Va rugam dezactivati programul ad block pentru a vizualiza pagina!

Cumpara abonament!
Plateste cu PayPal

Legea Joule a energiei electrice. Puterea şi randamentul. Efectul chimic.

Partajeaza in Google Classroom

Partajeaza cu Google Classroom
Susține Lectii-Virtuale!
Pentru a putea vizualiza un video va rugam sa va logati aici! Daca nu aveti cont va puteti inregistra apasand aici.
12 voturi 475 vizionari
Puncte: 10

Transcript



în cea de a 10-a lecții despre

curentul electric continuăm vom

discuta despre energia electrică

și legea Joule și apoi despre puterea

electrică începem cu energia electrică

lucru mecanic pentru transportul

sarcinii q printrun consumator

cu tensiunea la borne cu este egal

cu produsul dintre această sarcină

electrică și această tensiune bineînțeles

un transport de sarcină prin un

consumator este un curent electric

intensitatea acestui curent electric

e va fi raportul dintre sarcină

transportată și timpul în care

are loc această acesta în sport

de sarcină în concluzie putem scrie

mai departe acest lucru mecanic

ca fiind cu înmulțit cu q Care

este ordinea tot A deci uitate

lucru mecanic acest lucru mecanic

pentru transportul sarcinii q este

egal cu energia electrică transformată

de consumator în căldură disipată

Deci avem trei noțiuni căldură

disipată notată cu q Care este

egală cu energia electrică consumată

de către sursă pentru a efectua

acest lucru mecanic de transport

al sarcinii Toate aceste cantități

sunt egale Deci căldura disipată

este egală cu lucrul mecanic pentru

transportul sarcinii Care este

egală cu energia consumată de către

sursă pentru că sursa consumă energie

pentru acest transport de sarcină

această energie electrică se notează

cu w deci putem scrie ecuația generală

că căldura disipată este egală

cu produsul edel tate care poate

fi Rescrie sub forma 4-a Delta

t folosind legea lui ohm pentru

o porțiune de circuit care spune

că e este egal cu împărțitul această

lege importantă pentru căldura

disipată se numește legea jur legea

Joule energia electrică totală

dezvoltată de sursă pentru a produce

această căldură disipată pe consumator

va fi produsul dintre tensiunea

electromotoare muzică cu aceeași

intensitate a curentului și același

de el tot a folosind legea lui

ohm pentru întregul circuit care

spune că a este egal cu e în părți

la aer mare plus cel mic același

timp bineînțeles obținem că energia

electrică totală dezvoltată de

sursă va fier Mare puternic e patratel

tate puterea electrică e viteza

transformării energiei în căldură

în general din lecțiile de mecanică

mai exact din lac în lecțiile de

legi de conservare în mecanică

am văzut că puterea Era definită

ca variația energiei în unitatea

de timp Folosind notațiile pe care

le am făcut în cazul energiei electrice

putem scrie că este w împărțit

la deltat A deci putere definită

ca energia transformată în căldură

în unitatea de timp înlocuind ecuațiile

de mai sus în definiția putere

obținem că puterea pe o porțiune

de circuit adică pe porțiunea de

circuit Ce conține consumatorul

va fi egală cu ori sau R Mare ori

pătrat puterea totală pentru întregul

circuit va fi e ori sau aer Mare

puternic ori e pătrat Haideți să

vedem când această putere transferată

de către sursă consumatorului este

maxim Deci dorim să răspunde la

următoarea întrebare având o sursă

cu energia cu scuzați tensiunea

electromotoare e și rezistența

internă aer mic conectată la un

consumator cu rezistență R Mare

pentru ce valoare a acestei rezistențe

aer mare puterea consumată prin

consumator este maximă Aceasta

este întrebarea la care Încercăm

să răspund descriem ecuația pentru

putere după cum am văzut puterea

consumată pe rezistența iar pe

care dorim să o calculăm este erai

pătrat folosind cea de a doua lege

om sau legea ohm pentru întregul

circuit care spune că a este egal

