Puissance de travail de tension électromagnétique de la loi d'Ohm. Fonctionnement et puissance d'un circuit électrique. Loi d'Ohm pour un circuit complet

Dans notre série de leçons vidéo, nous nous sommes familiarisés avec plusieurs figures typiques de la géométrie, ainsi que leurs propriétés qui les accompagnent. En utilisant exemples illustratifs, nous avons illustré les preuves des théorèmes les plus importants qui contribueront à résoudre l'ensemble problèmes mathématiques. Dans cette vidéo, nous ferons connaissance avec un cercle et son arc.

Le cercle est figure géométrique, formé d'un ensemble de points équidistants orientés à partir d'un certain centre général, appelé le centre du cercle entier. Il s’agit essentiellement d’une courbe fermée régulière couvrant la plus grande surface possible. Ne confondez pas cercle et cercle - seule la courbe extérieure elle-même, un ensemble de points, est appelée cercle. De plus, un cercle ne peut avoir qu'un point central ou des segments reliant les points du cercle (corde ou arc). Un cercle a une aire interne ; Des chiffres plats tels que le segment et le secteur sont construits dessus. L'élément le plus important de n'importe quel cercle est son rayon - un segment reliant n'importe quel point de la courbe et le centre. En fait, la taille linéaire du rayon définit le cercle lui-même.

Une section d'une courbe sur un cercle compris entre deux points arbitraires est appelée un arc. Il convient de le distinguer d'un accord, qui relie également des points arbitraires, mais directement, à un segment séparé. Dans la vidéo présentée, il convient de considérer les cas particuliers d'un arc, qui dépendent de sa taille angulaire. L'arc est annulé si les points fusionnent en un seul. Dans le cas où les extrémités de l'arc coïncident avec des points de même diamètre (double rayon), l'arc est appelé demi-cercle. Si les points extrêmes d'un arc entourant un cercle se rapprochent presque complètement, infiniment plus près, alors l'arc lui-même se transforme en un cercle à part entière.

La caractéristique la plus importante de tout arc est qu’il existe toujours en tandem avec son antipode. Pour créer un arc, vous avez besoin de deux points différents sur le cercle, et ils généreront exactement deux arcs. Par exemple, sur un cercle de centre O, prenons deux points - A et B. Ils forment les arcs AB et BA.
L’angle opposé à l’arc est souvent appelé angle central. En général, tout angle dont le sommet est au centre du cercle est dit central pour cette figure. Mais un tel angle coupera toujours un certain arc du cercle avec ses côtés (ou extensions des côtés). Il existe une relation stricte entre la taille de l'angle et les dimensions linéaires de l'arc : plus l'angle est grand, plus l'arc qu'il coupe est grand. En fait, un arc peut être physiquement spécifié par deux paramètres : la longueur (en unités de longueur, respectivement) de la courbe de A à B, ou magnitude angulaire(en unités d'un angle plan - en degrés ou en rads), proportionnel à la valeur de l'angle central pour un arc donné.

De plus, la relation entre l'angle au centre du cercle et l'arc coupé par celui-ci est utilisée pour déterminer unité non systémique angle plan - radian. La valeur d'un radian est angle plat, qui coupe un arc sur un cercle égal au rayon de ce cercle, à condition que le centre du cercle et le sommet de l'angle coïncident dans l'espace. Un radian équivaut à un peu moins de 60 degrés. Dans ce cas, les dimensions linéaires du rayon et du cercle lui-même ne sont pas prises en compte. Le plus souvent, l'arc est mesuré en mesure angulaire, en se concentrant sur valeur numérique radian. Parfois, par souci de simplicité, des diplômes sont également utilisés.
La propriété la plus importante arcs sur un cercle - la somme des valeurs angulaires de deux arcs formés par la même paire de points sur un cercle est toujours égale à 360 degrés ou un peu plus de 6 radians. Dans un cas particulier, la taille angulaire du demi-cercle est de 180 degrés

>>Physique : Travail et puissance CC

Le courant électrique est si largement utilisé parce qu’il entraîne énergie. Cette énergie peut être convertie sous n’importe quelle forme.
Avec le mouvement ordonné des particules chargées dans un conducteur le champ électrique fonctionne. On l'appelle communément travail en cours. Nous allons maintenant vous rappeler le fonctionnement et la puissance actuel.
Travail actuel. Considérons une section arbitraire de la chaîne. Il peut s'agir d'un conducteur homogène, par exemple le filament d'une lampe à incandescence, l'enroulement d'un moteur électrique, etc. Laisser passer une charge à travers la section transversale du conducteur au fil du temps. Le champ électrique fera le travail (U- tension entre les extrémités du tronçon conducteur).
Depuis la force actuelle , alors ce travail est égal à :

