В обыденной жизни часто нам приходится поменять электрические лампочки в люстрах либо настольных лампах. При всем этом появляется вопрос: какую лампочку избрать? Как понятно, лампочки различаются не только лишь по собственному внешнему облику и устройству, но и по такому принципиальному параметру, как мощность.
МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Действие тока характеризуется не только лишь работой, но и мощностью. Из курса физики 7 класса вы понимаете, что мощность равна отношению совершённой работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. Мощность в механике принято обозначать буковкой N, электрическая мощность обозначается буковкой Р. По аналогии с механикой электрическая мощность — это физическая величина, характеризующая быстроту совершения работы электрическим током: P = A/t
Но работа тока равна произведению напряжения на силу тока и на время его протекания: А = Ult. Потому мощность тока равна:
Таким макаром, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока в цепи:
Р = UI. (1)
ЕДИНИЦЫ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
За единицу мощности принят ватт (1 Вт): 1 Вт = 1 В • 1 А.
Зная мощность электрического тока, просто найти работу тока за данный промежуток времени: А = Pt.
Единицей работы электрического тока является джоуль (1 Дж): 1 Дж = 1 Вт • 1 с.
Эту единицу работы неловко применять на практике, так как работа тока совершается в течение долгого времени (несколько часов и поболее). Потому нередко применяется внесистемная единица работы: ватт-час (Вт • ч) либо киловатт-час (кВт • ч):
ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ ОТ Метода ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТОКА
Мы знаем, что для настольной лампы в большинстве случаев применяются лампочки 25—60 Вт, так как они дают довольно света при включении в сеть, а лампы мощностью 150—200 Вт применяют для освещения огромных пространств, подъездов, улиц.
Но всегда ли лампочка большей мощности будет пылать ярче лампы, имеющей наименьшую мощность? Для ответа на поставленный вопрос решим следующую задачку. Пусть имеются две лампочки, рассчитанные на напряжение не больше чем 6 В, но различающиеся по мощности (одна лампочка имеет мощность 3 Вт, а другая — 1,8 Вт). Какая из ламп будет пылать более ярко при их включении в цепь 2-мя методами — параллельно и последовательно? Напряжение источника тока в цепи равно в обоих случаях 6 В.
Обозначим мощность первой лампочки (номинальная мощность) Р1ном = 3 Вт, а мощность 2-ой лампочки P2ном = 1,8 Вт. Чем разъяснить, что лампочка в 1,8 Вт при последовательном соединение пылает ярче лампы в 3 Вт?
Из формулы (1) с учётом закона Ома несложно получить другое выражение для мощности:
Р = U2/R (2)
Из формулы (2) находим сопротивление каждой лампочки: R1 = 12 Ом, R2 = 20 Ом. При последовательном соединении ламп сила тока, протекающего через них, одинакова: I1 = I2 = I. Потому термическая мощность каждой лампы будет хорошей от номинальной: Р1 = l 2 R1, Р2 = l 2 R2.
Так как R2 > R1 то Р2 > Р1, т. е. лампа, рассчитанная на мощность 1,8 Вт, будет пылать ярче, чем лампа, рассчитанная на мощность 3 Вт.
При параллельном соединении ламп наблюдается другая картина. В данном случае напряжение на каждой из ламп идиентично: U1 = U2 = U. При всем этом расчёт мощности необходимо проводить по формуле (2). Отсюда следует, что лампа, рассчитанная на мощность 3 Вт, будет пылать ярче лампы, рассчитанной на мощность 1,8 Вт.
Атмосферные электрические заряды (молнии) могут иметь напряжение до 1 млрд вольт, а сила тока молнии может достигать 200 тыщ ампер. Время существования молнии оценивается от 0,1 до 1 с. Температура добивается б—10 тыщ градусов Цельсия.
Нетрудно посчитать, что мощность молнии при таких критериях равна 200 ГВт, а выделяемая энергия составляет около 200 ГДж.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Мощность электрического тока».
Сила тока насыщения формула
Вольт-амперная черта фотоэлемента – зависимость фототока I, образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света, от напряжения U между электродами.
Вольт-амперная черта, соответственная двум разным освещенностям катода( частота света в обоих случаях одинакова), приведена на рисунке выше. По мере роста U фототок равномерно растет, т.е. все большее число фотоэлектронов добивается анода. Пологий нрав кривых указывает, что электроны вылетают из катода с разными скоростями. Наибольшее значение тока – фототок насыщения – определяется таким значением U, при котором все электроны, испускаемые катодом, добиваются анода:
Где n – число электронов, испускаемых катодом за 1 с.
