Ток на напряжение равно: Работа и мощность тока — урок. Физика, 8 класс. — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

2.3. Электрическое напряжение. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие тока — ЗФТШ, МФТИ

В электрической цепи, подключённой к источнику, возникают электрические силы, действующие на носители зарядов и приводящие их в движение. Пусть под действием электрической силы `F` частица, несущая заряд `q`, переместилась вдоль проводника из точки `1` в точку `2`, а сила `F` совершила над заряженной частицей работу `A_(12)`. Отношение работы `A_(12)` электрической силы над зарядом `q` при перемещении его из точки `1` в точку `2` к самому заряду $$ q$$ называют электрическим напряжением между точками `1` и `2`:

Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (В).

За один вольт принимается напряжение на концах проводника, при котором работа сил электрического поля по перемещению через этот проводник заряда в один кулон равна одному джоулю.

Эта единица названа в честь итальянского физика А. Вольта, который в 1800 г. изобрёл электрическую батарею и впервые получил с её помощью постоянный ток, устойчиво поддерживавшийся в электрической цепи. Это открытие ознаменовало начало новой эпохи, полностью преобразившей нашу цивилизацию: современная жизнь немыслима без использования электрического тока.

В соотношении (3) индексы `1` и `2` можно опустить, если помнить, что `1` – это точка «старта», `2` – точка «финиша».

Зная напряжение `U` на концах проводника и силу тока `I`, текущего в проводнике в течение времени `t` постоянного тока, вычислим заряд `q=I*t`, который протечёт за указанное время по проводнику. Тогда за это время силы электрического поля в проводнике совершат работу

Это позволяет судить о скорости совершения работы электрическими силами, т. е. о мощности, развиваемой силами электрического поля. Из (4) следует, что в проводнике, напряжение на концах которого равно `U`, а сила тока `I`, силы электрического поля в единицу времени совершают работу

Напомним, что единицей измерения мощности в СИ служит ватт (Вт).

Очень часто работу и мощность электрических сил называют соответственно работой и мощностью электрического тока, тем самым подчёркивают, что это работа по поддержанию электрического тока в цепи.

Работа электрического тока может идти на изменение механической и внутренней энергий проводника. Например, в результате протекания электрического тока через электродвигатель его ротор (подвижная часть, способная вращаться, в отличие от статора) раскручивается. При этом большая часть работы электрических сил идёт на увеличение механической энергии ротора, а также других тел, с которыми ротор связан теми или иными механизмами. Другая часть работы электрического тока (в современных электродвигателях один – два процента) идёт на изменение внутренней энергии обмоток двигателя, что приводит к их нагреванию (обмотка электродвигателя представляет собой катушку, изготовленную обычно из меди, с большим числом витков).

Обсудим тепловое действие электрического тока более подробно. Из опыта известно, что электрический ток нагревает проводник. Объясняется это явление тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием сил электрического поля, взаимодействуют с ионами вещества и передают им свою энергию. В результате увеличивается энергия колебаний ионов в проводнике, его температура растёт, при этом говорят, что в проводнике за некоторое время `t` выделяется количество теплоты `Q_(«тепл»)`. Если проводник с током неподвижен и величина тока постоянна, то работа электрических сил идёт на изменение внутренней энергии проводника. По закону сохранения энергии это количество равно работе сил электрического поля (4) в проводнике за то же самое время, т. е.

Отсюда мощность `P` тепловыделения, т. е. количество теплоты, выделяющейся в единицу времени на участке цепи, где напряжение равно `U`, а сила тока равна `I` составляет

Электрическое напряжение. Единицы напряжения | 8 класс

Содержание

Для возникновения электрического тока в проводнике необходимо создать электрическое поле. Задачу по созданию и поддержанию электрического поля выполняют источники тока.

После создания электрического поля, на свободные заряженные частицы в проводнике начинают действовать электрические силы, которые и приводят их в движение.

Получается, что у нас есть силы и частицы, которые перемещаются под их действием. Значит, совершается какая-то работа. Этот же факт говорит нам о том, что электрическое поле обладает некоторой энергией.

На данном уроке мы более подробно рассмотрим, что же за работу совершает электрическое поле, от чего она зависит и придем к определению еще одной важной характеристики в электричестве — электрическому напряжению.

Работа тока

Сразу введем новое определение.

Работа тока — это работа, которую совершают силы электрического поля, создающего электрический ток.