Le travail effectué par le courant sur une section du circuit est égal au produit du courant, de la tension et du temps pendant lequel le courant a circulé.
Selon la loi de conservation de l'énergie, ce travail doit être égal à la variation de l'énergie de la section du circuit considérée. Par conséquent, l'énergie libérée dans une section donnée du circuit au cours du temps est égale au travail du courant (voir formule (15.12)).
Si une section de la chaîne ne fonctionne pas travail mécanique et le courant ne produit pas d'effets chimiques, alors seul un échauffement du conducteur se produit. Un conducteur chauffé dégage de la chaleur vers les corps environnants.
Le conducteur est chauffé comme suit. Un champ électrique accélère les électrons. Après être entrés en collision avec les ions du réseau cristallin, ils transfèrent leur énergie aux ions. En conséquence, l’énergie du mouvement aléatoire des ions à proximité des positions d’équilibre augmente. Cela signifie une augmentation de l’énergie interne. Dans le même temps, la température du conducteur augmente et celui-ci commence à transférer de la chaleur aux corps environnants. Quelque temps après la fermeture du circuit, le processus s'établit et la température cesse de changer avec le temps. Au chef d'orchestre en raison du travail champ électrique l'énergie est fournie en permanence. Mais son énergie interne reste inchangée, puisque le conducteur transfère aux corps environnants une quantité de chaleur égale au travail effectué par le courant. Ainsi, la formule (15.12) pour le travail du courant détermine la quantité de chaleur transférée par le conducteur à d'autres corps.
Si dans la formule (15.12) on exprime soit la tension en termes de courant, soit le courant en termes de tension en utilisant la loi d'Ohm pour une section du circuit, on obtient trois formules équivalentes :

Formule pratique à utiliser au cas où connexion série conducteurs, puisque l'intensité du courant dans ce cas est la même dans tous les conducteurs. À connexion parallèle formule pratique puisque la tension sur tous les conducteurs est la même.
Loi Joule-Lenz. La loi qui détermine la quantité de chaleur dégagée par un conducteur transportant du courant environnement, a été établi expérimentalement par le scientifique anglais D. Joule (1818-1889) et le scientifique russe E. X. Lenz (1804-1865). Loi Joule-Lenz est formulé ainsi : la quantité de chaleur générée par un conducteur transportant du courant est égale au produit du carré du courant, de la résistance du conducteur et du temps pendant lequel le courant traverse le conducteur :

Nous avons obtenu cette loi en utilisant un raisonnement basé sur la loi de conservation de l'énergie. La formule (15.14) vous permet de calculer la quantité de chaleur générée dans n'importe quelle section du circuit contenant des conducteurs.
Puissance actuelle. Tout appareil électrique (lampe, moteur électrique, etc.) est conçu pour consommer une certaine énergie par unité de temps. Par conséquent, parallèlement au travail du courant, très important a une idée puissance actuelle. Puissance actuelleégal au rapport du travail effectué par le courant au temps de passage du courant.
Selon cette définition, la puissance actuelle

De cette formule, il est évident que la puissance actuelle est exprimée en watts(W).
Cette expression de la puissance actuelle peut être réécrite sous plusieurs formes équivalentes en utilisant la loi d'Ohm pour une section du circuit :

La plupart des appareils indiquent leur consommation électrique.
Traverser le conducteur courant électrique accompagnée d'une libération d'énergie. Cette énergie est déterminée par le travail du courant - le produit de la charge transférée et de la tension aux extrémités du conducteur.

???
1. Comment s'appelle le travail du courant ?
2. Quelle est la puissance actuelle ?
3. Dans quelles unités la puissance actuelle est-elle exprimée ?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Physique 10e année

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Travail actuel- c'est le travail du champ électrique lors du transfert charges électriques le long du conducteur ;

Le travail effectué par le courant sur une section du circuit est égal au produit du courant, de la tension et du temps pendant lequel le travail a été effectué.

En utilisant la formule de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit, vous pouvez écrire plusieurs versions de la formule de calcul du travail du courant :

D'après la loi de conservation de l'énergie :

le travail est égal à la variation de l'énergie d'une section du circuit, donc l'énergie libérée par le conducteur est égale au travail du courant.

Dans le système SI :

LOI JOULE-LENZ

Lorsque le courant traverse un conducteur, celui-ci s'échauffe et un échange de chaleur se produit avec l'environnement, c'est-à-dire le conducteur dégage de la chaleur aux corps qui l'entourent

La quantité de chaleur dégagée par un conducteur transportant du courant dans l'environnement est égale au produit du carré de l'intensité du courant, de la résistance du conducteur et du temps pendant lequel le courant traverse le conducteur.