cu e în părți la R plus R obținem

că puterea este înmulțit cu a pătrat

împărțit la aer Mare puternic la

pătrat definind prin x raportul

R Mare la mic putem scrie această

formulă pentru putere în felul

următor Pe ca funcție de x pentru

că am schimbat variabila de la

variabilă aer mare trecem la variabila

x este egal cu a pătrat împărțit

la aer înmulțit cu x împărțit la

x plus 1 la pătrat pentru a vedea

De ce se întâmplă asta am sărit

un pas aici Hai să le scrie explicit

în parte jos această paranteză

cu R mic pentru a obține acesta

port și atunci obțin R E pătrat

împărțit la păr mic pătrat înmulțit

cu x plus 1 la pătrat deci tot

ce am făcut am scos un amic în

afara paranteze care se poate scrie

ca e pătrat împărțit la un aer

mic Deci din acest 2 hermitian

acest produs Air orar folosesc

unul ca să împart ar mare și să

obțin x sus împărțit la x plus

1 la pătrat deci intradevar pe

dictare această valoare unde e

pătrată împărțit la R este o constantă

iar variabila noastră este această

funcție de care dorim să o maximiza

Deci dorim să maximiza raportul

x împărțit la x plus 1 la pătrat

acest grafic în acest grafic vedem

această funcție de x egal cu x

împărțit la x plus 1 la Pătrat

ca funcție de x unde reamintesc

x este R Mare împărțit la al mic

vedem că această funcție are un

maxim Evident De ce au valoare

maximă pentru x egal cu 1 deci

pe este maxim atunci când x ia

valoarea 1 dar x este egal cu aer

mare pe mic pentru x egal cu unu

observăm că această funcție are

valoarea 1 împărțit la 2 la pătrat

adică unul împărțit la 4 în care

este 0 25 Deci puterea maximă transferată

de generator unui consumator are

valoarea a pătrat împărțit la 4

R mic și se întâmplă când are loc

când rezistența Consumatorului

este egală cu rezistență internă

a generatorului Haide să discutăm

despre randamentul electric al

unui astfel de circuit sursă consumator

randamentul este definit în general

ca raportul dintre puterea utilă

și puterea consumată în cazul nostru

puterea utilă Este puterea transformată

în căldură în consumator de ce

este UE ia puterea consumat este

Puterea consumată de sursă pentru

a genera această căldură în consumator

de cinste e e în concluzie randamentul

va fi raportul dintre tensiunea

la bornele Consumatorului și tensiunea

electromotoare a sursei poate fi

scrisă ca raportul dintre aer mare

și el Mare puternic Haide să discutăm

un caz particular deranjamente

electrică important cel al liniilor

de transport a curentului electric

de ce această schemă vedem un consumator

cu rezistență R 1 și tensiunea

la borne 1 legat de o sursă cu

tensiunea la borne ca și comentariu

acest tu nu este egal cu e tensiunea

electromotoare pentru că este doar

tensiunea la borne de ce este tensiunea

externă a sursei tensiunea electromotoare

e este atât de sine externă cât

și cea internă diferența dintre

cele două este că în unu ținem

cont de factorul R mic e adică

rezistența internă a sursei înmulțită

cu intensitatea curentului revenind

Deci avem o sursă cu tensiunea

la borne umare conectată cu acest

cont consumator printrun fir conductor

foarte lung o linie de transport

care are o rezistență Deci nu mai

vorbim despre conductorii de azi

o linie de transport are o rezistență

randamentul bineînțeles va fi raportul

dintre puterea utilă adică puterea

pe care o folosim cea de pe consumator

împărțit la puterea furnizat Adică

ori dar nu nu este egal cu minus

r i acest produs rezistență a liniei

de transport înmulțită cu intensitatea

curentului se mai numește și cădere

de tensiune pentru că este tensiunea

pierdut am generator și am ajuns

în consumator cu 1 pierzând pierzând

acest an e de aceea randamentul

este foarte logic egal cu această

cantitate pe care imediat o putem

scrie ca fiind unul minus împărțit

la chipiu bineînțeles întotdeauna

ne propunem să maximiza acest randament

