \ omega t \ phantom {\ правило {0.2em} {0ex}} дт. [/латекс]

Использование тригонометрического соотношения [латекс]\фантом{\правило{0.2em}{0ex}}\текст{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\left(AB\right)=\phantom{ \rule{0.2em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}A\text{cos}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}B-\ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {sin} \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} B \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {cos} \ phantom{\rule{0.2em}{0ex}}A,[/latex] получаем 9{T}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\omega t\text{cos}\phantom{\rule{0.2em }{0ex}}\omega tdt=0.[/latex]

Следовательно, средняя мощность, связанная с элементом схемы, равна

.

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex} }\text{cos}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\varphi .[/latex]

В инженерных приложениях [латекс]\текст{cos}\фантом{\правило{0. 2em}{0ex}}\varphi[/латекс] известен как коэффициент мощности , равный 9.0064 , что является величиной, на которую мощность, подаваемая в цепи, меньше теоретического максимума цепи из-за того, что напряжение и ток не совпадают по фазе. Для резистора [latex]\varphi =0,[/latex], поэтому средняя рассеиваемая мощность равна

.

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0}. [/latex]

Сравнение p ( t ) и [латекс]{P}_{\text{ave}}[/latex] показано на рис. 15.16(d). Чтобы [латекс]{P}_{\text{ave}}=\left(1\text{/}2\right){I}_{0}{V}_{0}[/latex] выглядел как его аналог на постоянном токе, мы используем среднеквадратичные значения {0ex}}{V}_{\text{rms}}[/latex] тока и напряжения. По определению это 9{2}\влево(т\вправо)дт.[/латекс]

С [латекс]i\left(t\right)={I}_{0}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex }}\left(\omega t-\varphi\right)\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{and}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}v\left(t \right)={V}_{0}\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\omega t,[/latex] получаем

[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} {I} _ {0} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {и}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{V}_{\text{rms}}=\frac{1}{\sqrt{2}}{V}_{0}.[/ латекс] 9{2}Р.[/латекс]

Это уравнение еще раз подчеркивает, почему при обсуждении выбрано среднеквадратичное значение, а не пиковые значения. Оба уравнения для средней мощности верны для уравнения 15.13, но среднеквадратические значения в формуле дают более четкое представление, поэтому дополнительный коэффициент 1/2 не нужен.

Переменные напряжения и токи обычно описываются их действующими значениями. Например, 110 В от бытовой розетки является среднеквадратичным значением. Амплитуда этого источника составляет [латекс]110\sqrt{2}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{V}=\text{156 В}\text{.}[/latex] Потому что большинство счетчиков переменного тока откалиброваны по среднеквадратичным значениям, типичный вольтметр переменного тока, подключенный к бытовой розетке, покажет 110 В.

Для конденсатора и катушки индуктивности [латекс]\varphi =\pi \text{/}2\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{and}\phantom{\rule{0.2em}{ 0ex}}-\pi \text{/}2\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{rad,}[/latex] соответственно. Поскольку [latex]\text{cos}\pi \text{/}2=\text{cos}\left(\text{−}\pi \text{/}2\right)=0,[/latex] мы найдите из уравнения 15.12, что средняя мощность, рассеиваемая любым из этих элементов, равна [латекс] {P} _ {\ text {аве}} = 0. [/латекс] Конденсаторы и катушки индуктивности поглощают энергию из цепи в течение одного полупериода и затем разрядите его обратно в цепь в течение другого полупериода. Это поведение проиллюстрировано на графиках рис. 15.16, (б) и (в), которые показывают p( t) колеблется синусоидально около нуля.

Фазовый угол генератора переменного тока может иметь любое значение. Если [latex]\text{cos}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\varphi > 0,[/latex] генератор вырабатывает энергию; если [латекс]\текст{cos}\фантом{\правило{0.2em}{0ex}}\varphi

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = {I} _ {\ text {rms}} {V} _ {\ text {rms}} \ phantom {\ rule {0. {4} \ текст {рад} \ текст{/} \ текст {s} \ справа) t \ справа][/латекс] 9{-6}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{F}[/latex] и [латекс]R=5.00\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{ Ω}[/латекс]. а) Чему равно среднеквадратичное напряжение на генераторе? б) Чему равно сопротивление цепи? в) Какова средняя мощность генератора?

Стратегия

Среднеквадратичное напряжение — это амплитуда напряжения, умноженная на [latex]1\text{/}\sqrt{2}[/latex]. Полное сопротивление цепи включает сопротивление и реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности. Средняя мощность рассчитывается по уравнению 15.14 или, точнее, по последней части уравнения, потому что у нас есть импеданс цепи Z , среднеквадратичное значение напряжения [латекс] {V} _ {\ text {среднеквадратичное значение}} [/латекс] и сопротивление R .

Решение

Показать ответ

1. Поскольку генератор

   [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ left (4. {1\text{/}2}\hfill \\ & =7.07\phantom{\rule{0.2em}{0ex }}\text{Ω}\text{.}\hfill \end{массив}[/latex] 9{2}\text{/}R,[/latex], где 90 068 В – 90 069 вместо среднеквадратичного значения напряжения.

