Фізика. Повторне видання. 8 клас. Сиротюк

§ 33. Робота електричного струму

Дія всіх відомих вам електричних приладів відбувається за рахунок електричної енергії, яку постачає джерело електричного струму. В результаті цього одержуємо світло, теплоту, звук, механічний рух тощо, тобто різні види енергії.

Робота електричного струму — фізична величина, що характеризує перетворення електричної енергії в інші види енергії.

Ви вже знаєте, що напруга - це фізична величина, яка характеризує електричне поле, яке переміщує вільні заряди, створюючи струм. Напруга на кінцях певної ділянки кола визначається відношенням роботи А електричного струму на цій ділянці до електричного заряду q, що пройшов по ній, тобто:

Із цього співвідношення випливає формула для визначення роботи електричного струму на ділянці кола:

А = Uq.

Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, треба напругу на кінцях цієї ділянки помножити на електричний заряд, що пройшов по ній.

Протягом часу t струм силою I переносить в колі електричний заряд q = It. Тоді формула для роботи А електричного струму набуває такого виду:

А = UIt,

де U - напруга на кінцях ділянки; I - сила струму в колі; t - час, протягом якого виконувалася робота.

Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, потрібно напругу на кінцях цієї ділянки помножити на силу струму в ній і на час, протягом якого виконувалася робота.

Одиницею роботи електричного струму, як і механічної роботи, є один джоуль (1 Дж). З формули для роботи електричного струму випливає:

1 Дж = 1 В • 1 А • 1 с = 1 В • А • с.

Щоб виміряти роботу електричного струму в колі, треба мати вольтметр, амперметр і годинник.

Мал. 189

Мал. 190

Дослід. Складемо електричне коло, як це показано на малюнку 189. За допомогою вольтметра визначимо напругу, яку прикладено до електричної лампи, а за допомогою амперметра - силу струму в спіралі лампи. Бачимо, що вольтметр показує напругу 2,8 В, а амперметр - силу струму 1,35 А.

Для визначення роботи струму протягом 10 хв (= 600 с) скористаємося формулою А = UIt. Підставимо значення:

А = 2,8 В • 1,35 А • 600 с = 2268 Дж = 2,268 кДж.

Отже, робота сили струму дорівнює 2,268 кДж.

На практиці роботу електричного струму також вимірюють спеціальним приладом - електричним лічильником, зовнішній вигляд якого показано на малюнку 190. Лічильник електричної енергії можна побачити в кожному будинку або квартирі. Конструкція лічильника поєднує властивості всіх названих вище приладів.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Що називають роботою електричного струму?
  • 2. Як визначити роботу електричного струму?
  • 3. Назвіть одиниці роботи електричного струму в СІ.
  • 4. Як на практиці вимірюють роботу електричного струму?
  • 5. Користуючись формулою для обчислення роботи електричного струму, покажіть, як одиницю роботи 1 джоуль можна виразити через інші одиниці.