В процессе этой работы энергия электрического тока переходит в другие различные виды энергии (механическую, внутреннюю и др.). Более подробно мы говорили об этом, когда рассматривали действия тока.

От чего зависит работа тока?

Логично предположить, что работа тока будет зависеть от того, какой заряд протекает по цепи за определенное время. То есть, работа тока будет зависеть от силы тока.

Проверим это на простом опыте. Соберем цепь, состоящую из ключа, источника тока, амперметра и подключенной к проводам натянутой никелевой проволоки (рисунок 1).

Используя один источник тока, в цепи была определенная сила тока. Проволока нагрелась.

Если же мы заменим источник тока, который даст нам большую силу тока, чем предыдущий, то заметим определенные изменения. Наша проволока нагревается намного сильнее. Вот вам наглядное доказательство того, что тепловое действие (а значит, и работа тока) проявляется сильнее с увеличением силы тока в цепи.

Но дело в том, что сила тока — не единственная характеристика, от которой зависит работа тока. Другая (и не менее важная) величина называется электрическим напряжением или просто напряжением.

{"questions":[{"content":"Работа электрического тока зависит от[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["только от силы тока","от силы тока и напряжения","только от напряжения"],"answer":[1]}}}]}

Электрическое напряжение

Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле.

Обозначается электрическое напряжение буквой $U$.

Давайте рассмотрим опыт, который наглядно нам покажет, как же эта величина может описать нам электрическое поле.

Соберем электрическую цепь, состоящую из ключа, источника тока, электрической лампы и амперметра. За источник тока возьмем небольшую батарейку (гальванический элемент), а электрическую лампу возьмем от карманного фонарика (рисунок 2).

А теперь соберем похожую цепь. Заменим лампочку от фонарика большой лампой для освещения помещений. Батарейку тоже заменим. Теперь источником тока у нас является городская осветительная сеть (рисунок 3).

Взгляните на показания амперметров в этих двух цепях. Они одинаковы!

Сила тока в цепях одинакова, но ведь большая лампа дает намного больше света и тепла, чем маленькая лампочка от фонарика. Вот здесь и появляется наша новая величина — напряжение.

{"questions":[{"content":"Электрическое напряжение обозначается буквой[[choice-6]]","widgets":{"choice-6":{"type":"choice","options":["$U$","$I$","$q$","$A$"],"explanations":["","Так обозначается сила тока.","Так обозначается электрический заряд.","Так обозначается работа."],"answer":[0]}}}]}

Связь работы тока и напряжения

Проведенные нами опыты объясняются следующим.

При одинаковой силе тока работа тока на этих участках цепи при перемещении электрического заряда, равного $1 \space Кл$, различна.

Получается, что эта работа тока и определяет нашу новую физическую величину — электрическое напряжение.

Теперь мы может объяснить до конца наши опыты. Напряжение, которое создается батарейкой в первой цепи, меньше напряжение городской осветительной сети. Поэтому лампа, подключенная к сети, дает больше света и тепла. При этом сила тока в обеих цепях одинакова. Вся причина различий — в создаваемом напряжении.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

{"questions":[{"content":"Электрическое напряжение определяется[[choice-13]]","widgets":{"choice-13":{"type":"choice","options":["работой тока по перемещению заряда","силой тока в цепи","Зарядом свободных частиц в проводнике"],"answer":[0]}}}]}

Формула для расчета напряжения

Если мы знаем работу тока $A$ на рассматриваемом участке цепи и весь электрический заряд $q$, который прошел по нему, то мы можем рассчитать напряжение $U$. По физическому смыслу, мы определим работу тока при перемещении единичного электрического заряда.

$U = \frac{A}{q}$
Напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

Из этой формулы мы также будем использовать два ее следствия:

$A = Uq$,
$q = \frac{A}{U}$.

{"questions":[{"content":"Электрическое напряжение рассчитывается по формуле[[choice-16]]","widgets":{"choice-16":{"type":"choice","options":["$U = \\frac{A}{q}$","$U = \\frac{q}{A}$","$U = \\frac{I}{q}$","$U = Aq$"],"answer":[0]}}}]}

Это интересно: факты об электричестве и напряжении

Единица измерения напряжения

Если единица силы тока была названа в честь ученого, то и с единицей измерения напряжения у нас такая же история.

Она названа вольтом в честь итальянского ученого Алессандро Вольта (рисунок 4).