Selon la loi de conservation de l'énergie, la quantité de chaleur dégagée par un conducteur est numériquement égale au travail effectué par le courant circulant dans le conducteur pendant ce temps.

Dans le système SI :

[Q] = 1 J

PUISSANCE CC

Le rapport du travail effectué par le courant pendant le temps t à cet intervalle de temps.

Dans le système SI :

Électrostatique et lois du courant continu - Physique cool

Pour les curieux

Des empreintes dans le sable

Si vous avez déjà marché le long d'une plage à marée basse, vous avez probablement remarqué que dès que vous marchez sur le sable humide et dur, il sèche immédiatement et blanchit autour de votre empreinte. Cela s'explique généralement par le fait que sous le poids du corps, l'eau est « expulsée » du sable. Or, ce n’est pas le cas, car le sable ne se comporte pas comme un gant de toilette.

Pourquoi le sable devient-il blanc ? Le sable restera-t-il blanc tout le temps que vous resterez immobile ?
Il s'avère que...

Le blanchiment du sable des plages a été expliqué pour la première fois par Reynolds en 1885. Il a montré que le volume du sable augmente lorsqu'on marche dessus. Avant cela, les grains de sable étaient « emballés » de la manière la plus dense.

Sous l'influence de la déformation par cisaillement qui se produit sous la semelle de la chaussure, le volume occupé par les grains de sable ne peut qu'augmenter. Alors que le niveau du sable monte fortement, le niveau de l’eau ne peut monter que par capillarité, et cela prend du temps. Par conséquent, au bas de l'empreinte, le sable apparaît pendant un certain temps au-dessus du niveau de l'eau - il est sec et blanc. Réseau cristallin

Courant électrique.

Tous les métaux sont conducteurs du courant électrique. Ils sont constitués d'un réseau cristallin spatial dont les nœuds coïncident avec les centres des ions positifs. Les électrons libres se déplacent de manière chaotique autour des ions.Dans les métaux, conductivité électroniqueLe courant électrique dans les métaux est le mouvement ordonné des électrons libres.

La direction du courant est considérée comme la direction du mouvement particules chargées positivement..

Les charges électriques peuvent se déplacer de manière ordonnée sous l'influence d'un champ électrique, donc Si la force du courant et sa direction ne changent pas avec le temps.

1 ampère (A) est égal à l'intensité du courant continu auquel 1 C d'électricité circule à travers n'importe quelle section transversale du conducteur en 1 s. je = q 0 NVS Le courant dans le circuit est mesuré. Symbole dans une chaîne

Travail et puissance actuelle. Le courant électrique nous fournit de l’énergie. Cela résulte du travail du champ électrique sur le mouvement des charges libres dans le conducteur. Considérons la section du circuit à travers laquelle le courant circule JE. Nous désignons la tension dans la zone U, la résistance de section est égale à R. Lorsque le courant traverse une section homogène du circuit, le champ électrique fonctionne. Pendant le temps Δtla charge circule dans le circuitΔ q = je Δ t . Le champ électrique dans une zone sélectionnée fonctionne.ΔA = U je Δ t — ce travail s'appelletravail du courant électrique . Grâce aux travaux réalisés dans la zone considérée, cela peut être réalisé travail mécanique; des réactions chimiques peuvent également se produire. Si ce n'est pas le cas, alors le fonctionnement du champ électrique entraîne uniquement un échauffement du conducteur. Le travail effectué par le courant est égal à la quantité de chaleur générée par le conducteur porteur de courant :— Loi Joule-Lenz

La puissance du courant électrique est égale au rapport du travail du courant ΔAà l'intervalle de temps Δ t pour lequel ce travail a été réalisé sur ce site: P = UI ou . Le travail effectué par le courant électrique en SI est exprimé en joules (J.), puissance – en watts (W).

Loi d'Ohm pour un circuit fermé. La source actuelle a EMF () et une résistance ( r ), qui s'appelle interne. La force électromotrice (FEM) est le rapport du travail effectué par des forces externes pour déplacer une charge. q le long de la chaîne, à la valeur de cette charge ( 1V=1J/1C). Considérons maintenant un circuit fermé (complet) à courant continu constitué d'une source avec force électromotrice et résistance interne r et une zone externe homogène avec résistance R. . (R+r ) — impédance chaînes. La loi d'Ohm pour chaîne complèteécrit sous la forme ou