și vedem că o putem face în două

feluri ori scădem rezistența liniei

de transport acest lucru va duc

aminte rezistența este egală cu

rezistivitatea rog înmulțită cu

lungimea conductorului împărțită

la aria secțiunii transversale

deci el este fix El este lungimea

liniei de transport de obicei foarte

mare de ordinul a zecilor de kilometri

El este și el fixat în general

prin tipul de material pe care

îl folosim pentru construcția linie

de transport cupru exemplu este

cel mai folosit Deci principalul

fel în care putem scădea El este

creșterea secțiunii cablului de

acest lucru Ținând cont că lungimea

lui este foarte mare de ordinul

zecilor de kilometri este destul

de scump destul de costisitoare

Economic pentru a dubla sau tripla

secțiunea cablului de pe liniile

de transport ale curentului electric

de se poate face acest lucru dar

costă metoda mai ieftină și mai

la îndemână pentru a maximiza acest

randament a liniei de transport

este tensiune mare curent mic Deci

maximizarea acestui raport și atunci

Ups acesta este motivul pentru

care în liniile de curent avem

tensiuni de ordinul a zecilor de

kilovolți Deci zecilor de mii de

volți și curenți relativ mici aplicații

ale efectului termic sau ale legii

jul sunt foarte numeroase în casa

Dumneavoastră aveți multe exemple

de astfel de aparate electrocasnice

care folosesc căldura disipată

pe un consumator pentru a obține

diferite efecte dorite Spre exemplu

aici avem un aragaz electric mâncare

atât ochiurile cât și cuptorul

în cazul unui aragaz electric nu

pe gaz bineînțeles folosesc acest

efect termic apoi avem un reșou

electric becul folosește încălzirea

prin incandescență a filamentului

o un fierbător de apă și un fier

electric Toate aceste fier de calcat

toate aceste aparate folosesc legea

Joule pentru a funcționa ultimul

infect colateral al curentului

electric este efectul chimic în

speță vorbim despre electroliza

electrolitii sunt substanțe moleculare

ce se descompun în soluție sau

prin topire Adică când sunt dizolvate

întru solvent apă sau altfel vroiam

lichid sau prin topire se descompun

bine în Ion pozitiv care se numesc

cati ani și Ioni negativi care

se numesc anioni și astfel devin

conductoare de știi pic avem o

cuvă în care se introduce o soluție

un lichid în care se dizolvă o

substanță electrolitică și în care

moleculele apoi se vor rupem în

se vor separa în Ion pozitiv și

negativ e bineînțeles asta înseamnă

că dacă introducem niște electrozi

aici avem un electrod încărcat

negativ și un iod în Electro încărcat

pozitiv vom obține în soluție un

curent electric dar nu electronic

și ionic deci diferența de potențial

dintre cei doi electrozi Crează

în acest caz un curent ionic datorită

faptului că acești Ioni se vor

îndrepta către electrozii de sarcini

opuse lor vor fi atrași de experimental

se stabilește următoarea lege nu

înainte definiția electrolizei

Deci electroliza acest fenomen

de descompunere urmată de acumulare

la electrozi de ce electroliza

e acumularea Ion pozitiv și negativ

și obținut din electroliți la electrozi

datorită diferenței de potențial

după când spuneam experimental

se stabilește următoarea lege pentru

masa de electrolit de Ion depusă

la electrozi neutralizat acolo

pentru că Ioni odată ajunși pe

electrozi se vor neutraliza și

se vor depune Deci această masă

de pus este o constantă înmulțită

cu intensitatea curentului ionic

și muncită cu timpul de existență

de acțiune acestui curent ionic

Constanta ca este este dată de

următoarea formulă raportul dintre

masa atomică ionilor valența împărțită

la n valența ionilor și o constantă

f egală cu această valoare care

se numește Constanta lui Faraday

această lege este a fost descoperită

de către Faraday

Legea Joule a energiei electrice. Puterea și randamentul. Efectul chimic.Ascunde teorie X

Legea Joule. Energia electrică.

