Що таке електрична енергія?

Напруга та струм — це два основні параметри електричного кола. Однак, лише напруга та струм недостатні для вираження поведінки елемента електричного кола. Ми в суті повинні знати, скільки електричної потужності може обробити елемент кола. Всі ми бачили, що 60-ваттова електрична лампа дає менше світла, ніж 100-ваттова електрична лампа. Коли ми платимо за споживання електроенергії, ми насправді оплачуємо електричну потужність за певний період часу. Таким чином, розрахунок електричної потужності досить важливий для аналізу електричного кола або мережі.

Припустимо, елемент поставляє або споживає енергію dw джоулів протягом dt секунди, тоді потужність елемента можна представити як,

Цей вираз також можна переписати як,

Отже, оскільки вираз напруги та струму у рівнянні є моментальним, потужність також є моментальною. Виражена потужність змінюється з часом.

Таким чином, потужність елемента кола — це добуток напруги на елементі та струму через нього.

Як ми вже зазначали, елемент кола може або поглинаючи, або надавати потужність. Ми представляємо поглинання потужності, додаючи позитивний знак (+) до виразу потужності. Аналогічно, ми додаємо негативний знак (-), коли представляємо потужність, надану елементом кола.

Пасивна конвенція знаків

Існує просте зв'язку між напрямком струму, полярністю напруги та знаком потужності елемента кола. Ми називаємо це просте зв'язку пасивною конвенцією знаків. Коли струм входить в елемент через його термінал з позитивною полярністю напруги, ми додаємо позитивний знак (+) перед добутком напруги та струму. Це означає, що елемент поглинає або споживає потужність з електричного кола. Навпаки, коли струм через елемент залишає його термінал з позитивною полярністю напруги, ми додаємо негативний знак (-) перед добутком напруги та струму. Це означає, що елемент надає або поставляє потужність в електричне коло.

Розглянемо резистор, підключений до двох кінцевих точок кола. Хоча решта кола не показана на цьому малюнку. Полярність падіння напруги на резисторі та напрямок струму через резистор показані на малюнку нижче. Резистор споживає потужність vi ватт, оскільки струм i ампер входить в резистор через його позитивний бік падіння напруги v вольт, як показано.

Розглянемо батарею, підключену до двох кінцевих точок кола. Хоча решта кола не показана на цьому малюнку. Полярність падіння напруги на батареї та напрямок струму через батарею показані на малюнку нижче. Батарея надає потужність vi ватт, оскільки струм i ампер входить в батарею напругою v вольт через її позитивний термінал, як показано.

Джерело: Electrical4u

Заява: Поважайте оригінал, добрі статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, зверніться для видалення.