Rad i snaga električne struje

Rad

W = UQ = UIt W = UIt = IRIt W = I2Rt Rt R

U2

2

tR

UW

2

Električna energija

Snaga

t

WP

R

UP

2

P = UI P = I2R

Primjer: Grijalo priključeno na napon 220 V ima snagu 800 W. a) Koliki je otpor grijala? b) Kolika je jakost struje kroz grijalo? c) Kolika je korisnost grijala ako se na njemu ugrije 3 litre vode od 10 oC do 100 oC za 45 minuta. Specifični toplinski kapacitet vode je 4,19103 J kg-1(oC)-1.

Rješenje:

U = 220 V

P = 800 V

a) R = ? 2

R

UP

P

UR

2

800W

V)220( 2

R = 60,5

b) I = ? P = UIU

PI

V 220

W800 I = 3,64 A

c)

V = 3 lt1 = 10 oCt2 = 100 oC

= ?

2700s800W

C)10-C100(C)(kg 4190Jkg3 oo-1o-1

Pt

ttmc )( 12 = 0,52

= 52 %

t = 45 min = 2700 s

, m = 3 kg

Zadatak 1: Električna lokomotiva vozi brzinom 36 km h-1 i pritom razvija silu 4 500 N. Kolika je jakost struje kroz motor, ako je priključen na napon 500 V, a korisnost je 90 %?

Rješenje:

v = 36 km h-1

F = 4500 NU = 500 V = 90 % = 0,90 %

= 10 m s-1

I = ?

u

i

P

P

UI

Fv

U

FvI

V 5000,90

s m 10N 4500 -1

I = 100 A

Zadatak 2: Struja jakosti 10 A prolazi bakrenom žicom duljine 1 m i površine presjeka 0,1mm2. Koliko se topline oslobodi u žici svake sekunde? Električna otpornost bakra je 0,017210-6 m.

Rješenje:

I = 10 Al = 1 mS = 0,1 mm2 = 0,110-6 m2

t = 1 s

Q = ?

Q = W = I2RtS

lR

tS

lIQ 2 s 1

m 100,1

m 1m 100172,0)A 10(

6-62

Q = 17,2 J

= 0,017210-6 m

Zadatak 3: Na akumulatoru automobila napona 12 V stoji i podatak 50 A h.

c) Kada se akumulator isprazni punimo ga ispravljačem snage 300 W. Koliko najmanje vremena se puni akumulator uz pretpostavku da je struja punjenja stalna?

a) Koja je fizička veličina iskazana A h i koliko ona iznosi kada se iskaže SI jedinicom?

Količina naboja.

Q = 50 A h = 50 A3600 s = 180000 C

b) Kolika je energija akumulirana u akumulatoru?

Q = 180 kC

W = UQ = 12 V180000 C = 2160000 J W = 2,16 MJ

t

WP

P

Wt

W300

J 2160000 = 7200 s t = 2 h