   Проверьте свои знания

   Вольтметр переменного тока, подключенный к клеммам генератора переменного тока частотой 45 Гц, показывает 7,07 В. Напишите выражение для ЭДС генератора.

   Показать решение

   [латекс]v\left(t\right)=\left(10.0\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{V}\right)\phantom{\rule{0.2 em}{0ex}}\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}90\pi t[/latex]

   Проверьте свои знания

   Покажите, что среднеквадратичное значение напряжения на резисторе, конденсаторе и катушке индуктивности в цепи переменного тока, где среднеквадратичное значение тока равно [латекс]{I}_{\text{среднеквадратичное значение}}[/латекс], задано по [латексу] {I} _ {\ text {rms}} R, {I} _ {\ text {rms}} {X} _ {C}, \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text{and}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{I}_{\text{rms}}{X}_{L},[/latex] соответственно. Определить эти значения для компонентов Цепь RLC уравнения 15.12.

   Show Solution

   2,00 В; 10,01 В; 8,01 В

   Сводка

   • Средняя мощность переменного тока находится путем умножения среднеквадратичных значений тока и напряжения.
   • Закон Ома для среднеквадратичного значения переменного тока находится путем деления среднеквадратичного значения напряжения на импеданс.
   • В цепи переменного тока существует угол сдвига фаз между напряжением источника и током, который можно найти, разделив сопротивление на импеданс.
   • Средняя мощность, подаваемая на На цепь RLC влияет фазовый угол.
   • Коэффициент мощности находится в диапазоне от –1 до 1.

   Концептуальные вопросы

   При каком значении фазового угла [latex]\varphi[/latex] между выходным напряжением источника переменного тока и током средняя выходная мощность источника максимальна?

   Обсудите разницу между средней мощностью и мгновенной мощностью.

   Показать решение

   Мгновенная мощность — это мощность в данный момент времени. Средняя мощность — это мощность, усредненная по циклу или количеству циклов.

   Средний переменный ток, подаваемый в цепь, равен нулю. Несмотря на это, мощность рассеивается в цепи. Объяснять.

   Может ли мгновенная выходная мощность источника переменного тока быть отрицательной? Может ли средняя выходная мощность быть отрицательной?

   Показать решение

   Мгновенная мощность может быть отрицательной, но выходная мощность не может быть отрицательной.

   Номинальная мощность резистора, используемого в цепях переменного тока, относится к максимальной средней мощности, рассеиваемой в резисторе. Как это соотносится с максимальной мгновенной мощностью, рассеиваемой на резисторе?

   Задачи

   ЭДС источника переменного тока определяется выражением [латекс]v\left(t\right)={V}_{0}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{sin} \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\omega t,[/latex], где [latex]{V}_{0}=100\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}\text{ V}[/latex] и [latex]\omega =200\pi \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{рад/с}\text{.}[/latex] Вычислить среднюю выходную мощность источника, если он подключен через (a) конденсатор [латекс]20\text{-}\mu \text{F}[/латекс], (б) катушку индуктивности 20 мГн и (в) [латексный ]50\text{-}\text{Ом}[/latex] резистор.

   Расчет среднеквадратичного значения тока для источника переменного тока определяется выражением [латекс]v\left(t\right)={V}_{0}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{sin} \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\omega t,[/latex], где [latex]{V}_{0}=100\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{ V}[/latex] и [latex]\omega =200\pi \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{rad/s}[/latex] при соединении через (a) [латекс] 20\text{-}\mu \text{F}[/latex] конденсатор, (b) катушка индуктивности 20 мГн и (c) [латекс]50\text{-}\text{Ом}[/latex ] резистор.

   Показать решение

   а. 0,89 А; б. 5,6 А; в. 1,4 А

   Катушка индуктивности 40 мГн подключена к источнику переменного тока частотой 60 Гц, амплитуда напряжения которого составляет 50 В. Если к катушке индуктивности приложить вольтметр переменного тока, что он покажет?

   Для цепи RLC серии амплитуда напряжения и частота источника 100 В и 500 Гц соответственно; [латекс] R = 500 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {Ω} [/латекс]; и [латекс] L = 0,20 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex}} \ текст {H} [/латекс]. Найдите среднюю мощность, рассеиваемую на резисторе, при следующих значениях емкости: (а) [латекс]С=2,0 мкМ \текст{F}[/латекс] и (б) [латекс]С=0,20\фантом{\ правило{0.2em}{0ex}}\mu \text{F}\text{.}[/latex]

   Показать раствор

   а. 7,3 Вт; б. 6,3 Вт

   Источник переменного тока с амплитудой напряжения 10 В отдает электрическую энергию мощностью 0,80 Вт при выходном токе 2,5 А. Каков фазовый угол [latex]\varphi[/latex] между ЭДС и током?

   Цепь серии RLC имеет импеданс [латекс]60\фантом{\правило{0.2em}{0ex}}\текст{Ом}[/латекс] и коэффициент мощности 0,50, при этом напряжение отстает от текущий. а) Следует ли последовательно с элементами включить конденсатор или катушку индуктивности, чтобы повысить коэффициент мощности цепи? б) При каком реактивном сопротивлении катушки индуктивности коэффициент мощности увеличится до единицы?

   Показать раствор

   а.