Într-un circuit electric:

Energia electrică disipată pe consumator este descrisă de relația:

W subscript e x t end subscript equals U I capital delta t

iar energia electrică consumată în întreg circuitul de relația:

W equals E I capital delta t equals open parentheses R plus r close parentheses I squared capital delta t

În rezistoare toată energia se disipă sub formă de căldură, lucru descoperit de Joule și descris de relația ce îi poartă numele:

Q equals U I capital delta t equals R I squared capital delta t

Puterea electrică

Puterea electrică a unei porțiuni de circuit este dată de relația:

P subscript e x t end subscript equals U I equals R I squared

iar a întregului circuit:

P subscript t o t end subscript equals E I equals open parentheses R plus r close parentheses I squared

Randamentul electric

Randamentul este dat de raportul dintre puterea utilă și puterea consumată, adică dintre puterea dezvoltată de consumator și puterea întregului circuit:

eta equals P subscript u t i l ă end subscript over P subscript c o n s u m a t ă end subscript equals fraction numerator U I over denominator E I end fraction equals fraction numerator R over denominator R plus r end fraction

Un consumator dezvoltă o putere maximă atunci când rezistența lui este egală cu rezistența internă a sursei (R = r) situație în care puterea este:

P subscript m a x end subscript equals fraction numerator E squared over denominator 4 r end fraction

Pentru a mări randamentul liniei de transport a curentului electric se mărește tensiunea electrică în detrimentul scăderii intensității acestuia.

Efectul chimic

Există subsatanțe care, atunci când sunt dizolvate într-o soluție sau sunt topite, se descompun în cationi (ioni pozitivi) și anioni (ioni negativi). Aceste substanțe se numesc electroliți. Electroliții conduc curentul electric, purtătorii de sarcină fiind ionii, de aceea curentul electric prin electroliți se numește curent ionic.

Electroliza este fenomenul de descompunere și depunere la electrozi (catod și anod) a unor substanțe cu ajutorul curentului elctric ce trece printr-un electrolit.

Legea lui Faraday, a elctrolizei, afirmă că masa de substanță depusă la unul din elctrozi este proporțională cu cantitatea de sarcină electrică ce străbate electrolitul și este descrisă de relația:

begin mathsize 12px style m equals K I capital delta t comma space u n d e space K equals fraction numerator A over denominator F n end fraction
k space minus space e c h i v a l e n t u l space e l e c t r o c h i m i c semicolon
I space minus space i n t e n s i t a t e a space c u r e n t u l u i space p r i n space e l e c t r o l i t semicolon
capital delta t space minus space i n t e r v a l u l space d e space t i m p semicolon
A space minus space m a s a space a t o m i c ă space s a u space m o l e c u l a r ă space a space i o n u l u i semicolon
n space minus space v a l e n ț a space i o n u l u i semicolon
F equals 96400 space C divided by e c h i v a l e n t space g r a m space minus space c o n s tan t a space F a r a d a y end style

 

Cumpara abonament
Plătește cu PayPal

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă suport în vederea pregătirii pentru Evaluare Națională și Bacalaureat la Matematică, Fizică și Chimie. Lecțiile noastre sunt alcătuite din filme și exerciții și probleme cu tot cu rezolvări. Platforma noastră este o soluție ideală pentru școala online. Pentru facilitarea activității profesorilor în cadrul ecosistemului GSuite de la Google am implementat butonul Google Classroom. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Ne propunem să facilităm accesul la conținut educațional de calitate mai ales elevilor cu venituri mai modeste care nu își pemit meditații particulare. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

Parteneri

EduApps partener Lectii Virtuale UiPath partener Lectii Virtuale CCD Galați partener Lectii Virtuale

2021 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate
Termeni   Despre   Contact   Confidenţialitate   Cariere Parteneri