· Ілля Добрий · ГДЗ · 3 хв. читати

§30. Робота і потужність електричного струму

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

1. Допоможіть мамі Матвія дати відповідь на запитання: «Що підраховує лічильник електроенергії?»

Лічильник електроенергії підраховує роботу електричного струму, яка була виконана для живлення всіх увімкнених у приміщенні приладів. Вона вимірюється в кіловат-годинах і фактично є кількістю спожитої електричної енергії.

2. Запропонуйте, як можна зменшити споживання електроенергії у вашому помешканні.

Для зменшення споживання електроенергії варто замінити звичайні лампи розжарювання на сучасні LED-лампи, оскільки вони споживають значно меншу потужність при тому ж рівні освітлення. Також важливо вимикати електроприлади, коли вони не використовуються, та обирати техніку з високим класом енергоефективності.

1. Потужність електрочайника становить 2,2 кВт, електричної духовки — 2000 Вт, телевізора — 0,045 кВт. Який з приладів споживатиме за однаковий час найбільше електроенергії, а який найменше? Відповідь обґрунтуйте.

За умови однакового часу роботи tt споживання енергії залежить тільки від потужності приладів. Порівняємо потужності:

2200 Вт>2000 Вт>45 Вт2200 \text{ Вт} > 2000 \text{ Вт} > 45 \text{ Вт}

Отже:

P1>P2>P3P_{1} > P_{2} > P_{3}

Звідси випливає, що робота струму також буде розподілена відповідно:

A1>A2>A3A_{1} > A_{2} > A_{3}

Відповідь: найбільше енергії споживає електрочайник (P=2200 ВтP = 2200 \text{ Вт}), найменше — телевізор (P=45 ВтP = 45 \text{ Вт}).

🔄 Перевірте себе

1. В електричне коло увімкнули дві однакові лампочки, розраховані на напругу 4 В. Одна лампочка світила 2 хв, інша — 1 хв. У якій із лампочок електричний струм виконав більшу роботу?

Робота електричного струму визначається за формулою A=U⋅I⋅t. Оскільки лампочки однакові та розраховані на одну напругу, сила струму в них однакова. Тому робота струму прямо пропорційна часу його проходження: у першій лампочці, яка світила 2 хв, робота струму буде у 2 рази більшою, ніж у другій.

2. Скільки електроенергії можна заощадити за час перерви (15 хв) у вашому класі, якщо його освітлюють дванадцятьма лампочками потужністю 100 Вт кожна?

Дано:

n=12n = 12
P1=100 ВтP_1 = 100 \text{ Вт}
t=15 хв=900 сt = 15 \text{ хв} = 900 \text{ с}

Знайти:

A−?A - ?

Розв’язок:

Спочатку визначимо загальну потужність усіх лампочок у класі:

P=n⋅P1=12⋅100 Вт=1200 ВтP = n \cdot P_1 = 12 \cdot 100 \text{ Вт} = 1200 \text{ Вт}

Робота електричного струму, яка дорівнює зекономленій енергії, обчислюється за формулою:

A=P⋅t=1200 Вт⋅900 с=1 080 000 ДжA = P \cdot t = 1200 \text{ Вт} \cdot 900 \text{ с} = 1\,080\,000 \text{ Дж}

Відповідь: за час перерви можна заощадити 1 080 000 Дж1\,080\,000 \text{ Дж} електроенергії.

3. Визначте роботу, яку виконує електричний струм в електродвигуні міксера за 3 хв під час приготування молочного коктейлю, якщо сила струму в колі 1,2 А, а напруга 220 В.

Дано:

t=3 хв=180 сt = 3 \text{ хв} = 180 \text{ с}
I=1,2 АI = 1,2 \text{ А}
U=220 ВU = 220 \text{ В}

Знайти:

A−?A - ?

