§30. Робота і потужність електричного струму

Зміст

Що підраховує лічильник електроенергії?

Лічильник електроенергії здійснює пряме вимірювання роботи електричного струму, яку він виконує в колі.

Запропонуйте, як можна зменшити споживання електроенергії у вашому помешканні.

Для економії варто замінити лампи розжарювання на LED-лампи, які споживають значно меншу потужність, та не залишати прилади ввімкненими без потреби.

Який з приладів (електрочайник 2,2 кВт, духовку 2000 Вт, телевізор 0,045 кВт) споживатиме за однаковий час найбільше електроенергії, а який найменше?

Найбільше електроенергії споживає електрочайник ($2200\text{ Вт}$), а найменше — телевізор ($45\text{ Вт}$), оскільки споживання енергії за однаковий час прямо залежить від потужності приладу.

Перевірте себе

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

Електричний струм виконав більшу роботу в першій лампочці, оскільки час її роботи був у два рази довшим.

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

Дано:

• $n=12$
• $P_1=100\text{ Вт}$
• $t=15\text{ хв}=900\text{ с}$

Знайти:

$A-?$

Розв’язання:

$P=n\cdot P_1$

$P=12\cdot 100\text{ Вт}=1200\text{ Вт}$

$A=P\cdot t$

$A=1200\text{ Вт}\cdot 900\text{ с}=1080000\text{ Дж}$

Відповідь: можна заощадити $1080000\text{ Дж}$.

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:

• $t=3\text{ хв}=180\text{ с}$
• $I=1,2\text{ А}$
• $U=220\text{ В}$

Знайти:

$A-?$

Розв’язання:

$A=U\cdot I\cdot t$

$A=220\text{ В}\cdot 1,2\text{ А}\cdot 180\text{ с}=47520\text{ Дж}$

Відповідь: робота струму становить $47520\text{ Дж}$6.

4. На корпусі електропраски написано «220 В, 2600 Вт». Які величини позначено? Визначте силу струму та опір.

На корпусі позначено номінальну напругу та номінальну потужність приладу.

Дано:

• $U=220\text{ В}$
• $P=2600\text{ Вт}$

Знайти:

$I-?$, $R-?$

Розв’язання:

$I=\frac{P}{U}$

$I=\frac{2600\text{ Вт}}{220\text{ В}}\approx 11,8\text{ А}$

$R=\frac{U}{I}$

$R=\frac{220\text{ В}}{11,8\text{ А}}\approx 18,6\text{ Ом}$

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

5. Через спіраль нагрівника потужністю 600 Вт протікає струм 5 А. Визначте опір спіралі та заряд за 5 хв.

Дано:

• $P=600\text{ Вт}$
• $I=5\text{ А}$
• $t=5\text{ хв}=300\text{ с}$

Знайти:

$R-?$, $q-?$

Розв’язання:

$R=\frac{P}{I^2}$

$R=\frac{600\text{ Вт}}{(5\text{ А}{)}^2}=24\text{ Ом}$

$q=I\cdot t$

$q=5\text{ А}\cdot 300\text{ с}=1500\text{ Кл}$

Відповідь: $R=24\text{ Ом}$, $q=1500\text{ Кл}$

6. Визначте кількість спожитої електроенергії за показниками (3415 та 3565 кВт·год) та її вартість за тарифу 4,32 грн.

Дано:

• $A_1=3415\text{ кВт}\cdot \text{ год}$
• $A_2=3565\text{ кВт}\cdot \text{ год}$
• $\text{Тариф}=4,32\text{ грн/кВт}\cdot \text{ год}$

Знайти:

$A-?$, $\text{Вартість}-?$

Розв’язання:

$A=A_2-A_1$

$A=3565-3415=150\text{ кВт}\cdot \text{ год}$

$\text{Вартість}=A\cdot \text{Тариф}$

$\text{Вартість}=150\cdot 4,32=648\text{ грн}$

Відповідь: спожито $150\text{ кВт}\cdot \text{ год}$, вартість — $648\text{ грн}$.