Единица напряжения — это такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в $1 \space Кл$ по этому проводнику равна $1 \space Дж$:
$1 \space В = 1 \frac{Дж}{Кл}$.

{"questions":[{"content":"Электрическое напряжение измеряется в [[choice-20]]","widgets":{"choice-20":{"type":"choice","options":["вольтах","амперах","кулонах","джоулях"],"explanations":["","Это единица измерения силы тока.","Это единица измерения электрического заряда.","Это единица измерения энергии."],"answer":[0]}}}]}

Дольные и кратные единицы напряжения

Какие единицы напряжения, кроме вольта, применяют на практике? Это дольные и кратные единицы вольта: милливольт ($мВ$) и киловольт ($кВ$).

$1 \space мВ = 0.001 \space В$,
$1 \space кВ = 1000 \space В$.

{"questions":[{"content":"Переведите значение напряжения, выраженное в вольтах, в милливольты.<br />$35 \\space В =$[[choice-28]]","widgets":{"choice-28":{"type":"choice","options":["$35000 \\space мВ$","$0.035 \\space мВ$","$350 \\space мВ$"],"explanations":["$1 \\space В = 1000 \\space мВ$.","",""],"answer":[0]}}}]}

Значение напряжения для некоторых устройств и природных явлений

В таблице 1 представлены для ознакомления некоторые значения напряжения.

Устройство	$U$, $В$
Гальванический элемент	1,25
Городская электросеть	220
Электролампы	20 — 250
Телевизор	100 — 600
Холодильник	150 — 600
Компьютер	400 — 750
Утюг	500 — 2000
Электромоторы	550 — 1700
Обогреватель	1000 — 2400
Кондиционер	1000 — 3000
Циркулярная пила	1800 — 2100
Насос высокого давления	2000 — 2900
Линии высоковольтной электропередачи (ЛЭП)	500 000
Разряд молнии	До 1 000 000

Опасные и безопасные значения напряжения

Все знают, что большое (высокое) напряжение опасно для жизни. Проведем простую аналогию для лучшего понимания.

Например, напряжение между проводом высоковольтной линии передачи и землей составляет $100 \space 000 \space В$. Соединим этот провод с землей. Получается, что при прохождении по нему заряда всего в $1 \space Кл$ совершается работа в $100 \space 000 \space Дж$. Такая же работа будет совершена грузом массой $1000 \space кг$, если он упадет с высоты в $10 \space м$. Похожие разрушения, может вызывать высокое напряжение.

Обычно безопасным считают напряжение не более $42 \space В$. Такое напряжение создают, например, гальванические элементы.

Наверное, многие помнят, как в детстве родители запрещали засовывать пальцы в розетку. Да и разбирать самостоятельно лучше не стоит. Доверять такие работу лучше специалистам. Почему? Ток в такой сети идет от генераторов, и напряжение обычно составляет $220 \space В$. Такое напряжение может нанести существенный вред здоровью.

{"questions":[{"content":"Высокое напряжение[[choice-33]]","widgets":{"choice-33":{"type":"choice","options":["опасно для жизни","полезно для здоровья","не оказывает влияния на человеческий организм"],"answer":[0]}}}]}

Примеры задач

Задача №1

При нормальном режиме работы тостера сила тока в его электрической цепи равна $6 \space А$. Напряжение в сети составляет $220 \space В$. Найдите работу электрического тока в цепи за $5 \space мин$.

Дано:
$t = 5 \space мин$
$I = 6 \space А$
$U = 220 \space В$

СИ:
$t = 300 \space с$

$A — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Запишем формулу для определения напряжения и выразим из нее работу:
$U = \frac{A}{q}$,
$A = Uq$.

Как найти электрический заряд? Запишем формулу для расчет силы тока и выразим заряд из нее:
$I = \frac{q}{t}$,
$q = It$.

Подставим это в формулу для расчета работы электрического тока:
$A = Uq = UIt$.

Рассчитаем эту величину:

$A = 220 \space В \cdot 6 \space А \cdot 300 \space с = 396 \space 000 \space Дж = 396 \space кДж$.

Ответ: $A = 396 \space кДж$.

Задача №2

На рисунке 5 представлены графики зависимости работы электрического поля (тока) $A$ от перемещаемого заряда $q$ по двум проводникам. Используя график, вычислите напряжение между концами каждого проводника.