Из вольт-амперной свойства следует, что при U = 0 фототок не исчезает. Поэтому, электроны, выбитые светом из катода, владеют некоторой исходной скоростью v, а означает, и хорошей от нуля кинетической энергией и могут добиться анода без наружного поля. Для того дабы фототок стал равным пулю, нужно приложить задерживающее напряжение U . При U = U ни один из электронов, даже владеющий при вылете из катода наибольшей скоростью vmax, не может преодолеть задерживающего поля и добиться анода. Поэтому,
Т.е., измерив задерживающее напряжение U , можно найти наибольшие значения скорости кинетической энергии фотоэлектронов.
Экспериментально показано, что задерживающий потенциал находится в зависимости от частоты света, которым облучают катод фотоэлемента, и не находится в зависимости от величины падающего светового потока. При увеличении частоты облучающего света задерживающий потенциал увеличивается
Зависимость силы фототока от приложенной разности потенциалов при освещении катода светом различной частоты при одинаковом числе вырванных электронов (v2> v1> v )
На опыте найдено, что кинетическая энергия вырываемых светом электронов зависит только от частоты падающего света и не находится в зависимости от величины светового потока. Если частота света меньше определенной для данного вещества малой частоты v , то фотоэффекта не происходит. Частоту v именуют красной границей фотоэффекта. Задерживающий потенциал, соответственный красной границе фотоэффекта, равен нулю.
Лаконичный результат: фототок насыщения зависит только от интенсивности, а запирающее напряжение U находится в зависимости от кинетической энергии вырываемых светом электронов, в свою очередь кинетическая энергия зависит только от частоты света.
47. Работа выхода при наружном фотоэффекте, красноватая граница фотоэффекта.
По Эйнштейну, каждый квант поглощается только одним электроном. Потому число вырванных фотоэлектронов должно быть пропорционально интенсивности света (I закон фотоэффекта). Безынерционность фотоэффекта разъясняется тем, что передача энергии при столкновении фотона с электроном происходит практически одномоментно.
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии . По закону сохранения энергии,
Читайте также: Файл msi не запускается
(1)
Уравнение (1) именуется уравнением Эйнштейна для наружного фотоэффекта.
Уравнение Эйнштейна позволяет разъяснить II и III законы фотоэффекта. Из (1) конкретно следует, что наибольшая кинетическая энергия фотоэлектрона линейно вырастает с повышением частоты падающего излучения и не находится в зависимости от его интенсивности (числа фотонов), так как ни A, ни v от интенсивности света не зависят (II закон фотоэффекта). Так как с уменьшением частоты света кинетическая энергия фотоэлектронов миниатюризируется (для данного металла А=const), то при некоторой довольно малой частоте v = v кинетическая энергия фотоэлектронов станет равной нулю и фотоэффект закончится (III закон фотоэффекта). Согласно изложенному, из (1) получим, что
(2)
и есть красноватая граница фотоэффекта для данного металла. Она зависит только от работы выхода электрона, т.е. от хим природы вещества и состояния его поверхности. Выражение (1) можно записать в виде
Вольт-амперная черта фотоэлемента – зависимость фототока I, образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света, от напряжения U между электродами.
Вольт-амперная черта, соответственная двум разным освещенностям катода( частота света в обоих случаях одинакова), приведена на рисунке выше. По мере роста U фототок равномерно увеличивается, т.е. все большее число фотоэлектронов добивается анода. Пологий нрав кривых указывает, что электроны вылетают из катода с разными скоростями. Наибольшее значение тока – фототок насыщения – определяется таким значением U, при котором все электроны, испускаемые катодом, добиваются анода:
Где n – число электронов, испускаемых катодом за 1 с.
Из вольт-амперной свойства следует, что при U = 0 фототок не исчезает. Поэтому, электроны, выбитые светом из катода, владеют некоторой исходной скоростью v, а означает, и хорошей от нуля кинетической энергией и могут добиться анода без наружного поля. Для того дабы фототок стал равным пулю, нужно приложить задерживающее напряжение U . При U = U ни один из электронов, даже владеющий при вылете из катода наибольшей скоростью vmax, не может преодолеть задерживающего поля и добиться анода. Поэтому,
Т.е., измерив задерживающее напряжение U , можно найти наибольшие значения скорости кинетической энергии фотоэлектронов.
Экспериментально показано, что задерживающий потенциал находится в зависимости от частоты света, которым облучают катод фотоэлемента, и не находится в зависимости от величины падающего светового потока. При увеличении частоты облучающего света задерживающий потенциал растет
Зависимость силы фототока от приложенной разности потенциалов при освещении катода светом различной частоты при одинаковом числе вырванных электронов (v2> v1> v )
Читайте также: Рофлишь что это означает
На опыте найдено, что кинетическая энергия вырываемых светом электронов зависит только от частоты падающего света и не находится в зависимости от величины светового потока. Если частота света меньше определенной для данного вещества малой частоты v , то фотоэффекта не происходит. Частоту v именуют красной границей фотоэффекта. Задерживающий потенциал, соответственный красной границе фотоэффекта, равен нулю.