Розв’язок:

Робота струму визначається за формулою:

A=U⋅I⋅tA = U \cdot I \cdot t
A=220 В⋅1,2 А⋅180 с=47520 ДжA = 220 \text{ В} \cdot 1,2 \text{ А} \cdot 180 \text{ с} = 47520 \text{ Дж}

Відповідь: робота струму становить 47520 Дж47520 \text{ Дж}

4. На корпусі електропраски написано «220 В, 2600 Вт». Які величини позначено? Визначте силу струму в нагрівальному елементі та його опір під час вмикання праски на передбачену напругу.

Дано:

U=220 ВU = 220 \text{ В}
P=2600 ВтP = 2600 \text{ Вт}

Знайти:

I−?I - ?
R−?R - ?

Розв’язок:

Силу струму знайдемо з формули потужності:

P=U⋅I  ⟹  I=PUP = U \cdot I \implies I = \dfrac{P}{U}

I=2600 Вт220 В≈11,8 АI = \dfrac{2600 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} \approx 11,8 \text{ А}

Опір знайдемо за законом Ома:

R=UIR = \dfrac{U}{I}

R=220 В11,82 А≈18,6 ОмR = \dfrac{220 \text{ В}}{11,82 \text{ А}} \approx 18,6 \text{ Ом}

Відповідь: I≈11,8 АI \approx 11,8 \text{ А}, R≈18,6 ОмR \approx 18,6 \text{ Ом}.

5. Через спіраль нагрівника потужністю 600 Вт протікає струм 5 А. Визначте опір спіралі та заряд, який проходить через поперечний переріз спіралі за 5 хв.

Дано:

P=600 ВтP = 600 \text{ Вт}
I=5 АI = 5 \text{ А}
t=5 хв=300 сt = 5 \text{ хв} = 300 \text{ с}

Знайти:

R−?R - ?
q−?q - ?

Розв’язок:

Використовуємо формулу потужності через опір:

P=I2⋅R  ⟹  R=PI2P = I^2 \cdot R \implies R = \dfrac{P}{I^2}

R=600 Вт(5 А)2=60025=24 ОмR = \dfrac{600 \text{ Вт}}{(5 \text{ А})^2} = \dfrac{600}{25} = 24 \text{ Ом}

Заряд знайдемо за формулою сили струму:

q=I⋅tq = I \cdot t
q=5 А⋅300 с=1500 Клq = 5 \text{ А} \cdot 300 \text{ с} = 1500 \text{ Кл}

Відповідь: R=24 ОмR = 24 \text{ Ом}, q=1500 Клq = 1500 \text{ Кл}.

6. За показниками електролічильника (попередній становить 003415 кВт · год, останній — 003565 кВт · год) визначте кількість спожитої електроенергії та її вартість за тарифу 4,32 грн за 1 кВт · год.

Дано:

E1=3415 кВт⋅годE_1 = 3415 \text{ кВт} \cdot \text{год}
E2=3565 кВт⋅годE_2 = 3565 \text{ кВт} \cdot \text{год}
Тариф=4,32 грн/кВт⋅год\text{Тариф} = 4,32 \text{ грн/кВт} \cdot \text{год}

Знайти:

ΔE−?\Delta E - ?
Вартість−?\text{Вартість} - ?

Розв’язок:

Кількість спожитої енергії:

ΔE=E2−E1\Delta E = E_2 - E_1
ΔE=3565−3415=150 кВт⋅год\Delta E = 3565 - 3415 = 150 \text{ кВт} \cdot \text{год}

Вартість спожитої енергії:

Вартість=ΔE⋅Тариф\text{Вартість} = \Delta E \cdot \text{Тариф}
Вартість=150⋅4,32=648 грн\text{Вартість} = 150 \cdot 4,32 = 648 \text{ грн}

Відповідь: спожито 150 кВт⋅год150 \text{ кВт} \cdot \text{год}, вартість становить 648 грн648 \text{ грн}

Поширити:

Оцініть матеріал

Натисніть на зірку для оцінки:

Коментарі

Залишити відповідь:

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься

Назад