На графике выберем удобные для нас точки с точными значениями заряда и работы. Для графика $I$ выберем точку со значениями $q = 0.35 \space Кл$ и $A = 70 \space Дж$. Для графика $II$: $q = 0.35 \space Кл$ и $A = 40 \space Дж$. Запишем условие задачи и решим ее.

Дано:
$q_1 = q_2 = 0.35 \space Кл$
$A_1 = 70 \space Дж$
$A_2 = 40 \space Дж$

$U_1 — ?$
$U_2 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Рассчитывать напряжения для данных проводников будем по формуле $U = \frac{A}{q}$.

$U_1 = \frac{A_1}{q_1} = \frac{70 \space Дж}{0.35 \space Кл} = 200 \space В$.

$U_2 = \frac{A_2}{q_2} = \frac{40 \space Дж}{0.35 \space Кл} \approx 114 \space В$.

Ответ: $U_1 = 200 \space В$, $U_2 \approx 114 \space В$.

Полное руководство для электриков-любителей

Опубликовано: Electric City 4 августа 2021 г.

Об авторе коммерческие клиенты в Миннеаполисе, Сент-Поле и прилегающих районах. Как семейный бизнес, мы будем относиться к вашей семье так же, как к своей — с вежливостью и уважением.

Метки:

Знать разницу между амперами, ваттами и вольтами необходимо любому электрику, работающему своими руками.

Вот почему мы подробно расскажем, как они работают, и что вам следует знать при установке электрических систем дома или на работе. Мы рассмотрим, как работает каждый из них, их различия и сходства, и приведем несколько примеров того, как сила тока может повлиять на вашу электрическую систему.

Какие единицы измерения электричества?

Существуют три основные единицы измерения электричества: напряжение, ток и сопротивление. Каждый измеряется по-разному: напряжение в вольтах, ток в амперах и сопротивление в омах. Существует уравнение, которое включает все три эти единицы и показывает, как они соотносятся друг с другом. Эта формула известна как закон Ома и утверждает, что V = IR (напряжение = ток * сопротивление).

Что такое напряжение?

Напряжение также называется электродвижущей силой и измеряет, какое давление требуется источнику питания, чтобы протолкнуть заряженные электроны через проводящую петлю, позволяя цепи питать такие вещи, как ваши светильники и бытовые приборы. Это давление измеряется в вольтах. И чтобы определить напряжение, вы должны обратиться к закону Ома и взять свой ток (или амперы), умноженный на ваше сопротивление (или омы), что даст вам ваши вольты мощности.

Что такое ток?

Ток — это просто мера потока через вашу электрическую цепь; например, если по вашей руке идет ток, то электричество будет течь до тех пор, пока оно не будет отключено в другой точке вашего тела. Он измеряется в амперах, что означает ампер, а один ампер равен 0,001 киловатт в час! Вам нужно знать о токе, потому что он влияет на то, насколько мощными являются различные источники энергии.

Что такое сопротивление?

Сопротивление — это мера того, насколько легко электроны могут проходить через материал, и измеряется в омах. Чем выше сопротивление, тем большее напряжение или сила тока потребуется для преодоления этого сопротивления электрическим током. Вам нужно знать об этом при прокладке проводов из одного места в другое по всему дому. Если у вас длинные переходы между комнатами, вероятно, будет большое электрическое сопротивление, поэтому вам следует использовать более толстый провод, а не более тонкий провод, который пропускает меньше электрического тока, но обеспечивает более высокие скорости.

Амперы, ватты и вольты: все, что вам нужно знать

Итак, как эти три измерения работают вместе? При расчете мощности из этих трех единиц все, что вам нужно сделать, это умножить вольты на амперы и разделить это число на 1000 (амперы x вольты ÷ 1000 = ватты). Но это становится немного сложнее, чем то, о чем мы поговорим здесь.

Что такое Ampage?

Сила тока относится к току, который может протекать по проводу, и измеряется в амперах. Ваша электрическая цепь нуждается в усилении для освещения и приборов, таких как лампы, телевизоры, микроволновые печи или даже кухонные печи. Все они используют силу тока, потому что электричество течет из одного места в другое, используя электрическую цепь с низким сопротивлением, когда в петле нет разрывов (что происходит, если вы обрываете открытые провода).

Как напряжение влияет на использование моего усилителя?

Напряжение влияет на то, сколько энергии будет потреблять любое устройство, использующее электронику. Чем выше напряжение, тем больший поток мощности передается на данное устройство, не требуя столько ампер, вытекающего из панели главного автоматического выключателя.

