Фізика. Повторне видання. 8 клас. Сиротюк

§ 34. Потужність електричного струму

На колбі або цоколі електричної лампи, корпусі багатьох побутових електроприладів, в інструкціях до них ви побачите написи: «220 В; 60 Вт», «потужність електричної праски 1,2 кВт» тощо. Як ви пам’ятаєте з механіки, у ватах вимірюють потужність, отже, мова йде про потужність електричного струму.

Потужність електричного струму — фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу за одиницю часу.

Потужність електричного струму позначають великою латинською літерою Р. Якщо робота електричного струму А виконана протягом часу t, то потужність електричного струму Р визначатиметься за формулою:

Скориставшись співвідношенням А = UIt, надамо формулі для потужності електричного струму такого виду:

Р = UI.

Потужність електричного струму визначається добутком напруги на кінцях ділянки кола і сили струму в цій ділянці.

Одиницею потужності електричного струму є один ват (1 Вт). З формули для потужності випливає, що 1 Вт = 1Β • 1Α = 1 Β • Α.

Використовують також кратні одиниці потужності: гектоват (гВт), кіловат (кВт), мегават (МВт), гігават (ГВт).

1 гВт = 100 Вт;

1 МВт = 1 000 000 Вт;

1 кВт = 1000 Вт;

1 ГВт = 1 000 000 000 Вт.

Щоб виміряти потужність електричного струму в колі, потрібні вольтметр і амперметр. Використовують також спеціальний прилад - ватметр, яким можна безпосередньо виміряти потужність електричного струму в колі. На малюнку 191 наведено шкалу такого приладу.

Мал. 191

У таблиці 12 подано значення потужності деяких електроприладів - споживачів електричного струму.

Таблиця 12

Потужність деяких електричних приладів

Назва приладу

Потужність, Вт

Лампа кишенькового ліхтарика

1

Лампи освітлювальні (побутові)

(1,1-1,6) • 102

Холодильник домашній

(0,15-2,0) • 102

Електрична праска

(0,3-1,0) • 103

Пральна машина

(0,35-2,0) • 103

Електрична плитка

(6,0-8,0) • 102;

(1,0-1,2) • 103

Електропилосос

(0,1-1,2) • 103

Двигун трамвая

(45,0-50,0) • 103

Двигун електровоза

650 • 103

Електродвигун прокатного стану

(6,0-9,0) • 106

Більшість побутових приладів розраховано на напругу 220 В, але на різну силу струму. Отже, потужність споживачів електроенергії різна, тому й однакову роботу вони виконують за різний час.

З визначення потужності електричного струму випливає формула для підрахунку електричної енергії, або роботи А:

A = Pt,

де Р - потужність електричного струму; t - час проходження струму.

Робота електричного струму визначається добутком потужності електричного струму і часу споживання струму.

З формули для роботи випливає ще один вираз для одиниці роботи електричного струму:

1 Дж = 1 Вт • 1 с = 1 Вт • с.

Якщо електрична лампа потужністю 100 Вт світитиме впродовж 10 год, то робота електричного струму дорівнюватиме:

А = 100 Вт • 36 000 с = 3 600 000 Дж = 3600 кДж = 3,6 МДж.

Таке значення роботи електричного струму називають кіловат-годиною і позначають 1 кВт • год.

1 кВт • год = 3 600 000 Дж = 3600 кДж = 3,6 МДж.

Покази електричного лічильника, що вимірює спожиту приладами у квартирі електричну енергію (роботу електричного струму), виражено саме в кіловат-годинах.

Механічну роботу 3600 кДж людина може виконати, якщо, наприклад, мішок масою 50 кг підніме сходами на висоту понад 7 км. А на тепловій електростанції, щоб виробити 1 кВт • год, потрібно спалити всього 330 г вугілля.

У таблиці 13 наведено види робіт, на виконання кожної з яких затрачено 1 кВт • год енергії.

Таблиця 13

Одна кіловат-година електроенергії забезпечує виконання таких робіт

Продовження таблиці 13

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Чому поряд з поняттям «робота електричного струму» дуже важливе значення має поняття «потужність електричного струму»?
  • 2. Для визначення потужності електричного струму за допомогою закону Ома можна одержати три еквівалентні формули: Р = UI,

і Р = I2R. За яких умов для розв’язування задач зручніше користуватися однією із цих формул?

  • 3. Поясніть, чому зменшується потужність лампи розжарювання, коли її спіраль унаслідок випаровування стає тоншою.