Лаконичный результат: фототок насыщения зависит только от интенсивности, а запирающее напряжение U находится в зависимости от кинетической энергии вырываемых светом электронов, в свою очередь кинетическая энергия зависит только от частоты света.
47. Работа выхода при наружном фотоэффекте, красноватая граница фотоэффекта.
По Эйнштейну, каждый квант поглощается только одним электроном. Потому число вырванных фотоэлектронов должно быть пропорционально интенсивности света (I закон фотоэффекта). Безынерционность фотоэффекта разъясняется тем, что передача энергии при столкновении фотона с электроном происходит практически одномоментно.
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии . По закону сохранения энергии,
(1)
Уравнение (1) именуется уравнением Эйнштейна для наружного фотоэффекта.
Уравнение Эйнштейна позволяет разъяснить II и III законы фотоэффекта. Из (1) конкретно следует, что наибольшая кинетическая энергия фотоэлектрона линейно вырастает с повышением частоты падающего излучения и не находится в зависимости от его интенсивности (числа фотонов), так как ни A, ни v от интенсивности света не зависят (II закон фотоэффекта). Так как с уменьшением частоты света кинетическая энергия фотоэлектронов миниатюризируется (для данного металла А=const), то при некоторой довольно малой частоте v = v кинетическая энергия фотоэлектронов станет равной нулю и фотоэффект закончится (III закон фотоэффекта). Согласно изложенному, из (1) получим, что
(2)
и есть красноватая граница фотоэффекта для данного металла. Она зависит только от работы выхода электрона, т.е. от хим природы вещества и состояния его поверхности. Выражение (1) можно записать в виде
Сила – ток – насыщение
Сила тока насыщения , как видно из формулы, численно равна заряду ионов 1-го знака, образующемуся иод действием ионизатора между обкладками конденсатора за единицу времени. [1]
Сила тока насыщения оказалась строго пропорциональной световому сгустку. [2]
Сила тока насыщения равна заряду ионов, образуемых ионизатором в секунду в объеме газоразрядной трубки. [3]
Отыскать силу тока насыщения между пластинами конденсатора, если под действием ионизатора в каждом кубическом сантиметре места между пластинами конденсатора появляется я 108 пар ионов, любой из которых несет один простый заряд. [4]
Читайте также: Самый наилучший вид спорта для самообороны
Отыскать силу тока насыщения в ионизационной камере, площадь электродов которой 100 см2, а расстояние между ними 6 2 см. Ионизатор образует в 1 см3 камеры раз в секунду 109 одновалентных ионов каждого знака. [5]
Означает, сила тока насыщения / NSdq, где q – заряд 1-го иона. [6]
Как поменяется сила тока насыщения , если при постоянном действии ионизатора сблизить пластинки. [7]
Таким макаром, сила тока насыщения очень сильно находится в зависимости от работы выхода и температуры, так как эти величины входят в экспоненту. Сразу лучше, дабы их работа выхода была как можно меньше. К примеру, незапятнанный вольфрам, работа выхода которого 4 5 эВ, должен эксплуатироваться при температуре 2500 К. Потом катод активизируется при пропускании через него термоионного тока при температуре катода около 1300 К. В итоге появляется моноатомный слой щелочноземельных атомов, существенно понижающий работу выхода. К примеру, бариево-стронци-евые оксидные катоды имеют работу выхода около 1 8 эВ, по этому значимые токи удается получить уже при температуре около 1100 К. Слой бариево-стронциевого окисла наносится обычно на никелевую трубку, снутри которой в качестве нагревателя применяется вольфрамовая нить. Такая конструкция имеет дополнительное преимущество по сопоставлению с внедрением нагретой вольфрамовой нити в качестве катода, так как в последнем случае вдоль нити появляется существенное падение потенциала и ее поверхность не будет эквипотенциальной. В оксидном катоде слой окислов является эквипотенциальной поверхностью, что улучшает очень значительно условия работы катода в целом. [8]
При изменении интенсивности света сила тока насыщения / н также меняется, но, как проявили опыты, задерживающее напряжение U3 остается постоянным. Исходя из убеждений волновых представлений о свете данный факт необъясним. Ведь чем больше интенсивность света, тем огромные силы действуют на электроны в освещенном металле и тем большая энергия должна, казалось бы, передаваться светом электронам. [9]
С повышением температуры катода сила тока насыщения стремительно растет. [10]
Опыты демонстрируют, что сила тока насыщения увеличивается очень стремительно с повышением температуры катода. [12]
Опыты проявили, что п Ж и сила тока насыщения очень стремительно растут с повышением температуры катода. [13]
На основании произнесенного можно считать, что сила тока насыщения / н численно равна заряду всех электронов, испускаемых в единицу времени данным катодом при данной температуре. [15]