Почему ампер имеет значение для электричества?

Ампер имеет значение, потому что электрический ток течет из точки А в точку Б по проводу, точно так же, как вода течет из крана в стакан.

Что такое мощность?

Мощность в ваттах относится к уровню энергии, используемой устройством, и измеряется в ваттах. Ватты можно использовать как лошадиные силы для количественной оценки выхода с течением времени и учета ввода (сопротивления). Таким образом, если у вас есть прибор, потребляющий один ватт, он будет потреблять один ампер при напряжении 120 вольт, что соответствует 0,001 киловатт в час (или 1000 Вт). Такие устройства, как телевизоры или микроволновые печи, требуют больше энергии, чем лампы, потому что они постоянно включены, поэтому для правильной работы этим устройствам потребуется более высокий ток, но более низкое напряжение.

Вы, наверное, уже видели, сколько ватт указано на ваших лампочках, и теперь вы знаете, что это означает, сколько энергии используется этим светом. Например, если вы поместите лампочку меньшей мощности (60 Вт) в лампу, предназначенную для 75-ваттной лампочки, она будет работать, но будет потреблять меньше энергии и, следовательно, производить меньше света.

Что такое вольты?

Напряжение сравнимо с давлением, а сопротивление препятствует свободному беспрепятственному прохождению тока; они измеряют, насколько хорошо электроны проходят через материал (проволоку или металл), который излучает свет, тепло, движение и т. д.

Напряжение измеряет электродвижущую силу и помогает определить, какой электрический ток будет течь по проводу. Он измеряется в вольтах, а один вольт равен 0,001 киловатта в час (или 1000 ватт). Короче говоря, вольты обычно считаются «напором» электричества: чем выше вольт, тем больше напряжение.

Формула электрической эффективности

Как мы уже знаем, электрическая мощность измеряется в ваттах. В электрической системе мощность (P) равна напряжению, умноженному на силу тока. Эти измерения необходимы для определения эффективности использования электроэнергии. Энергоэффективность — это, по сути, возможность использовать меньше энергии для питания того же самого устройства. Чем эффективнее ваша электрическая система, тем меньше энергии тратится впустую.

В электрической цепи можно получить более высокую мощность, если увеличить уровень напряжения или тока. Здесь снова вступает в действие закон Ома. Вы можете использовать формулу I = P/V (ток = мощность/напряжение), чтобы определить, сколько ампер вам нужно для получения вашей мощности. Вы можете использовать этот удобный Калькулятор Закона Ома , чтобы решить это.

Допустим, у вас есть 12-вольтовая батарея и 12-вольтовая лампочка, и вы хотите получить мощность 200 Вт. 200 ватт будет вашим «P», а 12 — вашим «V». Итак, я = 200 Вт / 12 В = 16,67 ампер. Калькулятор также дает сопротивление, которое будет 0,72 Ом. Вы можете использовать эту информацию, чтобы включить ее в свою формулу электрического КПД и определить, какое напряжение вам нужно, чтобы сделать вашу систему более эффективной.

По сути, это может сказать вам, нужен ли вам провод большего или меньшего размера, в зависимости от того, какое у вас электрическое сопротивление и какое напряжение необходимо для питания вашей электроники. Это очень удобно при выполнении электромонтажных работ своими руками, так что вам не придется ничего переустанавливать в будущем. Вы можете получить это право с первого раза.

Свяжитесь с Electric City для получения БЕСПЛАТНОЙ консультации

К счастью для вас, в Electric City есть команда высококвалифицированных профессиональных электриков, которые знают, сколько энергии необходимо, чтобы обеспечить вам наиболее эффективную электрическую систему в вашем доме. Мы можем быстро и легко рассчитать эти формулы и получить вам нужные вам амперы, ватты и вольты. Поэтому свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ консультацию по любым вопросам, связанным с электричеством. Мы здесь, чтобы помочь.

Часто задаваемые вопросы

Что сильнее ватты или вольты?

Ватт — это мера мощности, а вольт — это мера электрического потенциала. Ватты обычно сильнее, чем вольты, поскольку ватты измеряют скорость передачи или использования энергии.

Чем выше мощность, тем больше мощность?

Да, более высокая мощность обычно означает большую мощность. Ватт измеряет скорость, с которой энергия передается или используется, поэтому чем выше мощность, тем больше энергии используется.

В чем разница между вольтом и ваттом?

Вольты измеряют электрический потенциал цепи, а ватты измеряют скорость передачи или использования энергии. Вольты обычно выше, чем ватты, поскольку ватты измеряют количество используемой мощности.

Электроэнергия и энергия | безграничная физика |

Используемая энергия представляет собой временной интеграл электрической мощности.

Цели обучения

Сформулируйте зависимость между потреблением энергии и электрической мощностью

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Напомним, что мощность — это скорость выполнения работы или скорость, с которой энергия потребляется или производится.
По току и напряжению это P=IV.
Используемая энергия — это количество заряда q, прошедшее через напряжение V за интервал времени t. Он равен интегралу мощности по времени.
Общепринятой единицей измерения потребления энергии является киловатт-час, энергия 1000 Вт, действующая в течение одного часа.

Ключевые термины

киловатт-час : единица электрической энергии, равная энергии, производимой одним киловаттом в течение одного часа; равна 3,6 мегаджоулей. Символ: кВтч.

Во многих случаях необходимо рассчитать потребление энергии электрическим устройством или набором устройств, например, в доме. Например, мы (или электроэнергетическая компания) можем захотеть рассчитать сумму денег, причитающуюся за потребленную электроэнергию. В другом случае нам может понадобиться определить энергию, необходимую для питания компонента или устройства в течение заданного периода времени. Последнее различие имеет решающее значение — энергия, используемая схемой или компонентом, равна

временной интеграл электроэнергии

Мощность

Напомним, что мощность — это скорость, с которой выполняется работа, или скорость, с которой энергия потребляется или производится, и измеряется в ваттах (Вт). Электрическая мощность в ваттах, производимая электрическим током I, состоящим из заряда Q кулонов, каждые t секунд, проходящего через разность электрических потенциалов (напряжений) V, равна

P=QVt=IV\text{P} = \frac{\ text{QV}}{\text{t}} = \text{IV}P=tQV=IV

, где Q — электрический заряд в кулонах, t — время в секундах, I — электрический ток в амперах, а V представляет собой электрический потенциал или напряжение в вольтах. 92}{\text{R}}P=I2R=RV2

, где R — электрическое сопротивление. Мощность не обязательно постоянна; она может меняться со временем. Тогда общее выражение для электроэнергии будет следующим:

P(t)=I(t)V(t)\text{P}(\text{t})=\text{I}(\text{t})\text {V}(\text{t})P(t)=I(t)V(t)

, где ток I и напряжение V могут изменяться во времени.

Энергия

В любой заданный интервал времени потребляемая (или обеспечиваемая, в зависимости от вашей точки зрения) энергия определяется как

PE=qV\text{PE}=\text{qV}PE=qV

, где E — электрическая энергия, V — напряжение, q — количество заряда, перемещенного за рассматриваемый интервал времени. Мы можем связать общую потребляемую энергию с мощностью, интегрируя по времени: Положительная энергия соответствует потребленной энергии, а отрицательная энергия соответствует производству энергии. Обратите внимание, что элемент схемы, имеющий как положительный, так и отрицательный профиль мощности в течение некоторого интервала времени, может потреблять или производить энергию в соответствии со знаком интеграла мощности. Если мощность постоянна во временном интервале, то энергия может быть выражена просто как:

E=Pt\text{E}=\text{Pt}E=Pt

Единицы использования энергии

Мы, конечно, хорошо знакомы с единицей энергии в системе СИ — джоулем. Однако, как правило, в счетах за электроэнергию в жилых домах указывается потребление энергии домохозяйствами в киловатт-часах (кВтч). Кроме того, этот блок часто можно увидеть в другом месте, когда рассматривается использование энергии энергоемкими устройствами, конструкциями или юрисдикциями. Мы можем преобразовать киловатт-часы в джоули следующим образом: 1 Вт = 1 Дж/с, а киловатт равен 1000 Вт, а один час равен 3600 секундам, поэтому 1 кВтч равен (1000 Дж/с) (3600 с). =3 600 000 джоулей. Это масштаб энергопотребления в домах американцев, который составляет порядка сотен киловатт-часов в месяц.

Снижение энергопотребления

Потребляемая электрическая энергия (E) может быть уменьшена либо за счет сокращения времени использования, либо за счет уменьшения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и уменьшит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения — один из самых быстрых способов сократить потребление электроэнергии в доме или на предприятии.